CN112279619A - 一种具有耐火保温功能的玻镁板及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有耐火保温功能的玻镁板及其制备方法，所述耐火保温功能的玻镁板包括如下重量份数原料：20‑30份轻烧氧化镁、20‑30份六水氯化镁、20‑30份高岭土、10‑20份滑石、0.1‑0.5份抗水改性剂、1.2‑2份激发剂，玻镁板在制备过程中，存在复杂的镁基体系MgO‑Al2O3‑SiO2，这些新的晶相的形成提供了足够的力学支撑；其中高岭土和滑石最后加入，含硅质的滑石对于玻镁板的耐火保温性能具有决定性的影响；改善了原有玻镁板的一些缺点，使内部晶体结构更加致密，使得所制备的板材具有抗折强度、抗冲击强度优良，导热系数较低，具有隔热保温的效果，且耐火时间长等优点。

Description

一种具有耐火保温功能的玻镁板及其制备方法
技术领域
本发明属于建筑装饰材料的制备领域，具体是涉及一种具有耐火保温功能的玻镁板及其制备方法。
背景技术
玻镁板是以镁成型剂、玻璃纤维网格布、填料等为原料，经机械滚压而成的一种装饰材料，主要用于室内非承重墙和吊顶，以及用于各类装饰板的基板。玻镁板是可以通过锯、刨、钉等加工工艺，制成各种装饰作品的结构，通过面饰乳胶漆、壁纸、陶瓷墙砖做装饰，完成装饰工程。玻镁板可以广泛进行家具基板、防火门、卫浴隔断、石材复合、装饰板、雕刻装饰、承重板材、包装、工业设备隔热板、人造石复合底板、电器耐热面板、建筑模板、空调风管基材等，是多功能性的无机防火防水板材，它具有突出的防火性能，耐火极限可达到1-4h，具有优于各类人造板材的综合性能。
现有技术中的玻镁板通常是以氧化镁和氯化镁为成型剂，为了使镁充分、快速凝结，氯化镁的含量不能太低，否则达不到使镁充分、快速凝结的目的。不但如此，现有技术中的玻镁板在抗折强度、抗冲击强度、干缩率、湿胀率、握螺钉力、不燃性等方面都很难同时达到国家或行业标准要求，以致于限制了玻镁板在实际生产中的使用。因此，建筑装饰材料行业需要一种耐火功能、保温性能优异玻镁板。
本发明旨在提供一种具有耐火保温功能的玻镁板及其制备方法，其通过对原料组分配比的优化，可以制得抗折强度、抗冲击强度优良，导热系数较低，具有隔热保温的效果，且耐火时间长等优点的玻镁板，具有很好的市场前景。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有耐火保温功能的玻镁板及其制备方法，通过第一步反应MgCl2·6H2O+3MgO+4H2O→MgO·MgCl2·10H2O混合形成的镁水泥，然后加入滑石混合加热搅拌使其反应形成MgO-Al2O3-SiO2镁基体系，这些新的晶相的形成提供了足够的力学支撑，使得制备的玻镁板不仅满足耐火保温的性能，而且具有良好的力学性能；得到一种具有抗折强度、抗冲击强度优良，导热系数较低，具有隔热保温的效果，且耐火时间长的玻镁板，适用于房屋的装修，其耐火度高，热导率小，能减轻炉墙厚度、缩短烧成时间、降低燃料消耗、提高热效率、降低成本。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种具有耐火保温功能的玻镁板，由以下重量份数的原料制成：20-30份轻烧氧化镁、20-30份六水氯化镁、20-30份高岭土、10-20份滑石、0.1-0.5份抗水改性剂、1.2-2份激发剂；
该耐火保温功能的玻镁板由如下步骤制成：
第一步、将轻烧氧化镁、高岭土、抗水改性剂加入搅拌机中混合均匀，经过磨粉机磨粉得到第一混合料；
第二步、将六水氯化镁与水按照1:55比例混合，30-40℃搅拌5-10分钟后，加入第一混合料，升温至50-60℃，800-1000r/min速度高速搅拌20-30分钟，静置冷却至室温，得到粘稠状第二混合料；
轻烧氧化镁、高岭土、抗水改性剂加入搅拌机中混合均匀后与六水氯化镁进行的化学反应如下：
MgCl2·6H2O+3MgO+4H2O→MgO·MgCl2·10H2O
第三步、将滑石经过磨粉机磨粉，再加入第二混合料，升温至70-80℃， 800-1000r/min速度高速搅拌20-30分钟，静置冷却至室温，得到粘稠状第三混合料；此步骤滑石中含有的3MgO·4SiO2·H2O，Al2O3与MgO·MgCl2·10H2O反应产生镁基MgO-Al2O3-SiO2；
第四步、将粘稠状第三混合料倒入模具中，模具底部铺设有一层无纺布，在上面铺设一层中碱性玻纤布，送入成型机中辊压成型，辊压成型的温度为 35-45℃，压力为10-15Mpa，在模具顶部再铺设一层无纺布；
第五步、成型的板材放在常温下自然晾干，再经养护10-20小时后脱模，按照尺寸切割、裁边得到该玻镁板。
进一步地，所述轻烧氧化镁应为JC/T449规定的一等品以上的要求，所述六水氯化镁应符合JC/T449附录A的规定，所述滑石是一种含有硅质的矿物质，其中硅质的含量达到30份以上，品质达到国家2级灰以上。
进一步地，所述抗水改性剂为乙烯化苯酚、碳酸锆铵、二甲基二烯丙基氯化铵中的一种或几种的组合。
进一步地，所述激发剂为硫酸钠，氯化钙和氢氧化钙中的一种或几种组合。
进一步地，板玻镁板中存在镁基体系，所述的镁基体系为MgO-Al2O3-SiO2。
进一步地，养护后脱模环节中的养护室中的温度为38-42℃。
一种具有耐火保温功能的玻镁板制备方法，包括如下步骤：
第一步、将轻烧氧化镁、高岭土、抗水改性剂加入搅拌机中混合均匀，经过磨粉机磨粉得到第一混合料；
第二步、将六水氯化镁与水按照1:55比例混合，30-40℃搅拌5-10分钟后，加入第一混合料，升温至50-60℃，800-1000r/min速度高速搅拌20-30分钟，静置冷却至室温，得到粘稠状第二混合料；
第三步、将滑石经过磨粉机磨粉，再加入第二混合料，升温至70-80℃，800-1000r/min速度高速搅拌20-30分钟，静置冷却至室温，得到粘稠状第三混合料；
第四步、将粘稠状第三混合料倒入模具中，模具底部铺设有一层无纺布，在上面铺设一层中碱性玻纤布，送入成型机中辊压成型，辊压成型的温度为 35-45℃，压力为10-15Mpa，在模具顶部再铺设一层无纺布；
第五步、成型的板材放在常温下自然晾干，再经养护10-20小时后脱模，按照尺寸切割、裁边得到该玻镁板。
本发明的有益效果：
本发明提供的一种具有耐火保温功能的玻镁板及其制备方法，操作简单，成本低廉，绿色环保，制得的玻镁板，抗折强度、抗冲击强度优良，导热系数较低，具有隔热保温的效果，且耐火时间长等优点。
镁质结合剂一般有氯化镁、硫酸镁、轻烧氧化镁和氯氧镁水泥等。六水氯化镁结合剂用于耐火材料时很容易发生水化，且水化产生的HCl气体有一定毒性，气体挥发会提高气孔率，降低材料致密度，影响材料强度和高温性能。轻烧氧化镁、高岭土与抗水改性剂和氯化镁混合反应生成氯氧镁，研究发现氯氧镁结合铝镁质免烧材料性能时，氯氧镁能明显提高110℃烘干24h后的免烧制品耐压强度，其高温分解产物活性MgO有利于生成镁铝尖晶石，促进材料烧结，从而提高其高温耐压强度。活性MgO化学活性较好，容易水化产生氢氧化镁溶胶，结合其它原料产生强度，且高温下可提高材料的耐压强度，因此选择轻烧氧化镁直接做结合剂。
本发明通过轻烧氧化镁、高岭土、抗水改性剂加入搅拌机中混合均匀后与六水氯化镁进行第一步反应MgCl2·6H2O+3MgO+4H2O→MgO·MgCl2·10H2O混合形成的镁水泥，然后加入含硅质的矿物质滑石磨粉后混合加热搅拌使其反应形成 MgO-Al2O3-SiO2镁基体系，这些新的晶相的形成提供了足够的力学支撑，使得制备的玻镁板不仅满足耐火保温的性能，而且具有良好的力学性能；得到一种具有抗折强度、抗冲击强度优良，导热系数较低，具有隔热保温的效果，且耐火时间长的玻镁板，适用于房屋的装修，其耐火度高，热导率小，能减轻炉墙厚度、缩短烧成时间、降低燃料消耗、提高热效率、降低成本。
具体实施方式
基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种具有耐火保温功能的玻镁板及其制备方法，由以下重量份数的原料制成：25份轻烧氧化镁、25份六水氯化镁、30份高岭土、20份滑石、0.2份抗水改性剂、1.5份激发剂；
上述一种具有耐火保温功能的玻镁板制备方法，包括如下步骤：
第一步、将轻烧氧化镁、高岭土、抗水改性剂加入搅拌机中混合均匀，经过磨粉机磨粉得到第一混合料；
第二步、将六水氯化镁与水按照1:55比例混合，30℃搅拌8分钟后，加入第一混合料，升温至55℃，1000r/min速度高速搅拌30分钟，静置冷却至室温，得到粘稠状第二混合料；
第三步、将滑石经过磨粉机磨粉，再加入第二混合料，升温至80℃， 1000r/min速度高速搅拌30分钟，静置冷却至室温，得到粘稠状第三混合料；
第四步、将粘稠状第三混合料倒入模具中，模具底部铺设有一层无纺布，在上面铺设一层中碱性玻纤布，送入成型机中辊压成型，辊压成型的温度为45℃，压力为10Mpa，在模具顶部再铺设一层无纺布；
第五步、成型的板材放在常温下自然晾干，再经自然养护20小时后脱模，按照尺寸切割、裁边得到该玻镁板。
实施例2
一种具有耐火保温功能的玻镁板及其制备方法，由以下重量份数的原料制成：20份轻烧氧化镁、20份六水氯化镁、25份高岭土、15份滑石、0.5份抗水改性剂、1.2份激发剂；
上述一种具有耐火保温功能的玻镁板制备方法，包括如下步骤：
第一步、将轻烧氧化镁、高岭土、抗水改性剂加入搅拌机中混合均匀，经过磨粉机磨粉得到第一混合料；
第二步、将六水氯化镁与水按照1:55比例混合，35℃搅拌5分钟后，加入第一混合料，升温至50℃，800r/min速度高速搅拌25分钟，静置冷却至室温，得到粘稠状第二混合料；
第三步、将滑石经过磨粉机磨粉，再加入第二混合料，升温至75℃，800r/min 速度高速搅拌25分钟，静置冷却至室温，得到粘稠状第三混合料；
第四步、将粘稠状第三混合料倒入模具中，模具底部铺设有一层无纺布，在上面铺设一层中碱性玻纤布，送入成型机中辊压成型，辊压成型的温度为 40℃，压力为12Mpa，在模具顶部再铺设一层无纺布；
第五步、成型的板材放在常温下自然晾干，再经自然养护15小时后脱模，按照尺寸切割、裁边得到该玻镁板。
实施例3
一种具有耐火保温功能的玻镁板及其制备方法，由以下重量份数的原料制成：30份轻烧氧化镁、30份六水氯化镁、20份高岭土、10份滑石、0.1份抗水改性剂、2份激发剂；
上述一种具有耐火保温功能的玻镁板制备方法，包括如下步骤：
第一步、将轻烧氧化镁、高岭土、抗水改性剂加入搅拌机中混合均匀，经过磨粉机磨粉得到第一混合料；
第二步、将六水氯化镁与水按照1:55比例混合，40℃搅拌10分钟后，加入第一混合料，升温至60℃，900r/min速度高速搅拌20分钟，静置冷却至室温，得到粘稠状第二混合料；
第三步、将滑石经过磨粉机磨粉，再加入第二混合料，升温至70℃，900r/min 速度高速搅拌20分钟，静置冷却至室温，得到粘稠状第三混合料；
第四步、将粘稠状第三混合料倒入模具中，模具底部铺设有一层无纺布，在上面铺设一层中碱性玻纤布，送入成型机中辊压成型，辊压成型的温度为 35℃，压力为15Mpa，在模具顶部再铺设一层无纺布；
第五步、成型的板材放在常温下自然晾干，再经自然养护10小时后脱模，按照尺寸切割、裁边得到该玻镁板。
对比例1
一种具有耐火保温功能的玻镁板及其制备方法由以下重量份数的原料制成：25份氧化镁、25份六水氯化镁、30份木屑、20份硅烷偶联剂、0.2份抗水改性剂、1.5份激发剂；
上述一种具有耐火保温功能的玻镁板制备方法，包括如下步骤：
第一步、将轻烧氧化镁、木屑、抗水改性剂加入搅拌机中混合均匀，经过磨粉机磨粉得到第一混合料；
第二步、将六水氯化镁与水按照1:55比例混合，30℃搅拌8分钟后，加入第一混合料，升温至55℃，1000r/min速度高速搅拌30分钟，静置冷却至室温，得到粘稠状第二混合料；
第三步、将硅烷偶联剂加入第二混合料，升温至80℃，1000r/min速度高速搅拌30分钟，静置冷却至室温，得到粘稠状第三混合料；
第四步、将粘稠状第三混合料倒入模具中，模具底部铺设有一层无纺布，在上面铺设一层中碱性玻纤布，送入成型机中辊压成型，辊压成型的温度为 45℃，压力为10Mpa，在模具顶部再铺设一层无纺布；
第五步、成型的板材放在常温下自然晾干，再经自然养护20小时后脱模，按照尺寸切割、裁边得到该玻镁板。
对比例2
一种具有耐火保温功能的玻镁板及其制备方法，由以下重量份数的原料制成：20份氧化镁、20份六水氯化镁、25份高岭土、15份滑石、0.5份抗水改性剂、1.2份激发剂；
上述一种具有耐火保温功能的玻镁板制备方法，包括如下步骤：
第一步、将轻烧氧化镁、高岭土、抗水改性剂加入搅拌机中混合均匀，经过磨粉机磨粉得到第一混合料；
第二步、将六水氯化镁与水按照1:55比例混合，35℃搅拌5分钟后，加入第一混合料，升温至50℃，800r/min速度高速搅拌25分钟，静置冷却至室温，得到粘稠状第二混合料；
第三步、将滑石经过磨粉机磨粉，再加入第二混合料，升温至75℃，800r/min 速度高速搅拌25分钟，静置冷却至室温，得到粘稠状第三混合料；
第四步、将粘稠状第三混合料倒入模具中，模具底部铺设有一层无纺布，在上面铺设一层中碱性玻纤布，送入成型机中辊压成型，辊压成型的温度为 40℃，压力为12Mpa，在模具顶部再铺设一层无纺布；
第五步、成型的板材放在常温下自然晾干，再经自然养护15小时后脱模，按照尺寸切割、裁边得到该玻镁板。
对实施例1-3和对比例1-2制得的玻镁板进行如下性能测试：在耐火极限中采用尺寸为双面单层12mm玻镁板组成99mm轻质隔墙的耐火试验样本进行耐火试验测量。在抗折强度实验中采用9mm玻镁板的抗折试验样本进行抗折试验测量。在抗冲击强度实验中采用9mm玻镁板的抗冲击试验样本进行抗冲击强度试验测量。在导热系数实验中，在均温25±5℃(Kcal/m℃h)r的条件下进行导热系数试验测量测试结果如下表所示；
Figure RE-GDA0002796224820000091
由上表可知，实施例1-3制得的玻镁板的耐火极限为4.5-5.2h，导热系数为0.088-0.098(25℃，W/m/K)说明本发明制得的玻镁板具有隔热保温的效果，且耐火时间长；制得的玻镁板的抗折强度为26-32Mpa，抗冲击强度为 9.2-10.1J/m2说明本发明制得的玻镁板具有良好的力学性能；从对比例1将木屑和硅烷偶联剂替代高岭土和滑石的导热系数变化较大，说明高岭土和滑石的加入可以降低导热系数，从而提高隔热保温效果；从对比例2将普通的氧化镁替代轻烧氧化镁的耐火极限时间有明显差距，说明轻烧氧化镁可以增加耐火极限时间；本发明的玻镁板的抗折强度、抗冲击强度优良，导热系数较低，具有隔热保温的效果，且耐火时间长。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所述本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种具有耐火保温功能的玻镁板，其特征在于，由以下重量份数的原料制成：20-30份轻烧氧化镁、20-30份六水氯化镁、20-30份高岭土、10-20份滑石、0.1-0.5份抗水改性剂、1.2-2份激发剂；
该耐火保温功能的玻镁板由如下步骤制成：
第一步、将轻烧氧化镁、高岭土、抗水改性剂加入搅拌机中混合均匀，经过磨粉机磨粉得到第一混合料；
第二步、将六水氯化镁与水按照1:55比例混合，30-40℃搅拌5-10分钟后，加入第一混合料，升温至50-60℃，800-1000r/min速度高速搅拌20-30分钟，静置冷却至室温，得到粘稠状第二混合料；
第三步、将滑石经过磨粉机磨粉，再加入第二混合料，升温至70-80℃，800-1000r/min速度高速搅拌20-30分钟，静置冷却至室温，得到粘稠状第三混合料；
第四步、将粘稠状第三混合料倒入模具中，模具底部铺设有一层无纺布，在上面铺设一层中碱性玻纤布，送入成型机中辊压成型，辊压成型的温度为35-45℃，压力为10-15Mpa，在模具顶部再铺设一层无纺布；
第五步、成型的板材放在常温下自然晾干，再经养护10-20小时后脱模，按照尺寸切割、裁边得到该玻镁板。
2.根据权利要求1所述的一种具有耐火保温功能的玻镁板，其特征在于，所述抗水改性剂为乙烯化苯酚、碳酸锆铵、二甲基二烯丙基氯化铵中的一种或几种的组合。
3.根据权利要求1所述的一种具有耐火保温功能的玻镁板，其特征在于，所述激发剂为硫酸钠、氯化钙和氢氧化钙中的一种或几种组合。
4.根据权利要求1所述的一种具有耐火保温功能的玻镁板，其特征在于，所述玻镁板中存在镁基体系，所述的镁基体系为MgO-Al2O3-SiO2。
5.根据权利要求1所述的一种具有耐火保温功能的玻镁板，其特征在于，养护后脱模环节中的养护室中的温度为38-42℃。
6.根据权利要求1所述的一种具有耐火保温功能的玻镁板制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
第一步、将轻烧氧化镁、高岭土、抗水改性剂加入搅拌机中混合均匀，经过磨粉机磨粉得到第一混合料；
第二步、将六水氯化镁与水混合，30-40℃搅拌5-10分钟后，加入第一混合料，升温至50-60℃，800-1000r/min速度高速搅拌20-30分钟，静置冷却至室温，得到粘稠状第二混合料；
第三步、将滑石经过磨粉机磨粉，再加入第二混合料，升温至70-80℃，800-1000r/min速度高速搅拌20-30分钟，静置冷却至室温，得到粘稠状第三混合料；
第四步、将粘稠状第三混合料倒入模具中，模具底部铺设有一层无纺布，在上面铺设一层中碱性玻纤布，送入成型机中辊压成型，辊压成型的温度为35-45℃，压力为10-15Mpa，在模具顶部再铺设一层无纺布；
第五步、成型的板材放在常温下自然晾干，再经养护10-20小时后脱模，按照尺寸切割、裁边得到该玻镁板。
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