CN112661473B - 一种防开裂硅酸钙板及其制备工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防开裂硅酸钙板及其制备工艺，由以下重量份原料制成：碱渣30‑40份、消石灰4‑8份、水泥12‑16份、石英粉20‑24份、氧化钇稳定氧化锆1‑2份、聚丙烯酸钠0.3‑0.7份、β‑锂霞石玻璃纤维3‑6份、纸浆5‑7份、无水硫酸钠1‑3份。本发明硅酸钙板在纤维原料上采用β‑锂霞石玻璃纤维和纸浆纤维共同代替传统石棉纤维，其无毒性，对人体和环境更为友好，同时可以很好地阻挡裂纹扩展，改变扩展方向，增加扩展路径，实现硅酸钙板防开裂的效果。

Description

一种防开裂硅酸钙板及其制备工艺

技术领域

本发明属于硅酸钙板技术领域，尤其涉及一种防开裂硅酸钙板及其制备工艺。

背景技术

硅酸钙板是一种新型的无机建筑装饰材料，因其强度高、重量轻，并具有良好的可加工性能和不燃性，所以广泛地使用于船舶的隔舱板，吊顶和建筑非承重的墙体，以及有防火要求的其他场所。作为新型绿色环保建材，除具有传统石膏板的功能外，更具有优越防火性能及耐潮、使用寿命超长的优点，大量应用于工商业工程建筑的吊顶天花和隔墙，家庭装修、家具的衬板、广告牌的衬板、船舶的隔仓板、仓库的棚板、网络地板以及隧道等室内工程的壁板。它是一种具有优良性能的新型建筑和工业用板材其产品防火，防潮，隔音，防虫蛀，耐久性强。是吊顶，隔断的理想装饰板材。

传统的硅酸钙板生产原料中含有石棉纤维，其易对人体健康带来危害，引发癌症，同时在硅酸钙板的生产过程中易出现掉坯、分层、裂纹的问题，影响了硅酸钙板的使用性能。

发明内容

本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种防开裂硅酸钙板及其制备工艺。

为了实现上述的目的，本发明提供以下技术方案：

一种防开裂硅酸钙板，由以下重量份原料制成：碱渣30-40份、消石灰4-8份、水泥12-16份、石英粉20-24份、氧化钇稳定氧化锆1-2份、聚丙烯酸钠0.3-0.7份、β-锂霞石玻璃纤维3-6份、纸浆5-7份、无水硫酸钠1-3份。

优选的，所述的防开裂硅酸钙板，由以下重量份原料制成：碱渣35份、消石灰6份、水泥14份、石英粉22份、氧化钇稳定氧化锆1.5份、聚丙烯酸钠0.5份、β-锂霞石玻璃纤维4份、纸浆6份、无水硫酸钠2份。

进一步的，所述β-锂霞石玻璃纤维由以下重量份原料制成：β-锂霞石8-10份、石英砂35-40份、高岭土15-20份、纯碱2-3份、氧化钙1-2份、氧化镁1-2份。

更进一步的，所述β-锂霞石玻璃纤维的制备方法为：取β-锂霞石、石英砂、高岭土、纯碱、氧化钙、氧化镁混合后送入高温窑中熔制得到玻璃液，将玻璃液降温后拉丝，形成直径为6-12mm的玻璃纤维丝，分别于丙酮和盐酸溶液中浸泡后水洗烘干即得。

优选的，所述高温窑熔制温度为1100-1300℃，降温拉丝温度为800-900℃。

一种如上所述的防开裂硅酸钙板的制备工艺，包括以下步骤：

(1)将碱渣、消石灰、水泥、石英粉、无水硫酸钠于搅拌罐中加水搅拌形成料浆1，β-锂霞石玻璃纤维和纸浆混合搅拌形成料浆2，聚丙烯酸钠溶于等质量水中，再加入氧化钇稳定氧化锆搅拌均匀形成料浆3；

(2)将料浆1、2、3混合后放浆，均匀分布在毛布上，由真空泵吸附脱水得到毛板坯料，再通过成型辊筒模压成型，脱模机真空脱模得到坯板并预养护；

(3)步骤(2)所得预养护坯板进行蒸压养护，之后进行烘干处理，使坯板含水量不超过7％，之后进行砂光，得到本发明硅酸钙板。

进一步的，所述步骤(3)中蒸压养护的压力为1-1.2MPa，温度170-180℃，时间10-18小时。

进一步的，所述步骤(3)中烘干时先由40-50℃升温至90-100℃，再降至40-50℃。

本发明的优点是：

本发明硅酸钙板在纤维原料上采用β-锂霞石玻璃纤维和纸浆纤维共同代替传统石棉纤维，其无毒性，对人体和环境更为友好。

本发明针对传统硅酸钙板使用过程中易开裂的问题，在填料部分加入了氧化钇稳定氧化锆成分，其作为一种陶瓷材料具有良好的生物相容性、高强度和高韧性，对硅酸钙板起到增韧补强的作用，同时为了防止单独使用氧化钇稳定氧化锆容易受到布朗运动和范德瓦尔斯力作用形成大颗粒团聚体从而影响其补强效果，加入了聚丙烯酸钠作为分散成分，通过物理吸附改变氧化钇稳定氧化锆表面物理和化学性质，提高其表面的空间排斥和静电排斥以抵消作用力，提高其在硅酸钙浆料中的分散性和流变性。

在上述基础上，通过β-锂霞石玻璃纤维的使用，其作为负膨胀材料的特点能降低板材整体热膨胀系数，令母材的热膨胀系数匹配性得到改善，各成分作用具有复合材料的结构，从而可以很好地阻挡裂纹扩展，改变扩展方向，增加扩展路径，实现硅酸钙板防开裂的效果。

具体实施方式

以下结合具体的实例对本发明的技术方案做进一步说明：

实施例1

一种防开裂硅酸钙板，由以下质量的原料制成：碱渣35kg、消石灰6kg、水泥14kg、石英粉22kg、氧化钇稳定氧化锆1.5kg、聚丙烯酸钠0.5kg、β-锂霞石玻璃纤维4kg、纸浆6kg、无水硫酸钠2kg。

所述β-锂霞石玻璃纤维由以下重量份原料制成：β-锂霞石9份、石英砂37份、高岭土18份、纯碱2份、氧化钙2份、氧化镁1份，其制备方法为：取β-锂霞石、石英砂、高岭土、纯碱、氧化钙、氧化镁混合后送入高温窑中1200℃熔制得到玻璃液，将玻璃液降温至850℃后拉丝，形成直径为6-12mm的玻璃纤维丝，分别于丙酮和盐酸溶液中浸泡后水洗烘干即得。

一种如上所述的防开裂硅酸钙板的制备工艺，包括以下步骤：

(1)将碱渣、消石灰、水泥、石英粉、无水硫酸钠于搅拌罐中加水搅拌形成料浆1，β-锂霞石玻璃纤维和纸浆混合搅拌形成料浆2，聚丙烯酸钠溶于等质量水中，再加入氧化钇稳定氧化锆搅拌均匀形成料浆3；

(2)将料浆1、2、3混合后放浆，均匀分布在毛布上，由真空泵吸附脱水得到毛板坯料，再通过成型辊筒模压成型，脱模机真空脱模得到坯板并预养护；

(3)步骤(2)所得预养护坯板于压力1.1MPa、温度175℃下进行蒸压养护14小时，之后进行烘干处理，先由45℃升温至95℃，再降至45℃，使坯板含水量不超过7％，之后进行砂光，得到硅酸钙板。

实施例2

一种防开裂硅酸钙板，由以下质量的原料制成：碱渣30kg、消石灰4kg、水泥12kg、石英粉20kg、氧化钇稳定氧化锆1kg、聚丙烯酸钠0.3kg、β-锂霞石玻璃纤维3kg、纸浆5kg、无水硫酸钠1kg。

所述β-锂霞石玻璃纤维由以下重量份原料制成：β-锂霞石8份、石英砂35份、高岭土15份、纯碱2份、氧化钙1份、氧化镁1份，其制备方法为：取β-锂霞石、石英砂、高岭土、纯碱、氧化钙、氧化镁混合后送入高温窑中1100℃熔制得到玻璃液，将玻璃液降温至800℃后拉丝，形成直径为6-12mm的玻璃纤维丝，分别于丙酮和盐酸溶液中浸泡后水洗烘干即得。

一种如上所述的防开裂硅酸钙板的制备工艺，包括以下步骤：

(1)将碱渣、消石灰、水泥、石英粉、无水硫酸钠于搅拌罐中加水搅拌形成料浆1，β-锂霞石玻璃纤维和纸浆混合搅拌形成料浆2，聚丙烯酸钠溶于等质量水中，再加入氧化钇稳定氧化锆搅拌均匀形成料浆3；

(2)将料浆1、2、3混合后放浆，均匀分布在毛布上，由真空泵吸附脱水得到毛板坯料，再通过成型辊筒模压成型，脱模机真空脱模得到坯板并预养护；

(3)步骤(2)所得预养护坯板于压力1MPa、温度170℃下进行蒸压养护18小时，之后进行烘干处理，先由40℃升温至90℃，再降至40℃，使坯板含水量不超过7％，之后进行砂光，得到硅酸钙板。

实施例3

一种防开裂硅酸钙板，由以下质量的原料制成：碱渣40kg、消石灰8kg、水泥16kg、石英粉24kg、氧化钇稳定氧化锆2kg、聚丙烯酸钠0.7kg、β-锂霞石玻璃纤维6kg、纸浆7kg、无水硫酸钠3kg。

所述β-锂霞石玻璃纤维由以下重量份原料制成：β-锂霞石10份、石英砂40份、高岭土20份、纯碱3份、氧化钙2份、氧化镁2份，其制备方法为：取β-锂霞石、石英砂、高岭土、纯碱、氧化钙、氧化镁混合后送入高温窑中1300℃熔制得到玻璃液，将玻璃液降温至900℃后拉丝，形成直径为6-12mm的玻璃纤维丝，分别于丙酮和盐酸溶液中浸泡后水洗烘干即得。

一种如上所述的防开裂硅酸钙板的制备工艺，包括以下步骤：

(1)将碱渣、消石灰、水泥、石英粉、无水硫酸钠于搅拌罐中加水搅拌形成料浆1，β-锂霞石玻璃纤维和纸浆混合搅拌形成料浆2，聚丙烯酸钠溶于等质量水中，再加入氧化钇稳定氧化锆搅拌均匀形成料浆3；

(2)将料浆1、2、3混合后放浆，均匀分布在毛布上，由真空泵吸附脱水得到毛板坯料，再通过成型辊筒模压成型，脱模机真空脱模得到坯板并预养护；

(3)步骤(2)所得预养护坯板于压力1.2MPa、温度180℃下进行蒸压养护10小时，之后进行烘干处理，先由50℃升温至100℃，再降至50℃，使坯板含水量不超过7％，之后进行砂光，得到硅酸钙板。

对比例1

较实施例1，在原料中不使用氧化钇稳定氧化锆和聚丙烯酸钠组分，具体如下：

一种硅酸钙板，由以下质量的原料制成：碱渣35kg、消石灰6kg、水泥14kg、石英粉22kg、β-锂霞石玻璃纤维4kg、纸浆6kg、无水硫酸钠2kg。

所述β-锂霞石玻璃纤维由以下重量份原料制成：β-锂霞石9份、石英砂37份、高岭土18份、纯碱2份、氧化钙2份、氧化镁1份，其制备方法为：取β-锂霞石、石英砂、高岭土、纯碱、氧化钙、氧化镁混合后送入高温窑中1200℃熔制得到玻璃液，将玻璃液降温至850℃后拉丝，形成直径为6-12mm的玻璃纤维丝，分别于丙酮和盐酸溶液中浸泡后水洗烘干即得。

一种如上所述的硅酸钙板的制备工艺，包括以下步骤：

(1)将碱渣、消石灰、水泥、石英粉、无水硫酸钠于搅拌罐中加水搅拌形成料浆1，β-锂霞石玻璃纤维和纸浆混合搅拌形成料浆2；

(2)将料浆1、2混合后放浆，均匀分布在毛布上，由真空泵吸附脱水得到毛板坯料，再通过成型辊筒模压成型，脱模机真空脱模得到坯板并预养护；

(3)步骤(2)所得预养护坯板于压力1.1MPa、温度175℃下进行蒸压养护14小时，之后进行烘干处理，先由45℃升温至95℃，再降至45℃，使坯板含水量不超过7％，之后进行砂光，得到硅酸钙板。

对比例2

较实施例1，在原料中以纸浆完全代替β-锂霞石玻璃纤维组分，具体如下：

一种硅酸钙板，由以下质量的原料制成：碱渣35kg、消石灰6kg、水泥14kg、石英粉22kg、氧化钇稳定氧化锆1.5kg、聚丙烯酸钠0.5kg、纸浆10kg、无水硫酸钠2kg。

一种如上所述的硅酸钙板的制备工艺，包括以下步骤：

(1)将碱渣、消石灰、水泥、石英粉、无水硫酸钠于搅拌罐中加水搅拌形成料浆1，纸浆混合搅拌形成料浆2，聚丙烯酸钠溶于等质量水中，再加入氧化钇稳定氧化锆搅拌均匀形成料浆3；

(2)将料浆1、2、3混合后放浆，均匀分布在毛布上，由真空泵吸附脱水得到毛板坯料，再通过成型辊筒模压成型，脱模机真空脱模得到坯板并预养护；

(3)步骤(2)所得预养护坯板于压力1.1MPa、温度175℃下进行蒸压养护14小时，之后进行烘干处理，先由45℃升温至95℃，再降至45℃，使坯板含水量不超过7％，之后进行砂光，得到硅酸钙板。

对实施例1、2、3和对比例1、2所得硅酸钙板进行性能测试：

裂缝率测试选取各例各100块1m²板材，观察裂缝出现的板材数量，计算裂缝率，结果如表1所示：

表1

	实施例1	实施例2	实施例3	对比例1	对比例2
						裂缝率(％)	6	7	7	12	15

根据JC/T 564.2-2018对板材进行抗折强度等测试，结果如表2所示：

表2

由上表可以看出，本发明硅酸钙板在整体性能上要优于对比例1和2，尤其在防开裂、抗冲击性能上，由于氧化钇稳定氧化锆和β-锂霞石玻璃纤维的使用，令板材得到显著的补强效果。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种防开裂硅酸钙板，其特征在于，由以下重量份原料制成：碱渣30-40份、消石灰4-8份、水泥12-16份、石英粉20-24份、氧化钇稳定氧化锆1-2份、聚丙烯酸钠0.3-0.7份、β-锂霞石玻璃纤维3-6份、纸浆5-7份、无水硫酸钠1-3份。

2.根据权利要求1所述的防开裂硅酸钙板，其特征在于，由以下重量份原料制成：碱渣35份、消石灰6份、水泥14份、石英粉22份、氧化钇稳定氧化锆1.5份、聚丙烯酸钠0.5份、β-锂霞石玻璃纤维4份、纸浆6份、无水硫酸钠2份。

3.根据权利要求1所述的防开裂硅酸钙板，其特征在于，所述β-锂霞石玻璃纤维由以下重量份原料制成：β-锂霞石8-10份、石英砂35-40份、高岭土15-20份、纯碱2-3份、氧化钙1-2份、氧化镁1-2份。

4.根据权利要求3所述的防开裂硅酸钙板，其特征在于，所述β-锂霞石玻璃纤维的制备方法为：取β-锂霞石、石英砂、高岭土、纯碱、氧化钙、氧化镁混合后送入高温窑中熔制得到玻璃液，将玻璃液降温后拉丝，形成直径为6-12mm的玻璃纤维丝，分别于丙酮和盐酸溶液中浸泡后水洗烘干即得。

5.根据权利要求4所述的防开裂硅酸钙板，其特征在于，所述高温窑熔制温度为1100-1300℃，降温拉丝温度为800-900℃。

6.一种如权利要求1-5任一项所述的防开裂硅酸钙板的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将碱渣、消石灰、水泥、石英粉、无水硫酸钠于搅拌罐中加水搅拌形成料浆1，β-锂霞石玻璃纤维和纸浆混合搅拌形成料浆2，聚丙烯酸钠溶于等质量水中，再加入氧化钇稳定氧化锆搅拌均匀形成料浆3；

(2)将料浆1、2、3混合后放浆，均匀分布在毛布上，由真空泵吸附脱水得到毛板坯料，再通过成型辊筒模压成型，脱模机真空脱模得到坯板并预养护；

(3)步骤(2)所得预养护坯板进行蒸压养护，之后进行烘干处理，使坯板含水量不超过7％，之后进行砂光，得到硅酸钙板。

7.根据权利要求6所述的防开裂硅酸钙板的制备工艺，其特征在于，所述步骤(3)中蒸压养护的压力为1-1.2MPa，温度170-180℃，时间10-18小时。

8.根据权利要求6所述的防开裂硅酸钙板的制备工艺，其特征在于，所述步骤(3)中烘干时先由40-50℃升温至90-100℃，再降至40-50℃。