[發(fā)明專利]一種功能性植物纖維石膏材料的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310260408.8
• 申請日: 2013-06-26
• 公開（公告）號: CN103332918A
• 公開（公告）日: 2013-10-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蹇守衛(wèi);蔡禮雄;邢金宇;馬保國;郅真真;汪婷;王智
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢理工大學(xué)
• 主分類號: C04B28/14
• 分類號: C04B28/14;C04B18/24;C04B38/02
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 崔友明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明具體涉及一種功能性植物纖維石膏材料的制備方法，主要用于建筑材料領(lǐng)域。

背景技術(shù)

我國是農(nóng)業(yè)大國，每年排放的農(nóng)業(yè)廢棄物數(shù)量驚人，據(jù)統(tǒng)計，我國每年產(chǎn)生的農(nóng)作物秸稈量約7000萬t，每年可供收集的秸稈資源總量高達(dá)6000萬t。農(nóng)作物收獲后，為保證土地的再次耕種，大量的農(nóng)作物秸稈被燒掉，既浪費(fèi)了自然資源，又對環(huán)境造成了污染，使CO₂及PM2.5嚴(yán)重超標(biāo)。隨著人們對環(huán)保意識的增強(qiáng)，對農(nóng)作物秸稈的處理已引發(fā)人們的高度關(guān)注。

目前在植物纖維的資源化利用方面已有大量研究，如利用植物纖維生產(chǎn)沼氣、制備木塑復(fù)合材料、造紙等，其中利用植物纖維制備新型建筑材料由于用量和需求大，成為人們研究的熱點(diǎn)問題。目前在此方面主要的文獻(xiàn)、專利報道有：

在文獻(xiàn)方面：如艾桃桃研究了利用MgCl₂、MgO作為膠凝材料與植物纖維制備植物纖維裝飾板配方（陶瓷，2008年第8期），朱河清等研究了植物纖維水泥空心輕質(zhì)墻板在建筑中的應(yīng)用（建筑人造板，2001年第4期），楊子江等研究了植物纖維石膏渣增強(qiáng)砌塊（新型墻材，2006年第5期）……，分析這些文獻(xiàn)可以發(fā)現(xiàn)，在利用植物纖維制備建筑材料時，多數(shù)采用的是直接利用植物纖維的方法，而直接使用植物纖維時一般存在著易老化、界面性能差等問題。

在專利方面：已有利用石膏和植物纖維直接復(fù)合制備植物纖維-石膏復(fù)合材料的內(nèi)容，但分析這些專利發(fā)現(xiàn)，相關(guān)權(quán)利要求中所涉及的植物纖維并未進(jìn)行改性，而是直接利用，如植物纖維石膏板輕鋼龍骨防火隔墻（01279630）、一種含植物纖維石膏砌塊的配制方法（01138351）、一種植物纖維增強(qiáng)增韌氟石膏紙面板的生產(chǎn)方法（201010545685）等，采用這些方法利用植物纖維均可獲得一定保溫隔熱性能，但其它功能難以實(shí)現(xiàn)，同時由于植物纖維表面含有部分蠟質(zhì)材料，其凝結(jié)時間和界面性能均難以控制。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)而提供一種功能性植物纖維石膏材料的制備方法，使植物纖維-石膏材料既具有良好的力學(xué)性能，又具有保溫調(diào)濕等功能性。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種功能性植物纖維石膏材料的制備方法，首先將植物纖維進(jìn)行半碳化處理得到改性植物纖維，然后將質(zhì)量比例為改性植物纖維20-50%、石膏30-80%、減水劑0-1%、引氣劑0-1%、發(fā)氣劑0-0.5%、增稠劑0.01-1%、石灰0-10%、水泥0-10%均勻混合即可得到功能性植物纖維石膏材料。

按上述方案，所述的植物纖維半碳化處理工藝指在O₂含量＜1%的氣氛或N₂氣氛中室溫升溫至植物纖維著火點(diǎn)溫度-著火點(diǎn)溫度以下20℃范圍，保溫30-120min，然后降溫至室溫。

按上述方案，所述的植物纖維為稻草、麥秸稈、玉米桿或甘蔗渣。

按上述方案，所述的植物纖維著火點(diǎn)溫度是采用對植物纖維進(jìn)行熱分析，確定其著火點(diǎn)，所述的熱分析指在利用熱重法檢測物質(zhì)溫度-質(zhì)量變化關(guān)系的儀器中進(jìn)行的差熱分析測試，用于判定植物纖維的脫水溫度和著火點(diǎn)溫度。

按上述方案，所述的石膏為滿足國家標(biāo)準(zhǔn)要求的β半水石膏、α半水石膏中的一種或兩種的復(fù)合，其細(xì)度0.2mm方孔篩篩余小于等于15.0wt%。

按上述方案，所述的減水劑為聚羧酸減水劑、萘系減水劑和三聚氰胺減水劑中的任意一種或幾種的復(fù)合。

按上述方案，所述的引氣劑為松香樹脂類引氣劑、烷基類引氣劑、烷基芳烴磺酸類引氣劑、脂肪醇磺酸鹽類引氣劑、皂苷類引氣劑、蛋白質(zhì)鹽引氣劑和石油磺鹽酸類引氣劑中的任意一種或幾種的復(fù)合。

按上述方案，所述的發(fā)氣劑為符合GB2084《發(fā)氣鋁粉》的帶脂干鋁粉。

按上述方案，所述的增稠劑為甲基纖維素醚、羧甲基纖維素醚、羧丙基甲基纖維素醚、淀粉醚、羧已基纖維素醚、聚丙烯酰胺中的任意一種或幾種的復(fù)合。

按上述方案，所述的石灰指氧化鈣和/或氧化鎂的含量大于等于85wt%，其細(xì)度0.90mm方孔篩篩余小于等于1.5wt%，且細(xì)度0.125mm方孔篩篩余小于等于18.0wt%。

按上述方案，所述的水泥為普通硅酸鹽水泥、硫鋁酸鹽水泥和礦渣水泥中的任意一種或幾種的復(fù)合。

本發(fā)明的形成機(jī)理為：