[發明專利]一種磷石膏基輕質保溫板及其制備方法

有效

• 申請號: 201610199737.X
• 申請日: 2016-03-31
• 公開（公告）號: CN105777039B
• 公開（公告）日: 2018-01-12
• 發明（設計）人: 馬保國;祝路;孟倩玥;蘇英;賀行洋;李顯良;金子豪;盧文達
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: C04B28/14
• 分類號: C04B28/14;C04B38/08;B32B13/14;B32B37/10
• 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

技術領域

本發明屬于建筑材料技術領域，涉及一種磷石膏基輕質保溫板及其制備方法。

背景技術

磷石膏是濕法生產磷酸時所產生的工業副產物，磷礦石與硫酸反應后生成泥漿狀的混合物，其中含有液態的磷酸和固態的硫酸鈣殘渣，經過濾和洗滌將磷酸和硫酸鈣分離，所得硫酸鈣殘渣就是磷石膏。磷石膏中含有上述反應殘留磷酸及氫氟酸，隨意堆放污染土壤、地下水等自然資源，破壞生態環境。目前，全世界磷石膏累計排放量已超過56億噸，我國磷石膏堆存量也已超過3億噸，并且每年排放量超過8000萬噸，給磷肥化工行業發展造成重大負擔，磷石膏的大規模資源化利用迫在眉睫。

磷石膏的化學成分和天然石膏相近，其二水石膏含量比一般天然石膏的含量更高，可以替代天然石膏加以利用，不僅保護了環境，減少天然石膏的開采，也降低了成本。目前磷石膏的應用主要有：代替天然二水石膏作水泥緩凝劑，制硫酸聯產水泥，制成砌塊，制成半水石膏作膠凝材料等，這些領域所需磷石膏的量小或者再利用成本較高，所以需要尋找其它成本低、磷石膏用量大的途徑。

按照國家“十二五”節能減排計劃提出的節能減排目標，要求建筑節能65％以上，亟需安全環保高效的保溫材料，所以研制磷石膏基輕質保溫板不僅合理利用了磷石膏這種固體廢棄物，也體現建筑節能的理念，符合國家發展要求。

中國專利CN203213386U采用石膏板復合或粘接反射隔熱涂層或保溫隔熱涂層的方法來達到保溫隔熱效果，但其工藝復雜，成本高。中國專利CN102584321A公布了一種利用鐵尾礦等固體廢棄物加入粘接劑、助熔劑、增韌劑、發泡劑，混合燒結制得輕質保溫材料的方法，但高溫燒結能耗高，而且對模具要求也高。所以，研制出具有良好保溫性能和耐火性能、成本低、環保等優點的磷石膏基輕質保溫板是相當有意義的。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對現有技術中存在的上述不足，提供一種磷石膏基輕質保溫板及其制備方法，該保溫板具有密度小、隔熱性能良好、機械強度高的優點，并且制備工藝簡單，利用磷石膏為原料，既環保又降低了保溫板的成本。

為解決上述技術問題，本發明提供的技術方案是：

提供一種磷石膏基輕質保溫板，制備該輕質保溫板的原材料包括以下重量份的材料組分：磷建筑石膏100份，高強石膏10～30份，輕集料3～12份，分散劑0.1～0.3份，緩凝劑0.3～0.5份，保水劑0.2～0.4份，引氣劑0.1～0.3份；

所述磷建筑石膏由磷石膏經水洗、烘干、粉磨，再煅燒并陳化得到；

所述高強石膏由磷石膏采用常壓水熱法制得。

本發明以磷石膏為主要原料，本身是一種天然防火材料，而且磷石膏主要成分二水硫酸鈣在大于65℃條件下逐漸脫去結晶水，水汽對于降溫與滅火都有幫助，使得制備的保溫板防火性能優異。

按上述方案，所述輕集料由玻化微珠和聚苯乙烯泡沫顆粒按重量比2～5:1組成，其中玻化微珠堆積密度為80～120kg/m³，直徑小于5mm；聚苯乙烯泡沫顆粒的堆積密度10～50kg/m³，直徑小于5mm。玻化微珠具有密度小、吸水率低、絕熱性能好、防火等級高、耐高低溫、抗老化等優點，相比于玻化微珠，聚苯乙烯泡沫顆粒的密度和導熱系數更小，填充在石膏板中能夠降低板的密度，提高其保溫性能。玻化微珠和少量聚苯乙烯泡沫顆粒混合后作輕集料填充在石膏體系中，既發揮聚苯乙烯泡沫顆粒保溫性能好的特點，又能有良好的防火性能。

按上述方案，所述分散劑為丙烯酰胺或聚氧化乙烯中的一種或幾種。

按上述方案，所述緩凝劑為多聚磷酸鈉或六偏磷酸鈉或石膏專用蛋白質類緩凝劑中的一種或幾種。

按上述方案，所述保水劑為羥乙基甲基纖維素醚或羥丙基甲基纖維素醚或淀粉醚中的一種或幾種。

按上述方案，所述引氣劑為十二烷基硫酸鈉或三萜皂苷或竹本油脂中的一種或幾種。

本發明磷石膏基輕質保溫板的制備方法步驟如下：將制備該輕質保溫板的原材料按配比稱量好，先按照水灰比0.70-0.80：1量好用水量并加入攪拌機內，再加入引氣劑、緩凝劑、分散劑、保水劑，攪拌1～2分鐘，再將磷建筑石膏、高強石膏、輕集料混合均勻得到的干料加入攪拌機內，繼續攪拌2～3分鐘得到漿料，在石膏板成型模具的底模中鋪上一層玄武巖纖維網格布，將攪拌好的漿料倒入，在振動臺上振動1分鐘，表層再鋪一層玄武巖纖維網格布，蓋上石膏板成型模具的蓋模，并滾壓成型，待其凝固后拆模、烘干即得到磷石膏基輕質保溫板；