[發明專利]一種多纖維增強的石膏基復合材料的制備方法

在審

• 申請號: 201711053426.3
• 申請日: 2017-11-01
• 公開（公告）號: CN107879692A
• 公開（公告）日: 2018-04-06
• 發明（設計）人: 宋慶海;康志國;蘇華;劉志國
• 申請（專利權）人: 泰山石膏（銅陵）有限公司
• 主分類號: C04B28/04
• 分類號: C04B28/04;C04B20/02;C04B20/04;C04B20/10
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產權代理有限公司34112
• 代理人: 方琦

技術領域

本發明涉及石膏板領域，具體涉及一種多纖維增強的石膏基復合材料的制備方法。

背景技術

石膏作為三大凝膠材料之一，對其進行加工制成石膏凝膠、石膏建筑制品等

材料，在工業、建筑、和醫學材料領域等都得到了廣泛應用。雖然在其力學性能

方面，有較高的抗壓強度，但是其抗折強度和抗拉強度較差。這些方面的缺陷限

制了石膏材料的應用領域，為了改進石膏在這方面的缺陷，通常采用摻加纖維來

增強石膏的力學性能。

發明內容

本發明主要解決的技術問題是提供一種多纖維增強的石膏基復合材料的制備方法，依照該方法制備的石膏基復合材料具有良好的電磁波吸收性能和防水耐水性能。

本發明所要解決的技術問題采用以下的技術方案來實現：

一種多纖維增強的石膏基復合材料的制備方法，其特征在于，石膏基復合材料的制備方法如下：

將90-110份石膏粉、表面處理玻璃纖維、預處理碳纖維倒入攪拌鍋中攪拌10-15s，得到干拌料；將改性硅灰石纖維倒入水中，攪拌均勻后倒入混合好的干拌料，再加入乳化石蠟乳液，攪拌40-60s后將混合料注入模具中，12-15h后脫模，在室溫條件下養護2-3d，得到多纖維增強的石膏基復合材料。

其中，（1）玻璃纖維的表面改性操作如下：

將1-2份、長度為15mm的玻璃纖維在345-355℃下處理10-15s，放入肥皂水中超聲清洗5-6min，再用蒸餾水清洗，烘干，然后在0.4-0.5mol/L的H₂SO₄溶液中浸泡30-32min，清洗、烘干，得到預處理玻璃纖維；

將0.002-0.004份硅烷偶聯劑KH550溶于無水乙醇中形成溶液，加入預處理玻璃纖維，混合均勻，攪拌處理30-35min后，在115-125℃烘箱內烘干，得到表面處理玻璃纖維。

（2）改性硅灰石纖維的制備如下：

向2-3份硅灰石纖維中加入0.02-0.05份改性劑硬脂酸，在74-76℃條件下攪拌反應處理15-17min，冷卻后研磨，得到干法改性硅灰石纖維。

（3）預處理碳纖維的制備如下：

向長度為15mm的1-2份碳纖維中加入0.4-0.6mol/L的H₃PO₄電解液，在50V電壓下通電1-2h，用清水過濾雜質3-5次，取出后在104-106℃真空干燥箱中烘干，得到預處理碳纖維。

硅灰石纖維長徑比為15:1、粒度為800目，攪拌速度為1000-1500r/min。

本發明的反應機理及有益效果如下：

將硅灰石纖維經硬脂酸干法改性處理，將玻璃纖維熱處理后酸處理再用偶聯劑處理，將碳纖維在電解液中電解處理；以干法改性硅灰石纖維、表面改性玻璃纖維、預處理碳纖維為增強材料，將石膏與表面改性玻璃纖維、預處理碳纖維先干拌，再加入到改性硅灰石纖維與水的混合料中，制得多纖維增強的石膏基復合材料；硅灰石纖維經硬脂酸干法處理后，改善了表面粗糙程度，增強其與石膏基體的界面結合程度，提高復合材料性能；玻璃纖維經熱處理、酸處理、硅烷偶聯劑處理后，可改善玻璃纖維表面的粗糙度，提高玻璃纖維與石膏基體的界面粘結強度，有利于提高復合材料的性能；改性纖維的加入可提高復合材料的力學性能和耐水性能；乳化石蠟乳液的加入，改善了復合材料的強度和耐水性能。

具體實施方式

為了使本發明實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合具體實施例，進一步闡述本發明。

實施例

一種多纖維增強的石膏基復合材料的制備方法，其特征在于，石膏基復合材料的制備方法如下：

將90份石膏粉、表面處理玻璃纖維、預處理碳纖維倒入攪拌鍋中攪拌15s，得到干拌料；將改性硅灰石纖維倒入水中，攪拌均勻后倒入混合好的干拌料，再加入乳化石蠟乳液，攪拌50s后將混合料注入模具中，12h后脫模，在室溫條件下養護2d，得到多纖維增強的石膏基復合材料。

其中，（1）玻璃纖維的表面改性操作如下：

將1份、長度為15mm的玻璃纖維在345-355℃下處理15s，放入肥皂水中超聲清洗6min，再用蒸餾水清洗，烘干，然后在0.4mol/L的H₂SO₄溶液中浸泡32min，清洗、烘干，得到預處理玻璃纖維；