一種高強度改性氟石膏的製作方法
2023-06-16 09:46:46 1
一種高強度改性氟石膏的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種高強度改性氟石膏，其原料按重量份數包括：氟石膏100份、氫氧化鈣2-8份、鋁土礦3-7份、硫鋁酸鹽水泥0.8-2.0份、高鈣粉煤灰1.2-2.5份、礦渣1.2-3.8份、可再分散乳膠粉3.5-5.6份、有機矽防水劑2-6份、改性秸稈纖維4-10份、矽烷偶聯劑1-2份；將烷基酚聚氧乙烯醚加到水中，升溫並保溫攪拌後加入二烷基苯磺酸鈉和N-辛基三乙氧基矽烷，升溫攪拌後加入季戊四醇，攪拌後冷卻得到有機矽防水劑；將小麥秸稈纖維加入到水中，之後加入氫氧化鈉溶液，升溫攪拌保溫後降溫，過濾，用水洗滌濾渣後烘乾得到改性秸稈纖維。本發明所述的高強度改性氟石膏，具有優異的抗折強度和抗壓強度，同時耐水性也得到了提高。
【專利說明】一種高強度改性氟石膏
【技術領域】
[0001] 本發明涉及氟石膏【技術領域】，尤其涉及一種高強度改性氟石膏。
【背景技術】
[0002] 氟石膏是氫氟酸及氟鋁酸鈉生產過程中的主要副產品，主要成分為硫酸鈣，並含 有部分氟化鈣和其他氟化物，有時含有大量的H 2S04。一方面，排出的氟石膏呈酸性，未加處 理的氟石膏不能直接置棄，也難以被利用；另一方面，氟石膏溶解度較低且溶解速度慢，凝 結時間很長，水化硬化體強度很小，防水性能差，這些缺陷大大限制了其應用。目前國內外 研究者在改善氟石膏性能方面已做了許多工作，提出了各種改性措施，例如，機械振動、壓 實成型、摻減水劑等，使其中的無水石膏轉變為二水石膏。改性後的氟石膏可以生產陶瓷模 具、高強膠結料、醫學應用材料等。但是改性氟石膏的研究仍不系統，應用在工程或者家庭 裝修中的改性氟石膏在不影響氟石膏固有性質的同時，力學強度欠佳，不能滿足現代社會 的要求。
[0003] 因此，如何選擇合適的改性劑，優化改性劑的含量，提高改性氟石膏的力學強度， 使其變廢為寶是一個非常迫切的問題。
【發明內容】
[0004] 本發明提出了一種高強度改性氟石膏，其具有優異的抗折強度和抗壓強度，同時 耐水性也得到了提高。
[0005] 本發明提出了一種高強度改性氟石膏，其原料按重量份數包括：氟石膏100份、 氫氧化鈣2-8份、鋁土礦3-7份、硫鋁酸鹽水泥0. 8-2. 0份、高鈣粉煤灰1. 2-2. 5份、礦渣 1. 2-3. 8份、可再分散乳膠粉3. 5-5. 6份、有機娃防水劑2-6份、改性結杆纖維4-10份、娃燒 偶聯劑1_2份；
[0006] 所述有機矽防水劑的製備方法具體如下：將烷基酚聚氧乙烯醚加入到水中形成液 體A，升溫至60-70°C，保溫攪拌20-50min後加入二烷基苯磺酸鈉和N-辛基三乙氧基矽烷， 升溫至75-80°C，攪拌80-130min後加入季戊四醇，繼續攪拌30-50min後冷卻至室溫得到有 機矽防水劑；其中，加入到液體A中的烷基酚聚氧乙烯醚佔液體A的l-3wt% ;加入到液體 A中的烷基酚聚氧乙烯醚、二烷基苯磺酸鈉、N-辛基三乙氧基矽烷、季戊四醇的質量之比為 2-3:1-1. 8：100:3-5 ；
[0007] 所述改性秸杆纖維的製備方法具體如下：將小麥秸杆纖維加入到水中浸泡，之後 加入質量分數為1-3 %的氫氧化鈉溶液，升溫至80-100°C，攪拌保溫3-6h，降溫至室溫，過 濾，用水洗滌濾渣後烘乾得到改性秸杆纖維；其中，加入水中的秸杆纖維與氫氧化鈉溶液中 的氫氧化鈉的質量之比為30:1-2。
[0008] 優選地，其原料按重量份數包括：氟石膏100份、氫氧化鈣3-5份、鋁土礦5-6份、 硫鋁酸鹽水泥1. 3-1. 7份、高鈣粉煤灰1. 8-2. 3份、礦渣2. 5-3. 2份、可再分散乳膠粉4-5 份、有機娃防水劑3-4份、改性結杆纖維5-8份、娃燒偶聯劑1. 3-1. 6份。
[0009] 優選地，其原料按重量份數包括：氟石膏100份、氫氧化鈣4份、鋁土礦5. 4份、硫 鋁酸鹽水泥1. 4份、高鈣粉煤灰2. 1份、礦渣2. 6份、可再分散乳膠粉4. 3份、有機矽防水劑 3. 4份、改性秸杆纖維5. 7份、矽烷偶聯劑1. 4份。
[0010] 優選地，所述偶聯劑為矽烷偶聯劑KH550、KH560、KH570、KH792、DL602、DL171中的 一種或者多種的組合。
[0011] 優選地，在改性秸杆纖維的製備方法中，用水洗滌濾渣的過程中,洗滌至洗滌液pH 為 7. 5-8。
[0012] 本發明所述高強度改性氟石膏，通過選擇合適的組分，優化各組分的含量得到了 高強度的改性氟石膏；其中，氫氧化鈣和鋁土礦配合使用，中和氟石膏中的硫酸，降低氟石 膏的酸性，回收硫酸鋁的同時得到的改性氟石膏純度高；相應添加的礦渣和高鈣粉煤灰玻 璃相高，且具有高的活性，在氟石膏中激發後會生成鈣礬石和CSH凝膠，使氟石膏由單一的 結晶結構變成晶膠結構，提高了改性氟石膏的性能，同時氫氧化鈣維持了鈣礬石形成的鹼 度；配合添加了改性秸杆纖維、偶聯劑、可再分散乳膠粉、有機矽防水劑、石蠟乳液，改性秸 杆纖維除去了秸杆表面的蠟狀物，且溶出部分半纖維素和纖維素類物質，增加了表面游離 的羥基，與氟石膏形成氫鍵，且改性秸杆纖維表面出現的凹凸不平現象，增加了改性秸杆纖 維從氟石膏中拔出的阻力，形成的氫鍵與阻力的作用共同提高了秸杆纖維與氟石膏之間的 結合力，提高了改性氟石膏的強度，另外，氫氧化鈉的加入有利於氟石膏的固化；添加矽烷 偶聯劑後，矽烷偶聯劑通過Si-0-Si鍵連接了氟石膏和改性的秸杆纖維，進一步提高了兩 者之間的結合力和相容性，提高了改性氟石膏的強度；含憎水組分的可再分散乳膠粉填充 在了氟石膏基底中的空隙中，形成了聚合物膜，減小了水進入氟石膏的機率，賦予氟石膏良 好的憎水效果；增加了有機矽防水劑與可再分散乳膠粉配合，避免了水分子進入氟石膏中， 提高氟石膏絕幹強度的同時增加了其溼強度，提高了其軟化係數。
【具體實施方式】
[0013] 下面結合具體實施例對本發明做出詳細說明，應當了解，實施例只用於說明本發 明，而不是用於對本發明進行限定，任何在本發明基礎上所做的修改、等同替換等均在本發 明的保護範圍內。
[0014] 實施例1
[0015] 本發明所述高強度改性氟石膏，其原料按重量份數包括：氟石膏100份、氫氧化鈣 2份、鋁土礦3份、硫鋁酸鹽水泥2. 0份、高鈣粉煤灰2. 5份、礦渣3. 8份、可再分散乳膠粉 5. 6份、有機矽防水劑2份、改性秸杆纖維4份、矽烷偶聯劑KH5502份；
[0016] 所述有機矽防水劑的製備方法具體如下：將烷基酚聚氧乙烯醚加入到水中形成液 體A，升溫至60°C，保溫攪拌20min後加入二烷基苯磺酸鈉和N-辛基三乙氧基矽烷，升溫至 77°C，攪拌130min後加入季戊四醇，繼續攪拌50min後冷卻至室溫；其中，加入到液體A中 的烷基酚聚氧乙烯醚佔液體A的lwt% ;加入到液體A中的烷基酚聚氧乙烯醚、二烷基苯磺 酸鈉、N-辛基三乙氧基矽烷、季戊四醇的質量之比為2:1 :100:3 ;
[0017] 所述改性秸杆纖維的製備方法具體如下：將小麥秸杆纖維加入到水中浸泡，之後 加入質量分數為1 %的氫氧化鈉溶液，升溫至100°c，攪拌保溫3h，降溫至室溫，過濾，用水 洗滌濾渣至洗滌液pH為7. 8後烘乾；其中，加入水中的秸杆纖維與氫氧化鈉溶液中的氫氧 化鈉的質量之比為30:2。
[0018] 對本實施例所述改性氟石膏進行力學性能和耐水性能測試，其性能參數如下所 示：絕幹抗折強度為17MPa，絕幹抗壓強度為18MPa，24h吸水率為15%，24h軟化係數為 0. 88 〇
[0019] 實施例2
[0020] 本發明所述高強度改性氟石膏，其原料按重量份數包括：氟石膏100份、氫氧化鈣 8份、鋁土礦7份、硫鋁酸鹽水泥0. 8份、高鈣粉煤灰1. 2份、礦渣1. 2份、可再分散乳膠粉 3. 5份、有機矽防水劑6份、改性秸杆纖維10份、矽烷偶聯劑KH7921份；
[0021] 所述有機矽防水劑的製備方法具體如下：將烷基酚聚氧乙烯醚加入到水中形成液 體A，升溫至65°C，保溫攪拌50min後加入二烷基苯磺酸鈉和N-辛基三乙氧基矽烷，升溫至 75°C，攪拌80min後加入季戊四醇，繼續攪拌30min後冷卻至室溫；其中，加入到液體A中的 烷基酚聚氧乙烯醚佔液體A的2wt% ;加入到液體A中的烷基酚聚氧乙烯醚、二烷基苯磺酸 鈉、N-辛基三乙氧基矽烷、季戊四醇的質量之比為3:1.8 :100:5 ;
[0022] 所述改性秸杆纖維的製備方法具體如下：將小麥秸杆纖維加入到水中浸泡，之後 加入質量分數為3%的氫氧化鈉溶液，升溫至80°C，攪拌保溫6h，降溫至室溫，過濾，用水洗 滌濾渣至洗滌液pH為7. 5後烘乾；其中，加入水中的秸杆纖維與氫氧化鈉溶液中的氫氧化 鈉的質量之比為30:1。
[0023] 對本實施例所述改性氟石膏進行力學性能和耐水性能測試，其性能參數如下所 示：絕幹抗折強度為19MPa，絕幹抗壓強度為17MPa，24h吸水率為14%，24h軟化係數為 0. 89 〇
[0024] 實施例3
[0025] 本發明所述高強度改性氟石膏，其原料按重量份數包括：氟石膏100份、氫氧化鈣 4份、鋁土礦5. 4份、硫鋁酸鹽水泥1. 4份、高鈣粉煤灰2. 1份、礦渣2. 6份、可再分散乳膠 粉4. 3份、有機矽防水劑3. 4份、改性秸杆纖維5. 7份、矽烷偶聯劑KH5600. 3份、矽烷偶聯 劑DL6020. 7份、矽烷偶聯劑KH5600. 4份；
[0026] 所述有機矽防水劑的製備方法具體如下：將烷基酚聚氧乙烯醚加入到水中形成液 體A，升溫至70°C，保溫攪拌45min後加入二烷基苯磺酸鈉和N-辛基三乙氧基矽烷，升溫至 80°C，攪拌83min後加入季戊四醇，繼續攪拌42min後冷卻至室溫；其中，加入到液體A中的 烷基酚聚氧乙烯醚佔液體A的3wt% ;加入到液體A中的烷基酚聚氧乙烯醚、二烷基苯磺酸 鈉、N-辛基三乙氧基矽烷、季戊四醇的質量之比為2.6:1.4 :100:4 ;
[0027] 所述改性秸杆纖維的製備方法具體如下：將小麥秸杆纖維加入到水中浸泡，之後 加入質量分數為2%的氫氧化鈉溶液，升溫至87°C，攪拌保溫4. 5h，降溫至室溫，過濾，用水 洗滌濾渣至洗滌液pH為8後烘乾；其中，加入水中的秸杆纖維與氫氧化鈉溶液中的氫氧化 鈉的質量之比為30:1. 4。
[0028] 對本實施例所述改性氟石膏進行力學性能和耐水性能測試，其性能參數如下所 示：絕幹抗折強度為20MPa，絕幹抗壓強度為21MPa，24h吸水率為13%，24h軟化係數為 0· 93。
【權利要求】
1. 一種高強度改性氟石膏，其特徵在於，其原料按重量份數包括：氟石膏100份、氫氧 化鈣2-8份、鋁土礦3-7份、硫鋁酸鹽水泥0. 8-2. 0份、高鈣粉煤灰1. 2-2. 5份、礦渣1. 2-3. 8 份、可再分散乳膠粉3. 5-5. 6份、有機娃防水劑2-6份、改性結杆纖維4-10份、娃燒偶聯劑 1_2 份； 所述有機矽防水劑的製備方法具體如下：將烷基酚聚氧乙烯醚加入到水中形成液體 A，升溫至60-70°C，保溫攪拌20-50min後加入二烷基苯磺酸鈉和N-辛基三乙氧基矽烷，升 溫至75-80°C，攪拌80-130min後加入季戊四醇，繼續攪拌30-50min後冷卻至室溫得到有 機矽防水劑；其中，加入到液體A中的烷基酚聚氧乙烯醚佔液體A的l-3wt% ;加入到液體 A中的烷基酚聚氧乙烯醚、二烷基苯磺酸鈉、N-辛基三乙氧基矽烷、季戊四醇的質量之比為 2-3:1-1. 8：100:3-5 ； 所述改性秸杆纖維的製備方法具體如下：將小麥秸杆纖維加入到水中浸泡，之後加入 質量分數為1-3%的氫氧化鈉溶液，升溫至80-100°C，攪拌保溫3-6h，降溫至室溫，過濾，用 水洗滌濾渣後烘乾得到改性秸杆纖維；其中，加入水中的秸杆纖維與氫氧化鈉溶液中的氫 氧化鈉的質量之比為30:1-2。
2. 根據權利要求1所述的高強度改性氟石膏，其特徵在於，其原料按重量份數包括：氟 石膏100份、氫氧化鈣3-5份、鋁土礦5-6份、硫鋁酸鹽水泥1. 3-1. 7份、高鈣粉煤灰1. 8-2. 3 份、礦渣2. 5-3. 2份、可再分散乳膠粉4-5份、有機矽防水劑3-4份、改性秸杆纖維5-8份、 娃燒偶聯劑1. 3-1. 6份。
3. 根據權利要求1或2所述的高強度改性氟石膏，其特徵在於，其原料按重量份數包 括：氟石膏100份、氫氧化鈣4份、鋁土礦5. 4份、硫鋁酸鹽水泥1. 4份、高鈣粉煤灰2. 1份、 礦漁2. 6份、可再分散乳膠粉4. 3份、有機娃防水劑3. 4份、改性結杆纖維5. 7份、娃燒偶聯 劑1.4份。
4. 根據權利要求1-3中任一項所述的高強度改性氟石膏，其特徵在於，所述偶聯劑為 矽烷偶聯劑KH550、KH560、KH570、KH792、DL602、DL171中的一種或者多種的組合。
5. 根據權利要求1-4中任一項所述的高強度改性氟石膏，其特徵在於，在改性秸杆纖 維的製備方法中，用水洗滌濾渣的過程中,洗滌至洗滌液pH為7. 5-8。
【文檔編號】C04B11/26GK104193286SQ201410427701
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年8月27日 優先權日:2014年8月27日
【發明者】陳喜 申請人:安徽錦洋氟化學有限公司