無石棉瓷土矽酸鈣板及其製作方法

2023-04-24 09:07:56 1

專利名稱：無石棉瓷土矽酸鈣板及其製作方法
技術領域：
本發明涉及一種建材行業的無石棉瓷土矽酸鈣板及其製作方法。
在
背景技術：
中，目前我國建材行業生產的普通矽酸鈣板，是由3～5級石棉、石英粉和消石灰粉為主要原材料，以玻璃纖維、紙漿等為副材料，經選料、配料，用水均勻混合，再經水熱合反應製成板材，常規生產方法是模壓制板法和流漿制板法。水熱合反應機理如下1、進入蒸壓釜前，已混合均勻的料漿和溼中的SiO2顆粒表面吸附Ca(HO)2，漫漫產生凝膠反應。由於所用的矽質材料是結晶體石英粉，所以其反應程度很低、很慢，這時由SiO2和CaO形式的初期水化物，稱託貝莫來石凝膠(1．5～2．0 CaO·SiO2·nH2O)。2、在蒸壓過程中，隨著反應溫度和時間的增加，凝膠會不斷地形成和轉化，其形態的轉化過程是託貝莫來石凝膠→CSH(II)→CSH(I)→託貝莫來石隱晶體→託貝模來石。在這一連續的生成過程之間，是難以絕然加以區別的，有時在同一時間中，還會出現二種以上混合在一起的反應情況。3、經過一定溫度的反應，結晶增長，逐漸變成結晶形的託貝莫來石(C5S6H5)，並隨著水熱溫度和時間的進一步提高而向硬矽鈣石(C8S8H)轉化，因此SiO2和CaO的反應結晶物是通過反覆進行而發生的，其反應速度、生成物的強度。隨原材料種類、細度、雜質、分子比(C／S)、水熱處理的溫度和時間不同而變化。國內矽酸鈣板的用途主要用於框輕結構的高層建築作保溫絕熱防火復蓋材料，以及內外牆體材料、天花吊頂和船舶的隔侖板，這種矽酸鈣板是市場上石棉水泥板、石膏板及膠合板的理想替代產品，但是其配料中含有石棉，對人體健康有害，汙染環境，80年代西方國家確認，對含有石棉物質的成型材料提出種種限制，甚至禁用。且我國石棉資源中出現中、長石棉供應緊張狀況。次外矽質材料石英粉價格較貴，使製造費用增加，成本增高，板材市場價格約在17～18元／米2，由於上述兩個因素，故很難在市場上，尤其是國際市場上立足。
中國發明專利公報於1993年3月3日公開了一種「高強度矽酸鈣成型體及其製造方法」，公開號CN1069476A，申請號91105445．6，其目的是不再合成樹脂，而使用玻璃纖維與料漿、分散強化，獲得高強度矽酸鈣建材。其特徵是將雪矽鈣石、矽酸鈣凝膠與石英混合，玻璃纖維及料漿作為強化材料，其重量百分含量分別為2～10％。其製造方法中，鈣矽質原料的克分子配比CaO／SiO2為0．6～0．9，纖維是由耐鹼玻璃纖維和料漿組成，將鈣質原料與二氧化矽、水混合，50℃以下製漿，再將漿體加熱到80℃以上凝膠化處理，得到的膠狀物與玻璃纖維及其它原料均混，加壓3～30公斤／釐米2，脫水成形，得到成形體，在高壓釜中加熱反應，最終得到成形體。其不足之處，成分中含有石英，成本增加，工藝複雜，生產周期長，成本增高。
本發明的目的是克服上述現有技術中的不足之處，研製一種新型的無石棉瓷土矽酸鈣板及其製作方法，且具有與普通矽酸鈣板性能相同條件下，輕質高強度，降低產品原材料成本，減少環境汙染，提高產品在國際市場上的競爭能力。
本發明的技術解決方案如下產品組成重量比為主料維綸纖維0．8～1．5％雲母14～18％瓷土53～60％消石灰粉20～25％輔料玻璃纖維1～1．2％紙漿纖維(幹) 1～1．5％產品製作工藝採用常規模壓制板法或流漿制板法，其中工藝參數鈣質原料與矽質原料克分子比(CaO／SiO2)0．25～0．5，料坯水份為28～32％，蒸壓養護工序參數為，升溫時間4小時，蒸汽壓力常溫送氣～0．8MPa，恆溫時間8小時，蒸汽壓力0．8～1．15MPa，150℃～175℃，降溫時間4小時，蒸汽壓力1．15～0．2MPa以下。
本發明的技術解決方案還包括產品較佳組成重量比為
主料維綸纖維0．8％雲母14％瓷土53％消石灰粉25％輔料中矸玻璃纖維1％紙漿纖維(幹)1．2％本發明實施例說明如下例一、採用模壓制板法工藝一般用於生產12～25mm厚板。
1、生產工藝流程(已有技術)測定瓷土含水率應在2～5％後，待石灰陳化，消解後，測定有效75％含量，稱量，分別對雲母、玻纖、紙漿含水率測定。
料漿攪拌→料坯成型壓製成型(抽真空)→脫壓模墊板→蒸壓養護→脫模板→成品。
2、操作方法①配料在測定各種原材料含水率後，按上述材料組成範圍確定配比，計算出各自的用量，並稱量配料。
②纖維松解和料漿製備把所有玻璃纖維和紙漿放入攪拌機中，再加入1／2總用水量進行松解約3分鐘後，按順序投入消石灰粉、維綸纖維、玻璃纖維、雲母、瓷土和剩餘的1／2的水，再攪拌3分鐘左右，即製成所需料漿，料漿濃度約60％。
③成坯料漿倒入成型模中，均勻鋪平，待料漿稍成凝膠狀後，強制加壓脫水，製成料坯，料坯含水率應在28～32％。
④蒸壓養護將壓制好的料坯放在蒸養模板上，送入蒸壓釜進行蒸壓養護，其飽和蒸氣壓力為0．8mPa左右，4小時升溫至150℃～175℃，恆溫8小時，降溫4小時，脫去蒸壓模板即為產品，根據用戶需要可直接銷售。
⑤切邊按市場需求的尺寸進行切邊，製成符合標準的產品。
例二、流漿制板法一般用於製作4～12mm厚的薄板材。該方法是混合料漿直接流鋪在毛布上獲得料層的生產方式。
1、生產工藝流程(已有技術)原材料→計量→制纖維漿→成型→板坯切割→板坯堆垛→蒸壓養護→脫模→芯板成品→砂光→深加工產品堆垛→成品。
2、操作方發①配料及製漿先測出瓷土SiO2含量和含水率，及消石灰粉有效CaO含量和含水率，紙漿用碎紙機製成漿，然後按配比要求分別計量各重量，再在打漿機內加入定量水，然後按順序依次加入纖維、紙漿、瓷土、雲母、攪拌6～8分鐘，料漿濃度12～15％。
②成型將制好的料漿，抽入鬥式儲漿池，然後由鬥儲機出漿，經流漿槽進入流漿箱，流漿箱出口均勻地流鋪在運行的毛布上，毛布經過抽真空的真空箱，抽吸料層水份，真空度0．016～0．04MPa，料坯水份達28～32％。由毛布將薄料層，卷到成型筒上，成型筒壓力2．5～3．0MPa，薄料厚度0．3～0．45mm，達到所需板坯厚度後扯坯，料坯厚度由測厚儀控制，毛布速度40～45m／s。
③切邊由流漿機成型筒上扯下的料坯，由接坯皮帶運送到定位皮帶上，然後用高壓水進行按規格切邊，水切割壓力為30MPa，切好的板坯由真空堆垛機堆放在有小車的打孔蒸壓墊板上，20～25張板坯為一小垛，4小垛共堆成100張左右為一蒸養小車，7～8車為一釜，當滿釜後，送蒸汽進行蒸壓養護。
④蒸壓養護與模壓法相同。
⑤砂光蒸壓脫模後的產品為芯板，也可直接作為產品使用，也可用砂光機對板材兩面砂光，達到高精度要求，其精度為±0．2mm，即成產品。
上述現有的橫壓法和流漿法都可用本發明的配方組成實施。其中配方組成中，與普通矽酸鈣板比較，以纖維和雲母代替石棉，瓷土代替石英粉，這是本發明的實質性特點，其中原材料中，維綸纖維採用維尼綸廠生產的改性維綸纖維和高彈模維綸纖維。雲母採用高縱橫比增強型商品雲母，細度100目和60目兩種。消石灰粉符合一等品，細度180目，使用前測定有效CaO含量，要求67％左右。
瓷土測定SiO2含量，75％以上；Fe2O3含量不高於0．5％；細度150目(100目全通過；200目通過量不大於20％；中纖玻璃纖維用短切玻璃纖維，長度1．5cm。紙漿(幹)幹紙用碎紙機製成漿，加入可改善板坯塑性和透水性。
本發明生產工藝中，消石灰粉與瓷土的克分子(CaO／SiO2)比為0．25～0．5，不同於普通矽酸鈣板的0．1～0．9，這是本發明的又一特點，這樣能夠降低材料成本，並且簡化了複雜配料計算，提高生產工藝性，板材的強度及其它指標易控制。本發明的料坯水份參數採用28～32％，這也是本發明的特點所在。這樣容易控制蒸氧過程水分反應，進一步提高生產工藝性。蒸壓養護工序中升溫、恆溫和降溫時間，及其對應的蒸汽壓力，也都是本發明的特點，更能保證蒸氧過程水化反應的充分利用，保證產品的質量及性能穩定。
本發明的優點和效果如下1、由於本發明採用瓷土代替石英粉製作，瓷土資源豐富，易加工，價格相對石英粉很便宜，如50元／噸的瓷土加工成100目～150目，需90元／噸，石英粉加工成200目，需200元／噸。
2、由於本發明採用維綸纖維和雲母代替石棉，纖維起加筋作用，雲母可達到石棉耐熱性好的優良性能，而且價格便宜，如其平均價為1400元／噸，而3～5級石棉平均價3000元／噸，這樣不僅能夠大大降低產品成本，而且解決了以往石棉對人體健康的危害和環境汙染的問題。
3、由於成份組成變化，故產品的總成本降低，普通矽酸鈣板原材料成本價格5．5元／米2，本發明為2．5～3元／米2。
4、由於無石棉，成本低，故解決了以往因有石棉難以在國際市場上銷售的問題，提高了國內外市場的競爭能力。
5、本發明幾乎不改變原來普通矽酸鈣板生產線及生產條件，只要按本發明的配方組成和工藝參數進行，即能大規模化生產。
6、本發明生產的產品與輕鋼龍骨配套，能夠組成各種防火，隔聲節能的複合牆，是建材行業輕質高強度牆體的理想產品。
權利要求
1.無石棉瓷土矽酸鈣板及其製作方法，其特徵是，產品組成重量比為主料 維綸纖維0．8～1．5％雲母14～18％瓷土53～60％消石灰粉20～25％輔料 玻璃纖維1～1．2％紙漿纖維(幹) 1～1．5％
2.根據權利要求1所述的無石棉瓷土矽酸鈣板及其製作方法，其特徵是產品製作工藝採用常規模壓制板法或流漿制板法，其中工藝參數鈣質原料與矽質原料克分子比(CaO／SiO2)0．25～0．5，料坯水份為28～32％，蒸壓養護工序參數為，升溫時間4小時，蒸汽壓力常溫送氣～0．8MPa，恆溫時間8小時，蒸汽壓力0．8～1．15MPa，150℃～175℃，降溫時間4小時，蒸汽壓力1．15～0．2MPa以下。
3.根據權利要求1所述的無石棉瓷土矽酸鈣板及其製作方法，其特徵是，產品較佳組成重量比為主料維綸纖維0．8％雲母14％瓷土53％消石灰粉25％輔料中矸玻璃纖維 1％紙漿纖維(幹)1．2％
全文摘要
本發明涉及一種建材行業的無石棉瓷土矽酸鈣板及其製作方法。目的是降低產品原材料成本,減少環境汙染,提高市場競爭力,技術解決方案主要成分組成的纖維、雲母、瓷土,工藝採用模壓法或者流漿制板法。優點是採用瓷土,資源豐富,易加工,成本低,約2.5元～3元/米
文檔編號C04B28/18GK1205315SQ9710861
公開日1999年1月20日 申請日期1997年7月10日 優先權日1997年7月10日
發明者李瑜琳, 朗培坤, 朗雪凱, 朗雪波 申請人:李瑜琳