制备基于硅藻土的纤维增强板材的方法及由此制得的板材技术

本发明专利技术提供了一种制备基于硅藻土的纤维增强板材的方法及由此制得的板材。本发明专利技术的所述方法包括如下步骤：(1)将硅藻土、石英砂、水泥、无机纤维、无机填料和膨润土于水中混合制浆；(2)将所述浆料制成湿坯；(3)将湿坯于高湿度条件下培养；(4)将所述坯体于蒸压釜中进行高温养护以制成板材；(5)将板材于干燥，从而得到所述基于硅藻土的纤维增强板材。由本发明专利技术方法所制得的硅藻土板材具有质量轻、高强度并且纵横各向强度均一的特点。

【技术实现步骤摘要】
制备基于硅藻土的纤维增强板材的方法及由此制得的板材
本专利技术涉及材料领域，尤其是涉及基于硅藻土的纤维增强板材领域。
技术介绍
硅藻土是一种生物成因的硅质沉积岩，是海洋或湖泊中生长的硅藻类的残骸在水底沉积，经自然环境作用而逐渐形成的一种非金属矿物。硅藻土主要分布在中国、美国、丹麦、法国、罗马尼亚等国。是一种生物成因的硅质沉积岩，它主要由古代硅藻的遗骸所组成。我国硅藻土储量3.2亿吨，远景储量达20多亿吨，主要集中在华东及东北地区，其中规模较大，储量较多的有吉林(54.8％)、浙江、云南、山东、四川等省。硅藻土在电子显微镜下可以观察到特殊多孔的构造，其具有细腻、松散、质轻、多孔、吸水性和渗透性强的物理特性。基于硅藻土的板材有很多，但是仍存在很多亟待解决的问题。例如，在保证密度较低的情况下无法提供强度较高的板材以及板材纵横各向强度不均的问题，尤其是对于用作建筑材料的那些板材。
技术实现思路
为了解决基于硅藻土的板材存在的上述一个或者多个问题，本专利技术提供了一种纤维增强的硅藻土的硅藻土板材以及由该方法制得的硅藻土板材。本专利技术第一方面提供了一种制备纤维增强的硅藻土板材的方法，所述方法包括如下步骤：(1)混合制浆：将60重量份至70重量份的硅藻土、40重量份至60重量份的石英砂、20重量份至25重量份的水泥、10重量份至20重量份的无机纤维、2重量份至5重量份的无机填料于水中混合制浆，得到固含量为10质量％至15质量％的料浆；(2)湿坯制备：通过流浆法工艺将所述浆料制成湿坯；(3)高湿度培养：将所述湿坯于相对湿度为80％至99％的相对湿度和25℃至35℃的常温条件下放置10小时至15小时，得到经培养的坯体；(4)高压养护：将所述坯体于蒸压釜中，在4小时至6小时的时间将压力升到1.0Mpa至1.2Mpa的饱和蒸汽压后，并在该压力下养护10至15小时，再在4小时至6小时的时间内将压力降到常压，从而制得经高温养护的板材；(5)高温干燥：将所述经养护的板材于在100℃至150℃的温度干燥直至恒重，从而得到所述纤维增强的硅藻土板材。本专利技术第二方面提供由本专利技术第一方面上述的方法制得的硅藻土板材。由本专利技术方法所制得的硅藻土板材具有质量轻、高强度并且纵横各向强度均一的特点。具体实施方式下文将通过提供一些具体的实施方式以举例方式对本专利技术进行进一步的描述。但是本申请请求保护的技术方案不限于这些具体的实施方式。本专利技术在第一方面提供了一种制备纤维增强的硅藻土板材的方法，所述方法包括如下步骤：(1)混合制浆；(2)湿坯制备；(3)高湿度培养；(4)高压养护；和(5)干燥。在步骤(1)的混合制浆中，将60重量份至70重量份的硅藻土、40重量份至60重量份的石英砂、20重量份至25重量份的水泥、10重量份至20重量份的无机纤维、2重量份至5重量份的无机填料于水中混合制浆，得到固含量为10质量％至15质量％的料浆。在步骤(2)的湿坯制备中，通过流浆法工艺将所述浆料制成湿坯。在步骤(3)的高湿度培养中，将所述湿坯于相对湿度为80％至99％的相对湿度和25℃至35℃的常温条件下放置10小时至15小时，得到经培养的坯体。在步骤(4)的高压养护中，将所述坯体于蒸压釜中，在4小时至6小时的时间将压力升到1.0Mpa至1.2Mpa的饱和蒸汽压后，并在该压力下养护10至15小时，再在4小时至6小时的时间内将压力降到常压，从而制得经高温养护的板材。在步骤(5)的干燥中，高温干燥：将所述经养护的板材于在100℃至150℃的温度干燥直至恒重，从而得到所述纤维增强的硅藻土板材。在本专利技术的上述体系中，硅藻土的用量和粒度是影响最后制得的板材的强度的重要影响因素，因此需要所述硅藻土的200目筛余量要小于1质量％并且在上述原料体系中硅藻土的重量份不要低于60重量份，否则会因为硅藻土颗粒过大或者含量过低而导致强度下降或者纵横各向强度不均匀。如果硅藻土的含量过高，则边际效益下降，成本效率降低。因此，在上述体系中，硅藻土的量优选为60重量份至70重量份，例如可以为60、65或70重量份。另外优选的是，所述硅藻土的二氧化硅含量优选为80质量％，如果二氧化硅含量过低，则其中的其他物质含量过大，可能会影响板材的强度。在本专利技术的上述体系中，石英砂的用量优选为40重量份至60重量份的石英砂，如果用量过大，则会降低其他原料的相对用量，从而可能导致强度的下降或者密度的上升。如果用量多低，则会增加板材的制造成本。在本专利技术的上述体系中，水泥的用量为20重量份至25重量份的水泥，如果水泥的用量过大，则在高湿度培养和高压养护中的要求过于严苛，耗时过长，在后期的高温干燥中容易板材容易开裂，而且容易导致其他原料的相对用量降低，从而影响了其他原料在上述体系中所带来的效果。如果水泥用量过低，则可能导致所得板材的强度不足。在本专利技术的上述体系中，使用10重量份至20重量份的无机纤维。如果纤维量过大，会增加物料均匀混合的难度，并且增加了板材的制造成本。如果用量过低，则所制得的板材的密度过高或则硬度不足。由于后期的高温干燥，因此本专利技术最好不用甚至不能采用木浆纤维或者其他无机纤维。在本专利技术的上述体系中，使用2重量份至5重量份的无机填料，如果无机填料用量过大，则可能影响强度，如果用量过小，则增加了板材的制造成本。在本专利技术的上述体系中，固含量优选为10质量％至15质量％。如果固含量过大或者过小，则不便于通过流浆箱工艺制造湿坯。在一些优选的实施方式中，在所述混合制浆中，将65重量份的硅藻土、50重量份的石英砂、35重量份的水泥、15重量份的无机纤维、4重量份的无机填料于水中混合制浆，得到固所述料浆。在一些实施方式中，在所述浆料中还混合有0.5重量份至2.5重量份的膨润土。膨润土是一种黏土岩，亦称蒙脱石黏土岩；主要化学成分是二氧化硅、三氧化二铝和水，还含有铁、镁、钙、钠、钾等元素，Na2O和CaO含量对膨润土的物理化学性质和工艺技术性能影响颇大。蒙脱石矿物属单斜晶系，通常呈土状块体，白色，有时带浅红、浅绿、淡黄等色。光泽暗淡。硬度1～2，密度2～3g/cm3。按蒙脱石可交换阳离子的种类。本专利技术人惊讶地发现，在本专利技术的上述体系中，在使用膨润土的情况下，可以使用高含量的硅藻土、石英砂和纤维并且可以使用较低的水泥，同时可以改善制浆的均匀度并且改善所得浆料的可操作性(即可以利用较低的固含量的浆料)。更为重要的是，适量的膨润土能够提高板材的强度。在一些优选的实施方式中，所述膨润土的用量为1.5重量份。在一些实施方式中，其中，所述石英砂的200目筛余量小于1质量％。在一些实施方式中，所述无机纤维为碳纤维；所述无机纤维的200目筛余量小于10质量％。在一些优选的实施方式中，所述无机纤维为海泡石纤维；所述无机纤维的200目筛余量小于10质量％。在一些实施方式中，所述无机填料为云母或硅灰石；所述无机填料的200目筛余量小于1质量％。在一些实施方式中，所述无机填料为云母或硅灰石；所述无机填料的200目筛余量小于1质量％。本专利技术在第二方面提供了根据本专利技术第一方面上述的方法制得的纤维增强的硅藻土板材。另外注意的是，如果没有特别说明，本专利技术所记载的任何范围包括端值以及端值之间的任何数值以及以及以端值或者端值之间的任意数值所构成的任意子范围。下面结本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备基于硅藻土的纤维增强板材的方法，所述方法包括如下步骤：(1)混合制浆：将60重量份至70重量份的硅藻土、40重量份至60重量份的石英砂、20重量份至25重量份的水泥、10重量份至20重量份的无机纤维、2重量份至5重量份的无机填料于水中混合制浆，得到固含量为10质量％至15质量％的料浆；(2)湿坯制备：通过流浆法工艺将所述浆料制成湿坯；(3)高湿度培养：将所述湿坯于相对湿度为80％至99％的相对湿度和25℃至35℃的常温条件下放置10小时至15小时，得到经培养的坯体；(4)高压养护：将所述坯体于蒸压釜中，在4小时至6小时的时间将压力升到1.0Mpa至1.2Mpa的饱和蒸汽压后，并在该压力下养护10至15小时，再在4小时至6小时的时间内将压力降到常压，从而制得经高温养护的板材；(5)高温干燥：将所述经养护的板材于在100℃至150℃的温度干燥直至恒重，从而得到所述基于硅藻土的纤维增强板材。

【技术特征摘要】
1.一种制备基于硅藻土的纤维增强板材的方法，所述方法包括如下步骤：(1)混合制浆：将60重量份至70重量份的硅藻土、40重量份至60重量份的石英砂、20重量份至25重量份的水泥、10重量份至20重量份的无机纤维、2重量份至5重量份的无机填料、0.5重量份至2.5重量份的膨润土于水中混合制浆，得到固含量为10质量％至15质量％的浆料；(2)湿坯制备：通过流浆法工艺将所述浆料制成湿坯；(3)高湿度培养：将所述湿坯于相对湿度为80％至99％的相对湿度和25℃至35℃的常温条件下放置10小时至15小时，得到经培养的坯体；(4)高压养护：将所述坯体于蒸压釜中，在4小时至6小时的时间将压力升到1.0Mp...

【专利技术属性】
技术研发人员：文启东，崔俊峰，文博，邹晓虎，
申请(专利权)人：北京东泰富博新材料科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11