一种脱硫石膏制备板材的制备方法技术

一种脱硫石膏制备板材的制备方法，属于建筑材料领域。其特征是先用AM、MBAM配制用混合添加剂，MBAM与AM重量比为1:(4～16)，用量占石膏总量的1wt～10wt％。混合添加剂与石膏混合均匀后加入APS和TEMED溶液，每40L石膏浆中加入30～60ml的10wt％浓度的APS溶液，加入50～80ml的10wt％浓度TEMED溶液，快速搅拌固化定型后得到脱硫石膏板材。依据此方法制备的脱硫石膏浆料，可在几分钟到几十分钟内固化定型，赋予石膏板材适合的强度；通过改变各种添加剂的用量，改变石膏板材的强度，并调整石膏板材的凝结时间。本发明专利技术加入混合添加剂后料浆凝固形成一定强度的湿块，可以进行切块以及一些雕琢等机械加工，使石膏构件的加工更加简单方便。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于石膏构件制备领域，涉及脱硫石膏浆的快速初凝定型，制备石膏板材的技术改进。
技术介绍
石膏是应用十分广泛的水硬材料，在房屋建筑、室内装饰、各类模型中用量巨大。随着科学技术的迅猛发展，对石膏浆的凝固时间、强度等诸多性能提出了更多的要求。随着各类工业副产品石膏的出现，如脱硫石膏等的资源化利用已提上议事日程。脱硫石膏的主要成分是结晶硫酸钙，颜色微黄，其酸碱度与天然石膏相当，呈中性或略偏碱。脱硫石膏与天然石膏相比有以下不同：含水率较高；粒度较小，成粉状。脱硫工艺决定了脱硫石膏的性质，其特点是纯度高，成分稳定(如表1)，游离水份约10％，粒度小，粉状，含较多的水溶性盐。一般根据燃烧的煤种和烟气除尘效果不同，球团烟气脱硫石膏从外观上呈现不同的颜色，常见颜色是灰黄色或灰白色，灰色主要是由于烟尘中未燃尽的碳质量分数较高的缘故，并含有少量碳酸钙颗粒。天然石膏与之相比，呈粉状，化学成分与脱硫石膏相差不大，杂质主要以粘土类矿物为主。表1脱硫石膏与天然石膏成分对比脱硫石膏与天然石膏在化学组成上相差不大,品位相当，而天然石膏的杂质以粘土矿物为主，在磨细后颗粒较人，一般在140μm左右。在杂质含星相同情况下，就脱硫石膏而言没有参加反应的碳酸钙颗粒一部分以石灰石颗粒形态单独存在，另一部分以核形式存在于二水硫酸钙中心，这就增加了有效参与水化反应的硫酸钙颗粒数量，使其有效组分高于大然石膏，而天然石膏杂质在水化时一般不能参加反应,在一定程度上使天然石膏性能不及脱硫石膏。
技术实现思路
本专利技术依据石膏水化过程及原理和凝胶注模成型工艺，在脱硫石膏浆中引入少量混合添加剂，达到脱硫石膏浆快速成型的要求，并赋予石膏板材适合的机械强度。凝胶注模成型工艺于20世纪90年代初由美国人专利技术，现在主要用于陶瓷的制备，尚未用于石膏板材的制备。并且凝胶注模工艺要求浆料高固相低粘度，这样的浆料不仅减少了用水量而且加快了干燥的速度。一种脱硫石膏制备板材的制备方法，制备步骤如下：1)称取MBAM与AM，其重量比为1:(4～16)范围，按预定水膏比加入适量水，充分混溶，制成混合添加剂；2)按AM与MBAM的总用量占石膏总量的1～10wt％要求以及水膏比要求(水量不够可另加水)，称取适量的石膏粉料，将混合添加剂与石膏粉料混合，放入间歇式球磨机内球磨20min，再加入聚丙烯酸铵，加入量是石膏粉料的0.3～0.5％，继续球磨40min，制成石膏浆。3)在石膏浆中先加入过硫酸铵(APS)和N，N，N'，N'-四甲基乙二铵(TEMED)溶液。40L砂浆中加入30～60ml的10wt％浓度的APS溶液，再加入50～80ml的10wt％浓度TEMED溶液，快速搅拌均匀，使石膏浆均匀凝固得到脱硫石膏板。石膏浆在几分钟到几十分钟就会固化成型，所以要快速搅拌均匀。并且APS用量越多固化越快，生产时控制APS用量很关键。本专利技术的优点归纳有以下三点：一、加入的混合添加剂能使脱硫石膏浆快速凝固定型，这时的浆料固化是有机添加剂形成网络导致的。其后，脱硫石膏渐渐水化，石膏板材强度进一步提高；二、混合添加剂使石膏浆快速固化的同时，具有锁水作用，使浆料中的水不外溢，给脱硫石膏的水化提供水源；三、加入混合添加剂后料浆凝固形成一定强度的湿块，可以进行切块以及一些雕琢等机械加工，使石膏构件的加工更加简单方便。具体实施方式实施例1：水膏比为1：0.4，AM2wt％时脱硫石膏板材的制备与性能按水膏比为1：0.4配合计算需水量，称取对应水量置于容器中，加入化学纯丙烯酰胺(AM)，配成2wt％浓度的溶液，再加四分之一丙烯酰胺重量的化学纯N，N'-亚甲基双丙烯酰胺(MBAM)，充分搅拌混合均匀。将石膏与混合均匀的溶液混和并球磨20min，再加入聚丙烯酸铵继续球磨40min，制成石膏浆料。再加入过硫酸铵(APS)和N，N，N'，N'-四甲基铵(TEMED)溶液。400L浆料中加入300ml的10wt％浓度的APS溶液，加入500ml的10wt％浓度TEMED溶液，充分搅拌均匀，在10分钟内将石膏浆注入到模型中完成成型操作。模型中的石膏浆将在10分钟内初凝定型，不加入添加剂时，上述石膏按水膏比为1：0.4配合，其初凝时间为5分钟左右。试件的性能如下：实施例2：水膏比为1：0.6，AM2wt％时脱硫石膏板材制备过程按水膏比为1：0.6配合计算需水量，称取对应水量置于容器中，加入化学纯丙烯酰胺(AM)，配成2wt％浓度的溶液、再加入四分之一丙烯酰胺重量的化学纯N,N'-亚甲基双丙烯酰胺(MBAM)，充分搅拌混合均匀。将石膏与混合均匀的溶液混和并球磨20min，再加入聚丙烯酸铵继续球磨40min，制成石膏浆料。再加入过硫酸铵(APS)和N,N,N',N'-四甲基乙二铵(TEMED)溶液。400L石膏浆中加入400ml的10wt％浓度的APS溶液，加入500ml的10wt％浓度TEMED溶液，充分搅拌均匀，在10分钟内将石膏浆料注入到模型中完成成型操作。模型中的石膏浆料将在10分钟内初凝定型，不加入添加剂时，上述石膏按水膏比为1：0.6配合，其初凝时间为4.5分钟左右。试件的性能如下表：实施例3：水膏比为1：0.6，AM4wt％时脱硫石膏板材制备过程按水膏比为1：0.6配合计算需水量，称取对应水量置于容器中，加入化学纯丙烯酰胺(AM)，配成4wt％浓度的溶液、再加入四分之一丙烯酰胺重量的化学纯N,N'-亚甲基双丙烯酰胺(MBAM)，充分搅拌混合均匀。将石膏与混合均匀的溶液混和并球磨20min，再加入聚丙烯酸铵继续球磨40min，制成石膏浆料。再加入过硫酸铵(APS)和N,N,N',N'-四甲基乙二铵(TEMED)溶液。400L石膏浆中加入400ml的10wt％浓度的APS溶液，加入500ml的10wt％浓度TEMED溶液，充分搅拌均匀，在10分钟内将石膏浆料注入到模型中完成成型操作。模型中的石膏浆料将在10分钟内初凝定型，不加入添加剂时，上述石膏按水膏比为1：0.6配合，其初凝时间为4.5分钟左右。试件的性能如下表：由以上三个实施方案可以看出固相含量以及单体和交联剂的比对石膏板的性能影响较大，实施例3的各项性能最佳。本专利技术的最终产品与纸纤维脱硫石膏制成的石膏板、纸纤维天然石膏制成的石膏板的各项性能对比如下：本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种脱硫石膏制备板材的制备方法，其特征在于制备步骤如下：1)称取MBAM与AM，其重量比为1:(4～16)范围，按预定膏水比加入适量水，充分混溶，制成混合添加剂；AM为纯丙烯酰胺，MBAM为化学纯N,N′‑亚甲基双丙烯酰胺；2)，称取适量的石膏粉料，将混合添加剂与石膏粉料混合，放入间歇式球磨机内球磨20min，再加入聚丙烯酸铵，聚丙烯酸铵加入量是石膏粉料的0.3～0.5％，继续球磨40min，制成石膏浆；3)在石膏浆中先加入APS和TEMED溶液，每40L石膏浆中加入30～60ml的10wt％浓度的APS溶液，再加入50～80ml的10wt％浓度TEMED溶液，快速均匀搅拌，使石膏浆均匀凝固得到脱硫石膏板；APS为过硫酸铵，TEMED为N，N，N′，N′‑四甲基乙二铵。

【技术特征摘要】
1.一种脱硫石膏制备板材的制备方法，其特征在于制备步骤如下：
1)称取MBAM与AM，其重量比为1:(4～16)范围，按预定膏水比加入适
量水，充分混溶，制成混合添加剂；AM为纯丙烯酰胺，MBAM为化学纯N,N′-
亚甲基双丙烯酰胺；
2)，称取适量的石膏粉料，将混合添加剂与石膏粉料混合，放入间歇式球磨
机内球磨20min，再加入聚丙烯酸铵，聚丙烯酸铵加入量是石膏粉料的0.3～
0.5％，继续球磨40mi...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭志猛，隋延力，宋均平，刘曙，石棋，王继全，杨芳，李静波，张优，
申请(专利权)人：北京科技大学，武汉钢铁集团矿业有限责任公司，景德镇陶瓷学院，
类型：发明
国别省市：北京;11