一种硅酸钙板及其制备方法技术

本发明专利技术属于绿色节能建材技术领域，具体公开了一种硅酸钙板的方法；由水化硅酸钙纤维经压制成型而得。本发明专利技术所述的水化硅酸钙纤维由硅质原料、钙质原料、碱与水配制的料浆在120～260℃的水热条件下制备得到。本发明专利技术制得的硅酸钙板的容重为0.8～1.5g/cm

【技术实现步骤摘要】
一种硅酸钙板及其制备方法
本专利技术涉及硅酸钙板的制备方法；属于绿色节能建材

技术介绍
硅酸钙板是由硅质材料(主要成份是SiO2，如石英粉、粉煤灰、硅藻土等)、钙质材料(主要成份是CaO，如石灰、电石渣、水泥等)、增强纤维、助剂等按照一定的比例混合，经模压、抄取或流浆、蒸压养护等工序制成的一种新型节能建材。因其强度高、容重低，并具有良好的可加工性和不燃性，所以被广泛地使用于船舶的隔舱板，吊顶和建筑非承重墙体，以及有防火要求的其他场所。JC/T564.1-2008《纤维增强硅酸钙板》对纤维增强硅酸钙板的定义：以无机矿物纤维或纤维素纤维等松散短纤维为增强材料，以硅质-钙质材料为主体胶结材料，经制浆、成型、在高温高压饱和蒸汽中加速固化反应，形成硅酸钙胶凝体而制成的板材。对蒸压养护的定义：指硅钙板生产过程中，制成的料坯(含水量一般低于1mL/g)送入压蒸釜中，经约(0.8～1.0)MPa、180℃左右的高压、高温作用，促使激发原料中硅质-钙质材料的活性，促进发生水化反应，生成主要水化产物和一定数量的胶结体而产生强度的过程。因此，硅酸钙板实际上就是托贝莫来石晶体加上纤维增强。如果硅质-钙质原料在蒸压过程中反应不充分，导致托贝莫来石晶体的形成量不够或者形成了其他替代成分，就会造成硅酸钙板产品的机械强度不高，甚至成为废品(软板)。为解决现有硅酸钙板生产技术存在的上述缺陷，现有技术主要通过添加水泥替代部分生石灰。例如，公开号为CN102786278A的中国专利文献公开了一种非石棉纤维增强硅酸钙板，其特征在于：所述非石棉纤维增强硅酸钙板的各组成成份是按以下重量百分比配比：陶瓷废粉料15～25％，水泥35～40％，粉石英20～30％，生石灰8～10％，有机纤维7～10％，无机增稠剂1～2％，消泡剂0.5～1％。添加水泥的目的是利用水泥水化形成的强度来增加硅酸钙板的强度，以及利用水泥为含钙原料的特点替代部分生石灰，从而降低生产成本。但是水泥在硅酸钙板生产中的添加量不易控制，水泥用量少，对硅酸钙板的机械强度起不到增强作用；用量过多，会造成硅酸钙板产品颜色变深而降低品质，并且会增加硅酸钙板的变形系数，使产品达不到使用要求。
技术实现思路
为解决现有技术存在的技术问题，本专利技术提供了一种硅酸钙板的制备方法，旨在利用所述的水化硅酸钙纤维为原料，制备硅酸钙板新型节能建材，促进粉煤灰资源的综合利用。一种硅酸钙板的制备方法，由水化硅酸钙纤维经压制成型而得。研究发现，利用水热合成的水化硅酸钙纤维为原料，直接压制成型，可以制得容重小、导热系数低、保温性能优异的硅酸钙板产品；此外，在本专利技术所述的较低的容重下，还能确保硅酸钙板的机械强度等各项指标都满足使用标准。作为优选，所述的水化硅酸钙纤维的直径为0.01～1μm；长度为0.5～20μm。本专利技术人还研究发现，采用该优选直径和长度范围的水化硅酸钙纤维，不仅可以满足硅酸钙制品中托贝莫来石含量的要求，还可以出人意料地起到纤维增强的作用，从而避免使用其他矿物纤维或者化工原料，节约资源，保护环境，绿色环保。进一步优选，所述的水化硅酸钙纤维的直径为0.05～0.2μm；长度为3～20μm。作为优选，水化硅酸钙纤维的长径比为10～200。采用该优选的长径比的水化硅酸钙纤维，压制得到的硅酸钙板的容重和导热系数更低，硅酸钙板更轻、更保温。进一步优选，水化硅酸钙纤维的长径比为50～200。作为优选，水化硅酸钙纤维的钙硅原子比(元素摩尔比)为0.3～2。该优选比例下的水化硅酸钙纤维主要矿物成分为托贝莫来石，托贝莫来石的形貌为纤维状的团聚体，具有孔隙发达、导热系数和容重低等特点。研究发现，水化硅酸钙纤维的钙硅原子比(元素摩尔比)为0.5～1。在该优选的钙硅原子比下，配合优选的长径比，有助于进一步提升硅酸钙板的性能。作为优选，所述的水化硅酸钙纤维由硅质原料、钙质原料、碱与水配制的料浆在120～260℃的水热条件下制备得到。通过大量研究发现，在所述的温度范围下，进行所述的水热反应，最终得到的水化硅酸钙纤维特别适合于制备硅酸钙板。研究表明，使用该温度范围下制得的水化硅酸钙纤维，制得的硅酸钙板的导热系数和容重等各项指标都能够满足使用要求。所述的硅质原料可以为石英、粉煤灰、矿渣等主要含有二氧化硅的物料。所述的钙质原料可以为石灰、电石渣等主要含有CaO的物料。本专利技术制备方法中，水热反应温度较关键。作为优选，水热反应的温度为200～220℃。在该温度下水热得到的水化硅酸钙纤维更利于硅酸钙板整体性能的提升。本专利技术中，所述的水热反应在密闭容器中进行。在所述的水热条件下，水热反应的压强优选为0.2～5MPa；优选为1.5MPa～2.5MPa。本专利技术所用的水化硅酸钙纤维是利用粉煤灰和生石灰为主要原材料，经过水热反应制备得到；原理简单，容易推广应用，有利于促进粉煤灰资源的综合利用和节能建材产品的提质降耗。作为优选，料浆中，粉煤灰和生石灰的钙硅摩尔比为0.3～1.5；进一步优选为0.4～1.0。控制料浆中的钙硅摩尔比，有助于性能优异的硅酸钙板。本专利技术人发现，水热过程外加碱，配合所述的水热反应条件，如此水热得到的材料有助于提升制得的硅酸钙板的性能，例如，进一步有助于降低硅酸钙板的容重，降低其导热系数，提升保温性能。作为优选，所述的碱为碱金属氢氧化物；优选为氢氧化钾和/或氢氧化钠；进一步优选为氢氧化钠。作为优选，料浆中，碱的浓度小于或等于100g/L。添加所述浓度的碱，有助于进一步提升水化硅酸钙纤维的生成效率，有助于获得长径比更优、更适合硅酸钙板制备的水化硅酸钙纤维。进一步优选，料浆中，碱的浓度为5～30g/L。在该优选的浓度下，得到的水化硅酸钙纤维更适合硅酸钙板的制备，制得的硅酸钙板的容重更低，保温性能更优。最优选，料浆中，碱的浓度为5～20g/L。也即是，控制料浆(水热反应的起始浆液)的pH为11～14；进一步优选为13～14。作为优选，料浆中，液固比为5～30mL/g；进一步优选为10～20mL/g。本专利技术人所述的料浆为钙质原料、硅质原料的碱性水溶液，通过对其进行所述条件下的水热反应，有助于高收率得制得水化硅酸钙纤维，还有助于提升后续得到的硅酸钙板的性能。在所述的水热条件下，控制合适的水热反应时间，可进一步提升制备硅酸钙板的性能，有助于进一步提升制得硅酸钙板的应用前景。作为优选，水热反应时间为0.5～12h；进一步优选为1～5h。本专利技术人还通过研究发现，将水热反应过程的温度、pH、液固比控制在所述的优选范围内，可通过所述参数的协同，有助于得到更利于托贝莫来石形成、进而进一步提升硅酸钙板性能的水化硅酸钙纤维。水化硅酸钙纤维的优选的制备方法为：将硅质原料、钙质原料、水按照钙硅摩尔比为0.3～1.5和液固比为5～30mL/g配制料浆，加入小于或等于30g/L的NaOH调节料浆的pH值(13～14)。将配制好的悬浮料浆加入高压密闭容器，在温度为120～260℃、时间为0.5～12h、搅拌速度为100～300rpm的条件下进行水热合成。水热反应结束后，将水热反应液冷却至室温，再经过固液分离、洗涤和干燥后，即得到符合要求的水化硅酸钙纤维。对制得的水化硅酸钙纤维充分脱水；随后经压制成型，即得所述的硅酸钙板。作为优选，压制成型过程的压力为1～本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种硅酸钙板的制备方法，其特征在于，由水化硅酸钙纤维经压制成型而得。

【技术特征摘要】
1.一种硅酸钙板的制备方法，其特征在于，由水化硅酸钙纤维经压制成型而得。2.如权利要求1所述的硅酸钙板的制备方法，其特征在于，所述的水化硅酸钙纤维的直径为0.01～1μm，长度为0.5～20μm；长径比为10～200。3.如权利要求2所述的硅酸钙板的制备方法，其特征在于，水化硅酸钙纤维的钙硅原子比为0.3～2；优选为0.5～1。4.如权利要求1～3任一项所述的硅酸钙板的制备方法，其特征在于，所述的水化硅酸钙纤维由硅质原料、钙质原料、碱与水配制的料浆在120～260℃的水热条件下制备得到。5.如权利要求4所述的硅酸钙板的制备方法，其特征在于，料浆中，碱的浓度小于或等于100g/L；液固比为5～30mL/g。6.如权利要求4...

【专利技术属性】
技术研发人员：李光辉，姜涛，曹鹏旭，罗骏，彭志伟，张元波，饶明军，张鑫，殷金虎，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43