一种玻璃纤维增强石膏基复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种玻璃纤维增强石膏基复合材料及其制备方法，包括以下重量份数的原料组成：玻璃纤维10‑20份、半水石膏粉50‑60份、硅酸盐水泥15‑25份、粉煤灰5‑10份、轻质碳酸钙6‑14份、碳纳米管4‑10份、分散剂1‑5份、减水剂0.4‑2.2份、偶联剂0.5‑3.5份和水120‑160份。本发明专利技术的玻璃纤维增强石膏基复合材料具有优异的抗压强度、抗弯强度，且具有较好的防水能力，同时制备方法简单易行，成本低，适于大规模工业生产，在建筑房屋的内墙与屋顶等方面具有广泛的用途，在房屋的外墙装饰领域具有良好的应用前景。

Glass fiber reinforced gypsum based composite material and preparation method thereof

The invention discloses a glass fiber reinforced gypsum matrix composite material and a preparation method thereof, which comprises the following raw materials with weight fractions: glass fiber 10 20, hemihydrate gypsum powder 50 60, Portland cement 15 25, fly ash 5 10, light calcium carbonate 6 14, carbon nanotubes 4 10, dispersant 1 5, etc. Water reducer 0.4, 2.2, coupling agent 0.5, 3.5, and water 120, 160. The glass fiber reinforced gypsum matrix composite has excellent compressive strength, bending strength and good waterproof ability, and the preparation method is simple and feasible, the cost is low, and it is suitable for large-scale industrial production. The glass fiber reinforced gypsum matrix composite has a wide range of uses in building interior walls and roofs, and is used for decorative collars of building exterior walls. The domain has good application prospects.

【技术实现步骤摘要】
一种玻璃纤维增强石膏基复合材料及其制备方法
本专利技术涉及建筑材料
，具体涉及一种玻璃纤维增强石膏基复合材料及其制备方法。
技术介绍
石膏用于建筑有许多优良特性，它的硬化体绝热性能和吸音性能良好，防火性能好，硬化时体积略有膨胀，可使硬化体表面光滑饱满，干燥时不开裂，装饰性好，可加工性好等等。由于石膏是一种脆性基体，虽然具有优异的抗压性能，但其抗折抗弯强度低，因而需要通过某种方式改善石膏的抗弯抗折性能。专利CN104944882A公开了一种高强耐水石膏板复合板材及其制备工艺，利用乙醇、酚醛树脂、硅烷偶联剂与碳酸丙烯酯配制成改性液，对脱硫石膏进行改性，并在5MPa-20MPa，90℃-200℃下热压成型，制得所述石膏板。虽然，这种改性石膏板具有较为优异的防水性能，但其仍然以石膏作为主要的受力材料，因而其板材的抗弯抗折性能有限；而且，这种石膏板的制备工艺复杂，需在一定温度和压力下成型，而且所用材料多，制备的成本也比一般的石膏板高。专利CN86105530A专利技术了一种轻质高强耐水装饰石膏板的制备方法，利用聚乙烯醇、脲醛树脂和石蜡乳液在石膏板表面形成一层防水膜，从而赋予石膏板材一定的防水力。但是，这种耐水石膏板的制备工艺流程复杂，且石蜡属于烷烃混合物，其熔点低，而聚乙烯醇和脲醛树脂都属于有毒有害物质，脲醛树脂在使用过程中会向环境中释放甲醛，因而通过该专利所述方法制得的轻质高强耐水装饰石膏板不宜用于建筑装饰。市场上现有的具有保温、保湿、增强增韧、防火防水等复合性能的石膏板多为多层复合石膏板，成本高、制备工艺复杂，而且这种石膏板在使用过程中易因层与层之间的力学、热学等性质的差异导致石膏板的损坏。此外，现有的石膏板内部大多孔隙率高，石膏板的很难达到理想的抗压强度。基于此，有必要提供一种玻璃纤维增强石膏基复合材料，以解决现有技术中存在的问题。
技术实现思路
鉴于上述对现有技术的分析，本专利技术提供一种玻璃纤维增强石膏基复合材料及其制备方法，具有优异的抗压强度、抗弯强度，且具有较好的防水能力，同时制备方法简单易行，成本低，适于大规模工业生产。为了达到上述目的，本专利技术通过以下技术方案来实现的：一种玻璃纤维增强石膏基复合材料，包括以下重量份数的原料组成：玻璃纤维10-20份、半水石膏粉50-60份、硅酸盐水泥15-25份、粉煤灰5-10份、轻质碳酸钙6-14份、碳纳米管4-10份、分散剂1-5份、减水剂0.4-2.2份、偶联剂0.5-3.5份和水120-160份。优选的，包括以下重量份数的原料组成：玻璃纤维15份、半水石膏55份、硅酸盐水泥20份、粉煤灰7.5份、轻质碳酸钙10份、碳纳米管7份、分散剂3份、减水剂1.3份、偶联剂2份和水140份。优选的，所述玻璃纤维为E-玻璃纤维。优选的，所述粉煤灰为一级粉煤灰。优选的，所述分散剂为硬脂酸铜。优选的，所述减水剂为高效聚羧酸系减水剂，其固含量为20%，减水率4%。优选的，所述偶联剂为铝锆偶联剂、硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂。本专利技术还提供了上述玻璃纤维增强石膏基复合材料的制备方法，包括以下步骤：（1）按照权利要求1所述原料配比称取玻璃纤维、半水石膏、硅酸盐水泥、粉煤灰、轻质碳酸钙、碳纳米管、分散剂、减水剂、偶联剂和水，备用；（2）将偶联剂与水混合均匀，然后再加入玻璃纤维混合均匀，得到表面带有疏水基团的改性玻璃纤维溶液；（3）将步骤（2）所得改性玻璃纤维溶液中加入半水石膏、硅酸盐水泥、粉煤灰、轻质碳酸钙、碳纳米管混合搅拌30-50min，然后加入分散剂和减水剂搅拌10-20min，得到混合浆体；（4）将步骤（3）所得混合浆体倒入模具中成型，静置4-6h后脱模，放入温度为25℃、湿度90%以上的养护室进行标准养护28d，即得玻璃纤维增强石膏基复合材料。优选的，步骤（3）中的搅拌速度为300-400rpm。本专利技术与现有技术相比，具有如下的有益效果：（1）本专利技术的玻璃纤维增强石膏基复合材料具有优异的抗压强度、抗弯强度，且具有较好的防水能力，同时制备方法简单易行，成本低，适于大规模工业生产，在建筑房屋的内墙与屋顶等方面具有广泛的用途，在房屋的外墙装饰领域具有良好的应用前景。（2）本专利技术通过在石膏基复合材料中加入玻璃纤维，利用玻璃纤维具有的较大的拉伸强度和断裂韧性，可抑制石膏基体的微裂纹扩展，使其强度提高，同时通过对玻璃纤维表面进行处理，增强了与基体的界面粘结度，并且使得其力学性能和耐水性能得到进一步提高。（3）本专利技术添加的硅酸盐水泥、粉煤灰、轻质碳酸钙填充于复合材料中，进一步提高复合材料的防水性能。（4）本专利技术使用的分散剂可使复合材料均匀分布，从而提高了复合材料的力学性能，降低其开裂和断裂的概率。（5）本专利技术添加的碳纳米管分散到石膏基复合材料中，可有效提高复合材料的力学性能。具体实施方式以下通过实施例形式，对本专利技术的上述内容再作进一步的详细说明，但不应将此理解为本专利技术上述主题的范围仅限于以下实施例，凡基于本专利技术上述内容所属实现的技术均属于本专利技术的范围。实施例1一种玻璃纤维增强石膏基复合材料，包括以下重量份数的原料组成：玻璃纤维10份、半水石膏粉50份、硅酸盐水泥15份、粉煤灰5份、轻质碳酸钙6份、碳纳米管4份、分散剂1份、减水剂0.4份、偶联剂0.5份和水120份。其中，所述玻璃纤维为E-玻璃纤维。其中，所述粉煤灰为一级粉煤灰。其中，所述分散剂为硬脂酸铜。其中，所述减水剂为高效聚羧酸系减水剂，其固含量为20%，减水率4%。其中，所述偶联剂为钛酸酯偶联剂。本专利技术还提供了上述玻璃纤维增强石膏基复合材料的制备方法，包括以下步骤：（1）按照权利要求1所述原料配比称取玻璃纤维、半水石膏、硅酸盐水泥、粉煤灰、轻质碳酸钙、碳纳米管、分散剂、减水剂、偶联剂和水，备用；（2）将偶联剂与水混合均匀，然后再加入玻璃纤维混合均匀，得到表面带有疏水基团的改性玻璃纤维溶液；（3）将步骤（2）所得改性玻璃纤维溶液中加入半水石膏、硅酸盐水泥、粉煤灰、轻质碳酸钙、碳纳米管混合搅拌30min，然后加入分散剂和减水剂搅拌10min，得到混合浆体；（4）将步骤（3）所得混合浆体倒入模具中成型，静置4h后脱模，放入温度为25℃、湿度90%以上的养护室进行标准养护28d，即得玻璃纤维增强石膏基复合材料。其中，步骤（3）中的搅拌速度为300rpm。实施例2一种玻璃纤维增强石膏基复合材料，包括以下重量份数的原料组成：玻璃纤维20份、半水石膏粉60份、硅酸盐水泥25份、粉煤灰10份、轻质碳酸钙14份、碳纳米管10份、分散剂5份、减水剂2.2份、偶联剂3.5份和水160份。其中，所述玻璃纤维为E-玻璃纤维。其中，所述粉煤灰为一级粉煤灰。其中，所述分散剂为硬脂酸铜。其中，所述减水剂为高效聚羧酸系减水剂，其固含量为20%，减水率4%。其中，所述偶联剂为硅烷偶联剂。本专利技术还提供了上述玻璃纤维增强石膏基复合材料的制备方法，包括以下步骤：（1）按照权利要求1所述原料配比称取玻璃纤维、半水石膏、硅酸盐水泥、粉煤灰、轻质碳酸钙、碳纳米管、分散剂、减水剂、偶联剂和水，备用；（2）将偶联剂与水混合均匀，然后再加入玻璃纤维混合均匀，得到表面带有疏水基团的改性玻璃纤维溶液；（3）将步骤（2）所得改性玻璃纤维溶液中加入半水石膏、硅酸盐水泥、粉煤灰、轻质碳酸钙、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种玻璃纤维增强石膏基复合材料，其特征在于，包括以下重量份数的原料组成：玻璃纤维10‑20份、半水石膏粉50‑60份、硅酸盐水泥15‑25份、粉煤灰5‑10份、轻质碳酸钙6‑14份、碳纳米管4‑10份、分散剂1‑5份、减水剂0.4‑2.2份、偶联剂0.5‑3.5份和水120‑160份。

【技术特征摘要】
1.一种玻璃纤维增强石膏基复合材料，其特征在于，包括以下重量份数的原料组成：玻璃纤维10-20份、半水石膏粉50-60份、硅酸盐水泥15-25份、粉煤灰5-10份、轻质碳酸钙6-14份、碳纳米管4-10份、分散剂1-5份、减水剂0.4-2.2份、偶联剂0.5-3.5份和水120-160份。2.根据权利要求1所述的玻璃纤维增强石膏基复合材料，其特征在于，包括以下重量份数的原料组成：玻璃纤维15份、半水石膏55份、硅酸盐水泥20份、粉煤灰7.5份、轻质碳酸钙10份、碳纳米管7份、分散剂3份、减水剂1.3份、偶联剂2份和水140份。3.根据权利要求1所述的玻璃纤维增强石膏基复合材料，其特征在于，所述玻璃纤维为E-玻璃纤维。4.根据权利要求1所述的玻璃纤维增强石膏基复合材料，其特征在于，所述粉煤灰为一级粉煤灰。5.根据权利要求1所述的玻璃纤维增强石膏基复合材料，其特征在于，所述分散剂为硬脂酸铜。6.根据权利要求1所述的玻璃纤维增强石膏基复合材料，其特征在于，所述减水剂为高效聚羧酸系减水剂，其固含量为20%，...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘东升，
申请(专利权)人：合肥月煌新型装饰材料有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34