一种单面无纺布节能环保发泡板材及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种单面无纺布节能环保发泡板材，包括以下重量份的原料：浓度为15‑40%的硫酸溶液：1‑2份；浓度为30‑60%硫酸镁溶液：1‑2份；氧化镁：3‑7份；粉煤灰：2‑3份；缓凝结剂：0.1‑0.5份；物理发泡剂0.1‑3份；本发明专利技术利用废硫酸或工业硫酸经浓度调配，与硫酸镁溶液按比例混合搅拌制成预反应液，再与轻烧氧化镁、电厂脱硫粉煤灰、缓凝结剂、物理发泡剂按比例在特殊的涡轮反应器中分别混合、反应、发泡、出料、成型上布、养护，制备出高质量单面无纺布硫氧镁发泡板材，由于生产过程中使用废硫酸参与反应，不需要提供额外能源，解决了工业废硫酸的处理问题，节能环保，同时采用物理发泡降低了硫氧镁板材的密度，降低了生产成本，还大大提高了硫氧镁发泡板材的强度。

A single-sided non-woven energy-saving and environment-friendly foamed sheet and its preparation method

The invention discloses a single-sided non-woven energy-saving and environmental protection foaming board, which comprises the following raw materials: sulfuric acid solution with 15 40% concentration: 1 2 parts; magnesium sulfate solution with 30 60% concentration: 1 2 parts; magnesium oxide: 3 7 parts; fly ash: 2 3 parts; retarder: 0.1 0.5 parts; physical foaming agent 0.1 3 parts; and the waste sulfuric acid or industrial sulfuric acid is adjusted by concentration. Pre-reaction liquid is made by mixing and stirring with magnesium sulfate solution in proportion, and then mixing with light burned magnesia, desulfurized fly ash, retarder and physical foaming agent in proportion in a special turbine reactor to prepare high quality single-sided non-woven magnesium sulfate foamed sheet. Because waste sulfuric acid is used in the production process, it can take part in reverse reaction. Should not need to provide additional energy, solve the problem of industrial waste sulfuric acid treatment, energy saving and environmental protection, while using physical foaming to reduce the density of magnesium oxysulfide sheet, reduce production costs, and greatly improve the strength of magnesium oxysulfide foam sheet.

【技术实现步骤摘要】
一种单面无纺布节能环保发泡板材及其制备方法
本专利技术涉及发泡板材
，具体为一种单面无纺布节能环保发泡板材及其制备方法。
技术介绍
硫氧镁板材是一种由硫酸镁溶液拌合轻烧氧化镁粉制备成的无机胶凝材料。硫氧镁板材的主要原料是菱镁矿。我国的菱镁矿储量居全球首位，而且质量高、易开采、工程利用价值高，为硫氧镁板材的应用提供了丰富的原材料市场。镁是全球重要资源型商品，具有节能、质轻、易回收等特性，广泛应用于国防、汽车、航天、航空等产业领域，被誉为“21世纪绿色工程材料”。硫氧镁板材与氯氧镁板材都可以称为镁板材，具有质量轻、防火、凝结块、隔声、隔热、防水等特点，为现代及未来最具发展的新型建筑材料。和氯氧镁板材相比，硫氧镁板材的抗温性能好，对钢筋腐蚀性小，不返卤，不变形。但未改性的硫氧镁板材强度远低于氯氧镁板材，因此限制其推广应用。常温下未改性的硫氧镁板材中主要的强度相为一种碱式硫酸镁(3Mg(OH)2·MgSO4·8H2O，3·1·8相)，而硫氧镁板材强度低的原因在于3·1·8相含量低，有大量氢氧化镁的产生。通常所制备的硫氧镁板材会出现开裂、抗水性差等现象，而在硫酸镁溶液中加入硫酸之后，大大提高硫氧镁板材中的(3Mg(OH)2·MgSO4·8H2O，3·1·8相)结晶相含量，其力学性能大大提高，在相同条件下其抗压强度、抗折强度均高于氯氧镁板材，显示了诱人的应用前景。在我国硫酸镁化工产品通常作为农业肥料，因此发展硫氧镁板材行业的同时可能会存在着与农业抢肥的情况，而且硫酸镁的价格普遍比氯化镁高，价格低廉且能够部分替代硫酸镁的原料成为降低生产成本的重要途径。硫酸作为三酸二碱中最常用的化工原料，价格低廉，被广泛应用于金属和化学制造业，由此产生大量废硫酸，处理这些废硫酸还会带来二次污染。因此直接将废硫酸用于硫氧镁板材生产过程，生产出节能环保新材料，具有战略性意义和市场前景。此外，粉煤灰在水泥基材料中的应用已有几十年的历史，既可以改善水泥混凝土的性能，又可以降低成本，保护环境。掺入到硅酸盐水泥混凝土中可以改善混凝土的流动性、粘聚性和耐久性，掺入到氯氧镁板材中在改善和易性的同时还可以提高耐水性。粉煤灰对改性硫粉煤灰掺入到硫氧镁板材中对离子具有吸附作用，这种吸附作用在较高浓度溶液中的效果优于较低浓度的溶液，使得硫氧镁板材水化产物中生成Mg(OH)2相较少，且在一定范围内随着粉煤灰掺量的增加吸附效果更好，因而强度提高。另外，粉煤灰在硫氧镁板材中同样具有微集料效应，粉煤灰较细颗粒在板材硬化体中具有一定的填充作用，使得硫氧镁板材抗压强度提高。粉煤灰掺入到硫氧镁板材中并未生成新的水化产物，但影响其生成量，5·1·7相和Mg(OH)2相降低，MgO相相对较高，Mg(OH)2相的减少有利于强度的提高。而本专利技术采用硫酸法加粉煤灰可以使5·1·7相和Mg(OH)2相降低，有效防止出现开裂、抗水性差、强度低等问题。专利技术专利CN103951337公开了一种低密度高强度速凝发泡水泥保温板，该专利技术中使用硅酸盐水泥作为凝胶材料，制备得到的发泡保温板的干燥密度可以达到100～200kg/m3，但抗压强度仅为0.3～1.0MPa，不具备推广价值。专利技术专利CN201410137450.5公开了一种装饰、防火、保温一体化板，属于复合板领域。该一体化板以阻燃型板材为保温层，以改性硫氧镁胶凝材料和耐碱玻璃纤维网格布为防护层一次成型制得，所述改性硫氧镁胶凝材料由轻烧氧化镁、硫酸镁溶液、珍珠岩、粉煤灰、聚丙烯纤维及改性剂以一定重量配比混合制成。该专利技术为一体化复合板，成本高，因无法克服硫氧镁胶凝材料强度低，耐水性差的缺陷，不具有很好的推广应用价值。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决上述现有技术中存在的不足和问题，提供了一种单面无纺布节能环保发泡板材及其制备方法，该节能环保无纺布板材不仅密度高，还具有较高的抗压强度和抗折强度。本专利技术的技术方案是：一种单面无纺布节能环保发泡板材，包括以下重量份的原料：浓度为15-40%的硫酸溶液：1-2份浓度为30-60%硫酸镁溶液：1-2份氧化镁：3-7份粉煤灰：2-3份缓凝结剂：0.1-0.5份物理发泡剂：0.1-3份。优选的，配置浓度为15-40%的硫酸溶液所使用的原料硫酸可以是浓度40-60%回收废硫酸，也可以是工业级硫酸浓度为92-98%，通过加水稀释即可。优选的，配置浓度为30-60%硫酸镁溶液所使用的硫酸镁为七水硫酸镁，分子式为MgSO4·7H2O，加水调配即得。优选的，所述氧化镁为活性65以上，烧矢量为5-8的轻烧氧化镁。优选的，所述粉煤灰为电厂脱硫烟气扑集下的细粉，粒度0.5-300um，密度1.9-2.9g/cm3。优选的，所述缓凝结剂为一种经过190℃煅烧后得到的模型石膏。优选的，所述物理发泡剂为植物蛋白发泡剂或动物蛋白发泡剂中的至少一种，为了降低溶液的表面张力，产生板材所需要的大量稳定的泡沫，本专利技术使用物理发泡剂为植物蛋白发泡剂（茶皂素、皂角苷等）、动物蛋白发泡剂（动物蹄角水解发泡剂、动物毛发与皮革水解复配发泡剂等），优选动物毛发与皮革水解复配发泡剂。本专利技术所述的一种单面无纺布节能环保发泡板材具体制备步骤如下：步骤一：首先用工业废硫酸配制成低浓度的硫酸溶液（15-40%），通过液位计和比重仪计算出总溶液的体积重量和浓度；步骤二：在调配罐中加水和七水硫酸镁，搅拌配成（20-50%）硫酸镁溶液。考虑到硫酸镁溶液的活性，调配为连续性的，停滞时间不超过8小时；步骤三：将步骤一和步骤二分别调配好的溶液按比例注入在混合罐中，搅拌配置成饱和硫酸镁溶液；步骤四：将缓试剂模型石膏与氧化镁和粉煤灰按重量份数加入混合料仓与氧化镁和粉煤灰搅拌混合成预备料；步骤五：将新鲜动物毛发与皮革水解复配发泡剂加入发泡装置，加水调配，通入0.5MPa压缩空气，制备稳定的泡沫；步骤六：将步骤一至步骤四调配好的物料通过PLC控制精确计量输送单元输送到涡轮反应器上层混合反应，反应后的硫氧镁熟料在反应器下层与来自步骤五的泡沫发泡，制成硫氧镁凝胶物出反应器。PLC控制器利用反应器冷却控制单元控制反应器上下反应温度为60-70℃；步骤七：步骤六完成的硫氧镁发泡凝胶物料靠重力自反应器下端出口连续落入成型机下接收机纸板上经刮板均匀铺料挤压成型后与上纸机的无纺布再次挤压成设定厚度的板材成为单面无纺布硫氧镁发泡板，成型机厚度可调节为5-30mm；步骤八：步骤七完成的单面无纺布硫氧镁发泡板经皮带输送机、辊道输送机连续进入烘箱室脱水凝固，烘箱室由红外加热热空气循环干燥，由PLC控制加热温度65-75℃；步骤九：控制烘箱室的辊道输送机的速度，确保单面无纺布硫氧镁发泡板凝固时间。根据单面无纺布硫氧镁发泡板的厚度，初凝时间为10-40min。出烘箱室单面无纺布硫氧镁发泡板平稳送至切断机处按设定长度切断，再由加速辊道送入横向输送机，经靠拢辊道后送入干燥机；步骤十：单面无纺布硫氧镁发泡板由桥式分配机按程序送入6层干燥机的各层，该干燥机分二区，以热蒸汽作为热源，单面无纺布硫氧镁发泡板在干燥机中缓慢前进的同时，与纵向流动的热空气（50-70℃）不断进行热交换，板材吸收热量，温度升高，板材中游离水分缓慢蒸发，但不破坏单面无纺布硫氧镁发泡板的结晶水；当单面无纺布硫氧镁发泡板出干燥机时，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种单面无纺布节能环保发泡板材，包括以下重量份的原料：浓度为15‑40%的硫酸溶液：1‑2份浓度为30‑60%硫酸镁溶液：1‑2份氧化镁：3‑7份粉煤灰：2‑3份份缓凝结剂：0.1‑0.5份物理发泡剂：0.1‑3份；包括以下步骤：S1：将配置好的浓度为15‑40%硫酸溶液，按上述比例加入到预先配置好的浓度为30‑60%硫酸镁溶液中，搅拌混合成预反应饱和溶液；S2：通过防腐输送装置计量后与经过计量混合后的氧化镁、粉煤灰、缓凝结剂按上述比例比进入双层涡轮浆搅拌反应器中反应，控制反应温度60‑70℃，同时加入物理发泡剂制成硫氧镁发泡凝胶物；S3：反应后凝胶物出反应器在一面无纺布一面铜版纸上成型，经连续温控固结箱，打断养护，干燥出板即得一种连续制备单面无纺布节能环保发泡板材；其中，所有计量、输送和温度控制均采用PLC控制单元。

【技术特征摘要】
1.一种单面无纺布节能环保发泡板材，包括以下重量份的原料：浓度为15-40%的硫酸溶液：1-2份浓度为30-60%硫酸镁溶液：1-2份氧化镁：3-7份粉煤灰：2-3份份缓凝结剂：0.1-0.5份物理发泡剂：0.1-3份；包括以下步骤：S1：将配置好的浓度为15-40%硫酸溶液，按上述比例加入到预先配置好的浓度为30-60%硫酸镁溶液中，搅拌混合成预反应饱和溶液；S2：通过防腐输送装置计量后与经过计量混合后的氧化镁、粉煤灰、缓凝结剂按上述比例比进入双层涡轮浆搅拌反应器中反应，控制反应温度60-70℃，同时加入物理发泡剂制成硫氧镁发泡凝胶物；S3：反应后凝胶物出反应器在一面无纺布一面铜版纸上成型，经连续温控固结箱，打断养护，干燥出板即得一种连续制备单面无纺布节能环保发泡板材；其中，所有计量、输送和温度控制均采用PLC控制单元。2.根据权利要求1所述的一种单面无纺布节能环保发泡板材，其特征在于：配置浓度为15-40%的硫酸溶液所使用的原料硫酸可以是浓度40-60%回收废硫酸，也可以是工业级硫酸浓度为92-98%，通过加水稀释即可。3.根据权利要求1所述的一种连续制备单面无纺布节能环保发泡板材，其特征在于：配置浓度为30-60%硫酸镁溶液所使用的硫酸镁为七水硫酸镁，分子式为MgSO4·7H2O，加水调配即得。4.根据权利要求1所述的一种单面无纺布节能环保发泡板材，其特征在于：所述氧化镁为活性...

【专利技术属性】
技术研发人员：史佳林，
申请(专利权)人：安徽京安润生物科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34