一种高耐水石膏保温材料的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种高耐水石膏保温材料的制备方法，属于建筑材料技术领域。本发明专利技术通过添加有机硅改性苯丙乳液和小麦秸秆纤维，制备一种高耐水石膏保温材料，有机硅防水剂与石膏混合后可以渗透到石膏的内部甚至整个石膏保温板，此时有机硅与石膏基材间形成的交联网膜可以附在内部孔壁上，可以填补石膏保温板内部的缺陷，提高抗水性的同时提高了制品的抗压强度，小麦秸秆纤维具有非常好的韧性和强度，是作为石膏复合材料增强相的较好选择，可以明显提高复合材料的抗压强度。

A preparation method of high water resistant gypsum thermal insulation material

【技术实现步骤摘要】
一种高耐水石膏保温材料的制备方法
本专利技术涉及一种高耐水石膏保温材料的制备方法，属于建筑材料

技术介绍
石膏制品的性质与其原料半水石膏水化硬化后的硬化体有关，石膏制品存在着空隙和孔道，是一个多孔结构，内部相当于一个多孔网络，从而其内部表面积大,其结构与石膏晶体之间相互作用力及结晶粒子之间的接触点性质和数量有关，正因为其较大的内部表面积，当石膏遇水后，水会顺着毛细孔道流向石膏内部，使石膏部分溶解，造成强度降低，其易吸水主要有以下三个原因：（1）因施工需要，在石膏水化硬化过程中往往会添加的水量比其理论需水量大，石膏在硬化完成后多余的水分会蒸发掉并在石膏内部形成诸多微孔空隙，这些孔道相互贯通，当石膏遇水后，水便会通过孔道渗入到石膏内部,造成石膏防水性差，并且其破坏石膏内部结构，影响石膏力学性质；（2）石膏本身表面存在大量的亲水基团，使其表面易吸水；（3）石膏溶解度本身比较大，石膏遇水便溶解，其内部晶体接触点也发生溶解，导致石膏强度降低。石膏材料具有透气性强、防火、原材料易得、可塑性强、造价低廉等优点，同时也具备吸水性强、易受潮变形的缺陷，极大限制了其应用领域。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题：针对石膏材料吸水性强、易受潮变形的的问题，提供了一种高耐水石膏保温材料的制备方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：（1）将改性秸秆纤维加入α高强石膏粉中，置于高速搅拌机内，常温下以4000~5000r/min转速搅拌30~40min，得石膏混合料；r>（2）将有机硅改性苯丙乳液、柠檬酸钠、明矾石、聚乙烯醇加入去离子水中，置于高速剪切机内，常温下以8000~10000r/min转速搅拌20~30min，得混合乳液；（3）将石膏混合料缓慢加入混合乳液中，加入时间20~30min，常温下以300~350r/min转速搅拌1~2h，得石膏浆料；（4）将石膏浆料倒入模具中，置于震荡床内振动2~4h，取出，得高耐水石膏保温材料。所述的α高强石膏粉、有机硅改性苯丙乳液、改性秸秆纤维、柠檬酸钠、明矾石、聚乙烯醇、去离子水的重量份数分别为：100~120份α高强石膏粉、40~48份有机硅改性苯丙乳液、20~24份改性秸秆纤维、1.0~1.2份柠檬酸钠、10~12份明矾石、10~12份聚乙烯醇、30~36份去离子水。步骤（1）所述的改性秸秆纤维的具体制备步骤为：（1）将小麦秸秆置于铡草机中剪切4~6min，得短秸秆，将短秸秆置于饲料粉碎机中粉碎10~15min，得秸秆纤维；（2）将秸秆纤维、氢氧化钠加入去离子水中，在80~90℃的水浴条件下以200~250r/min转速搅拌30~40min，过滤，取滤饼，用蒸馏水洗涤3~5次，置于60~80℃的烘箱中干燥1~2h，常温冷却，得改性秸秆纤维。所述的小麦秸秆、氢氧化钠、去离子水的重量份数分别为20~30份小麦秸秆、8~12份氢氧化钠、200~300份去离子水。步骤（1）所述短秸秆的平均长度为30~40mm，秸秆纤维的平均长度为5~10mm。步骤（2）所述有机硅改性苯丙乳液的具体制备步骤为：（1）将聚氧乙烯辛基苯酚醚、十二烷基苯磺酸钠加入1/2质量的去离子水中，常温下以120~160r/min转速搅拌10~15min，得乳化剂；（2）将苯乙烯、丙烯酸、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯加入乳化剂中，常温下以180~200r/min转速搅拌30~40min，得预乳液；（3）将过硫酸钠加入1/4质量的去离子水中，常温下以160~180r/min转速搅拌10~12min，得引发剂；（4）将碳酸钠加入剩余1/4质量的去离子水中，常温下以180~200r/min转速搅拌8~10min，得碳酸钠溶液；（5）将1/3质量的预乳液、1/2质量的引发剂加入碳酸钠溶液中，在50~60℃的水浴条件下以200~240r/min转速搅拌1~2h，得种子乳液；（6）将乙烯基三乙氧基硅烷、聚乙二醇、剩余1/2质量的引发剂、剩余2/3质量的预乳液加入种子乳液中，在70~80℃的水浴条件下以250~300r/min转速搅拌2~3h，得反应乳液；（7）将反应乳液常温静止冷却，调节pH至7.5~8.5，得有机硅改性苯丙乳液；所述的苯乙烯、丙烯酸、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、乙烯基三乙氧基硅烷、聚氧乙烯辛基苯酚醚、十二烷基苯磺酸钠、过硫酸钠、碳酸钠、聚乙二醇、去离子水的重量份数分别为：30~40份苯乙烯、36~48份丙烯酸、24~32份丙烯酸丁酯、18~24份甲基丙烯酸甲酯、6~8份乙烯基三乙氧基硅烷、1.2~1.6份聚氧乙烯辛基苯酚醚、0.6~0.8份十二烷基苯磺酸钠、0.3~0.4份过硫酸钠、15~20份碳酸钠、6~8份聚乙二醇、60~80份去离子水。步骤（7）所述的pH调节采用的是质量分数1%的氨水。本专利技术与其他方法相比，有益技术效果是：本专利技术通过添加有机硅改性苯丙乳液和小麦秸秆纤维，制备一种高耐水石膏保温材料，有机硅的分子主链上含有Si基团或者某种反应活性的含硅化合物，这种高分子化合物在与无机基材混合成型时，一方面可通过自身的水解缩合作用，在石膏体系内形成一种交联网膜结构，另一方面，有机硅可与石膏表面的羟基起缩合作用，从而与石膏基材产生牢固的吸附作用，使得被有机硅改性后的石膏保温板具有良好的抗水性能和较大的抗压强度，有机硅防水剂与石膏混合后可以渗透到石膏的内部甚至整个石膏保温板，此时有机硅与石膏基材间形成的交联网膜可以附在内部孔壁上，可以填补石膏保温板内部的缺陷，提高抗水性的同时提高了制品的抗压强度，从有机硅的分子结构特点可知，由于有机硅分子链上含有交替的Si-O、Si-O或Si-C键，这三个键的键能高，所以有机硅用在石膏保温板上之后，使得保温板具有良好的热稳定性，可在较高温度下使用。另外，由于含硅分子链的旋转自由度高，表面能低，所以赋予了有机硅防水剂良好的憎水性能，用在石膏保温板上时，可以明显降低石膏保温板的吸水率；小麦秸秆纤维具有非常好的韧性和强度，是作为石膏复合材料增强相的较好选择，可以明显提高复合材料的力学性能。具体实施方式按重量份数计，分别称量30~40份苯乙烯、36~48份丙烯酸、24~32份丙烯酸丁酯、18~24份甲基丙烯酸甲酯、6~8份乙烯基三乙氧基硅烷、1.2~1.6份聚氧乙烯辛基苯酚醚、0.6~0.8份十二烷基苯磺酸钠、0.3~0.4份过硫酸钠、15~20份碳酸钠、6~8份聚乙二醇、60~80份去离子水，将聚氧乙烯辛基苯酚醚、十二烷基苯磺酸钠加入1/2质量的去离子水中，常温下以120~160r/min转速搅拌10~15min，得乳化剂溶液，将苯乙烯、丙烯酸、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯加入乳化剂溶液中，常温下以180~200r/min转速搅拌30~40min，得预乳液，将过硫酸钠加入1/4质量的去离子水中，常温下以160~180r/min转速搅拌10~12min，得引发剂溶液，将碳酸钠加入剩余1/4质量的去离本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高耐水石膏保温材料的制备方法，其特征在于，具体制备步骤为：/n（1）将改性秸秆纤维加入α高强石膏粉中，置于高速搅拌机内，常温下以4000~5000r/min转速搅拌30~40min，得石膏混合料；/n（2）将有机硅改性苯丙乳液、柠檬酸钠、明矾石、聚乙烯醇加入去离子水中，置于高速剪切机内，常温下以8000~10000r/min转速搅拌20~30min，得混合乳液；/n（3）将石膏混合料缓慢加入混合乳液中，加入时间20~30min，常温下以300~350r/min转速搅拌1~2h，得石膏浆料；/n（4）将石膏浆料倒入模具中，置于震荡床内振动2~4h，取出，得高耐水石膏保温材料。/n

【技术特征摘要】
1.一种高耐水石膏保温材料的制备方法，其特征在于，具体制备步骤为：
（1）将改性秸秆纤维加入α高强石膏粉中，置于高速搅拌机内，常温下以4000~5000r/min转速搅拌30~40min，得石膏混合料；
（2）将有机硅改性苯丙乳液、柠檬酸钠、明矾石、聚乙烯醇加入去离子水中，置于高速剪切机内，常温下以8000~10000r/min转速搅拌20~30min，得混合乳液；
（3）将石膏混合料缓慢加入混合乳液中，加入时间20~30min，常温下以300~350r/min转速搅拌1~2h，得石膏浆料；
（4）将石膏浆料倒入模具中，置于震荡床内振动2~4h，取出，得高耐水石膏保温材料。


2.根据权利要求1所述的一种高耐水石膏保温材料的制备方法，其特征在于，所述的α高强石膏粉、有机硅改性苯丙乳液、改性秸秆纤维、柠檬酸钠、明矾石、聚乙烯醇、去离子水的重量份数分别为100~120份α高强石膏粉、40~48份有机硅改性苯丙乳液、20~24份改性秸秆纤维、1.0~1.2份柠檬酸钠、10~12份明矾石、10~12份聚乙烯醇、30~36份去离子水。


3.根据权利要求1所述的一种高耐水石膏保温材料的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述的改性秸秆纤维的具体制备步骤为：
（1）将小麦秸秆置于铡草机中剪切4~6min，得短秸秆，将短秸秆置于饲料粉碎机中粉碎10~15min，得秸秆纤维；
（2）将秸秆纤维、氢氧化钠加入去离子水中，在80~90℃的水浴条件下以200~250r/min转速搅拌30~40min，过滤，取滤饼，用蒸馏水洗涤3~5次，置于60~80℃的烘箱中干燥1~2h，常温冷却，得改性秸秆纤维。


4.根据权利要求3所述的一种高耐水石膏保温材料的制备方法，其特征在于，所述的小麦秸秆、氢氧化钠、去离子水的重量份数分别为20~30份小麦秸秆、8~12份氢氧化钠、200~300份去离子水。


5.根据权利要求3所述的一种高耐水石膏保温材料的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述的短秸秆的平均长度为30~40mm，秸秆...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴敬辉，周威，袁志林，徐晶晶，
申请(专利权)人：吴敬辉，
类型：发明
国别省市：广东;44