一种矿化基复合纤维水泥板及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种矿化基复合纤维水泥板及其制备方法和应用，属于建筑材料技术领域。本发明专利技术通过纤维表面疏水改性+纤维表面CO2矿化阻断+制品表面防护的多重憎水防潮方法，可大幅降低纤维水泥板的吸水性，提高纤维水泥板饱水后的力学性能，能够有效解决纤维水泥板因吸水率高而导致的力学和耐久性能下降的问题，延长了纤维水泥板在高湿环境中的使用寿命。延长了纤维水泥板在高湿环境中的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种矿化基复合纤维水泥板及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及建筑材料
，尤其涉及一种矿化基复合纤维水泥板及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]纤维水泥板是一种主要由胶粘剂和植物纤维等其它韧性增强材料组成的复合材料，一般通过抄取法使数十层浆料层叠得到。传统的纤维水泥板通过普通硅酸盐水泥水化反应固结植物纤维等韧性增强材料来提供强度，在室内吊顶、内外墙板、装饰、保温和活动房等领域应用广泛。
[0003]然而，传统的纤维水泥板由于其植物纤维吸水率较高，耐水性差，用在潮湿环境下容易吸水湿胀，使纤维水泥板层间结合减弱，从而导致纤维水泥板的力学性能和耐久性降低，严重限制了纤维水泥板在室外及潮湿环境中的应用。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种矿化基复合纤维水泥板及其制备方法和应用，所制备的矿化基复合纤维水泥板具有低吸水率，可显著提高纤维水泥板的耐水性能而不降低其力学性能。
[0005]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0006]本专利技术提供了一种矿化基复合纤维水泥板的制备方法，包括以下步骤：
[0007]将纤维素纤维、改性剂和酸催化剂混合，进行改性，得到改性纤维素纤维；所述改性剂包括水溶性有机酸；
[0008]将所述改性纤维素纤维和有机合成纤维分散于水，得到纤维悬浮液；
[0009]将所述纤维悬浮液、矿化胶凝组分和水混合，将所得浆料依次进行脱水、压浆和静养，将所得板坯在CO2氛围下进行矿化养护，得到纤维水泥板；
[0010]在所述纤维水泥板表面涂覆憎水组分，得到矿化基复合纤维水泥板。
[0011]优选的，所述水溶性有机酸包括醋酸、乳酸、磺酸和柠檬酸中的一种或多种；所述改性剂的质量为纤维素纤维质量的8～20倍；所述酸催化剂包括硫酸、磷酸和盐酸中的一种或几种；所述酸催化剂的质量为纤维素纤维质量的5～10％。
[0012]优选的，所述改性的温度为40～60℃，时间为25～50min，升温至所述改性的温度的升温速率为0.5～2℃/min。
[0013]优选的，所述纤维素纤维的长度为1～5mm；所述有机合成纤维包括PVA、PE和PP纤维中的一种或几种。
[0014]优选的，所述矿化胶凝组分包括硅酸钙矿粉、含有硅酸钙矿相的钢渣粉和含有硅酸钙矿相的镁渣粉中的一种或多种，所述矿化胶凝组分的粒度＜50μm；所述硅酸钙矿粉包括γ型硅酸二钙、硅酸一钙和二硅酸三钙中的一种或几种；所述矿化胶凝组分的质量与改性纤维素纤维和有机合成纤维总质量的质量比为(55～75):(4～8)。
[0015]优选的，所述浆料中还包括添加剂，所述添加剂包括膨胀珍珠岩、硅灰、石灰石粉和贝壳粉中的一种或多种；所述矿化胶凝组分和添加剂的质量比为(55～75)：(17～41)。
[0016]优选的，所述压浆的压力为300～850kN，保压时间为45～60s；所述静养的温度为40～50℃，相对湿度≤50％，时间为1～4h；所述矿化养护的温度为5～90℃，相对湿度为30～80％，气压为0.05～0.3MPa，时间为2～48h。
[0017]优选的，所述憎水组分包括甲基硅酸钠、聚氨酯和丙烯酸酯中的一种或多种。
[0018]本专利技术提供了上述技术方案所述制备方法制备得到的矿化基复合纤维水泥板。
[0019]本专利技术提供了上述技术方案所述矿化基复合纤维水泥板在室外装饰板中的应用。
[0020]本专利技术提供了一种矿化基复合纤维水泥板的制备方法，包括以下步骤：将纤维素纤维、改性剂和酸催化剂混合，进行改性，得到改性纤维素纤维；所述改性剂包括水溶性有机酸；将所述改性纤维素纤维和有机合成纤维分散于水中，得到纤维悬浮液；将所述纤维悬浮液、矿化胶凝组分和水混合，将所得浆料依次进行脱水、压浆和静养，将所得板坯在CO2氛围下进行矿化养护，得到纤维水泥板；在所述纤维水泥板表面涂覆憎水组分，得到矿化基复合纤维水泥板。本专利技术利用改性剂的羧基与纤维素纤维的亲水基团反应，形成憎水性基团(酯基)，从根源上降低纤维的吸水性；同时利用矿化胶凝材料的CO2反应活性与CO2发生碳矿化反应，形成以碳酸钙为主的矿化产物并包裹在纤维素纤维表面，有效阻隔环境水分侵入纤维水泥板；然后在纤维表面涂覆憎水组分，在纤维水泥板表面形成憎水膜，进一步降低纤维水泥板的吸水率。本专利技术通过纤维表面疏水改性+纤维表面CO2矿化阻断+制品表面防护的多重憎水防潮方法，可大幅降低纤维水泥板的吸水性，提高纤维水泥板饱水后的力学性能，能够有效解决纤维水泥板因吸水率高而导致的力学和耐久性能下降的问题，延长了纤维水泥板在高湿环境中的使用寿命。
[0021]本专利技术方法原理简单、效果明显，可显著提高纤维水泥板的耐水性能而不降低其力学性能，进一步的，本专利技术在纤维水泥板制备方法上将水泥水化反应固结转变成CO2碳矿化固结，将碳矿化产物包裹植物纤维表面可阻断其水分吸收，可大量利用含有CO2的温室气体或工业尾气，具有广阔的应用前景。
具体实施方式
[0022]本专利技术提供了一种矿化基复合纤维水泥板的制备方法，包括以下步骤：
[0023]将纤维素纤维、改性剂和酸催化剂混合，进行改性，得到改性纤维素纤维；所述改性剂包括水溶性有机酸；
[0024]将所述改性纤维素纤维和有机合成纤维分散于水，得到纤维悬浮液；
[0025]将所述纤维悬浮液、矿化胶凝组分和水混合，将所得浆料依次进行脱水、压浆和静养，将所得板坯在CO2氛围下进行矿化养护，得到纤维水泥板；
[0026]在所述纤维水泥板表面涂覆憎水组分，得到矿化基复合纤维水泥板。
[0027]在本专利技术中，若无特殊说明，所需制备原料均为本领域技术人员熟知的市售商品。
[0028]本专利技术将纤维素纤维、改性剂和酸催化剂混合，进行改性，得到改性纤维素纤维。
[0029]在本专利技术中，所述纤维素纤维的长度优选为1～5mm，更优选为3mm。
[0030]在本专利技术中，所述改性剂包括水溶性有机酸，所述水溶性有机酸优选包括醋酸、乳酸、磺酸和柠檬酸中的一种或多种；当所述水溶性有机酸包括上述中的两种以上时，本专利技术
对不同种类水溶性有机酸的配比没有特殊的限定，任意配比均可。在本专利技术中，所述改性剂的质量优选为纤维素纤维质量的8～20倍。
[0031]在本专利技术中，所述酸催化剂优选包括硫酸、磷酸和盐酸中的一种或几种；当所述酸催化剂包括上述中的两种以上时，本专利技术对不同种类酸催化剂的配比没有特殊的限定，任意配比均可；所述酸催化剂的质量为纤维素纤维质量的5～10％，更优选为6～8％。在本专利技术中，所述硫酸的质量分数优选为60～75％，更优选为70％，所述磷酸的质量分数优选为75～90％；所述盐酸的质量分数优选为30～40％。
[0032]在本专利技术中，所述纤维素纤维、改性剂和酸催化剂混合的过程优选包括将纤维素纤维分散于部分改性剂，得到纤维素纤维悬浮液，在所述纤维素纤维悬浮液中边搅拌边加入酸催化剂和剩余改性剂的混合液。在本专利技术中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种矿化基复合纤维水泥板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将纤维素纤维、改性剂和酸催化剂混合，进行改性，得到改性纤维素纤维；所述改性剂包括水溶性有机酸；将所述改性纤维素纤维和有机合成纤维分散于水，得到纤维悬浮液；将所述纤维悬浮液、矿化胶凝组分和水混合，将所得浆料依次进行脱水、压浆和静养，将所得板坯在CO2氛围下进行矿化养护，得到纤维水泥板；在所述纤维水泥板表面涂覆憎水组分，得到矿化基复合纤维水泥板。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述水溶性有机酸包括醋酸、乳酸、磺酸和柠檬酸中的一种或多种；所述改性剂的质量为纤维素纤维质量的8～20倍；所述酸催化剂包括硫酸、磷酸和盐酸中的一种或几种；所述酸催化剂的质量为纤维素纤维质量的5～10％。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述改性的温度为40～60℃，时间为25～50min，升温至所述改性的温度的升温速率为0.5～2℃/min。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述纤维素纤维的长度为1～5mm；所述有机合成纤维包括PVA、PE和PP纤维中的一种或几种。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述矿化胶凝...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘志超，王发洲，黄煌煌，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：