一种石膏—碱式磷酸钙三维互穿材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种石膏—碱式磷酸钙三维互穿材料及其制备方法，包括活性石膏、碱式磷酸钙前驱物、可溶硫酸盐和可溶钠盐，先制备可溶硫酸盐和可溶钠盐的水溶液，然后将活性石膏与碱式磷酸钙前驱物加入可溶硫酸盐和可溶钠盐的水溶液中搅拌至均匀，再将浆料注入模具中，待成型后进行脱模养护。本发明专利技术采用的碱式磷酸钙是自然界最稳定的无机矿物之一，其在水中几乎不溶，本发明专利技术通过给石膏中添加具有不溶性的碱式磷酸钙，使具有高溶解性的石膏被不溶性的碱式磷酸钙所包裹缠绕，使石膏的耐水性得到明显的提升，此外在制备过程中碱式磷酸钙能够填充进石膏的针状间隙结构，从而增强了石膏的强度，得到兼具高强度和耐水性的三维互穿材料，该发明专利技术方法制备的石膏应用也更为广泛。该发明专利技术方法制备的石膏应用也更为广泛。

【技术实现步骤摘要】
一种石膏
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碱式磷酸钙三维互穿材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及复合材料制备领域，具体涉及一种石膏—碱式磷酸钙三维互穿材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]石膏材料具有重量轻、隔热、吸音、防火等多种优良性能，但是石膏材料的低强度和耐水性差等缺点限制了其应用范围，为改善其强度和耐水性，目前通常将石膏与各种纤维、合成高分子树脂和水泥等复合使用。专利号为CN102557565B的中国专利技术专利公开了一种树脂增强轮胎铸造石膏粉及其制备方法，该专利技术采用松香、安息香、石油树脂等材料来对石膏进行强化；申请号为CN201220116343.0的中国技术专利公开了一种室内装饰用带氯氧镁水泥层的纸面石膏板，该技术在石膏凝胶材料的中间基体层外侧设置氯氧镁水泥层以及无纺布，通过外力来加强石膏板的轻度以及耐水性；申请号为CN201610184209.7的中国专利技术专利公开了一种耐水自清洁型保温建筑石膏粉及其制作方法，通过给石膏中添加纳米铝粉来增强其强度以及耐水性等。但目前制备出来的石膏仍存在强度低以及耐水性差的问题，亟需本领域技术人员研发一种强度高、耐水性好的石膏。

技术实现思路

[0003]本专利技术针对上述问题，提供了一种石膏—碱式磷酸钙三维互穿材料及其制备方法。解决了现有技术中石膏强度低且耐水性差的问题。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案如下：本专利技术的一种石膏—碱式磷酸钙三维互穿材料，具体包括活性石膏、碱式磷酸钙前驱物、可溶硫酸盐和可溶钠盐。r/>[0005]进一步地，所述活性石膏的质量百分数为95.0%~98.8%，所述碱式磷酸钙前驱物的质量百分数为0.7%~2.4%，所述可溶硫酸盐的质量百分数为0.2%~0.8%，所述可溶钠盐的质量百分数为0.3%~1.8%。
[0006]更进一步地，所述活性石膏为α型半水石膏、β型半水石膏、无水石膏中的一种或几种。
[0007]进一步地，所述碱式磷酸钙前驱物包括钙源和磷源，所述钙源为氧化钙或氢氧化钙，所述磷源为磷酸氢钙或磷酸三钙。
[0008]更进一步地，所述钙源与所述磷源的质量比为1.0:3.5~1.0:16.6。
[0009]进一步地，所述可溶硫酸盐为硫酸钠、硫酸铝、硫酸铝钾中的一种或几种。
[0010]进一步地，所述可溶钠盐为聚丙烯酸钠、聚羧酸钠、萘磺酸钠甲醛缩合物中的任一种。
[0011]一种石膏—碱式磷酸钙三维互穿材料的制备方法，包括如下步骤：S1、制备可溶硫酸盐和可溶钠盐的水溶液；S2、将活性石膏与碱式磷酸钙前驱物加入步骤S1中制备的水溶液中，搅拌至均匀；
S3、将步骤S2中得到的浆料注入模具中，待成型后进行脱模养护。
[0012]更进一步地，所述步骤S3中养护的环境湿度为50%~70%，养护时间为24小时以上。
[0013]与现有技术相比，本专利技术的有益效果：碱式磷酸钙是自然界最稳定的无机矿物之一，其在水中几乎不溶，本专利技术通过给石膏中添加具有不溶性的碱式磷酸钙，使具有高溶解性的石膏被不溶性的碱式磷酸钙所包裹缠绕，使石膏的耐水性得到明显的提升，除此之外，在制备过程中碱式磷酸钙能够填充进石膏的针状结构，从而增强了石膏的强度。该专利技术方法制备的石膏不仅能够用于石膏工艺品制作、建筑墙面抹灰，还能用于考古发掘现场文物的提取及修复保护等。
具体实施方式
[0014]为了使本专利技术的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0015]以下实施例中所涉及的仪器、试剂、材料等，若无特别说明，均为现有技术中已有的常规仪器、试剂、材料等，可通过正规商业途径获得。下列实施例中所涉及的实验方法、检测方法等，若无特别说明，均为现有技术中已有的常规实验方法、检测方法等。
[0016]实施例1本实施例的一种石膏—碱式磷酸钙三维互穿材料，具体包括质量百分数为95.0%的活性石膏——α型半水石膏；质量百分数为2.4%的碱式磷酸钙前驱物，碱式磷酸钙前驱物为钙源氧化钙和磷源磷酸氢钙，氧化钙和磷酸氢钙质量比为1.0:3.5；质量百分数为0.8%的可溶硫酸盐——硫酸铝；质量百分数为1.8%的可溶钠盐——聚丙烯酸钠。
[0017]该实施例中的石膏制备方法如下：S1、将硫酸铝和聚丙烯酸钠溶于去离子水中制成溶液备用；S2、将α型半水石膏与氧化钙、磷酸氢钙加入步骤S1中制备的水溶液中，搅拌至均匀；S3、将上述步骤S2中得到的浆料注入40mm
×
40mm
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160mm三联模具中，待成型后进行脱模，然后在湿度为50%的环境下养护24小时即可。
[0018]实施例2本实施例的一种石膏—碱式磷酸钙三维互穿材料，具体包括质量百分数为96.0%的活性石膏——β型半水石膏；质量百分数为2%的碱式磷酸钙前驱物，碱式磷酸钙前驱物为钙源氢氧化钙和磷源磷酸三钙，氢氧化钙和磷酸三钙质量比为1.0:5；质量百分数为0.6%的可溶硫酸盐——硫酸铝钾；质量百分数为1.4%的可溶钠盐——萘磺酸钠甲醛缩合物。
[0019]该实施例中的石膏制备方法如下：S1、将硫酸铝钾和萘磺酸钠甲醛缩合物溶于去离子水中制成溶液备用；S2、将β型半水石膏与氢氧化钙、磷酸三钙加入步骤S1中制备的水溶液中，搅拌至均匀；S3、将上述步骤S2中得到的浆料注入40mm
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40mm
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160mm三联模具中，待成型后进行脱模，然后在湿度为60%的环境下养护25小时即可。
[0020]实施例3本实施例的一种石膏—碱式磷酸钙三维互穿材料，具体包括质量百分数为97.0%
的活性石膏——无水石膏；质量百分数为1.6%的碱式磷酸钙前驱物，碱式磷酸钙前驱物为钙源氧化钙和磷源磷酸三钙，氧化钙和磷酸氢钙质量比为1.0:9；质量百分数为0.5%的可溶硫酸盐——硫酸钠；质量百分数为0.9%的可溶钠盐——聚羧酸钠。
[0021]该实施例中的石膏制备方法如下：S1、将硫酸钠和聚羧酸钠溶于去离子水中制成溶液备用；S2、将无水石膏与氧化钙、磷酸三钙加入步骤S1中制备的水溶液中，搅拌至均匀；S3、将上述步骤S2中得到的浆料注入40mm
×
40mm
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160mm三联模具中，待成型后进行脱模，然后在湿度为65%的环境下养护26小时即可。
[0022]实施例4本实施例的一种石膏—碱式磷酸钙三维互穿材料，具体包括质量百分数为98.8%的活性石膏——α型半水石膏与无水石膏；质量百分数为0.7%的碱式磷酸钙前驱物，碱式磷酸钙前驱物为钙源氢氧化钙和磷源磷酸氢钙，氧化钙和磷酸氢钙质量比为1.0:16.6；质量百分数为0.2%的可溶硫酸盐——硫酸钠和硫酸铝；质量百分数为0.3%的可溶钠盐——聚丙烯酸钠、聚羧酸钠。
[0023]该实施例中的石膏制备方法如下：S1、将硫酸钠、硫酸铝和聚丙烯酸钠、聚羧酸钠溶于去离子水中制成溶液备用；S2、将α型半水石本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种石膏—碱式磷酸钙三维互穿材料，其特征在于：包括活性石膏、碱式磷酸钙前驱物、可溶硫酸盐和可溶钠盐。2.根据权利要求1所述的一种石膏—碱式磷酸钙三维互穿材料，其特征在于：所述活性石膏的质量百分数为95.0%~98.8%，所述碱式磷酸钙前驱物的质量百分数为0.7%~2.4%，所述可溶硫酸盐的质量百分数为0.2%~0.8%，所述可溶钠盐的质量百分数为0.3%~1.8%。3.根据权利要求2所述的一种石膏—碱式磷酸钙三维互穿材料，其特征在于：所述活性石膏为α型半水石膏、β型半水石膏、无水石膏中的一种或几种。4.根据权利要求2所述的一种石膏—碱式磷酸钙三维互穿材料，其特征在于：所述碱式磷酸钙前驱物包括钙源和磷源，所述钙源为氧化钙或氢氧化钙，所述磷源为磷酸氢钙或磷酸三钙。5.根据权利要求4所述的一种石膏—碱式磷酸钙三维互穿材料，其特征在于：所述钙源与所述磷源的质量比...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘妍，杨富巍，李翰霆，王丽琴，
申请(专利权)人：西北大学，
类型：发明
国别省市：