一种高性能石膏材料及其制备工艺制造技术

本发明专利技术涉及石膏材料技术领域，提供一种高性能石膏材料及其制备工艺，本发明专利技术通过硅烷偶联剂对超细钢渣粉末和纳米二氧化钛进行表面改性，能够增强其在石膏材料中的分散性，从而使其能够更加均匀地分散在石膏材料中，通过超细钢渣粉末和纳米二氧化钛的加入，能够提高石膏材料的抗压强度和耐水性能；其次，通过硅烷改性苯丙乳液与硅酸盐水泥粉末、黄金尾矿粉末及粉煤灰等无机组分复配的方式来对石膏材料进行改性，能够在一定程度上提高石膏材料的抗折强度，从而改善石膏材料的力学性能；最后，将具有抗菌剂分散在二氧化硅分子表面的多孔结构中，能够进一步改善石膏材料的力学性能。能够进一步改善石膏材料的力学性能。

【技术实现步骤摘要】
一种高性能石膏材料及其制备工艺


[0001]本专利技术涉及石膏材料
，具体涉及一种高性能石膏材料及其制备工艺。

技术介绍

[0002]石膏类产品相比水泥制品而言优势明显，石膏具有更好的隔热效果，并且生产成本远低于水泥制品的成本，尤其是近年来对工业副产石膏的再利用获得了巨大的经济和社会效益。在建筑领域中的应用主要有以下几个方面：其一，石膏类装饰材料，主要包括石膏板、石膏线和石膏柱等；其二，石膏类墙体材料，主要包括石膏空心条板、纤维石膏板、石膏砌块等；其三，石膏砂浆，主要包括石膏抹面砂浆和自流平地坪等。
[0003]随着节能减排和循环经济等国策的实施，建筑材料绿色化发展的趋势愈专利技术显，墙体材料必然向高强、耐雨水侵蚀等方向发展，石膏材料虽然具有成本低、绿色环保的优点，但是其力学强度和耐水性能方面还需要加强，因此，若想提高石膏材料的市场应用前景，则需要对现有石膏材料的力学性能和耐水性能进行改进。

技术实现思路

[0004]解决的技术问题针对现有技术所存在的上述缺点，本专利技术提供了一种高性能石膏材料及其制备工艺，能够有效地解决现有技术的石膏材料力学性能共和耐水性能差的问题。
[0005]技术方案为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：一种高性能石膏材料的制备工艺，所述制备工艺包括以下步骤：S1、研磨钢渣制备超细钢渣粉末，将其与纳米二氧化钛按等重量比进行混合，混合后记作粉末组分，将粉末组分按照1：20g/ml的料液比与无水乙醇进行混合，混合后加入与粉末组分等重量比的硅烷偶联剂，以400
‑
500r/min的搅拌速度搅拌10min后过滤去除滤液，置于55℃的干燥箱内干燥2
‑
3h，所得记作改性粉末；S2、向100重量份的硅烷改性苯丙乳液中加入5
‑
8重量份硅酸盐水泥粉末、10
‑
12重量份黄金尾矿粉末和3
‑
5重量份粉煤灰，以300
‑
500r/min的搅拌速度搅拌10min后，所得记作有机无机复合改性组分；S3、按照1：2：1：3的重量比称取十四烷基二甲基癸基溴化铵、十二烷基二甲基癸基溴化铵、十六烷基三甲基氯化铵和双十四烷基二甲基氯化铵进行混合，混合后分散于重量为其15倍的无水乙醇中，再加入重量为无水乙醇1/10的纳米二氧化硅，以300
‑
400r/min的搅拌速度搅拌10min后，在25
‑
26kHz的频率下超声分散5min，然后加入与纳米二氧化硅等重量的硅烷偶联剂，继续搅拌10min后置于55℃的干燥箱内干燥至恒重，研磨过200目筛，所得记作改性二氧化硅；S4、将聚乙烯醇纤维、木质纤维素和表面处理后的玄武岩纤维按照等重量比混合制得纤维组分，将纤维组分按照1：12g/ml的料液比与无水乙醇进行混合，混合后加入重量
为纤维组分1
‑
2%的分散剂进行搅拌，接着加入重量为纤维组分3
‑
4倍的S3中的改性二氧化硅，以原搅拌速度搅拌10min后，过滤去除多余液体并置于52℃的干燥箱内干燥3
‑
4h，研磨过50目筛后，所得记作填料组分；S5、称取45
‑
50重量份S1中的改性粉末和50
‑
60重量份S4中的填料组分进行混合，混合均匀后加入200重量份S2中的有机无机复合改性组分继续混合，混合均匀后加入至300
‑
500重量份脱硫石膏中，继续搅拌20min后所得即为高性能石膏材料。
[0006]更进一步地，所述S1中超细钢渣粉末的制备方法为：将钢渣置于柱磨机内进行粉磨，粉磨后通过选粉机收集小于30μm的超细粉磨，所得即为超细钢渣粉末。
[0007]更进一步地，所述S2中硅烷改性苯丙乳液的制备方法为：1）称取5
‑
6重量份辛基酚聚氧乙烯醚和7
‑
8重量份十二烷基磺酸钠加入烧杯中加入200重量份去离子水，以500
‑
600r/min的搅拌速度搅拌至完全溶解，记作乳化组分；2）称取12
‑
15重量份苯乙烯、10
‑
12重量份甲基丙烯酸异丁酯、13
‑
15重量份丙烯酸和16
‑
18重量份乙烯基三氧基硅烷与1）中一半的乳化组分进行混合，以800
‑
1000r/min的搅拌速度搅拌30min后记作预反应组分，称取2
‑
3重量份过硫酸铵溶解于质量为其10倍的去离子水中，记作引发组分；3）将1）中剩余的另一半乳化组分倒入装有电动搅拌器、回流冷凝管、恒压漏斗和温度计的烧瓶中，接着向烧瓶内加入5
‑
6重量份碳酸氢钠，搅拌至溶解后升温至60
‑
62℃后，在搅拌的条件下依次滴加2）中的预反应组分和引发组分；4）将3）中滴加过预反应组分和引发组分后形成的体系在85
‑
90℃的温度下反应2
‑
3h，反应结束后降温至常温，并使用氨水调节pH值至9
‑
10，所得即为硅烷改性苯丙乳液。
[0008]更进一步地，所述3）中的搅拌速度为400r/min，3）中的滴速为2滴/s。
[0009]更进一步地，所述S2中的硅酸盐水泥粉末和黄金尾矿粉末分别为硅酸盐水泥和黄金尾矿研磨后过50目筛制得，且S2中的粉煤灰为过50目筛筛选的粉煤灰。
[0010]更进一步地，所述S4中玄武岩纤维的表面处理方法为：将玄武岩纤维在丙酮溶液中浸泡24h，用去离子水清洗3次后，置于55
‑
60℃的干燥箱内干燥2h。
[0011]更进一步地，所述S4中的分散剂为三硬脂酸甘油酯、硬脂酸单甘油酯或乙撑基双硬脂酰胺中的一种。
[0012]更进一步地，所述S4中的搅拌速度为300
‑
400r/min。
[0013]更进一步地，所述S5中的搅拌速度为200
‑
300r/min。
[0014]一种高性能石膏材料，所述高性能石膏材料的组成原料包括以下组分：脱硫石膏、钢渣、纳米二氧化钛、硅烷偶联剂、辛基酚聚氧乙烯醚、十二烷基磺酸钠、苯乙烯、甲基丙烯酸异丁酯、丙烯酸乙烯基三氧基硅烷、过硫酸铵、碳酸氢钠、氨水、硅酸盐水泥、黄金尾矿、粉煤灰、十四烷基二甲基癸基溴化铵、十二烷基二甲基癸基溴化铵、十六烷基三甲基氯化铵、双十四烷基二甲基氯化铵、纳米二氧化硅、聚乙烯醇纤维、木质纤维素、玄武岩纤维、分散剂、无水乙醇和去离子水。
[0015]有益效果本专利技术提供了一种高性能石膏材料及其制备工艺，与现有公知技术相比，本专利技术的具有如下有益效果：本专利技术通过硅烷偶联剂对超细钢渣粉末和纳米二氧化钛进行表面改性，能够增强
其在石膏材料中的分散性，从而使其能够更加均匀地分散在石膏材料中，通过超细钢渣粉末和纳米二氧化钛的加入，能够提高石膏材料的抗压强度和耐水性能；其次，通过硅烷改性苯丙乳液与硅酸盐水泥粉末、黄本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高性能石膏材料的制备工艺，其特征在于，所述制备工艺包括以下步骤：S1、研磨钢渣制备超细钢渣粉末，将其与纳米二氧化钛按等重量比进行混合，混合后记作粉末组分，将粉末组分按照1：20g/ml的料液比与无水乙醇进行混合，混合后加入与粉末组分等重量比的硅烷偶联剂，以400
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500r/min的搅拌速度搅拌10min后过滤去除滤液，置于55℃的干燥箱内干燥2
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3h，所得记作改性粉末；S2、向100重量份的硅烷改性苯丙乳液中加入5
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8重量份硅酸盐水泥粉末、10
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12重量份黄金尾矿粉末和3
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5重量份粉煤灰，以300
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500r/min的搅拌速度搅拌10min后，所得记作有机无机复合改性组分；S3、按照1：2：1：3的重量比称取十四烷基二甲基癸基溴化铵、十二烷基二甲基癸基溴化铵、十六烷基三甲基氯化铵和双十四烷基二甲基氯化铵进行混合，混合后分散于重量为其15倍的无水乙醇中，再加入重量为无水乙醇1/10的纳米二氧化硅，以300
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400r/min的搅拌速度搅拌10min后，在25
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26kHz的频率下超声分散5min，然后加入与纳米二氧化硅等重量的硅烷偶联剂，继续搅拌10min后置于55℃的干燥箱内干燥至恒重，研磨过200目筛，所得记作改性二氧化硅；S4、将聚乙烯醇纤维、木质纤维素和表面处理后的玄武岩纤维按照等重量比混合制得纤维组分，将纤维组分按照1：12g/ml的料液比与无水乙醇进行混合，混合后加入重量为纤维组分1
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2%的分散剂进行搅拌，接着加入重量为纤维组分3
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4倍的S3中的改性二氧化硅，以原搅拌速度搅拌10min后，过滤去除多余液体并置于52℃的干燥箱内干燥3
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4h，研磨过50目筛后，所得记作填料组分；S5、称取45
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50重量份S1中的改性粉末和50
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60重量份S4中的填料组分进行混合，混合均匀后加入200重量份S2中的有机无机复合改性组分继续混合，混合均匀后加入至300
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500重量份脱硫石膏中，继续搅拌20min后所得即为高性能石膏材料。2.根据权利要求1所述的一种高性能石膏材料的制备工艺，其特征在于，所述S1中超细钢渣粉末的制备方法为：将钢渣置于柱磨机内进行粉磨，粉磨后通过选粉机收集小于30μm的超细粉磨，所得即为超细钢渣粉末。3.根据权利要求1所述的一种高性能石膏材料的制备工艺，其特征在于，所述S2中硅烷改性苯丙乳液的制备方法为：1）称取5
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6重量份辛基酚聚氧乙烯醚和7
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8重量份十二烷基磺酸钠加入烧杯中加入200重量份去离子水，以500
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600r/min的...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢杰星，郭洪英，
申请(专利权)人：广州市泓景首饰铸造材料有限公司，
类型：发明
国别省市：