專利名稱：高晶石膏的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種建筑材料，具體地說是一種石膏的制備方法。
背景技術(shù)：
石膏基裝飾板材特有的可塑性賦予細(xì)膩的表面質(zhì)感，可以保證各種表面肌理紋飾的高度保真表現(xiàn)力的同時(shí)，其高孔隙率結(jié)構(gòu)及穩(wěn)定存在于基體內(nèi)的結(jié)晶水，滿足裝飾建材集輕質(zhì)、吸音降噪、調(diào)濕、防火阻燃等功能特性。因此，已廣泛用于住宅、辦公樓、商店、旅館和工業(yè)廠房等各種建筑物的內(nèi)隔墻、墻體覆面板(代替墻面抹灰層)、天花板、吸音板、地面基層板和各種裝飾板等。裝飾石膏板屬高孔隙結(jié)構(gòu)，石膏能微溶于水，因此裝飾石膏板是不防潮的，在潮濕的環(huán)境中，裝飾石膏板的微孔大量吸收空氣中的水分，在水的作用下產(chǎn)生“水膜鍥入”作用， 石膏晶體結(jié)構(gòu)的微單元被逐漸分開，石膏板會(huì)產(chǎn)生變形。究其原因，根本問題在于半水石膏重新結(jié)晶形成的二水石膏晶網(wǎng)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度低，晶粒與晶粒之間的連接強(qiáng)度差，因吸水而膨脹溶析而發(fā)生變形。變形的裝飾石膏板是沒有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的，因?yàn)樽冃蔚难b飾石膏板根本上不能起到裝飾美化的作用，并給人以壓抑和不安全感。在行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JC-T799/2007中表明，作為吊頂材料，主要是要求天花吊頂在懸掛的狀態(tài)下能長期保持平直舒展美觀，這就要求天花板早潮濕環(huán)境中不變形或保持極小的變形饒度。石膏類的裝飾天花板受潮擾度的大小是評判裝飾天花板的一項(xiàng)重要指標(biāo)。此外，從理論上講，石膏板的吸水率愈低，其水分滲入量愈多，水膜鍥入作用愈弱，石膏晶體微單元被分開的可能性愈小。目前防止石膏板變形的效果較好的方法為采用松香乳劑做摻合料制成吸水率低于3%的防潮石膏板。因?yàn)樗上愕娜埸c(diǎn)僅為70°C，石膏板在加熱干燥過程中松香開始溶解， 并慢慢滲滿石膏板的孔隙，將板面微孔嚴(yán)密封閉起來。但經(jīng)測試，其受潮擾度仍然很大，究其原因主要是(1)摻合料破壞了石膏晶體的結(jié)合力和影響了裝飾石膏板材的密實(shí)，導(dǎo)致板材強(qiáng)度降低；(2)在2小時(shí)內(nèi)的吸水率低于3%，但浸水M小時(shí)后達(dá)到5 48h后達(dá)到7%， 168小時(shí)達(dá)到16%，數(shù)據(jù)表明，此工藝不能根本上解決石膏自身的吸水問題，而只能延緩吸水的速度。另外一種防止石膏板變形的方法是外摻水泥摻合料，經(jīng)激發(fā)成型，以硅酸鹽摻入硫酸鈣中做成裝飾石膏板(稱之為硅鈣天花板)，經(jīng)測試，48小時(shí)受潮擾度值為2mm以內(nèi)，2 小時(shí)吸水率為27%左右，隨浸水時(shí)間的延長，吸水率逐漸上升，板材內(nèi)部孔隙飽水量逐漸提高，單位面積重量不斷增大，微觀上表現(xiàn)出晶體結(jié)構(gòu)破壞，宏觀上呈現(xiàn)出強(qiáng)度損失、自重增大，導(dǎo)致其變形愈加顯著。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種具有內(nèi)置防水作用，可改善石膏晶體形貌、晶體大小、晶體分布、微孔結(jié)構(gòu)，防潮效果好，強(qiáng)度高，不易變形的高晶石膏的制備方法。本發(fā)明的目的采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)。
高晶石膏的制備方法，以重量份數(shù)0.6-0. 7份的半水石膏為主要原材料，以 0. 20 0. 25份改性[C2H4OJn和0. 08 0. 10份[C2H3AC] n—[C2H4]n為水相介質(zhì)，加入1. 8 2.0份復(fù)摻活性CaO及0. 07 0. 09份R[H0Si0_]nR'混合作用構(gòu)成內(nèi)置防水體系；然后加入 0. 01 0. 02份多元酸鹽的陰離子[RC00_]n和0. 01 0. 02份陽離子Na+及Al3+組成的復(fù)合轉(zhuǎn)晶劑，與先前構(gòu)成的內(nèi)置防水體系再度結(jié)晶聚合；之后再加入0. 01 0. 02份玻纖短切絲和玻纖網(wǎng)格布在石膏的三維局部和二維整體增強(qiáng)，最終形成具有棒狀結(jié)晶單元交叉的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的石膏。本發(fā)明所述的半水石膏取自天然石膏或脫硫石膏或化學(xué)石膏，并呈纖維狀。所述的玻纖短切絲長度為12 18 mm ；玻纖網(wǎng)格布網(wǎng)眼規(guī)格為5 X 5 mm，單位平米重量為70克。 所述的改性劑％H40]n為聚合度為200(Γ3000的聚乙烯醇類物質(zhì)。所述的^H3AC] -[C2H4] 為醋酸乙烯-乙烯共聚乳液或苯丙乳液，復(fù)摻活性CaO為礦渣，R[H0Si0_]nR為H-硅氧烷由甲基或乙基氯硅烷水解制備的硅酸鹽類物質(zhì)，多元酸鹽的陰離子[RC00-]n、陽離子Na+及 Al3+鹽由硫酸鋁、檸檬酸鈉、異丁酸鈉中的兩種或三種配制而成。本發(fā)明中的改性[C2H40]n和[C2H3AC] — [C2H4Jn的水相介質(zhì)可提供_[CH2—CH2] n -均勻分布到晶體連續(xù)相內(nèi)，填補(bǔ)CaSO4. 2H20孔隙?；钚訡aO可由硅酸鹽類及礦物摻合料提供，在液化水化下提供堿性環(huán)境，進(jìn)而與R[H0Si0_]nR'形成穩(wěn)定的Si—OH基團(tuán)，與H2O和 CO2形成樹脂網(wǎng)絡(luò)填補(bǔ)微晶元間縫隙。多元酸鹽的陰離子[RC00_]n*陽離子Na+及Al3+組成的復(fù)合轉(zhuǎn)晶劑下，負(fù)吸附性極強(qiáng)的[1 0)0-]11基團(tuán)能同時(shí)與妝+、413+吸附配位，形成一層由有機(jī)大分子吸附金屬離子構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)狀“緩沖薄膜”，進(jìn)而阻礙結(jié)晶基元在該晶面上的結(jié)合，使各方向的生長速率接近平衡，使水化產(chǎn)物呈六方短柱狀。本發(fā)明技術(shù)方案，可以改善晶體形貌、晶體大小、晶體分布、微孔結(jié)構(gòu)，從而從根本上賦予材料具有良好的物理力學(xué)性能和耐環(huán)境應(yīng)用穩(wěn)定性。在微觀層面，石膏產(chǎn)物呈偏六方短柱狀，微晶長徑比為7. 8，晶體單元相互交接疊合，微孔單元與晶體單元呈短柱狀網(wǎng)狀。 在宏觀層面下，擾度值可降低55%，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度可提高26%，24小時(shí)吸水率可控制在7. 8%以內(nèi)， 產(chǎn)品規(guī)格可由標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的600X600 mm擴(kuò)大至600X 1800 mm。


圖1是本發(fā)明方法制得的高晶石膏板晶體形貌圖； 圖2是本發(fā)明方法制得的高晶石膏板橫斷面晶體分布圖； 圖3是現(xiàn)有硅鈣板的晶體形貌圖4是現(xiàn)有硅鈣板的橫斷面晶體分布圖。
具體實(shí)施例方式高晶石膏的制備方法，以重量份數(shù)0.6-0.7份的半水石膏為主要原材料，以 0. 20 0. 25份改性[C2H4OJn和0. 08 0. 10份[C2H3AC] n—[C2H4]n為水相介質(zhì)，加入1. 8 2.0份復(fù)摻活性CaO及0. 07 0. 09份R[H0Si0_]nR'混合作用構(gòu)成內(nèi)置防水體系；然后加入 0. 01 0. 02份多元酸鹽的陰離子[RC00_]n和0. 01 0. 02份陽離子Na+及Al3+組成的復(fù)合轉(zhuǎn)晶劑，與先前構(gòu)成的內(nèi)置防水體系再度結(jié)晶聚合；之后再加入0. 01 0. 02份玻纖短切絲和玻纖網(wǎng)格布在石膏的三維局部和二維整體增強(qiáng)，最終形成具有棒狀結(jié)晶單元交叉的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的石膏。所述的玻纖短切絲可從市面上直接采購得到，其長度為12 18 mm ；玻纖網(wǎng)格布網(wǎng)眼規(guī)格為5X5 mm，單位平米重量為70克。重慶新公和玻纖有限公司、華特玻璃纖維有限公司等均生產(chǎn)玻纖短切絲產(chǎn)品。所述的改性劑[C2H40]n為市售的聚合度為200(Γ3000的聚乙烯醇類物質(zhì)。所述的KH3AC] η—%Η4]η為醋酸乙烯-乙烯共聚乳液或苯丙乳液，其中廣西廣維化工廠或北京有機(jī)化工廠有售，復(fù)摻活性CaO為礦渣、可以是鋼鐵廠冶煉廠的礦渣， R[H0Si0-]nR為H-硅氧烷由甲基或乙基氯硅烷水解制備的硅酸鹽類物質(zhì)。多元酸鹽的陰離子[RC00-]n、陽離子Na+及Al3+鹽是由硫酸鋁、檸檬酸鈉、異丁酸鈉中的兩種或三種配制而成。實(shí)施例一以重量份數(shù)0. 65份的半水石膏為主要原材料，以0. 20份改性[C2H4O]n 和0. 09份[C2H3AC] — [C2H4Jn為水相介質(zhì)，加入1. 9份復(fù)摻活性CaO及0. 08份R[HOSiOl nR'混合作用構(gòu)成內(nèi)置防水體系；然后加入0.015份多元酸鹽的陰離子[RCOtni^n 0.01份陽離子Na+及Al3+組成的復(fù)合轉(zhuǎn)晶劑，與先前構(gòu)成的內(nèi)置防水體系再度結(jié)晶聚合；之后再加入0. 02份長度為12 15mm的玻纖短切絲和網(wǎng)眼規(guī)格為5X5 mm、單位平米重量為70克的玻纖網(wǎng)格布在石膏的三維局部和二維整體增強(qiáng)，最終形成具有棒狀結(jié)晶單元交叉的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的石膏。玻纖短切絲和玻纖網(wǎng)格布的摻混比例可以任意搭配。實(shí)施例二 以重量份數(shù)0. 7份的半水石膏為主要原材料，以0. 22份聚合度為 200(Γ3000的聚乙烯醇類物質(zhì)和0. 10份醋酸乙烯-乙烯共聚乳液為水相介質(zhì)，加入2.0份復(fù)摻活性CaO及0. 07份H-硅氧烷由甲基氯硅烷水解制備的甲基硅酸鹽類物質(zhì)混合作用構(gòu)成內(nèi)置防水體系；然后加入0. 01份多元酸鹽的陰離子[RC00_]n和0. 015份硫酸鋁的復(fù)合轉(zhuǎn)晶劑，與先前構(gòu)成的內(nèi)置防水體系再度結(jié)晶聚合；之后再加入0. 01份長度為15 18mm 的玻纖短切絲和網(wǎng)眼規(guī)格為5X5 mm、單位平米重量為70克的玻纖網(wǎng)格布在石膏的三維局部和二維整體增強(qiáng)，最終形成具有棒狀結(jié)晶單元交叉的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的石膏。實(shí)施例三以重量份數(shù)0. 6份的半水石膏為主要原材料，以0. 25份改性[C2H4O] 和0. 08份苯丙乳液為水相介質(zhì)，加入1. 8份礦渣及0. 09份H-硅氧烷由乙基氯硅烷水解制備的硅酸鹽類物質(zhì)混合作用構(gòu)成內(nèi)置防水體系；然后加入0. 02份多元酸鹽的陰離子 [RCOtni^n 0. 02份檸檬酸鈉與異丁酸鈉混合物組成的復(fù)合轉(zhuǎn)晶劑，與先前構(gòu)成的內(nèi)置防水體系再度結(jié)晶聚合；之后再加入0. 015份玻纖短切絲和玻纖網(wǎng)格布在石膏的三維局部和二維整體增強(qiáng)，最終形成具有棒狀結(jié)晶單元交叉的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的石膏。本發(fā)明制得的高晶石膏，其晶體形狀如圖1、圖2所示呈偏六方短柱狀，偏六方板狀晶體單元在橫軸面相互交錯(cuò)疊合，其晶體平均長度為12. 5 μ m，晶體平均直徑為1.6μπι， 微孔單元與晶體單元呈、短柱狀網(wǎng)狀分布。而現(xiàn)有技術(shù)的硅鈣板，其晶體如圖3所示的呈針狀或纖維狀，各簇晶體之間如圖4所示存在空隙缺陷，其晶體平均長度為14. 5 μ m，晶體平均直徑為1. 1 μ m，其微孔與晶體單元呈無序分布，微孔與空隙并存。兩者相比，本發(fā)明方法制得的高晶石膏具有更高的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和更低的吸水率。
權(quán)利要求
1.高晶石膏的制備方法，其特征在于，以重量份數(shù)0.6-0. 7份的半水石膏為主要原材料，以0. 20 0. 25份改性[C2H4OJn和0. 08 0. 10份[C2H3AC] — [C2Hjn為水相介質(zhì)，加入1. 8 2. 0份復(fù)摻活性CaO及0. 07 0. 09份R[H0Si0_]nR'混合作用構(gòu)成內(nèi)置防水體系； 然后加入0.01 0.02份多元酸鹽的陰離子[RCOOl1^n 0.01 0.02份陽離子Na+及Al3+ 組成的復(fù)合轉(zhuǎn)晶劑，與先前構(gòu)成的內(nèi)置防水體系再度結(jié)晶聚合；之后再加入0. 01 0. 02份玻纖短切絲和玻纖網(wǎng)格布在石膏的三維局部和二維整體增強(qiáng)，最終形成具有棒狀結(jié)晶單元交叉的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的石膏。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高晶石膏的制備方法，其特征在于，所述的半水石膏取自天然石膏或脫硫石膏或化學(xué)石膏，并呈纖維狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高晶石膏的制備方法，其特征在于，所述的玻纖短切絲長度為12 18 mm ；玻纖網(wǎng)格布網(wǎng)眼規(guī)格為5 X 5 mm，單位平米重量為70克。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高晶石膏的制備方法，其特征在于，所述的改性劑[C2H40]n* 聚合度為200(Γ3000的聚乙烯醇類物質(zhì)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高晶石膏的制備方法，其特征在于，所述的^H3AC]-[C2H4] 為醋酸乙烯-乙烯共聚乳液或苯丙乳液，復(fù)摻活性CaO為礦渣，R[H0Si0_]nR為H-硅氧烷由甲基或乙基氯硅烷水解制備的硅酸鹽類物質(zhì)，多元酸鹽的陰離子[RC00-]n、陽離子Na+及 Al3+鹽由硫酸鋁、檸檬酸鈉、異丁酸鈉中的兩種或三種配制而成。
全文摘要
高晶石膏的制備方法，以重量份數(shù)0.6-0.7份的半水石膏為主要原材料，以0.20～0.25份改性[C2H4O]n和0.08～0.10份[C2H3AC]n—[C2H4]n為水相介質(zhì)，加入1.8～2.0份復(fù)摻活性CaO及0.07～0.09份R[HOSiO-]nR′混合作用構(gòu)成內(nèi)置防水體系；然后加入0.01～0.02份多元酸鹽的陰離子[RCOO-]n和0.01～0.02份陽離子Na+及Al3+組成的復(fù)合轉(zhuǎn)晶劑，與先前構(gòu)成的內(nèi)置防水體系再度結(jié)晶聚合；之后再加入0.01～0.02份玻纖短切絲和玻纖網(wǎng)格布在石膏的三維局部和二維整體增強(qiáng)，最終形成具有棒狀結(jié)晶單元交叉的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的石膏。采用本發(fā)明方法制備的高晶石膏具有內(nèi)置防水作用，可改善石膏晶體形貌、晶體大小、晶體分布、微孔結(jié)構(gòu)，防潮效果好，強(qiáng)度高，不易變形。
文檔編號(hào)C01F11/46GK102180507SQ201110072368
公開日2011年9月14日 申請日期2011年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月24日
發(fā)明者李國明, 童軍, 韋華 申請人:昆明安雅達(dá)建材科技有限公司