專利名稱：無石棉瓷土硅酸鈣板及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種建材行業(yè)的無石棉瓷土硅酸鈣板及其制作方法。
在
背景技術(shù)：
中，目前我國建材行業(yè)生產(chǎn)的普通硅酸鈣板，是由3～5級石棉、石英粉和消石灰粉為主要原材料，以玻璃纖維、紙漿等為副材料，經(jīng)選料、配料，用水均勻混合，再經(jīng)水熱合反應(yīng)制成板材，常規(guī)生產(chǎn)方法是模壓制板法和流漿制板法。水熱合反應(yīng)機理如下1、進(jìn)入蒸壓釜前，已混合均勻的料漿和濕中的SiO2顆粒表面吸附Ca(HO)2，漫漫產(chǎn)生凝膠反應(yīng)。由于所用的硅質(zhì)材料是結(jié)晶體石英粉，所以其反應(yīng)程度很低、很慢，這時由SiO2和CaO形式的初期水化物，稱托貝莫來石凝膠(1．5～2．0 CaO·SiO2·nH2O)。2、在蒸壓過程中，隨著反應(yīng)溫度和時間的增加，凝膠會不斷地形成和轉(zhuǎn)化，其形態(tài)的轉(zhuǎn)化過程是托貝莫來石凝膠→CSH(II)→CSH(I)→托貝莫來石隱晶體→托貝模來石。在這一連續(xù)的生成過程之間，是難以絕然加以區(qū)別的，有時在同一時間中，還會出現(xiàn)二種以上混合在一起的反應(yīng)情況。3、經(jīng)過一定溫度的反應(yīng)，結(jié)晶增長，逐漸變成結(jié)晶形的托貝莫來石(C5S6H5)，并隨著水熱溫度和時間的進(jìn)一步提高而向硬硅鈣石(C8S8H)轉(zhuǎn)化，因此SiO2和CaO的反應(yīng)結(jié)晶物是通過反復(fù)進(jìn)行而發(fā)生的，其反應(yīng)速度、生成物的強度。隨原材料種類、細(xì)度、雜質(zhì)、分子比(C／S)、水熱處理的溫度和時間不同而變化。國內(nèi)硅酸鈣板的用途主要用于框輕結(jié)構(gòu)的高層建筑作保溫絕熱防火復(fù)蓋材料，以及內(nèi)外墻體材料、天花吊頂和船舶的隔侖板，這種硅酸鈣板是市場上石棉水泥板、石膏板及膠合板的理想替代產(chǎn)品，但是其配料中含有石棉，對人體健康有害，污染環(huán)境，80年代西方國家確認(rèn)，對含有石棉物質(zhì)的成型材料提出種種限制，甚至禁用。且我國石棉資源中出現(xiàn)中、長石棉供應(yīng)緊張狀況。次外硅質(zhì)材料石英粉價格較貴，使制造費用增加，成本增高，板材市場價格約在17～18元／米2，由于上述兩個因素，故很難在市場上，尤其是國際市場上立足。
中國發(fā)明專利公報于1993年3月3日公開了一種“高強度硅酸鈣成型體及其制造方法”，公開號CN1069476A，申請?zhí)?1105445．6，其目的是不再合成樹脂，而使用玻璃纖維與料漿、分散強化，獲得高強度硅酸鈣建材。其特征是將雪硅鈣石、硅酸鈣凝膠與石英混合，玻璃纖維及料漿作為強化材料，其重量百分含量分別為2～10％。其制造方法中，鈣硅質(zhì)原料的克分子配比CaO／SiO2為0．6～0．9，纖維是由耐堿玻璃纖維和料漿組成，將鈣質(zhì)原料與二氧化硅、水混合，50℃以下制漿，再將漿體加熱到80℃以上凝膠化處理，得到的膠狀物與玻璃纖維及其它原料均混，加壓3～30公斤／厘米2，脫水成形，得到成形體，在高壓釜中加熱反應(yīng)，最終得到成形體。其不足之處，成分中含有石英，成本增加，工藝復(fù)雜，生產(chǎn)周期長，成本增高。
本發(fā)明的目的是克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，研制一種新型的無石棉瓷土硅酸鈣板及其制作方法，且具有與普通硅酸鈣板性能相同條件下，輕質(zhì)高強度，降低產(chǎn)品原材料成本，減少環(huán)境污染，提高產(chǎn)品在國際市場上的競爭能力。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下產(chǎn)品組成重量比為主料維綸纖維0．8～1．5％云母14～18％瓷土53～60％消石灰粉20～25％輔料玻璃纖維1～1．2％紙漿纖維(干) 1～1．5％產(chǎn)品制作工藝采用常規(guī)模壓制板法或流漿制板法，其中工藝參數(shù)鈣質(zhì)原料與硅質(zhì)原料克分子比(CaO／SiO2)0．25～0．5，料坯水份為28～32％，蒸壓養(yǎng)護工序參數(shù)為，升溫時間4小時，蒸汽壓力常溫送氣～0．8MPa，恒溫時間8小時，蒸汽壓力0．8～1．15MPa，150℃～175℃，降溫時間4小時，蒸汽壓力1．15～0．2MPa以下。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案還包括產(chǎn)品較佳組成重量比為
主料維綸纖維0．8％云母14％瓷土53％消石灰粉25％輔料中矸玻璃纖維1％紙漿纖維(干)1．2％本發(fā)明實施例說明如下例一、采用模壓制板法工藝一般用于生產(chǎn)12～25mm厚板。
1、生產(chǎn)工藝流程(已有技術(shù))測定瓷土含水率應(yīng)在2～5％后，待石灰陳化，消解后，測定有效75％含量，稱量，分別對云母、玻纖、紙漿含水率測定。
料漿攪拌→料坯成型壓制成型(抽真空)→脫壓模墊板→蒸壓養(yǎng)護→脫模板→成品。
2、操作方法①配料在測定各種原材料含水率后，按上述材料組成范圍確定配比，計算出各自的用量，并稱量配料。
②纖維松解和料漿制備把所有玻璃纖維和紙漿放入攪拌機中，再加入1／2總用水量進(jìn)行松解約3分鐘后，按順序投入消石灰粉、維綸纖維、玻璃纖維、云母、瓷土和剩余的1／2的水，再攪拌3分鐘左右，即制成所需料漿，料漿濃度約60％。
③成坯料漿倒入成型模中，均勻鋪平，待料漿稍成凝膠狀后，強制加壓脫水，制成料坯，料坯含水率應(yīng)在28～32％。
④蒸壓養(yǎng)護將壓制好的料坯放在蒸養(yǎng)模板上，送入蒸壓釜進(jìn)行蒸壓養(yǎng)護，其飽和蒸氣壓力為0．8mPa左右，4小時升溫至150℃～175℃，恒溫8小時，降溫4小時，脫去蒸壓模板即為產(chǎn)品，根據(jù)用戶需要可直接銷售。
⑤切邊按市場需求的尺寸進(jìn)行切邊，制成符合標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品。
例二、流漿制板法一般用于制作4～12mm厚的薄板材。該方法是混合料漿直接流鋪在毛布上獲得料層的生產(chǎn)方式。
1、生產(chǎn)工藝流程(已有技術(shù))原材料→計量→制纖維漿→成型→板坯切割→板坯堆垛→蒸壓養(yǎng)護→脫模→芯板成品→砂光→深加工產(chǎn)品堆垛→成品。
2、操作方發(fā)①配料及制漿先測出瓷土SiO2含量和含水率，及消石灰粉有效CaO含量和含水率，紙漿用碎紙機制成漿，然后按配比要求分別計量各重量，再在打漿機內(nèi)加入定量水，然后按順序依次加入纖維、紙漿、瓷土、云母、攪拌6～8分鐘，料漿濃度12～15％。
②成型將制好的料漿，抽入斗式儲漿池，然后由斗儲機出漿，經(jīng)流漿槽進(jìn)入流漿箱，流漿箱出口均勻地流鋪在運行的毛布上，毛布經(jīng)過抽真空的真空箱，抽吸料層水份，真空度0．016～0．04MPa，料坯水份達(dá)28～32％。由毛布將薄料層，卷到成型筒上，成型筒壓力2．5～3．0MPa，薄料厚度0．3～0．45mm，達(dá)到所需板坯厚度后扯坯，料坯厚度由測厚儀控制，毛布速度40～45m／s。
③切邊由流漿機成型筒上扯下的料坯，由接坯皮帶運送到定位皮帶上，然后用高壓水進(jìn)行按規(guī)格切邊，水切割壓力為30MPa，切好的板坯由真空堆垛機堆放在有小車的打孔蒸壓墊板上，20～25張板坯為一小垛，4小垛共堆成100張左右為一蒸養(yǎng)小車，7～8車為一釜，當(dāng)滿釜后，送蒸汽進(jìn)行蒸壓養(yǎng)護。
④蒸壓養(yǎng)護與模壓法相同。
⑤砂光蒸壓脫模后的產(chǎn)品為芯板，也可直接作為產(chǎn)品使用，也可用砂光機對板材兩面砂光，達(dá)到高精度要求，其精度為±0．2mm，即成產(chǎn)品。
上述現(xiàn)有的橫壓法和流漿法都可用本發(fā)明的配方組成實施。其中配方組成中，與普通硅酸鈣板比較，以纖維和云母代替石棉，瓷土代替石英粉，這是本發(fā)明的實質(zhì)性特點，其中原材料中，維綸纖維采用維尼綸廠生產(chǎn)的改性維綸纖維和高彈模維綸纖維。云母采用高縱橫比增強型商品云母，細(xì)度100目和60目兩種。消石灰粉符合一等品，細(xì)度180目，使用前測定有效CaO含量，要求67％左右。
瓷土測定SiO2含量，75％以上；Fe2O3含量不高于0．5％；細(xì)度150目(100目全通過；200目通過量不大于20％；中纖玻璃纖維用短切玻璃纖維，長度1．5cm。紙漿(干)干紙用碎紙機制成漿，加入可改善板坯塑性和透水性。
本發(fā)明生產(chǎn)工藝中，消石灰粉與瓷土的克分子(CaO／SiO2)比為0．25～0．5，不同于普通硅酸鈣板的0．1～0．9，這是本發(fā)明的又一特點，這樣能夠降低材料成本，并且簡化了復(fù)雜配料計算，提高生產(chǎn)工藝性，板材的強度及其它指標(biāo)易控制。本發(fā)明的料坯水份參數(shù)采用28～32％，這也是本發(fā)明的特點所在。這樣容易控制蒸氧過程水分反應(yīng)，進(jìn)一步提高生產(chǎn)工藝性。蒸壓養(yǎng)護工序中升溫、恒溫和降溫時間，及其對應(yīng)的蒸汽壓力，也都是本發(fā)明的特點，更能保證蒸氧過程水化反應(yīng)的充分利用，保證產(chǎn)品的質(zhì)量及性能穩(wěn)定。
本發(fā)明的優(yōu)點和效果如下1、由于本發(fā)明采用瓷土代替石英粉制作，瓷土資源豐富，易加工，價格相對石英粉很便宜，如50元／噸的瓷土加工成100目～150目，需90元／噸，石英粉加工成200目，需200元／噸。
2、由于本發(fā)明采用維綸纖維和云母代替石棉，纖維起加筋作用，云母可達(dá)到石棉耐熱性好的優(yōu)良性能，而且價格便宜，如其平均價為1400元／噸，而3～5級石棉平均價3000元／噸，這樣不僅能夠大大降低產(chǎn)品成本，而且解決了以往石棉對人體健康的危害和環(huán)境污染的問題。
3、由于成份組成變化，故產(chǎn)品的總成本降低，普通硅酸鈣板原材料成本價格5．5元／米2，本發(fā)明為2．5～3元／米2。
4、由于無石棉，成本低，故解決了以往因有石棉難以在國際市場上銷售的問題，提高了國內(nèi)外市場的競爭能力。
5、本發(fā)明幾乎不改變原來普通硅酸鈣板生產(chǎn)線及生產(chǎn)條件，只要按本發(fā)明的配方組成和工藝參數(shù)進(jìn)行，即能大規(guī)模化生產(chǎn)。
6、本發(fā)明生產(chǎn)的產(chǎn)品與輕鋼龍骨配套，能夠組成各種防火，隔聲節(jié)能的復(fù)合墻，是建材行業(yè)輕質(zhì)高強度墻體的理想產(chǎn)品。
權(quán)利要求
1.無石棉瓷土硅酸鈣板及其制作方法，其特征是，產(chǎn)品組成重量比為主料 維綸纖維0．8～1．5％云母14～18％瓷土53～60％消石灰粉20～25％輔料 玻璃纖維1～1．2％紙漿纖維(干) 1～1．5％
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無石棉瓷土硅酸鈣板及其制作方法，其特征是產(chǎn)品制作工藝采用常規(guī)模壓制板法或流漿制板法，其中工藝參數(shù)鈣質(zhì)原料與硅質(zhì)原料克分子比(CaO／SiO2)0．25～0．5，料坯水份為28～32％，蒸壓養(yǎng)護工序參數(shù)為，升溫時間4小時，蒸汽壓力常溫送氣～0．8MPa，恒溫時間8小時，蒸汽壓力0．8～1．15MPa，150℃～175℃，降溫時間4小時，蒸汽壓力1．15～0．2MPa以下。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無石棉瓷土硅酸鈣板及其制作方法，其特征是，產(chǎn)品較佳組成重量比為主料維綸纖維0．8％云母14％瓷土53％消石灰粉25％輔料中矸玻璃纖維 1％紙漿纖維(干)1．2％
全文摘要
本發(fā)明涉及一種建材行業(yè)的無石棉瓷土硅酸鈣板及其制作方法。目的是降低產(chǎn)品原材料成本,減少環(huán)境污染,提高市場競爭力,技術(shù)解決方案主要成分組成的纖維、云母、瓷土,工藝采用模壓法或者流漿制板法。優(yōu)點是采用瓷土,資源豐富,易加工,成本低,約2.5元～3元/米
文檔編號C04B28/18GK1205315SQ9710861
公開日1999年1月20日 申請日期1997年7月10日 優(yōu)先權(quán)日1997年7月10日
發(fā)明者李瑜琳, 朗培坤, 朗雪凱, 朗雪波 申請人:李瑜琳