一種用于墻面材料的改性氟石膏粉的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及氟石膏技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于墻面材料的改性氟石膏粉。
【背景技術(shù)】
[0002]氟石膏是氫氟酸(HF)制備過(guò)程中的副產(chǎn)品，全國(guó)無(wú)水HF產(chǎn)量每年約為6.5萬(wàn)t，而制造每噸HF產(chǎn)生氟石膏約3.5t，總計(jì)氟石膏產(chǎn)生量約23萬(wàn)t/年。氟石膏主要成分是無(wú)水硫酸鈣(CaSO4),因其難溶于水、水化緩慢、凝結(jié)能力差，且不具有早期強(qiáng)度一般無(wú)法被有效利用。目前，部分氟石膏用作水泥的外加劑，而大部分氟石膏在稍加中和處理后就作為一種固體廢棄物堆存，直接堆存不僅占有土地，還污染土壤和地下水環(huán)境。
[0003]但氟石膏也有其自身的優(yōu)勢(shì):產(chǎn)生氟石膏的原料酸和螢石純度很高，并且反應(yīng)處于無(wú)水狀態(tài)，所產(chǎn)氟石膏為無(wú)水石膏，CaSO4^量高達(dá)95%以上，在石膏資源中是一種難得的品級(jí)資源。從氟化氫反應(yīng)爐中排出的未經(jīng)長(zhǎng)期堆放，未加水處理的新鮮氟石膏用于生產(chǎn)建筑石膏又有以下優(yōu)勢(shì):純度高、雜質(zhì)少、無(wú)須煅燒處理、無(wú)須破碎，粉磨工作量少?，F(xiàn)代氟石膏的開(kāi)發(fā)利用主要是用作煅燒水泥熟料的礦化劑和水泥緩凝劑，制備粉刷石膏、生產(chǎn)建筑石膏板和抹面材料等。但是由于氟石膏是一種無(wú)水石膏，水化反應(yīng)很慢，在水中的溶解速度慢，如果直接用于建材，例如墻面材料，通常出現(xiàn)墻材的強(qiáng)度不夠、遇水軟化和安裝時(shí)縫的銜接開(kāi)裂等一系列問(wèn)題。
[0004]因此，通過(guò)對(duì)石膏進(jìn)行改性，克服其固有缺陷，使其用于現(xiàn)代墻面材料，是實(shí)現(xiàn)工業(yè)副產(chǎn)品氟石膏資源化有效利用的途徑之一，并且對(duì)保護(hù)生態(tài)環(huán)境具有十分重要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]基于【背景技術(shù)】存在的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種用于墻面材料的改性氟石膏粉，所述改性氟石膏粉，不僅滿足墻面材料的吸水率、強(qiáng)度等要求，而且密實(shí)性好，導(dǎo)熱系數(shù)低、產(chǎn)品綜合性能優(yōu)良，且制備工藝簡(jiǎn)單。
[0006]本發(fā)明提出的一種用于墻面材料的改性氟石膏粉，其原料按重量份包括:氟石膏100份、煤灰粉料30-50份、硅鋁酸鹽2-5份、硫酸鹽3-8份、輕質(zhì)材料3_6份、復(fù)合纖維2_5份、防水劑2-5份、發(fā)泡調(diào)節(jié)劑1-2份；
[0007]其中，制備所述煤灰粉料包括:將100份粉煤灰加入200-240份3-5mol/L的混合酸溶液中，升溫至100-120°C后攪拌6-8h，冷卻，靜置8-10h后，過(guò)濾、干燥，粉碎，與16-20份海泡石粉、1-10份羥甲基纖維素混勻后得到所述煤灰粉料，其中所述混合酸溶液是由摩爾配比為I: 3-5的HCl和H2SO4K制而成;
[0008]制備所述用于墻面材料的改性氟石膏粉包括:將氟石膏粉碎至粒徑< 2mm，加入以氟石膏為基準(zhǔn)的15-25wt%水后攪拌均勻，升溫至30-40°C后加入硅鋁酸鹽攪拌l_2h，冷卻靜置15-20h，加入硫酸鹽混勻，在80-180°C下焙燒l_3h，冷卻至室溫，加水調(diào)節(jié)濕度為5-10wt %，依次加入煤灰粉料、輕質(zhì)材料、復(fù)合纖維、防水劑、發(fā)泡調(diào)節(jié)劑混勻，細(xì)磨至粒徑(0.147mm后得到所述改性氟石膏粉。
[0009]優(yōu)選地，所述用于墻面材料的改性氟石膏粉的原料按重量份包括:氟石膏100份、煤灰粉料35-45份、硅鋁酸鹽3-4份、硫酸鹽5-6份、輕質(zhì)材料4_5份、復(fù)合纖維3_4份、防水劑3-4份、發(fā)泡調(diào)節(jié)劑1-2份。優(yōu)選地，所述煤灰粉料為800-900目。
[0010]優(yōu)選地，所述的硅鋁酸鹽為高嶺土、紅柱石、煤矸石中的一種或幾種，所述硫酸鹽為硫酸鋁、硫酸鋁鉀、硫酸鉀、硫酸鋅、硫酸鋇中的一種或幾種。
[0011]優(yōu)選地，所述輕質(zhì)材料是由重量配比為1:5-7:3-5的膨脹珍珠巖、膨脹蛭石、聚苯乙烯塑料顆粒組成。
[0012]優(yōu)選地，所述復(fù)合纖維是由由質(zhì)量配比1:1-3的玻璃纖維和改性木纖維組成；優(yōu)選地，所述玻璃纖維為高堿玻璃纖維，氧化鈉含量為13-16% ;所述改性木纖維是通過(guò)將木纖維置于150-170°C、l-2.5MPa的水蒸氣壓力容器中，在3-4秒內(nèi)壓力降到常壓后制備得到。
[0013]優(yōu)選地，所述防水劑是有機(jī)防水劑，優(yōu)選地，有機(jī)防水劑是由硬脂酸、石蠟、聚乙烯乳化而成的均勻乳液。
[0014]優(yōu)選地，所述發(fā)泡劑調(diào)節(jié)劑由重量配比1:0.3-0.5:6-8的NaOH、骨膠和松香配制
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[0015]優(yōu)選地，制備所述發(fā)泡調(diào)節(jié)劑包括，將NaOH溶于水中配制成相對(duì)密度為1.1-1.2的溶液，煮沸后加入松香，攪拌至松香全部溶解，再加入骨膠，冷卻后室溫存放得到所述發(fā)泡劑調(diào)節(jié)劑。
[0016]本發(fā)明中以氟石膏作為基材，通過(guò)加入煤灰粉料并合理控制其配比，煤灰粉料的存在使氟石膏內(nèi)部生成硬性礦物，并填充于水合氟石膏晶體間隙中，使得水化產(chǎn)物的溶解度大幅度降低，提高了氟石膏的制品強(qiáng)度，且具有一定的耐水性；通過(guò)加入一定量的硅鋁酸鹽和硫酸鹽作為激發(fā)劑，改善并提高氟石膏的水化活性及凝結(jié)極慢的特性，增強(qiáng)氟石膏的活化性能，提高了與其它原料結(jié)合強(qiáng)度；輕質(zhì)材料的加入對(duì)氟石膏材料在高溫時(shí)有較好的補(bǔ)強(qiáng)作用，并可顯著提高沖擊強(qiáng)度，大大改善高溫時(shí)耐磨性能；復(fù)合纖維作為增強(qiáng)材料，其加入可降低材料的密度，減少其磨損量，同時(shí)也會(huì)降低材料的摩擦系數(shù)，其中，玻璃纖維和改性木纖維組成的復(fù)合纖維可顯著提高氟石膏粉在高溫時(shí)的穩(wěn)定性能；發(fā)泡劑調(diào)節(jié)劑的加入則能有效地減小氟石膏材料的表觀容重和導(dǎo)熱系數(shù)。
[0017]本發(fā)明所述用于墻面材料的改性氟石膏粉，通過(guò)在適宜的外加改性劑作用下，改變其水化反應(yīng)過(guò)程的化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)性質(zhì)，提高其溶解速度和水化速度，促進(jìn)氟石膏晶須各向均勻生長(zhǎng)，形成各向晶須發(fā)達(dá)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，縮短凝結(jié)時(shí)間，提高晶體早期強(qiáng)度，同時(shí)在制備過(guò)程中，通過(guò)細(xì)磨改性氟石膏粉至特定粒度，減小了原料的顆粒細(xì)度，增大了顆粒的表面積，從而提高了它們的活性，對(duì)氟石膏活性有很大的改善作用，最終將其轉(zhuǎn)變?yōu)楹细駢γ娌牧稀?br>【具體實(shí)施方式】
[0018]下面，通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0019]實(shí)施例1
[0020]本發(fā)明提出的一種用于墻面材料的改性氟石膏粉，其原料按重量份包括:氟石膏100份、煤灰粉料30份、高嶺土 5份、硫酸鋁3份、輕質(zhì)材料6份、復(fù)合纖維2份、防水劑5份、發(fā)泡調(diào)節(jié)劑I份；
[0021]其中，制備所述煤灰粉料包括:將100份粉煤灰加入200份5mol/L混合酸溶液中，升溫至100°C后攪拌8h，冷卻，靜置Sh后，過(guò)濾、干燥，粉碎，與20份海泡石粉、I份羥甲基纖維素混勻后得到所述煤灰粉料，其中所述混合酸溶液是由摩爾配比為1:5的HCl和H2SO4配制而成；
[0022]制備所述用于墻面材料的改性氟石膏粉包括:將氟石膏粉碎至粒徑彡2mm，加入以氟石膏為基準(zhǔn)的15wt%水后攪拌均勻，升溫至40°C后加入高嶺土攪拌lh，冷卻靜置20h，加入硫酸鋁混勻，在80°C下焙燒3h，冷卻至室溫，加水調(diào)節(jié)濕度為5wt%，依次加入煤灰粉料、輕質(zhì)材料、復(fù)合纖維、防水劑、發(fā)泡調(diào)節(jié)劑混勻，細(xì)磨至粒徑< 0.147_后得到所述改性氟石膏粉；
[0023]所述輕質(zhì)材料是由重量配比為1:5:5的膨脹珍珠巖、膨脹蛭石、聚苯乙烯塑料顆粒組成；所述復(fù)合纖維是由重量配比1:1的玻璃纖維和改性木纖維組成的混合物，其中所述玻璃纖維為高堿玻璃纖維，氧化鈉含量為13% ;所述改性木纖維是通過(guò)將木纖維置于170°C、lMPa的水蒸氣壓力容器中，在3-4秒內(nèi)壓力降到常壓后制備得到；所述防水劑是是由硬脂酸、石蠟、聚乙烯乳化而成的均勻乳液；所述發(fā)泡劑調(diào)節(jié)劑是由重量配比為1:0.3:8的NaOH、骨膠和松香配制而成。
[0024]實(shí)施例2
[0025]本發(fā)明提出的一種用于墻面材料的改性氟石膏粉，其原料按重量份包括:氟石膏100份、煤灰粉料50份、紅柱石2份、硫酸鋁鉀8份、輕質(zhì)材料3份、復(fù)合纖維5份、防水劑2份、發(fā)泡調(diào)節(jié)劑2份；
[0026]其中，制備所述煤灰粉料包括:將100份粉煤灰加入240份3mol/L混合酸溶液中，升溫至120°C后攪拌6h，冷卻，靜置1h后，過(guò)濾、干燥，粉碎，與16份海泡石粉、10份羥甲基纖維素混勻后得到所述煤灰粉料，其中所述混合酸溶液是由摩爾配比為1:3的HCl和H2SO4配制而成；
[0027]制備所述用于墻面材料的改性氟石膏粉包括:將氟石膏粉碎至粒徑彡2mm，加入以氟石膏為基準(zhǔn)的25wt%水后攪拌均勻，升溫至30°C后加入紅柱石攪拌2h，冷卻靜置15h，加入硫酸鋁鉀混勻，在180°C下焙燒lh，冷卻至室溫，加水調(diào)節(jié)濕度為10wt%，依次加入煤灰粉料、輕質(zhì)材料、復(fù)合纖維、防水劑、發(fā)泡調(diào)節(jié)劑