[发明专利]一种磷石膏复合材料保温板及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种磷石膏复合材料保温板及其制备方法，属于资源综合利用及新型建材技术领域。

背景技术

磷石膏是以磷矿石为原料，湿法制取磷酸时所得的以二水硫酸钙为主要成分的副产品。据报道，每生产1吨磷酸要排出5 吨磷石膏。世界磷石膏年排放量约为1.3亿t，我国磷石膏年排放量达2000万t，并且以每年15%的速度增长。磷石膏中既含有具有多种潜在用途的硫和石膏资源，又含有磷、氟、碱金属、硅、铁、铝、镁及有机物等对环境和综合利用有害的杂质。磷石膏的大量排放不仅占用大量土地，磷石膏中的P₂O₅和F等还对环境构成潜在威胁。目前磷石膏主要用于以下行业：1、生产硫酸联产水泥；2、作为水泥缓凝剂；3、生产建筑用石膏粉；4、作为低效肥料。

石膏板是以建筑石膏为主要原料制成的一种材料。它是一种重量轻、强度较高、厚度较薄、加工方便以及隔音绝热和防火等性能较好的建筑材料，是当前着重发展的新型轻质板材之一。石膏板已广泛用于住宅、办公楼、商店、旅馆和工业厂房等各种建筑物的内隔墙、墙体覆面板（代替墙面抹灰层）、天花板、吸音板、地面基层板和各种装饰板等。其中第3点应用生产建筑用石膏粉，是将磷石膏（二水石膏）煅烧为建筑用石膏粉（β-半水石膏），石膏粉可以用来生产石膏板。但此种方法需要对对磷石膏进行烘干、炒制或煅烧处理，耗费大量能源。另外，按照传统方法生产的石膏类板材强度一般，为了获得更好的保温、隔音、轻质效果而进行发泡处理后强度更低，多不适于实际应用，为此，人们采用贴纸和添加增韧纤维的方法来提升强度，但贴纸会增加成本，而且使制造工序繁复。

发明内容

针对背景技术中提到的问题，本发明提供一种磷石膏复合材料保温板及其制备方法。本方法采用本发明直接用陈化后的磷石膏配料，控制适当的含水量，不需要经过烘干、煅烧。取而代之的是在加泡成型后采用蒸压养护。蒸压养护使二水石膏转变成为了α-半水石膏，α-半水石膏水化后的强度高于β-半水石膏水化产物的强度。该方法制备工艺简单，能耗低，而且所制备的保温板具有一定强度，保温隔音性能良好、容重低。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种磷石膏复合材料保温板，其具有均匀的气孔，磷石膏的矿物组成主要为α型半水石膏及其水化产物。

本发明所述的磷石膏复合材料保温板是以磷石膏、热固性树脂为主料，固化剂、发泡剂、增稠剂、水为辅料制备而成，主料中磷石膏、热固性树脂所占质量份数为：磷石膏60%～90%，热固性树脂10%～40%，两种原料所占质量百分数之和为100%；固化剂为主料总质量的5～10％；发泡剂为主料总质量的0.5%～0.7％；增稠剂为发泡剂质量的15%～30%；辅料中水用于主料和辅料中固化剂的搅拌和发泡剂发泡，主料和辅料中固化剂的搅拌用水质量为主料质量的5%～10%，发泡剂发泡用水的质量为发泡剂质量的50～70倍。

上述热固性树脂为脲醛树脂、酚醛树脂、再分散树脂的一种或多种组合。

上述固化剂为质量份数为5%～10%的硫酸溶液。

当然还可以在辅料中添加主料质量0～10%的纤维。

本发明还提供制造上述磷石膏复合材料保温板材的方法，其包括如下步骤：

步骤1）称量；按上述各组分配比称取原料；

步骤2）混料；将磷石膏、热固性树脂、固化剂、主料质量的5%～10%水搅拌混合均匀后，加入到由发泡剂、增稠剂、发泡剂质量的50～70倍的水一起发泡而形成的泡沫中，搅拌均匀；

步骤3）成型；将混合料注入模具中，在40℃～60℃温度下静置3～4h后脱模；

步骤4）蒸压养；将板材放于蒸压釜中在120～140℃下保温3～4h后降至室温；

步骤5）湿养；取出板材于20℃～40℃、相对湿度≥90%的条件下养护2～3h,即可得到需要的板材。

步骤2中所述热固性树脂为脲醛树脂、酚醛树脂、分散树脂中的一种或多种组合。

本发明方案提供的磷石膏复合材料保温板，其导热系数低于0.1W/(m·K)；吸声系数大于等于0.2；容重小于1g/cm3；抗折强度高于0.8MPa；抗压强度高于1MPa。

和现有技术相比本发明具有如下有益效果。

1、配方中加入的主料包覆在由发泡剂发成的泡沫外层，从而形成很多封闭的气孔，使得制备的板材具有容重低，良好的保温隔音性能等优点，可以作为建筑保温隔音材料，而且施工搬运很便利。