專利名稱：：一種粉煤灰纖維板材的制備技術的制作方法
技術領域：
：本發明涉及一種粉煤灰纖維板材的制備技術，具體地說，是用乳液作粘接劑來制備粉煤灰纖維板材，再對粉煤灰纖維板材表面進行抗水處理的工藝方法。技術背景粉煤灰纖維是近年來發展的一種混雜無機氧化物纖維。粉煤灰是我國最大的工業廢渣和排放物，主要來源于燃燒高爐及火力發電的燃燒殘余物，每年逾越6億噸。粉煤灰的主體化學成份為Si02、A1203、CaO、Fe203以及少量的Ti02、MgO。其大部分元素與原始礦產物質所含元素相同。隨著工業的長期開發和使用，礦產天然資源已日漸枯竭，而煤炭燃燒廢棄物粉煤灰卻日漸增多，堆積成憂。因此，利用粉煤灰的化學成份及結構特性，將其深加工轉化成工業應用原料，代替部分天然礦物資源，是近年研究者興趣的課題之一。將粉煤灰制備成具有高價值的超細無機纖維，進而利用纖維實現多種用途制造紙槳用于生產紙板紙品；制造保溫隔音隔熱材料和節能墻體材料；制造輕質阻燃建筑屋吊頂；制造纖維增強樹脂復合材料；用于工業過濾材料；用于改善國產瀝青低溫開裂、高溫軟化的劣性等。粉煤灰可在無機助熔劑(菱鎂礦、白云石、石灰石等)以及廢碎玻璃的搭配下，通過高溫將其熔融，采用離心法、多輥離心法或噴吹法生產成纖維棉，其直徑在4pm-9pm之間。目前國內已實現粉煤灰纖化技術，生產中將粉煤灰或高爐燃燒后的固態殘留物添加必要的助劑和水，經攪拌和造粒后在高溫下熔化，再經過加壓，由多級輥輪離心甩出成絲，通過冷卻和表面處理，制得無機粉煤灰纖維。這種纖維已被應用于工業保溫材料，和制造無機纖維紙漿部分替代木纖維紙漿應用在造紙工業。進一步合理利用這種從廢棄物制備的無機纖維，變廢為寶具有重要的戰略意義和經濟價值。中國專利CN1457965公開了一種仿生強化板材的方法，它是以農作物秸稈為主要原料生產加工非木質纖維板的技術。其技術要點是采用半干法，根據成品的用途選取不同類別、不同規格及結構的坯料，經霧化法施膠后采用同工位或流水異位鋪裝，然后壓制成型。在鋪裝過程中，采用不同規格的坯料邊霧化噴膠邊鋪裝，并逐層預壓。各層的分布為中間為加筋層，加筋層的兩邊依次為粗料層，細料層，所述的膠為雙醛淀粉、蛋白絡合物，或者選擇水溶性高分子樹脂加工成的聚合粘結劑。中國專利CN1450017公開了一種環保型無機內外干墻板制造工藝和配方，該發明是一種由氯化鎂、氧化鎂、長纖維紙漿，防反鹵劑，防粘劑、增強增韌劑配方組成。經過物料混合、存化、多次輥壓、固化、脫模、養護、修邊、水洗、干燥、表面滲防水層、包裝、入庫等工藝制成一種完全環保的內外墻裝飾板材，他的特點是重量輕，可釘、可刨、可粘貼，不含玻璃纖維、石棉、礦棉等有害成份，但能保證板材有足夠的強度，運輸方便，手感和感觀非常好，還可以進行機械化生產及表面壓花紋流水線生產。克服了通常氯化鎂、氧化鎂為基料的內外墻板。玻纖外露，質感像瓦片，表面汽泡多不能大規模機械化生產及板表面壓花流水線生產的缺點。中國專利CN1141992公開了一種輕質隔聲爐渣混凝土建筑板材，該發明屬于一種以爐渣為主要原料的輕質隔聲建筑板材，它主要由爐渣混凝土基材和增強材構成，其特征在于所述爐渣混凝土基材的主要組分的份數按其重量份數分別為爐渣i00，膠凝材料10—35，防水劑0.l—l，調節劑O.l—l，水15—35，所述增強材為玻璃纖維、鋼筋或無紡布。中國專利CN1162520公開了一種陶粒輕質墻板及其制造工藝，該發明涉及一種建筑材料，特別是墻體材料。它是以水泥為膠凝劑，以陶粒為骨料，以膨脹珍珠巖為填充料，加入特制的建筑膠水，并在面層用抗堿玻璃纖維網增強，經特殊工序制成。中國專利CN1408671公開了一種耐高溫高強高密度硅酸鈣板的制法，以結晶硅微粉、非晶硅微粉、鈣質原料、礦物添料、纖維材料為原料，以Ca0:Si02摩爾比為0.951.05配料，然后加入18%纖維材料，012°%的礦物添料，混合后用壓型法或澆注法制成板材或塊材，將板材或塊材送到蒸養釜在19(TC20(TC的飽和水蒸汽條件下蒸養620小時，在100°C18(TC熱風中烘干至含水5^以下，即為成品。中國專利CN85107095公開了一種竹纖維增強復合材料，該發明提出用竹塑復合材料替代木材和鋼材，制做各種類型的板材和型材，并且提出用竹塑復合材料代替玻璃纖維，制造增強的人造大理石、石膏制品、混凝土、瀝青防水材料和人造板。中國專利CN1048003公開了一種多元性復合板材的制造方法，尤指一種兼具有高強度、耐震性、隔熱性及隔音性等特性之復板材的制造方法；其主要過程是將人造纖維預制成纖維布，再將該纖維布用預先調制均勻的混合浸料浸漬，再經中和、烘乾、滾壓、貼合及再次滾壓，而制成一種復合板材。中國專利CN1393609公開了一種防火板材及其制造方法，其是一種以至少包含由取料步驟、喂料步驟、裁切步驟、定型步驟及烘干步驟而制成一種以聚酯絲為基材，且于基材外部及內部纖維間隙完全填充礦質填充材料，而構成的高結構強度，并具有隔音、隔熱等功效的防火板材。中國專利CN1459431公開了導電纖維增強硅酸鈣板，該發明的產品形狀是板材，它包括下述重量份的原料石英粉30-50份、導電碳黑1-10份、消石灰25-45份、增強纖維8-13份。它具有良好的導電性能、防靜電、可吸收電磁波及強度高等優點。本發明的創新點在于利用工業廢棄物粉煤灰制成的纖維，有利于環境保護；粉煤灰制成纖維后用于制造板材，有利于成型，同時也使制成的板材強度大大提高；粉煤灰制成纖維后結構蓬松、堆密度小，所以制成的板材比重小，用于建材可以減小建筑物的負荷；粉煤灰纖維屬于無機材料，比有機材料的阻燃性好，有利于安全；本發明對粉煤灰纖維板材進行表面抗水處理，使板材遇水后不會強度降低，同時也使板材遇水后，不會因為吸水而使自重增加，有利于建筑物的安全。
發明內容一種粉煤灰纖維板材的制備技術，其特征在于，先制備抗水劑溶液，其方法為將水加熱到一定的溫度，將乙二醇丁醚加入到加熱水中，再將有機酸加入到加熱水中，攪拌使有機酸完全溶解，得到抗水劑溶液。然后將粉煤灰纖維加熱到100-150°C，在其上均勻地噴灑丙烯酸類樹脂乳液之后，繼續在該溫度和一定的壓強下進行熱壓成型，得到粉煤灰纖維板材，再將板材放入100-15(TC的烘箱中，在此溫度下將抗水劑溶液均勻地噴灑到粉煤灰纖維板材上，干燥后即得到最終的粉煤灰纖維板材。所述的熱水溫度為60-80°C。所述的有機酸可以是油酸、硬脂酸、十二烷基苯磺酸、月桂酸中的一種或兩種以上。所述的抗水劑溶液，由乙二醇丁醚、有機酸、水組成；其中乙二醇丁醚的質量含量為1—20%，有機酸的質量含量為1—20%，水的質量含量為60—98%。所述的丙烯酸類樹脂乳液，可以是苯丙乳液、純丙乳液、醋丙乳液、硅丙乳液中的一種或兩種以上。所述的噴灑丙烯酸類樹脂乳液，使用市售45—50%wt含固量的乳液，其用量為干態粉煤灰纖維質量的0.5%3%。所述的粉煤灰纖維熱壓成型壓力為0.5—10MPa。所述的抗水劑溶液在粉煤灰纖維板材上的噴灑用量為30…150g/m2粉煤灰纖維板材。粉煤灰纖維板材的密度采用ISO1183-2-2004方法測定。樣品壓縮強度制樣和測試方法參照GB/T1964-1996進行，樣品沖擊強度制樣和測試方法參照GB/T1843-1996進行，樣品拉伸強度制樣和測試方法參照GB/T1446-2005進行。本發明制備的粉煤灰纖維板材，密度350500kg/m3;壓縮強度1.481.56MPa;沖擊強度0.490.60(kJ/m2);拉伸強度0.100.13MPa。用本技術制備的粉煤灰纖維板材，質量輕、抗水，又有較好阻燃性能，可作建筑材料，用于吊頂、內外墻的保溫。具體實施方式實施例1在2000ml帶攪拌的玻璃燒瓶中加入680g水，開啟攪拌，開始加熱，當溫度升至60。C時，將95g乙二醇丁醚加入到加熱水中，再將95g的硬脂酸加入到玻璃燒瓶中，攪拌使硬脂酸完全溶解，即得到抗水劑溶液850g。將150kg粉煤灰纖維加熱到150°C，將lkg苯丙乳液(含固量為48。/。wt)用5kg水進行稀釋，然后均勻地噴灑到粉煤灰纖維上，再放入0.5mX0.5m模框中，在15(TC、10MPa的壓力下熱壓成型，脫模后得到尺寸為0.5mX0.5m、厚度為0.05m的粉煤灰纖維板材21塊，總重量131kg，再將板材放入150°C的烘箱中，將850g抗水劑溶液均勻地噴灑到粉煤灰纖維板材表面。在15(TC下烘干，即得到粉煤灰纖維板材。將粉煤灰纖維板材依照ISO1183-2-2004方法測定密度；依照GB/T1964-1996、GB/T1843-1996、GB/T1446-2005等制成樣條，分別測試壓縮強度、沖擊強度和拉伸強度，數據列于表l。表l粉煤灰纖維板材力學性能<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>實施例2在500ml帶攪拌的玻璃燒瓶中加入300g水，開啟攪拌，開始加熱，當溫度升至8(TC時，將60g乙二醇丁醚加入到加熱水中，再將60g的月桂酸加入到玻璃燒瓶中，攪拌使月桂酸完全溶解，即得到抗水劑溶液405g。將150kg粉煤灰纖維加熱到IOO'C，將4.5kg純丙乳液(含固量為46%)用10kg水進行稀釋，然后均勻地噴灑到粉煤灰纖維上，再放入0.5m.X0.5m模框中，在100°C、2MPa的壓力下熱壓成型，脫模后得到尺寸為0.5mX0.5m、厚度為0.05m的粉煤灰纖維板材30塊，總重量133kg，再將板材放入100"C的烘箱中，將405g抗水劑溶液均勻地噴灑到粉煤灰纖維板材表面。在IO(TC下烘干，即得到粉煤灰纖維板材。將粉煤灰纖維板材依照ISO1183-2-2004方法測定密度；依照GB/T1964-1996、GB/T1843-1996、GB/T1446-2005等制成樣條，分別測試壓縮強度、沖擊強度和拉伸強度，數據列于表2。表2粉煤灰纖維板材力學性能<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>實施例3在500ml帶攪拌的玻璃燒瓶中加入255g水，開啟攪拌，開始加熱，當溫度升至65'C時，將Og乙二醇丁醚加入到加熱水中，再將10g的油酸加入到玻璃燒瓶中，攪拌使油酸完全溶解，即得到抗水劑溶液259g。將150kg粉煤灰纖維加熱到ll(TC，將2kg醋丙乳液(含固量為45%)用6kg水進行稀釋，然后均勻地噴灑到粉煤灰纖維上，再放入0.5mX0.5m模框中，在110。C、4MPa的壓力下熱壓成型，脫模后得到尺寸為0.5mX0.5m、厚度為0.05m的粉煤灰纖維板材24塊，總重量128kg，再將板材放入110'C的烘箱中，將259g抗水劑溶液均勻地噴灑到粉煤灰纖維板材表面。在ll(TC下烘干，即得到粉煤灰纖維板材。將粉煤灰纖維板材依照ISO1183-2-2004方法測定密度；依照GB/T1964-1996、GB/T1843-1996、GB/T1446-2005等制成樣條，分別測試壓縮強度、沖擊強度和拉伸強度，數據列于表3。表3粉煤灰纖維板材力學性能<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>實施例4在1000ml帶攪拌的玻璃燒瓶中加入600g水，開啟攪拌，開始加熱，當溫度升至70"C時，將40g乙二醇丁醚加入到加熱水中，再將60g的十二烷基苯磺酸加入到玻璃燒瓶中，攪拌使十二烷基苯磺酸完全溶解，即得到抗水劑溶液682g。將150kg粉煤灰纖維加熱到120°C，將3kg硅丙乳液(含固量為49%)用8kg水進行稀釋，然后均勻地噴灑到粉煤灰纖維上，再放入0.5mX0.5m模框中，在12(TC、7MPa的壓力下熱壓成型，脫模后得到尺寸為0.5mX0.5m、厚度為0.05m的粉煤灰纖維板材23塊，總重量130kg，再將板材放入12(TC的烘箱中，將682g抗水劑溶液均勻地噴灑到粉煤灰纖維板材表面。在12(TC下烘干，即得到粉煤灰纖維板材。將粉煤灰纖維板材依照ISO1183-2-2004方法測定密度；依照GB/T1964-1996、GB/T1843-1996、GB/T1446-2005等制成樣條，分別測試壓縮強度、沖擊強度和拉伸強度，數據列于表4。表4粉煤灰纖維板材力學性能<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>實施例5在1000ml帶攪拌的玻璃燒瓶中加入450g水，開啟攪拌，開始加熱，當溫度升至68'C時，將42g乙二醇丁醚加入到加熱水中，再將68g的硬脂酸加入到玻璃燒瓶中，攪拌使硬脂酸完全溶解，即得到抗水劑溶液549g。將150kg粉煤灰纖維加熱到140°C，將2.6kg苯丙乳液(含固量為48%)用7kg水進行稀釋，然后均勻地噴灑到粉煤灰纖維上，再放入0.5mX0.5m模框中，在120°C、7MPa的壓力下熱壓成型，脫模后得到尺寸為0.5mX0.5m、厚度為0.X)5m的粉煤灰纖維板材22塊，總重量129kg，再將板材放入140'C的烘箱中，將549g抗水劑溶液均勻地噴灑到粉煤灰纖維板材表面。在14(TC下烘干，即得到粉煤灰纖維板材。將粉煤灰纖維板材依照ISO1183-2-2004方法測定密度；依照GB/T1964-1996、GB/T1843-1996、GB/T1446-2005等制成樣條，分別測試壓縮強度、沖擊強度和拉伸強度，數據列于表5。表5粉煤灰纖維板材力學性能<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>實施例6在500ml帶攪拌的玻璃燒瓶中加入300g水，開啟攪拌，開始加熱，當溫度升至75"C時，將33g乙二醇丁醚加入到加熱水中，再將42g的十二烷基苯磺酸加入到玻璃燒瓶中，攪拌使十二垸基苯磺酸完全溶解，即得到抗水劑溶液363g。將150kg粉煤灰纖維加熱到145°C，將4kg醋丙乳液(含固量為47%)用9kg水進行稀釋，然后均勻地噴灑到粉煤灰纖維上，再放入0.5mX0.5m模框中，在120°C、7MPa的壓力下熱壓成型，脫模后得到尺寸為0.5mX0.5m、厚度為0.05m的粉煤灰纖維板材21塊，總重量127kg，再將板材放入145。C的烘箱中，將363g抗水劑溶液均勻地噴灑到粉煤灰纖維板材表面。在145'C下烘干，即得到粉煤灰纖維板材。將粉煤灰纖維板材依照ISO1183-2-2004方法測定密度；依照GB/T1964-1996、GB/T1843-1996、GB/T1446-2005等制成樣條，分別測試壓縮強度、.沖擊強度和拉伸強度，數據列于表6。表6粉煤灰纖維板材力學性能<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>權利要求1.一種粉煤灰纖維板材的制備技術，其特征在于，先制備抗水劑溶液，其方法為將水加熱到一定的溫度，將乙二醇丁醚加入到加熱水中，再將有機酸加入到加熱水中，攪拌使有機酸完全溶解，得到抗水劑溶液。然后將粉煤灰纖維加熱到100-150℃，在其上均勻地噴灑丙烯酸類樹脂乳液之后，繼續在該溫度和一定的壓強下進行熱壓成型，得到粉煤灰纖維板材，再將板材放入100-150℃的烘箱中，在此溫度下將抗水劑溶液均勻地噴灑到粉煤灰纖維板材上，干燥后即得到最終的粉煤灰纖維板材。2.權利要求1中所述的熱水溫度為60-80°C。3.權利要求1中所述的有機酸可以是油酸、硬脂酸、十二垸基苯磺酸、月桂酸中的一種或兩種以上。4.權利要求1中所述的抗水劑溶液，由乙二醇丁醚、有機酸、水組成；其中乙二醇丁醚的質量含量為1—20%，有機酸的質量含量為1—20%，水的質量含量為60~98%。5.權利要求1中所述的丙烯酸類樹脂乳液，可以是苯丙乳液、純丙乳液、醋丙乳液、硅丙乳液中的一種或兩種以上。6.權利要求1中所述的噴灑丙烯酸類樹脂乳液，使用市售45_50%wt含固量的乳液，其用量為干態粉煤灰纖維質量的0.5%3%。7.權利要求1中所述的粉煤灰纖維熱壓成型壓力為0.5—10MPa。8.權利要求1中所述的抗水劑溶液在粉煤灰纖維板材上的噴灑用量為30--150g/m2粉煤灰纖維板材。全文摘要一種粉煤灰纖維板材的制備技術，其特征在于，先制備抗水劑溶液，其方法為將水加熱到一定的溫度，將乙二醇丁醚加入到加熱水中，再將有機酸加入到加熱水中，攪拌使有機酸完全溶解，得到抗水劑溶液。然后將粉煤灰纖維加熱到100-150℃，在其上均勻地噴灑丙烯酸類樹脂乳液之后，繼續在該溫度和一定的壓強下進行熱壓成型，得到粉煤灰纖維板材，再將板材放入100-150℃的烘箱中，在此溫度下將抗水劑溶液均勻地噴灑到粉煤灰纖維板材上，干燥后即得到最終的粉煤灰纖維板材。用本技術制備的粉煤灰纖維板材，質量輕、抗水，又有較好阻燃性能，可作建筑材料，用于吊頂、內外墻的保溫。文檔編號C04B14/38GK101250039SQ20081003503公開日2008年8月27日申請日期2008年3月24日優先權日2008年3月24日發明者夏浙安,王彥華,陳建定申請人:華東理工大學