專利名稱：：一種粉煤灰纖維板材的制備技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種粉煤灰纖維板材的制備技術(shù)，具體地說(shuō)，是用乳液作粘接劑來(lái)制備粉煤灰纖維板材，再對(duì)粉煤灰纖維板材表面進(jìn)行抗水處理的工藝方法。技術(shù)背景粉煤灰纖維是近年來(lái)發(fā)展的一種混雜無(wú)機(jī)氧化物纖維。粉煤灰是我國(guó)最大的工業(yè)廢渣和排放物，主要來(lái)源于燃燒高爐及火力發(fā)電的燃燒殘余物，每年逾越6億噸。粉煤灰的主體化學(xué)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(chǎn)物質(zhì)所含元素相同。隨著工業(yè)的長(zhǎng)期開(kāi)發(fā)和使用，礦產(chǎn)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(xué)成份及結(jié)構(gòu)特性，將其深加工轉(zhuǎn)化成工業(yè)應(yīng)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(jià)值的超細(xì)無(wú)機(jī)纖維，進(jìn)而利用纖維實(shí)現(xiàn)多種用途制造紙槳用于生產(chǎn)紙板紙品；制造保溫隔音隔熱材料和節(jié)能墻體材料；制造輕質(zhì)阻燃建筑屋吊頂；制造纖維增強(qiáng)樹(shù)脂復(fù)合材料；用于工業(yè)過(guò)濾材料；用于改善國(guó)產(chǎn)瀝青低溫開(kāi)裂、高溫軟化的劣性等。粉煤灰可在無(wú)機(jī)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(guò)高溫將其熔融，采用離心法、多輥離心法或噴吹法生產(chǎn)成纖維棉，其直徑在4pm-9pm之間。目前國(guó)內(nèi)已實(shí)現(xiàn)粉煤灰纖化技術(shù)，生產(chǎn)中將粉煤灰或高爐燃燒后的固態(tài)殘留物添加必要的助劑和水，經(jīng)攪拌和造粒后在高溫下熔化，再經(jīng)過(guò)加壓，由多級(jí)輥輪離心甩出成絲，通過(guò)冷卻和表面處理，制得無(wú)機(jī)粉煤灰纖維。這種纖維已被應(yīng)用于工業(yè)保溫材料，和制造無(wú)機(jī)纖維紙漿部分替代木纖維紙漿應(yīng)用在造紙工業(yè)。進(jìn)一步合理利用這種從廢棄物制備的無(wú)機(jī)纖維，變廢為寶具有重要的戰(zhàn)略意義和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。中國(guó)專利CN1457965公開(kāi)了一種仿生強(qiáng)化板材的方法，它是以農(nóng)作物秸稈為主要原料生產(chǎn)加工非木質(zhì)纖維板的技術(shù)。其技術(shù)要點(diǎn)是采用半干法，根據(jù)成品的用途選取不同類別、不同規(guī)格及結(jié)構(gòu)的坯料，經(jīng)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(guò)程中，采用不同規(guī)格的坯料邊霧化噴膠邊鋪裝，并逐層預(yù)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(xì)料層，所述的膠為雙醛淀粉、蛋白絡(luò)合物，或者選擇水溶性高分子樹(shù)脂加工成的聚合粘結(jié)劑。中國(guó)專利CN1450017公開(kāi)了一種環(huán)保型無(wú)機(jī)內(nèi)外干墻板制造工藝和配方，該發(fā)明是一種由氯化鎂、氧化鎂、長(zhǎng)纖維紙漿，防反鹵劑，防粘劑、增強(qiáng)增韌劑配方組成。經(jīng)過(guò)物料混合、存化、多次輥壓、固化、脫模、養(yǎng)護(hù)、修邊、水洗、干燥、表面滲防水層、包裝、入庫(kù)等工藝制成一種完全環(huán)保的內(nèi)外墻裝飾板材，他的特點(diǎn)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(qiáng)度，運(yùn)輸方便，手感和感觀非常好，還可以進(jìn)行機(jī)械化生產(chǎn)及表面壓花紋流水線生產(chǎn)。克服了通常氯化鎂、氧化鎂為基料的內(nèi)外墻板。玻纖外露，質(zhì)感像瓦片，表面汽泡多不能大規(guī)模機(jī)械化生產(chǎn)及板表面壓花流水線生產(chǎn)的缺點(diǎn)。中國(guó)專利CN1141992公開(kāi)了一種輕質(zhì)隔聲爐渣混凝土建筑板材，該發(fā)明屬于一種以爐渣為主要原料的輕質(zhì)隔聲建筑板材，它主要由爐渣混凝土基材和增強(qiáng)材構(gòu)成，其特征在于所述爐渣混凝土基材的主要組分的份數(shù)按其重量份數(shù)分別為爐渣i00，膠凝材料10—35，防水劑0.l—l，調(diào)節(jié)劑O.l—l，水15—35，所述增強(qiáng)材為玻璃纖維、鋼筋或無(wú)紡布。中國(guó)專利CN1162520公開(kāi)了一種陶粒輕質(zhì)墻板及其制造工藝，該發(fā)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(wǎng)增強(qiáng)，經(jīng)特殊工序制成。中國(guó)專利CN1408671公開(kāi)了一種耐高溫高強(qiáng)高密度硅酸鈣板的制法，以結(jié)晶硅微粉、非晶硅微粉、鈣質(zhì)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(yǎng)釜在19(TC20(TC的飽和水蒸汽條件下蒸養(yǎng)620小時(shí)，在100°C18(TC熱風(fēng)中烘干至含水5^以下，即為成品。中國(guó)專利CN85107095公開(kāi)了一種竹纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，該發(fā)明提出用竹塑復(fù)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(fù)合材料代替玻璃纖維，制造增強(qiáng)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(guó)專利CN1048003公開(kāi)了一種多元性復(fù)合板材的制造方法，尤指一種兼具有高強(qiáng)度、耐震性、隔熱性及隔音性等特性之復(fù)板材的制造方法；其主要過(guò)程是將人造纖維預(yù)制成纖維布，再將該纖維布用預(yù)先調(diào)制均勻的混合浸料浸漬，再經(jīng)中和、烘乾、滾壓、貼合及再次滾壓，而制成一種復(fù)合板材。中國(guó)專利CN1393609公開(kāi)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(nèi)部纖維間隙完全填充礦質(zhì)填充材料，而構(gòu)成的高結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，并具有隔音、隔熱等功效的防火板材。中國(guó)專利CN1459431公開(kāi)了導(dǎo)電纖維增強(qiáng)硅酸鈣板，該發(fā)明的產(chǎn)品形狀是板材，它包括下述重量份的原料石英粉30-50份、導(dǎo)電碳黑1-10份、消石灰25-45份、增強(qiáng)纖維8-13份。它具有良好的導(dǎo)電性能、防靜電、可吸收電磁波及強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明的創(chuàng)新點(diǎn)在于利用工業(yè)廢棄物粉煤灰制成的纖維，有利于環(huán)境保護(hù)；粉煤灰制成纖維后用于制造板材，有利于成型，同時(shí)也使制成的板材強(qiáng)度大大提高；粉煤灰制成纖維后結(jié)構(gòu)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(fù)荷；粉煤灰纖維屬于無(wú)機(jī)材料，比有機(jī)材料的阻燃性好，有利于安全；本發(fā)明對(duì)粉煤灰纖維板材進(jìn)行表面抗水處理，使板材遇水后不會(huì)強(qiáng)度降低，同時(shí)也使板材遇水后，不會(huì)因?yàn)槲棺灾卦黾?，有利于建筑物的安全?br/>
發(fā)明內(nèi)容一種粉煤灰纖維板材的制備技術(shù)，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(jī)酸加入到加熱水中，攪拌使有機(jī)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(shù)脂乳液之后，繼續(xù)在該溫度和一定的壓強(qiáng)下進(jìn)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(jī)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(jī)酸、水組成；其中乙二醇丁醚的質(zhì)量含量為1—20%，有機(jī)酸的質(zhì)量含量為1—20%，水的質(zhì)量含量為60—98%。所述的丙烯酸類樹(shù)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(shù)脂乳液，使用市售45—50%wt含固量的乳液，其用量為干態(tài)粉煤灰纖維質(zhì)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(cè)定。樣品壓縮強(qiáng)度制樣和測(cè)試方法參照GB/T1964-1996進(jìn)行，樣品沖擊強(qiáng)度制樣和測(cè)試方法參照GB/T1843-1996進(jìn)行，樣品拉伸強(qiáng)度制樣和測(cè)試方法參照GB/T1446-2005進(jìn)行。本發(fā)明制備的粉煤灰纖維板材，密度350500kg/m3;壓縮強(qiáng)度1.481.56MPa;沖擊強(qiáng)度0.490.60(kJ/m2);拉伸強(qiáng)度0.100.13MPa。用本技術(shù)制備的粉煤灰纖維板材，質(zhì)量輕、抗水，又有較好阻燃性能，可作建筑材料，用于吊頂、內(nèi)外墻的保溫。具體實(shí)施方式實(shí)施例1在2000ml帶攪拌的玻璃燒瓶中加入680g水，開(kāi)啟攪拌，開(kāi)始加熱，當(dāng)溫度升至60。C時(shí)，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(jìn)行稀釋，然后均勻地噴灑到粉煤灰纖維上，再放入0.5mX0.5m?？蛑?，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(cè)定密度；依照GB/T1964-1996、GB/T1843-1996、GB/T1446-2005等制成樣條，分別測(cè)試壓縮強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度和拉伸強(qiáng)度，數(shù)據(jù)列于表l。表l粉煤灰纖維板材力學(xué)性能<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>實(shí)施例2在500ml帶攪拌的玻璃燒瓶中加入300g水，開(kāi)啟攪拌，開(kāi)始加熱，當(dāng)溫度升至8(TC時(shí)，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(jìn)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(cè)定密度；依照GB/T1964-1996、GB/T1843-1996、GB/T1446-2005等制成樣條，分別測(cè)試壓縮強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度和拉伸強(qiáng)度，數(shù)據(jù)列于表2。表2粉煤灰纖維板材力學(xué)性能<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>實(shí)施例3在500ml帶攪拌的玻璃燒瓶中加入255g水，開(kāi)啟攪拌，開(kāi)始加熱，當(dāng)溫度升至65'C時(shí)，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(jìn)行稀釋，然后均勻地噴灑到粉煤灰纖維上，再放入0.5mX0.5m?？蛑?，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(cè)定密度；依照GB/T1964-1996、GB/T1843-1996、GB/T1446-2005等制成樣條，分別測(cè)試壓縮強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度和拉伸強(qiáng)度，數(shù)據(jù)列于表3。表3粉煤灰纖維板材力學(xué)性能<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>實(shí)施例4在1000ml帶攪拌的玻璃燒瓶中加入600g水，開(kāi)啟攪拌，開(kāi)始加熱，當(dāng)溫度升至70"C時(shí)，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(jìn)行稀釋，然后均勻地噴灑到粉煤灰纖維上，再放入0.5mX0.5m?？蛑校?2(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(cè)定密度；依照GB/T1964-1996、GB/T1843-1996、GB/T1446-2005等制成樣條，分別測(cè)試壓縮強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度和拉伸強(qiáng)度，數(shù)據(jù)列于表4。表4粉煤灰纖維板材力學(xué)性能<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>實(shí)施例5在1000ml帶攪拌的玻璃燒瓶中加入450g水，開(kāi)啟攪拌，開(kāi)始加熱，當(dāng)溫度升至68'C時(shí)，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(jìn)行稀釋，然后均勻地噴灑到粉煤灰纖維上，再放入0.5mX0.5m?？蛑?，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(cè)定密度；依照GB/T1964-1996、GB/T1843-1996、GB/T1446-2005等制成樣條，分別測(cè)試壓縮強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度和拉伸強(qiáng)度，數(shù)據(jù)列于表5。表5粉煤灰纖維板材力學(xué)性能<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>實(shí)施例6在500ml帶攪拌的玻璃燒瓶中加入300g水，開(kāi)啟攪拌，開(kāi)始加熱，當(dāng)溫度升至75"C時(shí)，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(jìn)行稀釋，然后均勻地噴灑到粉煤灰纖維上，再放入0.5mX0.5m?？蛑?，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(cè)定密度；依照GB/T1964-1996、GB/T1843-1996、GB/T1446-2005等制成樣條，分別測(cè)試壓縮強(qiáng)度、.沖擊強(qiáng)度和拉伸強(qiáng)度，數(shù)據(jù)列于表6。表6粉煤灰纖維板材力學(xué)性能<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>權(quán)利要求1.一種粉煤灰纖維板材的制備技術(shù)，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(jī)酸加入到加熱水中，攪拌使有機(jī)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(shù)脂乳液之后，繼續(xù)在該溫度和一定的壓強(qiáng)下進(jìn)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(quán)利要求1中所述的熱水溫度為60-80°C。3.權(quán)利要求1中所述的有機(jī)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(quán)利要求1中所述的抗水劑溶液，由乙二醇丁醚、有機(jī)酸、水組成；其中乙二醇丁醚的質(zhì)量含量為1—20%，有機(jī)酸的質(zhì)量含量為1—20%，水的質(zhì)量含量為60~98%。5.權(quán)利要求1中所述的丙烯酸類樹(shù)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(quán)利要求1中所述的噴灑丙烯酸類樹(shù)脂乳液，使用市售45_50%wt含固量的乳液，其用量為干態(tài)粉煤灰纖維質(zhì)量的0.5%3%。7.權(quán)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(quán)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(shù)，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(jī)酸加入到加熱水中，攪拌使有機(jī)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(shù)脂乳液之后，繼續(xù)在該溫度和一定的壓強(qiáng)下進(jìn)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(shù)制備的粉煤灰纖維板材，質(zhì)量輕、抗水，又有較好阻燃性能，可作建筑材料，用于吊頂、內(nèi)外墻的保溫。文檔編號(hào)C04B14/38GK101250039SQ20081003503公開(kāi)日2008年8月27日申請(qǐng)日期2008年3月24日優(yōu)先權(quán)日2008年3月24日發(fā)明者夏浙安,王彥華,陳建定申請(qǐng)人:華東理工大學(xué)