CN117623725B - 一种高强度吸附型硅酸钙板材及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及硅酸钙板材技术领域,公开了一种高强度吸附型硅酸钙板材及其制备方法。先将粉煤灰、生石灰和碳酸锂矿渣混合,加水搅拌成浆料,然后向浆料中加入棉浆和改性活性碳纤维,搅拌均匀,经过过抄取成型、预养处理、蒸压养护和干燥,得到硅酸钙板材。本发明将废弃的碳酸锂矿渣添加到硅酸钙板材,实现废物的有效利用,降低板材的生产成本,另外本发明中硅酸钙板材中能够对空气中的甲烷等有害气体吸附,起到净化室内空气的作用。
Description
技术领域
本发明涉及板材技术领域,尤其是涉及一种高强度吸附型硅酸钙板材及其制备方法。
背景技术
硅酸钙板材是一种新型无机建筑材料,具有优越的防火性能、防潮性能和隔音效果。硅酸钙板材可以用作保温材料或装饰材料。保温用的硅酸钙板材主要用于外墙挂板、外墙贴面等。装饰用的硅酸钙板材主要用于吊顶、天花板、房屋隔墙、室内地面等。随着保温装饰成品板市场的不断扩大,硅酸钙板材的需求也随之增加。
碳酸锂渣是锂辉石经过1150~1300℃高温煅烧后再用硫酸法提取的碳酸锂熟料经渗滤浸洗涤后排出的残渣。我国是世界上锂辉石储量大国,在使用锂辉石生产锂盐的工艺中,每生产一吨锂盐时大约排出8-10吨锂渣。以现有的锂盐产量计算,一年产生超过400万吨锂渣。碳酸锂渣不仅堆放要占地方,且保管不善,含碱、酸的渣水流失,危害农田,污染环境。随着锂盐工业的发展,锂渣的排放量与日俱增,产生的废弃物大部分采用堆积、填埋处理,导致资源浪费、污染环境,造成地质环境风险,成为亟待解决的问题。
中国专利公开号CN104926236公开了一种低密度纤维增强硅酸钙防火板及其制备方法,该方法包括:步骤1,将植物纤维、水泥、石英石混合制浆,其中,钙硅摩尔比0.80-0.82,植物纤维的质量占总原料重量的8%-12%;步骤2,板材成坯,制备料坯;步骤3,预反应:将该料坯置于反应釜,在反应釜内压力1.2±0.1Mpa下,自蒸汽进入反应釜内起,以30℃/h的升温速率,平稳升温到250℃,然后进行恒温保压不低于24h;步骤4,蒸压养护;步骤5,脱模烘干和砂光整边,制得所述的低密度纤维增强硅酸钙防火板。中国专利公开号CN115959867公开了一种改性海蛎壳抗菌硅酸钙板制备方法。该方法通过将生物质废弃物海蛎壳浸入Cu(NO3)2·3H2O溶液中,经过滤后将所得固体煅烧,得到CuO/CaO粉末;再加水使其水化,得到CuO/Ca(OH)2粉末;将其和硅藻土进行混合,再加入纤维、普通硅酸盐水泥,得到混合粉体,然后再加入水搅拌,得到浆料;经模压成型,蒸压养护,得到改性海蛎壳抗菌硅酸钙板。上述专利文献中制备得到的硅酸钙板材强度有限,有待进一步提高硅酸钙板材的力学强度。
发明内容
本发明是为了克服以上现有技术问题,提供高强度吸附型硅酸钙板材及其制备方法。本发明将废弃的碳酸锂矿渣添加到硅酸钙板材,实现废物的有效利用,降低板材的生产成本,另外本发明中硅酸钙板材中能够对空气中的甲烷等有害气体吸附,起到净化室内空气的作用。
为了实现上述目的,本发明采用以下技术方案:
一种高强度吸附型硅酸钙板材,包括按重量份计的下述组分:
粉煤灰30-45份
生石灰10-15份
碳酸锂矿渣20-25份
改性活性炭纤维10-15份
棉浆4-7份。
本发明将废弃的碳酸锂矿渣加入硅酸钙板材内,实现废料的再利用,降低板材的生产成本。利用活性碳纤维的吸附性能,实现对空气中有害气体的吸附,起到室内净化空气的作用,另外改性活性碳纤维可以充当材料骨架的作用提高硅酸钙板材的强度。
作为优选,所述改性活性炭纤维的制备方法包括以下步骤:
1)配制羧甲基壳聚糖水溶液;
2)将活性炭纤维与羧甲基壳聚糖水溶液混合,加入交联剂进行交联反应;
3)将反应后的活性碳纤维进行热处理,即得。
活性碳纤维直接添加到硅酸钙板材中,由于其与其他组分的界面结合力差,影响到硅酸钙板材的强度,因此本发明对硅酸钙板材进行改性处理,利用羧甲基壳聚糖在交联剂的作用下在活性碳纤维表面发生交联反应,从而使羧甲基壳聚糖与活性碳纤维结合,硅酸钙板材组分生石灰遇水生成氢氧化钙,利用羧甲基壳聚糖与氢氧化钙的络合作用,提高活性碳纤维与硅酸钙板材中其他成分的界面结合作用力,从而显著提高硅酸钙板材的力学强度。
作为优选,所述步骤1)中羧甲基壳聚糖水溶液的浓度为0.05-1.0%。
作为优选,所述步骤2)中交联剂选用为戊二醛。
作为优选,所述步骤3)中热处理温度为50-70℃。
一种高强度吸附型硅酸钙板材的制备方法,包括以下步骤:
a)将粉煤灰、生石灰和碳酸锂矿渣混合,加水搅拌成浆料;
b)向浆料中加入棉浆和改性活性碳纤维,搅拌均匀;
c)经过过抄取成型、预养处理、蒸压养护和干燥,得到硅酸钙板材。
本发明具有如下有益效果:
(1)本发明将废弃的碳酸锂矿渣加入硅酸钙板材内,实现废料的再利用,降低板材的生产成本;
(2)利用活性碳纤维的吸附性能,实现对空气中有害气体的吸附,起到室内净化空气的作用;
(3)利用羧甲基壳聚糖在交联剂的作用下在活性碳纤维表面发生交联反应,从而使羧甲基壳聚糖与活性碳纤维结合,硅酸钙板材组分生石灰遇水生成氢氧化钙,利用羧甲基壳聚糖与氢氧化钙的络合作用,提高活性碳纤维与硅酸钙板材中其他成分的界面结合作用力,从而显著提高硅酸钙板材的力学强度。
具体实施方式
下面通过具体实施例,对本发明的技术方案做进一步说明。本发明中若非特指,所采用的原料和设备等均可从市场购得或是本领域常用的,实施例中的方法,如无特别说明均为本领域的常规方法。
实施例1
改性活性炭纤维的制备方法包括以下步骤:
1)将羧甲基壳聚糖加入水中搅拌溶解配制成质量浓度为0.5%的羧甲基壳聚糖水溶液;
2)将活性炭纤维与羧甲基壳聚糖水溶液混合,活性炭纤维与羧甲基壳聚糖的质量比为1:0.5,加入戊二醛交联剂进行交联反应,戊二醛的添加量为羧甲基壳聚糖质量的0.5%;
3)将反应后的活性碳纤维置于烘箱中进行热处理,热处理温度为60℃,热处理时间为30min,即得。
一种高强度吸附型硅酸钙板材,包括按重量份计的下述组分:
粉煤灰40份
生石灰12份
碳酸锂矿渣23份
改性活性炭纤维12份
棉浆5份。
一种高强度吸附型硅酸钙板材的制备方法,包括以下步骤:
a)将粉煤灰、生石灰和碳酸锂矿渣混合,加水搅拌成浆料;
b)向浆料中加入棉浆和改性活性碳纤维,搅拌均匀;
c)经过过抄取成型、预养处理、蒸压养护和干燥,预养处理温度为90℃,时间为16h,蒸压养护温度为170℃,时间为20h,得到硅酸钙板材。
实施例2
改性活性炭纤维的制备方法包括以下步骤:
1)将羧甲基壳聚糖加入水中搅拌溶解配制成质量浓度为1.0%的羧甲基壳聚糖水溶液;
2)将活性炭纤维与羧甲基壳聚糖水溶液混合,活性炭纤维与羧甲基壳聚糖的质量比为1:0.5,加入戊二醛交联剂进行交联反应,戊二醛的添加量为羧甲基壳聚糖质量的0.5%;
3)将反应后的活性碳纤维置于烘箱中进行热处理,热处理温度为70℃,热处理时间为30min,即得。
一种高强度吸附型硅酸钙板材,包括按重量份计的下述组分:
粉煤灰45份
生石灰15份
碳酸锂矿渣25份
改性活性炭纤维15份
棉浆7份。
一种高强度吸附型硅酸钙板材的制备方法,包括以下步骤:
a)将粉煤灰、生石灰和碳酸锂矿渣混合,加水搅拌成浆料;
b)向浆料中加入棉浆和改性活性碳纤维,搅拌均匀;
c)经过过抄取成型、预养处理、蒸压养护和干燥,预养处理温度为90℃,时间为16h,蒸压养护温度为170℃,时间为20h,得到硅酸钙板材。
实施例3
改性活性炭纤维的制备方法包括以下步骤:
1)将羧甲基壳聚糖加入水中搅拌溶解配制成质量浓度为0.05%的羧甲基壳聚糖水溶液;
2)将活性炭纤维与羧甲基壳聚糖水溶液混合,活性炭纤维与羧甲基壳聚糖的质量比为1:0.5,加入戊二醛交联剂进行交联反应,戊二醛的添加量为羧甲基壳聚糖质量的0.5%;
3)将反应后的活性碳纤维置于烘箱中进行热处理,热处理温度为50℃,热处理时间为30min,即得。
一种高强度吸附型硅酸钙板材,包括按重量份计的下述组分:
粉煤灰30份
生石灰10份
碳酸锂矿渣20份
改性活性炭纤维10份
棉浆4份。
一种高强度吸附型硅酸钙板材的制备方法,包括以下步骤:
a)将粉煤灰、生石灰和碳酸锂矿渣混合,加水搅拌成浆料;
b)向浆料中加入棉浆和改性活性碳纤维,搅拌均匀;
c)经过过抄取成型、预养处理、蒸压养护和干燥,预养处理温度为90℃,时间为16h,蒸压养护温度为170℃,时间为20h,得到硅酸钙板材。
对比例1
对比例1与实施例1的区别在于不添加改性活性碳纤维。
对比例2
对比例2与实施例1的区别在于将活性碳纤维替换为普通的活性碳纤维。
性能测试
硅酸钙板材强度按照CB/T8040进行测试,测试结果如下:
通过对比例1和对比例2试验数据可以得到普通的活性碳纤维添加到硅酸钙板材中会降低硅酸钙板材的抗折强度,这是由于活性碳纤维与其他组分的界面作用力较弱,降低硅酸钙板材强度。
以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非对本发明作任何形式上的限制,虽然本发明已以较佳实施例揭示如上,然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员,在不脱离本发明技术方案范围内,当可利用上述公开的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (5)
1.一种高强度吸附型硅酸钙板材,其特征在于,包括按重量份计的下述组分:
粉煤灰30-45份
生石灰10-15份
碳酸锂矿渣20-25份
改性活性碳纤维10-15份
棉浆4-7份;
所述改性活性碳纤维的制备方法包括以下步骤:
1)配制羧甲基壳聚糖水溶液;
2)将活性碳纤维与羧甲基壳聚糖水溶液混合,加入交联剂进行交联反应;
3)将反应后的活性碳纤维进行热处理,即得。
2.根据权利要求1所述的一种高强度吸附型硅酸钙板材,其特征在于,所述步骤1)中羧甲基壳聚糖水溶液的质量浓度为0.05-1.0%。
3.根据权利要求1所述的一种高强度吸附型硅酸钙板材,其特征在于,所述步骤2)中交联剂选用为戊二醛。
4.根据权利要求1所述的一种高强度吸附型硅酸钙板材,其特征在于,所述步骤3)中热处理温度为50-70℃。
5.一种如权利要求1-4任一权利要求所述的高强度吸附型硅酸钙板材的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
a)将粉煤灰、生石灰和碳酸锂矿渣混合,加水搅拌成浆料;
b)向浆料中加入棉浆和改性活性碳纤维,搅拌均匀;
c)经过抄取成型、预养处理、蒸压养护和干燥,得到硅酸钙板材。
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