本发明涉及一种可以防辐射的新型环保建筑装饰材料，具体来说是一种短切碳纤维高强人造重晶石板及其制备方法。
背景技术：
当前我国用于室内防辐射材料是铅板或含铅制品。铅是原子量最大的非放射性金属，也是质量最大的稳定元素，利用铅的稳定和质量大的性质来制造防辐射的防护设备。但铅也是一种有毒的金属，在自然的状态下能挥发，给生产制造及使用的人员会造成比较大的人体伤害，环境污染严重。随着技术的发展，人们发现硫酸钡也能吸收较多的x射线，而且人体不吸收，也没有过敏反应，在医学上常用于肠胃造影来检查疾病。硫酸钡的天然矿物是重晶石，经过选矿的重晶石含有97%以上的硫酸钡。重晶石可以用来做防辐射的屏蔽材料。然而用重晶石制造的人造板脆性大，在外力作用下容易碎裂，用在室内防辐射建筑装饰材料中容易受外力作用碎裂，造成防辐射功能损失和掉落伤人的危险。
技术实现要素：
本发明的目的正是针对上述现有技术中所存在的不足之处而提供一种短切碳纤维高强人造重晶石板及其制备方法。利用本发明制得的人造重晶石板强度高、外力作用下不容易碎裂，不仅保证人造重晶石板能够有效发挥其防辐射功能，而且降低了使用难度、提高了使用安全度。本发明的制备方法具有环保、节能等优点，不会对人体的健康产生危害。
本发明的目的可通过下述技术措施来实现：
本发明的短切碳纤维高强人造重晶石板是由下述质量百分比的原料制成，其中：重晶石料92～97%，短切碳纤维0.01～2%，偶联剂0.1～0.5%，其余为粘接剂，上述原料的百分比之和为100%。
本发明中所述重晶石料取自粒度范围1～15mm的重晶石颗粒、30～2000目的重晶石粉中的任一种或者两种的组合。
本发明中所述短切碳纤维取自长度范围为1mm～50mm中的任一种单一长度纤维或者两种及两种以上长度的组合。
本发明中所述偶联剂为硅烷偶联剂。
本发明中所述粘接剂是由不饱和聚酯树脂、不饱和聚酯树脂促进剂环烷酸钴溶液（也称兰水或钴水）和不饱和聚酯树脂固化剂过氧化甲乙酮组成，或者由环氧树脂和固化促进剂t-31组成。
本发明的制备短切碳纤维高强人造重晶石板的方法包括下述步骤：
（1）配料：按质量百分比称量以下原料：重晶石料92～97%，短切碳纤维0.01～2%，偶联剂0.1～0.5%，其余为粘接剂，上述原料的百分比之和为100%。
（2）混料：首先，将步骤（1）所称量的重晶石料和短切碳纤维倒入混料机中混合均匀，使短切碳纤维均匀地分布于重晶石料内，得到混合料；接着，将步骤（1）所称量的偶联剂倒入粘接剂中，进行搅拌、混合均匀，得到混合剂；然后，将混合剂倒入混料机内，并与混合料搅拌均匀，得到湿粉状态的混合料。
（3）入模：将步骤（2）中所得湿粉状态的混合料均匀地摊铺在成型模具内。
（4）压制成型：利用压力机对成型模具进行压制，使成型模具内湿粉状态的混合料成型成板状结构，得到初成型重晶石板；所述压力机的工作压力为12～25mpa。
（5）固化：将步骤（4）中所得的初成型重晶石板移入120～130℃的烘箱内烘烤3～6小时进行快速固化，或者放在通风的地方进行自然固化，固化后得到高强人造重晶石板。
（6）切割分块：根据所需尺寸规格，利用切割机对步骤（5）中所得高强人造重晶石板进行切割分块。
本发明的原理如下：
本发明是在制作人造重晶石板过程中向重晶石料内加入了短切碳纤维，使短切碳纤维在重晶石板中形成了均匀分布，正是利用碳纤维极高的抗拉强度，提高了人造重晶石板抵抗外力碎裂的能力，避免了因重晶石板碎裂产生的防辐射功能损失，保证人造重晶石板能够有效发挥其防辐射功能；本发明制得的人造重晶石板可以在室内防辐射建筑装饰中可以直接使用，不需要在外边再包裹一层保护层，降低了使用难度；同时也避免了因重晶石板碎裂和掉落而伤人的潜在危险，提高了使用安全度。
本发明的有益技术效果如下：
利用本发明制得的人造重晶石板强度高、外力作用下不容易碎裂，不仅保证人造重晶石板能够有效发挥其防辐射功能，而且降低了使用难度、提高了使用安全度。本发明的制备方法具有环保、节能等优点，不会对人体的健康产生危害。
具体实施方式
本发明以下将结合实施例作进一步描述：
在下述实施例中所述重晶石料原料中硫酸钡的含量为97%，以下不再赘述。
实施例1
本实施例的制备短切碳纤维高强人造重晶石板的方法包括下述步骤：
（1）配料：按质量百分比称量以下原料：由粒度为5mm重晶石颗粒、80～100目的重晶石粉和325～400目的重晶石粉按6:3:1的质量分数比混合配置而成的重晶石料94%，长度为10mm的短切碳纤维0.5%，硅烷偶联剂kh-5500.5%，其余5%是由不饱和聚酯树脂、不饱和聚酯树脂促进剂环烷酸钴溶液（也称兰水或钴水）和不饱和聚酯树脂固化剂过氧化甲乙酮混合而成的粘接剂，上述原料的百分比之和为100%。
（2）混料：首先，将步骤（1）所称量的重晶石料和短切碳纤维倒入混料机中混合均匀，使短切碳纤维均匀地分布于重晶石料内，得到混合料；接着，将步骤（1）所称量的硅烷偶联剂kh-550倒入由不饱和聚酯树脂、不饱和聚酯树脂促进剂环烷酸钴溶液（也称兰水或钴水）和不饱和聚酯树脂固化剂过氧化甲乙酮混合而成的粘接剂中，进行搅拌、混合均匀，得到混合剂；然后，将混合剂倒入混料机内，并与混合料搅拌均匀，得到湿粉状态的混合料。
（3）入模：将步骤（2）中所得湿粉状态的混合料均匀地摊铺在成型模具内。
（4）压制成型：利用压力机对成型模具进行压制，使成型模具内湿粉状态的混合料成型成板状结构，得到初成型重晶石板；所述压力机的工作压力为21mpa。
（5）固化：将步骤（4）中所得的初成型重晶石板移入125℃的烘箱内烘烤4小时进行快速固化，固化后得到高强人造重晶石板。
（6）切割分块：根据所需尺寸规格，利用切割机对步骤（5）中所得高强人造重晶石板进行切割分块。
实施例2
本实施例的制备短切碳纤维高强人造重晶石板的方法包括下述步骤：
（1）配料：按质量百分比称量以下原料：由粒度为200～230目的重晶石粉96.5%，长度为32mm的短切碳纤维0.15%，硅烷偶联剂kh-5700.1%，其余3.25%是由环氧树脂和固化促进剂t-31混合组成的粘接剂，上述原料的百分比之和为100%。
（2）混料：首先，将步骤（1）所称量的重晶石粉和短切碳纤维倒入混料机中混合均匀，使短切碳纤维均匀地分布于重晶石粉内，得到混合料；接着，将步骤（1）所称量的硅烷偶联剂kh-570倒入由环氧树脂和固化促进剂t-31混合组成的粘接剂中，进行搅拌、混合均匀，得到混合剂；然后，将混合剂倒入混料机内，并与混合料搅拌均匀，得到湿粉状态的混合料。
（3）入模：将步骤（2）中所得湿粉状态的混合料均匀地摊铺在成型模具内。
（4）压制成型：利用压力机对成型模具进行压制，使成型模具内湿粉状态的混合料成型成板状结构，得到初成型重晶石板；所述压力机的工作压力为18mpa。
（5）固化：将步骤（4）中所得的初成型重晶石板放在通风的地方24小时进行自然固化，固化后得到高强人造重晶石板。
（6）切割分块：根据所需尺寸规格，利用切割机对步骤（5）中所得高强人造重晶石板进行切割分块。