一种石墨颗粒复合板的制作方法

文档序号:16240902发布日期:2018-12-11 23:05阅读:200来源:国知局

本发明涉及一种复合板,具体是一种石墨颗粒复合板。

背景技术

复合材料是人们运用先进的材料制备技术将不同性质的材料组分优化组合而成的新材料。复合材料的基体材料分为金属和非金属两大类。金属基体常用的有铝、镁、铜、钛及其合金。非金属基体主要有合成树脂、橡胶、陶瓷、石墨、碳等。增强材料主要有玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、芳纶纤维、碳化硅纤维、石棉纤维、晶须、金属丝和硬质细粒等。复合保温板就是常见的一种复合材料。

石墨是元素碳的一种同素异形体,每个碳原子的周边连结着另外三个碳原子(排列方式呈蜂巢式的多个六边形)以共价键结合,构成共价分子,由于每个碳原子均会放出一个电子,那些电子能够自由移动,因此石墨属于导电体。石墨还具有良好的耐高温性能、导热性能和化学稳定性。现有的复合保温板虽然有部分利用了石墨,但是其成品结构呈疏松层状,导致了其强度低和吸水率高,在一定程度上制约了这种复合保温板的应用。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种石墨颗粒复合板,以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:

一种石墨颗粒复合板,包括以下重量份的原料:硅酸盐水泥18-25份、石膏16-20份、石膏发泡剂1.2-2.1份、石墨颗粒4-7.5份、石英砂8-12份、苯丙乳液2.5-4份、纳米二氧化钛2-8份、纤维素0.15-0.38份、膨润土10-16份、萤石12-15份、云母6-10份、川芎1.6-3份和双丙烯酰胺4-6份。

作为本发明进一步的方案:膨润土采用钙基膨润土,纤维素采用羟甲基纤维素和羟乙基纤维素中的至少一种。

作为本发明进一步的方案:纳米二氧化钛的粒径为16-36nm。

所述石墨颗粒复合板的制备方法,具体步骤如下:

步骤一,将川芎破碎然后采用超临界二氧化碳萃取,萃取压力为1.2-3.5mpa,萃取温度为45-58摄氏度,得到川穹萃取液;

步骤二,将石膏发泡剂、石膏、石墨颗粒、纤维素、膨润土和适量的水充分搅拌混合,得到第一混合物;

步骤三,将石英砂、萤石和云母在球磨机中球磨至80-120目,得到第二混合物;

步骤四,将纳米二氧化钛浸泡在双丙烯酰胺中并且在超声波功率800w-1600w、超声波频率40khz-80khz以及水浴温度25-35摄氏度的条件下,超声振荡5-10分钟,然后水洗烘干,得到改性纳米二氧化钛;

步骤五,将硅酸盐水泥、苯丙乳液、改性纳米二氧化钛、川穹萃取液、第一混合物和第二混合物在高速混合机中混合均匀,然后在30-45mpa下的模具中保持15-22分钟,得到半成品;

步骤六,将半成品在充满惰性气体的高温炉内烧结,高温炉以10-15摄氏度/分钟的速度升温至480-550摄氏度并且保温90-120分钟,然后以20-24摄氏度/分钟的速度升温至1150-1220摄氏度并且保温150-210分钟,然后自然冷却至常温,即可得到成品。

作为本发明进一步的方案:步骤三中球磨时的球料比为36-45:1,步骤五中高速混合机的混合速度为1200-1500rpm。

与现有技术相比,本发明的有益效果是:本发明原料来源广泛,制备工艺简单,适用于大规模的工业化生产,在各种原料的协同作用下,制备的成品结构密实,使用强度高,吸水率低,可以满足保温建筑的使用需求。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。

实施例1

一种石墨颗粒复合板,包括以下重量份的原料:硅酸盐水泥18份、石膏16份、石膏发泡剂1.2份、石墨颗粒4份、石英砂8份、苯丙乳液2.5份、纳米二氧化钛2份、纤维素0.15份、膨润土10份、萤石12份、云母6份、川芎1.6份和双丙烯酰胺4份。膨润土采用钙基膨润土,纤维素采用羟甲基纤维素。

所述石墨颗粒复合板的制备方法,具体步骤如下:

步骤一,将川芎破碎然后采用超临界二氧化碳萃取,萃取压力为1.8mpa,萃取温度为48摄氏度,得到川穹萃取液;

步骤二,将石膏发泡剂、石膏、石墨颗粒、纤维素、膨润土和适量的水充分搅拌混合,得到第一混合物;

步骤三,将石英砂、萤石和云母在球磨机中球磨至100目,得到第二混合物;

步骤四,将纳米二氧化钛浸泡在双丙烯酰胺中并且在超声波功率1500w、超声波频率60khz以及水浴温度29摄氏度的条件下,超声振荡8分钟,然后水洗烘干,得到改性纳米二氧化钛;

步骤五,将硅酸盐水泥、苯丙乳液、改性纳米二氧化钛、川穹萃取液、第一混合物和第二混合物在高速混合机中混合均匀,然后在36mpa下的模具中保持16分钟,得到半成品;

步骤六,将半成品在充满惰性气体的高温炉内烧结,高温炉以12摄氏度/分钟的速度升温至500摄氏度并且保温90分钟,然后以21摄氏度/分钟的速度升温至1170摄氏度并且保温175分钟,然后自然冷却至常温,即可得到成品。

实施例2

一种石墨颗粒复合板,包括以下重量份的原料:硅酸盐水泥21份、石膏17.5份、石膏发泡剂1.5份、石墨颗粒5.6份、石英砂10份、苯丙乳液3.2份、纳米二氧化钛4.5份、纤维素0.25份、膨润土12份、萤石13份、云母7.5份、川芎2.2份和双丙烯酰胺4.8份。纳米二氧化钛的粒径为24nm。

所述石墨颗粒复合板的制备方法,具体步骤如下:

步骤一,将川芎破碎然后采用超临界二氧化碳萃取,萃取压力为3.2mpa,萃取温度为55摄氏度,得到川穹萃取液;

步骤二,将石膏发泡剂、石膏、石墨颗粒、纤维素、膨润土和适量的水充分搅拌混合,得到第一混合物;

步骤三,将石英砂、萤石和云母在球磨机中球磨至120目,得到第二混合物;

步骤四,将纳米二氧化钛浸泡在双丙烯酰胺中并且在超声波功率1200w、超声波频率55khz以及水浴温度30摄氏度的条件下,超声振荡10分钟,然后水洗烘干,得到改性纳米二氧化钛;

步骤五,将硅酸盐水泥、苯丙乳液、改性纳米二氧化钛、川穹萃取液、第一混合物和第二混合物在高速混合机中混合均匀,然后在36mpa下的模具中保持19分钟,得到半成品;

步骤六,将半成品在充满惰性气体的高温炉内烧结,高温炉以10摄氏度/分钟的速度升温至540摄氏度并且保温105分钟,然后以20摄氏度/分钟的速度升温至1200摄氏度并且保温180分钟,然后自然冷却至常温,即可得到成品。

实施例3

一种石墨颗粒复合板,包括以下重量份的原料:硅酸盐水泥24份、石膏19份、石膏发泡剂1.9份、石墨颗粒7份、石英砂11.5份、苯丙乳液3.6份、纳米二氧化钛7.2份、纤维素0.32份、膨润土15份、萤石14.5份、云母9份、川芎2.8份和双丙烯酰胺5.5份。膨润土采用钙基膨润土,纤维素采用羟乙基纤维素。

所述石墨颗粒复合板的制备方法,具体步骤如下:

步骤一,将川芎破碎然后采用超临界二氧化碳萃取,萃取压力为3.0mpa,萃取温度为56摄氏度,得到川穹萃取液;

步骤二,将石膏发泡剂、石膏、石墨颗粒、纤维素、膨润土和适量的水充分搅拌混合,得到第一混合物;

步骤三,将石英砂、萤石和云母在球料比为40:1的球磨机中球磨至80目,得到第二混合物;

步骤四,将纳米二氧化钛浸泡在双丙烯酰胺中并且在超声波功率900w、超声波频率70khz以及水浴温度32摄氏度的条件下,超声振荡7分钟,然后水洗烘干,得到改性纳米二氧化钛;

步骤五,将硅酸盐水泥、苯丙乳液、改性纳米二氧化钛、川穹萃取液、第一混合物和第二混合物在转速为1350rpm的高速混合机中混合均匀,然后在44mpa下的模具中保持20分钟,得到半成品;

步骤六,将半成品在充满惰性气体的高温炉内烧结,高温炉以10摄氏度/分钟的速度升温至520摄氏度并且保温98分钟,然后以24摄氏度/分钟的速度升温至1210摄氏度并且保温190分钟,然后自然冷却至常温,即可得到成品。

实施例4

一种石墨颗粒复合板,包括以下重量份的原料:硅酸盐水泥25份、石膏20份、石膏发泡剂2.1份、石墨颗粒7.5份、石英砂12份、苯丙乳液4份、纳米二氧化钛8份、纤维素0.38份、膨润土16份、萤石15份、云母10份、川芎3份和双丙烯酰胺6份。膨润土采用钙基膨润土,纤维素采用羟甲基纤维素和羟乙基纤维素的混合物。纳米二氧化钛的粒径为30nm。

所述石墨颗粒复合板的制备方法,具体步骤如下:

步骤一,将川芎破碎然后采用超临界二氧化碳萃取,萃取压力为3.5mpa,萃取温度为54摄氏度,得到川穹萃取液;

步骤二,将石膏发泡剂、石膏、石墨颗粒、纤维素、膨润土和适量的水充分搅拌混合,得到第一混合物;

步骤三,将石英砂、萤石和云母在球料比为42:1的球磨机中球磨至110目,得到第二混合物;

步骤四,将纳米二氧化钛浸泡在双丙烯酰胺中并且在超声波功率1500w、超声波频率66khz以及水浴温度33摄氏度的条件下,超声振荡9分钟,然后水洗烘干,得到改性纳米二氧化钛;

步骤五,将硅酸盐水泥、苯丙乳液、改性纳米二氧化钛、川穹萃取液、第一混合物和第二混合物在转速为1500rpm的高速混合机中混合均匀,然后在42mpa下的模具中保持18分钟,得到半成品;

步骤六,将半成品在充满惰性气体的高温炉内烧结,高温炉以13摄氏度/分钟的速度升温至540摄氏度并且保温115分钟,然后以22摄氏度/分钟的速度升温至1220摄氏度并且保温200分钟,然后自然冷却至常温,即可得到成品。

对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外,应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

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