本发明涉及建筑材料，具体为一种高强度石膏基纤维板及其制备方法。
背景技术：
1、石膏基纤维板是一种以建筑石膏粉为主要原料，以各种纤维为增强材料的一种新型建筑板材。石膏基纤维板可作干墙板、墙衬、隔墙板、瓦片及砖的背板、预制扳外包覆层、天花板块、地板防火门及立柱、护墙板以及特殊应用，如拖车及船的内墙、室外保温终饰系统。
2、但是由于石膏材料本身的性能限制，石膏基纤维板往往存在抗弯强度低、易开裂等缺陷。因此，本技术通过对石膏基纤维板所用填料、纤维，以及制作工艺上进行改进来改善石膏基纤维板的各方面性能。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种高强度石膏基纤维板及其制备方法，以解决现有技术中存在的问题。
2、为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
3、一种高强度石膏基纤维板，所述高强度石膏基纤维板是将石膏浆料灌入涂有隔离剂的板形模具中，干燥后脱模并进行阶梯式焙烧制得；所述石膏浆料是由石膏混合粉料和混合液组成；所述隔离剂是由聚乙二醇peg400和1,3-二乙氧基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷反应制得。
4、作为优化，所述石膏混合粉料是由石膏、滑石粉、改性纳米多孔填料、胺化竹炭纤维组成；所述混合液是由纯水和硅溶胶组成。
5、作为优化，所述改性纳米多孔填料是将硫酸铝铵溶液和正硅酸乙酯溶液滴入碳酸氢铵溶液中反应后过滤并煅烧成纳米多孔填料，将纳米多孔填料和三乙氧基硅烷反应后，再依次和乙烯基二甲基硅烷、烯丙基三甲氧基反应制得；所述胺化竹炭纤维是由毛竹纤维碳化后再用硝酸氧化，最后用乙二胺胺化制得。
6、一种高强度石膏基纤维板的制备方法，包括以下制备步骤：
7、(1)将纳米多孔填料、三乙氧基硅烷和无水乙醇按质量比1:1:(6～8)混合均匀，加入纳米多孔填料质量6～8倍的质量分数15～20％的氨水，在10～30℃，200～300r/min搅拌30～40min，离心分离并用无水乙醇洗涤3～5次，在60～70℃干燥4～6h，得到预处理多孔填料；将预处理多孔填料和一段改性液按质量比1:(7～8)混合均匀，在70～80℃，500～800r/min搅拌反应4～6h，离心分离并用无水乙醇洗涤3～5次，在60～70℃干燥4～6h，再在氮气氛围中置于预处理多孔填料质量7～8倍的二段改性液中，在60～70℃干燥4～6h，制得改性纳米多孔填料；
8、(2)将竹炭纤维浸没在质量分数60～68％的硝酸中，在70～80℃，300～500r/min搅拌反应40～50min，过滤并用纯水和无水乙醇各洗涤3～5次，在60～70℃干燥3～4h，得到氧化竹炭纤维；将氧化竹炭纤维、乙二胺和纯水按质量比1:1:(15～20)混合均匀，在60～70℃，300～500r/min搅拌反应2～3h，过滤并纯水和无水乙醇各洗涤3～5次，在60～70℃干燥3～4h，制得胺化竹炭纤维；
9、(3)将200～300目ɑ型半水石膏、300～400目滑石粉、改性纳米多孔填料、胺化竹炭纤维按质量比(5～6):1:(3～4):1混合均匀，在10～30℃，200～300r/min搅拌2～3min，得到石膏混合粉料；将石膏混合粉料质量0.50～0.55倍的混合液倒入石膏混合粉料中，并加入石膏混合粉料质量0.0005～0.0006倍的正丁醇和石膏混合粉料质量0.02～0.03倍的硫酸钾，在10～30℃，300～500r/min搅拌40～60s，制得石膏浆料；
10、(4)对板形模具内腔涂刷0.1～0.2mm厚的隔离剂，在10～15s内将石膏浆料灌入板形模具中，并用800w功率的振动棒辅助排气2～3min，在空气中自然干燥20～30min，脱模，在室温下干燥40～48h，置于马氟炉中进行阶梯式焙烧，再以30～40℃/h的降温速率匀速降温至10～20℃后取出，制得高强度石膏基纤维板。
11、作为优化，步骤(1)所述纳米多孔填料的制备方法为：在10～20℃，以300～500r/min的转速对2mol/l的碳酸氢铵溶液进行搅拌，保持搅拌并以0.1～0.2g/s的速度滴加0.1mol/l的硫酸铝铵溶液、以0.1～0.2g/s的速度滴加0.1mol/l的正硅酸乙酯溶液，滴加过程中通过质量分数15～20％的氨水将ph保持在9～10，滴加结束后继续搅拌50～60min，静置3～5h，过滤并用纯水和无水乙醇各洗涤3～5次，在100～110℃干燥2～3h，再置于马弗炉中，以60～70℃/h的升温速率升温至1100～1200℃煅烧14～18h，冷却至室温后取出，制备而成；所述碳酸氢铵和硫酸铝铵溶液的溶剂为水；所述正硅酸乙酯溶液的溶剂为乙醇。
12、作为优化，步骤(1)所述一段改性液是将乙烯基二甲基硅烷、正己烷和氯铂酸按质量比1:(6～8):(0.006～0.008)混合均匀，配制而成；所述二段改性液是在氮气氛围中，将烯丙基三甲氧基硅烷、正己烷和氯铂酸按质量比1:(6～8):(0.006～0.008)混合均匀，配制而成。
13、作为优化，步骤(2)所述竹炭纤维的制备方法为：将毛竹纤维置于质量分数30～40％的尿素水溶液中浸泡2～3h，取出并在氮气氛围中，依次在90～110℃静置20～30min，在300～400℃静置40～50min，在1000～1200℃静置20～30min，冷却至室温，制备而成；所述毛竹纤维为纤维束形态，线密度30～40dtex，纤维长度80～120mm。
14、作为优化，步骤(3)所述混合液是将纯水和硅溶胶bjn-515按质量比1:(0.3～0.35)混合均匀配制而成。
15、作为优化，步骤(4)所述隔离剂的制备方法为：将聚乙二醇peg400、1,3-二乙氧基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷按质量比1:(0.5～0.6)混合均匀，再加入乙二醇peg400质量0.004～0.006倍的对甲苯磺酸，在氮气氛围中，80～90℃，300～500r/min搅拌反应20～30min，再升温至140～160℃继续搅拌反应6～8h，冷却至室温后，在50～60℃，1～2kpa静置30～40min，制备而成。
16、作为优化，步骤(4)所述阶梯式焙烧的工艺参数为：依次在50～60℃焙烧1h，在100～120℃焙烧2h，在200～220℃焙烧2h，在300～320℃焙烧2h，焙烧过程中的升温速率为80～100℃/h。
17、与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：
18、本发明在制备高强度石膏基纤维板时；将石膏、滑石粉、改性纳米多孔填料、胺化竹炭纤维混合成石膏混合粉料；将纯水和硅溶胶混合配制成混合液；将石膏浆料是由石膏混合粉料和混合液混合搅拌成石膏浆料；将石膏浆料灌入涂有隔离剂的板形模具中，干燥后脱模并进行阶梯式焙烧制得制备高强度石膏基纤维板。
19、首先，将硫酸铝铵溶液和正硅酸乙酯溶液滴入碳酸氢铵溶液中反应后过滤并煅烧成纳米多孔填料，将纳米多孔填料和三乙氧基硅烷反应后，再依次和乙烯基二甲基硅烷、烯丙基三甲氧基反应制得改性纳米多孔填料，乙烯基二甲基硅烷通过硅氢加成反应在纳米多孔复合填料表面进行聚合生长，在表面形成聚硅炭烷支链，再和烯丙基三甲氧基硅烷反应，使边端在后续过程中可水解成硅羟基，亲水并与石膏浆料其他组分形成硅氧连接，并且中间的聚硅炭烷链段具有良好的柔性并耐高温，温度变化引起体积变化时可起到缓冲的作用，从而提高了抗弯强度和耐温变性能。
20、其次，将毛竹纤维碳化后再用硝酸氧化，最后用乙二胺胺化制得胺化竹炭纤维，胺化竹炭纤维表面具有较多的氨基、亚氨基，是的竹炭纤维不团聚，在整体中分散均匀，氨基、亚氨基易和金属离子形成共价键，发生络合反应，使得石膏浆料中的钙的溶出率提高，从而提高密实度，并且由于络合物的形成使得石膏浆料产生的氢氧化钙的过饱和度提高，从而有效的阻止石膏水化生成疏松的晶相结构，进一步提高密实度，从而提高了抗弯强度和耐温变性能；将聚乙二醇peg400和1,3-二乙氧基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷反应制得隔离剂相较于使用硅油而言，脱模后，残留在表面的隔离剂中的聚乙二醇链段，可以使水分子通过，便于干燥，其次隔离剂在高温时，聚乙二醇链段裂解成小分子气体，生成的链段可以在石膏板表面和形成硅氧连接，起到修补表面缝隙，缺陷的作用，从而提高了抗弯强度。