一种硅酸镁复合板材及其制备方法与流程

本发明涉及防火板材，具体涉及一种硅酸镁复合板材及其制备方法。

背景技术：

1、硅酸镁水泥防火板材是以硅酸镁水泥作为材料制得的防火板材，是一种重要的装饰功能一体化复合材料。硅酸镁水泥是一种低碱、高强、低碳和耐水性高的水硬性胶凝材料，通常采用活性氧化镁和高活性的硅质原料制备而成。

2、制备硅酸镁水泥中常用的高活性硅质原料为硅灰，虽然硅灰的反应活性高，但是硅灰的价格较高，且来源有限，导致采用硅灰作为硅质原料来源制得的硅酸镁水泥防火板材的生产成本高；同时，由于硅酸镁水泥的形成受氧化镁与硅质原料反应速率的限制，为了增加反应速率，通常需要在配方体系中使用大量的高比表面积的硅灰，由于硅灰在配方体系中的占比较高，造成制备硅酸镁水泥防火板材时需水量大，导致制得的防火板材干缩大，易变形，且耐久性能不佳；并且，传统的硅酸镁水泥防火板材采用的硅灰通常为纳米级的硅灰，硅灰粒径非常细，在防火板材生产过程中微反应的细粉对人体有害。因此，上述不利因素限制了硅酸镁水泥防火板的推广和应用。

技术实现思路

1、鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提出一种硅酸镁复合板材，以磨细电厂炉底渣和粒化高炉矿渣粉代替硅灰作为硅源制备硅酸镁复合板材，不仅生产成本低，制备过程对人体危害小，而且制得的硅酸镁复合板材具有干缩小、抗变形能力强和耐久性好的优点，解决了目前硅酸镁水泥防火板材干缩大、易变形、耐久性能差和生产成本高的问题。

2、本发明的另一个目的在于提出一种硅酸镁复合板材的制备方法，用于制备上述的硅酸镁复合板材。

3、为达此目的，本发明采用以下技术方案：

4、一种硅酸镁复合板材，包括以下质量份数的原料：轻烧氧化镁10～40份、碳酸镁2～6份、煅烧煤矸石粉10～20份、磨细电厂炉底渣5～30份、粒化高炉矿渣粉20～30份、石灰石粉20～40份、水15～25份、增强纤维2.2～11份和磷酸钠0.01～0.5份；

5、所述磨细电厂炉底渣的粒径为3～13μm，且所述磨细电厂炉底渣的中位粒度小于5μm；

6、所述粒化高炉矿渣粉的中位粒径为10～15μm。

7、优选地，按质量百分数计算，所述轻烧氧化镁中活性氧化镁的含量大于85％；

8、所述轻烧氧化镁的细度为325目～600目。

9、优选地，按质量百分数计算，所述磨细电厂炉底渣中二氧化硅、氧化铝和氧化铁的总含量＞60％。

10、优选地，所述碳酸镁的细度为325目～600目，所述石灰石粉的细度为325目～2000目。

11、优选地，按照质量份数计算，所述增强纤维包括玻璃纤维网2～6份、硫酸钙晶须0.1～3份和聚丙烯纤维0.1～2份。

12、优选地，所述硫酸钙晶须的长径比为30～60；所述聚丙烯纤维的直径为30～50μm，长度为8～15mm。

13、优选地，按质量份数计算，所述硅酸镁复合板材的原料还包括水溶性树脂2～6份、方解石砂120～180份和聚羧酸减水剂0.5～2份。

14、优选地，所述水溶性树脂包括聚乙烯醇、丁苯乳液、聚丙烯酸乳液和聚氨酯树脂中的任意一种或多种的组合。

15、一种硅酸镁复合板材的制备方法，用于制备上述的硅酸镁复合板材，包括以下步骤：按配比将轻烧氧化镁、碳酸镁、磨细电厂炉底渣、粒化高炉矿渣粉、煅烧煤矸石粉混合均匀后，加入水和增强纤维进一步混匀后置于模具中，经真空振动加压成型，脱模后进行养护，得到硅酸镁复合板材。

16、优选地，包括以下步骤：

17、(1)按配比称取各原材料后，将轻烧氧化镁、碳酸镁、磨细电厂炉底渣、粒化高炉矿渣粉、煅烧煤矸石粉、石灰石粉和方解石砂干混均匀，采用行星式搅拌机搅拌，搅拌均匀得到干混料；

18、(2)将聚羧酸减水剂、磷酸钠和水溶性树脂溶于水中，并将步骤(1)混合均匀的干混料分两次加入上述溶液中，再逐步加入硫酸钙晶须和聚丙烯纤维，进行搅拌，搅拌均匀后得到混合浆体；

19、(3)将玻璃纤维网浸没在混合浆体中，得到复合材料；

20、(4)将复合材料置于钢模具中，将装有复合材料的钢模具置于带抽真空功能的振动压机中施加压成型，振动压机的模具腔中真空度不大于700pa，振动频率为20～60hz，加压压力不小于100n/mm2，加压时间不小于30s；

21、(5)将成型好的板材脱模后置于养护室中养护，得到硅酸镁复合板材；其中养护过程中控制温度为60℃～90℃，环境湿度不低于95rh，养护时间为4～12h。

22、本申请实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：本技术方案的硅酸镁复合板材采用轻烧氧化镁、磨细电厂炉底渣、粒化高炉矿渣粉和石灰石粉为原料制备硅酸镁胶凝材料，并通过加入增强纤维制备得到纤维增强的硅酸镁复合板材，使制得的硅酸镁复合板材具有轻质高强、抗变形能力强、防火阻燃等级高、耐久性好和耐水性能好等特点，从而使制得的硅酸镁复合板材不易变形且使用寿命更长，拓展了硅酸镁基水泥防火板材的应用前景，解决了现有硅酸镁水泥防火板材易变形和耐久性能差的问题，同时，在有效利用固废基础上显著改善了以往以氯氧镁和硫氧镁水泥为胶凝材料制备的防火板材普遍存在的耐水性能差、易变形和翘曲等问题。并且，本技术方案的硅酸镁复合板材以磨细电厂炉底渣和粒化高炉矿渣粉为硅质原料，替代传统使用的硅质原料——硅灰，磨细电厂炉底渣和粒化高炉矿渣粉均为工业固废，价格低廉，能有效降低硅酸镁复合板材的生产成本，而且能有效利用固废，在防火板材领域有较高的潜在应用价值。

技术特征：

1.一种硅酸镁复合板材，其特征在于，包括以下质量份数的原料：轻烧氧化镁10～40份、碳酸镁2～6份、煅烧煤矸石粉10～20份、磨细电厂炉底渣5～30份、粒化高炉矿渣粉20～30份、石灰石粉20～40份、水15～25份、增强纤维2.2～11份和磷酸钠0.01～0.5份；

2.根据权利要求1所述的硅酸镁复合板材，其特征在于，按质量百分数计算，所述轻烧氧化镁中活性氧化镁的含量大于85％；

3.根据权利要求1所述的硅酸镁复合板材，其特征在于，按质量百分数计算，所述磨细电厂炉底渣中二氧化硅、氧化铝和氧化铁的总含量＞60％。

4.根据权利要求1所述的硅酸镁复合板材，其特征在于，所述碳酸镁的细度为325目～600目，所述石灰石粉的细度为325目～2000目。

5.根据权利要求1所述的硅酸镁复合板材，其特征在于，按照质量份数计算，所述增强纤维包括玻璃纤维网2～6份、硫酸钙晶须0.1～3份和聚丙烯纤维0.1～2份。

6.根据权利要求5所述的硅酸镁复合板材，其特征在于，所述硫酸钙晶须的长径比为30～60；所述聚丙烯纤维的直径为30～50μm，长度为8～15mm。

7.根据权利要求1所述的硅酸镁复合板材，其特征在于，按质量份数计算，所述硅酸镁复合板材的原料还包括水溶性树脂2～6份、方解石砂120～180份和聚羧酸减水剂0.5～2份。

8.根据权利要求7所述的硅酸镁复合板材，其特征在于，所述水溶性树脂包括聚乙烯醇、丁苯乳液、聚丙烯酸乳液和聚氨酯树脂中的任意一种或多种的组合。

9.一种硅酸镁复合板材的制备方法，其特征在于，用于制备权利要求1～8任意一项所述的硅酸镁复合板材，包括以下步骤：按配比将轻烧氧化镁、碳酸镁、磨细电厂炉底渣、粒化高炉矿渣粉、煅烧煤矸石粉混合均匀后，加入水和增强纤维进一步混匀后置于模具中，经真空振动加压成型，脱模后进行养护，得到硅酸镁复合板材。

10.根据权利要求9所述的硅酸镁复合板材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
本发明公开了一种硅酸镁复合板材及其制备方法，涉及防火板材技术领域。本发明硅酸镁复合板材，包括以下质量份数的原料：轻烧氧化镁10～40份、碳酸镁2～6份、煅烧煤矸石粉10～20份、磨细电厂炉底渣5～30份、粒化高炉矿渣粉20～30份、石灰石粉20～40份、水15～25份、增强纤维2.2～11份和磷酸钠0.01～0.5份。本发明的以磨细电厂炉底渣和粒化高炉矿渣粉代替硅灰作为硅源制备硅酸镁复合板材，不仅生产成本低，制备过程对人体危害小，而且制得的硅酸镁复合板材具有干缩小、抗变形能力强和耐久性好的优点，解决了目前硅酸镁水泥防火板材干缩大、易变形、耐久性能差和生产成本高的问题。

技术研发人员：陈硕,蔡海峰,李智鸿
受保护的技术使用者：佛山市东鹏陶瓷有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17