CN110436872B - 一种抗裂石膏及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种抗裂石膏及其制备方法，包括抗裂剂和石膏，以质量百分数计：抗裂剂的质量为石膏质量的1％～10％；抗裂剂中包括：聚合物复合纤维60％～95％，表面活性剂3％～10％，其余为填料；所述聚合物复合纤维通过纤维增强体的树脂基复合材料加工而成，所述聚合物复合纤维为纤维增强体表面包裹有至少一层树脂的复合纤维。本发明的抗裂石膏抗裂性能好、耐久性好。

Description

一种抗裂石膏及其制备方法

技术领域

本发明属于石膏技术领域，具体涉及一种抗裂石膏及其制备方法。

背景技术

据不完全统计，中国亟待处理的脱硫石膏、磷石膏已达6亿多吨，每年新增排放量5000～6000万吨。贵州省两大磷酸基地瓮福与开阳排放的磷渣(磷石膏)每年共计2.5×10⁶m³。工业废气石膏堆会占用大量的土地资源，如果沿着岩溶、裂缝渗透到底下会造成土壤、地表水、地下水、地下水的污染。有研究表明，贵州某磷石膏堆场已造成乌江污染。如能将工业废弃石膏进行改性加以综合利用，便可变废为宝。处理后的工业石膏可以代替天然石膏作为生产石膏用的缓凝剂，也可用于农业土壤改良，或者用于建筑装修，但以上领域对石膏量的需求有限，加上我国天然石膏储量丰富，难以达到处理工业废料的目的。只有将工业废弃石膏进行改性，使其作为一种建筑材料而用于工程结构，扩大其应用空间，才有望大规模处理工业废料的目的。要对磷石膏进行改性，复合化是主要途径之一，其技术思路为超叠加效应。利用增强和填充的方法，形成石膏复合材料，改善石膏的抗压、抗折等力学性能。王裕银等人采用玉米秸秆纤维作为脱硫建筑石膏的增强材料，研究了不同掺量秸秆纤维对石膏基复合材料力学性能的影响。吴其胜等人以玉米秸秆纤维和稻草秸秆纤维作为增强材料，研究不同纤维掺量对石膏复合材料物理力学性能的影响。张卫豪等人研究了棉杆皮纤维的掺量对石膏复合材料物理力学性能的影响。李国忠等人采用化学改性后的秸秆纤维增强石膏，并对复合材料的力学性能和耐久性进行研究。展琳琳利用玻璃纤维增强石膏，研究了不同的掺加工艺、外加剂对玻璃纤维石膏复合材料的性能的影响。潘红等人通过掺加聚丙乙烯纤维(PPF)增强脱硫石膏的力学性能。石膏板具有质量轻、强度较高、厚度较薄、加工方便、隔音绝热和防火等优良性能，广泛应用于住宅、办公楼、商店、旅馆和工业厂房等各种建筑物的内隔墙、墙体覆面板(代替墙面抹灰层)、天花板、吸音板、地面基层板及各种装饰板等。

目前应用较多的是纸面石膏板和纤维石膏板:纸面石膏板的面层纸容易脱落，影响其使用寿命。

石膏板类室内装饰材料平整度好、质轻、防火、便于施工等的诸多优点，使之成为当前室内装饰的主要建筑材料之一。但不可否认当前石膏板/纸面石膏板类存在力学强度不足、易碎、易开裂等问题，大多只能作为室内装饰材料，束缚了该类板材在墙体、地板等建筑构造的使用。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种抗裂石膏及其制备方法，本发明能够解决石膏开裂的技术问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种抗裂石膏，其组分包括抗裂剂和石膏，以质量百分数计：

抗裂剂的质量为石膏质量的1％～10％；

抗裂剂中包括：聚合物复合纤维60％～95％，表面活性剂3％～10％，其余为填料；

所述聚合物复合纤维通过纤维增强体的树脂基复合材料加工而成，所述聚合物复合纤维为纤维增强体表面包裹有至少一层树脂的复合纤维。

所述表面活性剂为阴离子表面活性剂。

所述表面活性剂为聚羧酸改性表面活性剂或密胺树脂改性表面活性剂。

所述填料采用粉煤灰、矿粉、碳酸钙、高岭土和4A沸石中的一种或几种的混合物。

所述纤维增强体的树脂基复合材料包括玻璃钢制品、报废风机叶片、生产玻璃钢制品边角料、玻璃毡和玻璃网格布中的一种或几种的混合物。

所述聚合物复合纤维的长度为3mm～10mm。

一种抗裂石膏的制备方法，其过程如下：

将聚合物复合纤维、填料和表面活性剂混合均匀，得到抗裂剂；

将所述抗裂剂加入石膏中，拌和均匀，得到所述抗裂石膏。

本发明具有如下有益效果：

本发明的抗裂石膏中，其组分包括抗裂剂和石膏，以质量百分数计，抗裂剂的质量为石膏质量的1％～10％；抗裂剂中包括：聚合物复合纤维60％～95％，表面活性剂3％～10％，其余为填料；聚合物复合纤维为纤维增强体表面包裹有至少一层树脂的复合纤维，包裹的树脂能够阻止纤维增强体在一定条件下与石膏中的碱物质进一步发生化学反应，从而不会导致石膏结构产生膨胀、开裂甚至破坏的现象。此外，聚合物复合纤维的比热容和石膏相近，热胀冷缩几乎同步进行，后期不易脱落，因此利于防止抗裂石膏中因收缩不同步而产生裂纹，抗裂性能好，使得抗裂石膏的耐久性好。表面活性剂能够使聚合物复合纤维在抗裂石膏中均匀分散，从而使聚合物复合纤维在抗裂石膏中起到支撑作用，并且不会影响抗裂石膏的流动性和施工性能。填料能够提高抗裂石膏的粘度和强度，作填充剂起到增加产品的体积，降低生产成本的作用。本发明中聚合物复合纤维通过纤维增强体的树脂基复合材料加工而成，因此实现了废物再次利用，同时减轻了固体废弃物对环境的污染。

进一步的，本发明的表面活性剂为阴离子表面活性剂，由于阴离子型表面活性剂的掺入，在抗裂石膏中，表面活性剂中的负离子-SO-、-COO-就会在碳酸钙粒子的正电荷Ca²⁺的作用下而吸附于碳酸钙粒子上，形成扩散双电层(Zeta电位)的离子分布，在表面形成扩散双电层的离子分布，使碳酸钙粒子在静电斥力作用下分散，把空间网架结构中的束缚水释放出来，使石膏流动化。Zeta电位的绝对值越大，分散效果就越好。阴离子型表面活性剂的极性亲水基团定向吸附于碳酸钙颗粒表面，多以氢键形式与水分子缔合，再加上水分子之间的氢键缔合，构成了碳酸钙微粒表面的一层稳定的水膜，阻止碳酸钙颗粒间的直接接触，增加了碳酸钙颗粒间的滑动能力，起到润滑作用，从而进一步提高石膏的流动性。石膏中的微小气泡，同样被表面活性剂的定向吸附极性基团所包裹，使气泡与气泡及气泡与碳酸钙颗粒间也因同电性相斥而类似在碳酸钙微粒间加入许多微珠，亦起到润滑作用，提高流动性，保证了抗裂石膏的均匀性。

进一步的，填料采用矿粉、碳酸钙、高岭土和4A沸石中的一种或几种的混合物，因此填料的原料来源广泛，适合各个地方生产，能够减少成本。

进一步的，纤维增强体的树脂基复合材料包括玻璃钢制品、报废风机叶片、生产玻璃钢制品边角料、玻璃毡和玻璃网格布中的一种或几种的混合物，因此本发明能够解决废弃的纤维增强树脂基复合材料边角料和废弃物对环境的污染问题，资源浪费问题。

进一步的，聚合物复合纤维的长度为3mm～10mm，该长度的聚合物复合纤维在石膏中能更好的分散以及起到抗裂增强的作用。

本发明抗裂石膏的制备方法，是将聚合物复合纤维、填料和表面活性剂混合均匀，得到抗裂剂，再将抗裂剂加入石膏中，拌和均匀，得到本发明抗裂石膏，由此可以看出，其制备过程简便、可行。

附图说明

图1为本发明采用的分离解离装置的结构示意图；

图2为本发明采用的分离解离装置中内弧球面压盖、内螺旋线锥形筒体和锥形螺旋轴***示意图；

图3为本发明采用的分离解离装置中内螺旋线锥形筒体的结构示意图；

图4为本发明采用的分离解离装置中锥形螺旋轴的主视图；

图5为本发明采用的分离解离装置中锥形螺旋轴的左视图；

图6为本发明采用的分离解离装置中锥形螺旋轴的立体图；

图7为本发明采用的分离解离装置中内弧球面压盖的结构示意图；

图8为实施例1制备的短切聚合物复合纤维细粉料的激光显微图；

图9为实施例1制备的短切聚合物复合纤维细粉料的激光显微图；

图10为实施例1制备的短切聚合物复合纤维细粉料的扫面电镜图；

图11为实施例1制备的抗裂石膏使用后的效果图；

图12为实施例1中未加抗裂剂的普通石膏(作为抗裂石膏的对照例)使用后的效果图；

图13为实施例2制备的抗裂石膏使用后的效果图；

图14为实施例2中未加抗裂剂的普通石膏(作为抗裂石膏的对照例)使用后的效果图；

图15为实施例3制备的抗裂石膏使用后的效果图；

图16为实施例3中未加抗裂剂的普通石膏(作为抗裂石膏的对照例)使用后的效果图；

图17为实施例4制备的抗裂石膏使用后的效果图；

图18为实施例4中未加抗裂剂的普通石膏(作为抗裂石膏的对照例)使用后的效果图；

图19为实施例5制备的抗裂石膏使用后的效果图；

图20为实施例5中未加抗裂剂的普通石膏(作为抗裂石膏的对照例)使用后的效果图。

图中：1-设备基座；2-电动机；3-第一联轴器；4-齿轮减速机；5-第二联轴器；6-防松圆螺母；7-轴承压盖；8-轴承座；9-给料进料仓；10-锥形螺旋轴，10-1-第一凸台，10-1-1-过渡部，10-2-第二凸台，10-3-第一螺旋线；11-内螺旋线锥形筒体；11-1-第二螺旋线；12-内弧球面压盖，12-1-第三凸台，12-2-出料口；13-冷却水夹套；14-外包板。

具体实施方式

下面结合附图和实施例来对本发明做进一步的说明。

本发明的抗裂石膏，包括抗裂剂和石膏，以质量百分数计：

抗裂剂的质量为石膏质量的1％～10％；

抗裂剂中包括：聚合物复合纤维60％～95％，表面活性剂3％～10％，其余为填料；所述聚合物复合纤维通过纤维增强体的树脂基复合材料加工而成，所述聚合物复合纤维为纤维增强体表面包裹有至少一层树脂的复合纤维。

作为本发明优选的实施方案，所述表面活性剂为阴离子表面活性剂。

作为本发明优选的实施方案，所述表面活性剂为聚羧酸改性表面活性剂或密胺树脂改性表面活性剂。

作为本发明优选的实施方案，所述填料采用粉煤灰、矿粉、碳酸钙、高岭土和4A沸石中的一种或几种的混合物。

作为本发明优选的实施方案，所述纤维增强体的树脂基复合材料包括玻璃钢制品、报废风机叶片、生产玻璃钢制品边角料、玻璃毡和玻璃网格布中的一种或几种的混合物。

作为本发明优选的实施方案，所述聚合物复合纤维的长度为3mm～10mm。

本发明抗裂剂的制备方法，其过程如下：

将聚合物复合纤维、填料和表面活性剂混合均匀，得到所述抗裂剂，将抗裂剂加入石膏中，拌和均匀，得到所述抗裂石膏，混合、拌和方法均为普通物理混合方法。

参照图1，本发明聚合物复合纤维采用分离解离装置进行加工，该分离解离装置包括驱动装置、轴承座8、给料进料仓9、锥形螺旋轴10、内螺旋线锥形筒体11和内弧球面压盖12，锥形螺旋轴10的一端与驱动装置通过轴承座8相连，驱动装置能驱动锥形螺旋轴10转动，给料进料仓9的仓体上开设有进料口，给料进料仓9套于锥形螺旋轴10上，给料进料仓9的一端安装于轴承座8，内螺旋线锥形筒体11套于锥形螺旋轴10上，内螺旋线锥形筒体11的一端安装于给料进料仓9的另一端，内弧球面压盖12安装于内螺旋线锥形筒体11的另一端，锥形螺旋轴10伸出于内螺旋线锥形筒体11并伸入内弧球面压盖12中，内弧球面压盖12上设有出料口；内螺旋线锥形筒体11外部设有冷却装置，冷却装置可以采用冷却水夹套13。参见图2、图4～图6，锥形螺旋轴10上设有若干条凸起的第一螺旋线10-3，锥形螺旋轴10呈圆台形，锥形螺旋轴10与驱动装置连接的一端为大端，另一端为小端。参见图2和图3，内螺旋线锥形筒体11内腔的形状为圆台形，内螺旋线锥形筒体11与给料进料仓9安装的一端为大端，另一端为小端；内螺旋线锥形筒体11内表面设有若干凸起的第二螺旋线11-1；第二螺旋线11-1与第一螺旋线10-3之间留有间隙。参见图2、图4～图6，锥形螺旋轴10靠近内弧球面压盖12一端的端面上均布若干条第二凸台10-2。参见图2和图7，内弧球面压盖12靠近锥形螺旋轴10端部的内表面设置为与锥形螺旋轴10端部适配的内凹面，且在内凹面上均布有若干条第三凸台12-1，第二凸台10-2与第三凸台12-1之间留有预设间隙。

作为本发明优选的实施方案，内螺旋线锥形筒体11内腔锥度与锥形螺旋轴10锥度相同。

作为本发明优选的实施方案，参见图2，第二螺旋线11-1与第一螺旋线10-3的螺旋线旋向相反，这样使得剪切作用更好。

作为本发明优选的实施方案，参见图2、图4～图6，锥形螺旋轴10靠近内弧球面压盖12一端的第一螺旋线10-3逐渐过渡至与锥形螺旋轴10的轴线平行，并延伸至锥形螺旋轴10的端部。

作为本发明优选的实施方案，参见图2、图4～图6，在第一螺旋线10-3逐渐过渡至与锥形螺旋轴10的轴线平行部分，锥形螺旋轴10上在相邻的第一螺旋线10-3之间均布有与锥形螺旋轴10轴线平行的用于分流的第一凸台10-1，第一凸台10-1延伸至锥形螺旋轴10的端部。

作为本发明优选的实施方案，参见图2、图4～图6，第一凸台10-1在远离锥形螺旋轴10端部的一端设置一段光滑弧状的过渡部10-1-1，过渡部10-1-1呈一段螺旋状分布于锥形螺旋轴10上，过渡部10-1-1的旋向与第一螺旋线10-3的旋向相同。

作为本发明优选的实施方案，参见图4和图5，沿锥形螺旋轴10的轴线方向，若干条第一螺旋线10-3中，相邻两条第一螺旋线的起始点相差预设距离。

作为本发明优选的实施方案，所有第二凸台10-2的顶部位于同一球面上，所有第三凸台12-1的顶部位于同一球面上，第二凸台10-2顶部所在球面的半径与第三凸台12-1顶部所在球面的半径相同。

作为本发明优选的实施方案，参见图2、图5和图7，第二凸台10-2和第三凸台12-1均呈斜锥齿状分布。

作为本发明优选的实施方案，内弧球面压盖12与内螺旋线锥形筒体11之间设有垫片，所述垫片用于使锥形螺旋轴10端部与内弧球面压盖12之间的间隙。

作为本发明优选的实施方案，驱动装置包括电动机2、第一联轴器3、齿轮减速机4、第二联轴器5和防松圆螺母6，电动机1、齿轮减速机2、给料进料仓9分别安装在设备基座1上；电动机2的输出轴通过第一联轴器3与齿轮减速机4的输入轴联接，齿轮减速机4的输出轴通过第二联轴器5和防松圆螺母6与锥形螺旋轴10一端联接。轴承座8与轴承压盖7联结。

本发明聚合物复合纤维采用分离解离装置进行加工，锥形螺旋轴上设置若干条凸起的第一螺旋线，能够在锥形螺旋轴转动过程中推动玻璃钢原料前进，达到连续送料的目的；锥形螺旋轴呈圆台形，内螺旋线锥形筒体内腔的形状为圆台形，因此在锥形螺旋轴推动玻璃钢原料过程中，玻璃钢原料能够在锥形螺旋轴的推力作用下产生压缩；还由于内螺旋线锥形筒体内表面设有若干凸起的第二螺旋线；第二螺旋线与第一螺旋线之间留有间隙，因此玻璃钢原料在被压缩向前进的同时，与内螺旋线锥形筒体内壁处接触产生揉搓、剪切和分离效应的工作状态，玻璃钢原料在受到轴向挤压力的同时，同步产生以轴向力方向为轴的法向剪切力，这两个力的共同作用使得玻璃钢原料撕裂并实现解离，得到玻璃钢纤维表面包裹有至少一层树脂的聚合物复合纤维，锥形螺旋轴的端部与内弧球面压盖之间利用第二凸台与第三凸台能够对聚合物复合纤维进行研磨，使聚合物复合纤维达到预设细度；得到的预设细度的聚合物复合纤维从内弧球面压盖上的出料口被挤出。本发明通过在内螺旋线锥形筒体外部设有冷却装置，能够防止得到的聚合物复合纤维因加工时产生的高温而在次发生团聚成球。本发明玻璃钢分离解离装置结构简单，分离效果好，与传统的粉碎机械装置靠碰撞或分离的无规受力而使基体与纤维两种材料同比例、同纬度、同粒径被粉碎的机理截然不同。综上所述，本发明的玻璃钢分离解离装置能够解决玻璃钢回收制品与玻璃钢生产边角加工过程中的基体与纤维解离难题，实现了从玻璃钢中回收具有一定长度的有用的纤维结构的目的，加工得到的聚合物复合纤维能够用作添加剂，以提高基体的使用性能，因此本发明实现了玻璃钢回收制品与玻璃钢生产边角料的高值化回收与利用。

锥形螺旋轴靠近内弧球面压盖一端的第一螺旋线逐渐过渡至与锥形螺旋轴的轴线平行，并延伸至锥形螺旋轴的端部，该结构能够使锥形螺旋轴与内螺旋线锥形筒体对玻璃钢原料进行研磨，有利于得到预设细度粉料。由于第一螺旋线逐渐过渡至与锥形螺旋轴的轴线平行部分相对于其螺旋部分来说间距变大，不利于玻璃钢原料的均匀分布，进而使得最后得到的粉料细度无法保证，因此设置第一凸台，通过第一凸台对锥形螺旋轴和内螺旋线锥形筒体腔体中的料进行分流，使得玻璃钢原料分布均匀分配，保证研磨效果。第一凸台上设置一段光滑弧状的过渡部，过渡部呈一段螺旋状分布于锥形螺旋轴上，过渡部的旋向与第一螺旋线的旋向相同；该结构的过渡部能够进一步使得玻璃钢原料分布均匀分配，保证研磨效果。沿锥形螺旋轴的轴线方向，若干条第一螺旋线中，相邻两条第一螺旋线的起始点相差预设距离；由于玻璃钢原料在进行挤压、揉搓和剪切过程中，细度逐渐变小，因此整体体积逐渐缩小，通过相邻两条第一螺旋线的起始点相差预设距离能够弥补由于被加工原料的体积缩小导致锥形螺旋轴与内螺旋线锥形筒体之间的型腔填充不充分，导致挤压、揉搓、剪切效果不好的缺陷；同时也避免了刚开始加工时，由于第一螺旋线的螺旋部较密，细度较大的玻璃钢原料较多，易发生原料的堆积，进而难以进行有效的送料，导致局部缺料，影响加工效果。锥形螺旋轴上设置第二凸台，内弧球面压盖设置第三凸台，所有第二凸台的顶部位于同一球面上，所有第三凸台的顶部位于同一球面上，第二凸台顶部所在球面的半径与第三凸台顶部所在球面的半径相同；该结构既实现了锥形螺旋轴的端部与内弧球面压盖之间结构上的匹配，还通过第二凸台和第三凸台能够实现对被加工料的研磨，保证了研磨效果。第二凸台和第三凸台均呈斜锥齿状分布，该结构能够使被加工料在该部进行研磨时，研磨路径加长，进一步保证了研磨效果。内弧球面压盖与内螺旋线锥形筒体之间设有垫片，该垫片用于调节锥形螺旋轴端部与内弧球面压盖之间的间隙；通过调节该间隙，能够使得加工出的聚合物复合纤维的长度可调。

本发明分离解离装置的工作原理是：电动机2通过第一联轴器3将动力传给齿轮减速机4，由齿轮减速机4直联锥形螺旋轴10转动，纤维增强体的树脂基复合材料从给料进料仓9进入，纤维增强体的树脂基复合材料纤维增强体的树脂基复合材料在给料进料仓9内在锥形螺旋轴10的推动力下不停地被向前高压力推送并发生压缩，纤维增强体的树脂基复合材料在压缩向前进的同时，与内螺旋线锥形筒体11内壁处接触产生揉搓、剪切和分离效应的工作状态，纤维增强体的树脂基复合材料在受到轴向挤压力的同时，同步产生以轴向力方向为轴的法向剪切力，这两个力的共同作用使得具有脆性特征的树脂基体与具有韧性特征的纤维增强体之间的分离裂纹从两种材料的界面展开而由里到外延伸，最终将纤维增强体从基体中分离、解离出来，此时的纤维增强体上海包裹有至少一层树脂；本发明通过调节锥形螺杆轴的端部与内弧球面压盖球形之间的间隙大小调节被分离、解离的轴向长短。这与传统的粉碎机械装置靠碰撞或分离的无规受力而使基体与纤维两种材料同比例、同纬度、同粒径被粉碎的机理截然不同。

当需要调整产品细度时，在内弧球面压盖12与内螺旋线锥形筒体11之间增设垫片，进而调节锥形螺旋轴端部与内弧球面压盖球形面之间的间隙，间隙大时处理量大且纤维长度长，间隙小时粉处理量小且纤维长度短。

本发明聚合物复合纤维的加工过程包括：

驱动装置驱动锥形螺旋轴10转动，向给料进料仓9中加入纤维增强体的树脂基复合材料，转动的锥形螺旋轴10将纤维增强体的树脂基复合材料从给料进料仓9输送入内螺旋线锥形筒体11中，在内螺旋线锥形筒体11中，锥形螺旋轴10与内螺旋线锥形筒体11之间利用第一螺旋线10-3和第二螺旋线11-1对纤维增强体的树脂基复合材料反复进行挤压、揉搓、剪切和分离，使得纤维增强体的树脂基复合材料发生解离，得到聚合物复合纤维；锥形螺旋轴10的端部与内弧球面压盖12之间利用第二凸台10-2与第三凸台12-1对聚合物复合纤维进行研磨，使聚合物复合纤维达到预设细度；得到的聚合物复合纤维从内弧球面压盖12上的出料口被挤出。

由上述结果可以看出，本发明加工出的聚合物复合纤维中，纤维增强体表面会包裹有至少一层树脂。

本发明抗裂剂的制备方法优选为：将纤维增强体的树脂基复合材料的边角料先用颚式破碎机等进行初处理，使得材料的体积变小，然后再用分离解离装置进行细粉，纤维增强体的树脂基复合材料边角料可以为任何玻璃钢制品边角料。

下述非限制性实施例可以使本领域的普通技术人员更全面的理解本发明，但不以任何方式限制本发明。

实施例1

本实施例中，聚合物复合纤维的制备方法包括如下步骤：

纤维增强体的树脂基复合材料采用玻璃钢制品边角料。

聚合物复合纤维初粉料的制备：纤维增强体的树脂基复合材料边角料的粉碎，将大块的纤维增强体的树脂基复合材料切割至小块，再放入破碎机中，得到的就是初步破碎的聚合物复合纤维；

聚合物复合纤维细粉料的制备：将聚合物复合纤维初粉料加入到本发明分离解离装置中进行加工，即可得到细粉料，该细粉料即可作为本发明抗裂剂中可以使用的聚合物复合纤维的细粉料。

参照图8，以实施例1中加工玻璃钢边角料为例，可以看出，经过本发明分离解离装置得到的聚合物复合纤维中，在纤维增强体(即玻璃纤维)的表面覆盖有至少有一层树脂。

参照图9，通过装置加工玻璃钢制品边角料可以看出，在图9左上角玻璃纤维表面有一层褶皱，这是玻璃纤维表面的热固性树脂未完全脱离玻璃纤维形成的。

参照图10，将手糊成型玻璃钢制品边角料经过本发明分离解离装置得到的聚合物复合纤维加热到200℃，在玻璃纤维表面会形成坑洼，这是玻璃纤维表面的热固性树脂被烧蚀形成的。

本实施例中抗裂剂的制备：将上述得到的聚合物复合纤维的细粉料、矿粉和聚羧酸改性表面活性剂在混料机中均匀混合，得到本实施例的抗裂剂，以质量百分数计，抗裂剂中含有95％的聚合物复合纤维的细粉料、2％的矿粉和3％的表面活性剂。

将得到的抗裂剂加入到石膏粉中，以质量百分数计，抗裂剂的添加量为石膏粉质量的1％，拌和均匀得到抗裂石膏，测试抗裂石膏的抗裂性能，如图11所示，本实施例的抗裂石膏无可观测到的裂纹，抗裂性能良好。直接将石膏粉拌和均匀，测试石膏的抗裂性能，如图12所示，该石膏表面能够观测到裂纹。其结果显示，本实施例的抗裂石膏较现有的石膏在抗裂性能方面有提高。

实施例2

本实施例中，聚合物复合纤维的制备方法包括如下步骤：

纤维增强体的树脂基复合材料采用玻璃钢制品边角料。聚合物复合纤维初粉料的制备：纤维增强体的树脂基复合材料边角料的粉碎，将大块的纤维增强体的树脂基复合材料切割至小块，再放入破碎机中，得到的就是初步破碎的聚合物复合纤维；

聚合物复合纤维细粉料的制备：将聚合物复合纤维初粉料加入到本发明分离解离装置中进行加工，即可得到细粉料，该细粉料即可作为本发明抗裂抗裂剂中可以使用的聚合物复合纤维的细粉料。

本实施例中抗裂剂的制备：

本实施例中抗裂剂的制备：将上述得到的聚合物复合纤维的细粉料、碳酸钙和聚羧酸改性表面活性剂在混料机中均匀混合，得到本实施例的抗裂剂，以质量百分数计，抗裂剂中含有70％的聚合物复合纤维的细粉料、25％的碳酸钙和5％的聚羧酸改性表面活性剂。

将得到的抗裂剂加入到石膏粉中，以质量百分数计，抗裂剂的添加量为石膏粉质量的3％，拌和均匀得到抗裂石膏，测试抗裂石膏的抗裂性能，如图13所示，本实施例的抗裂石膏无可观测到的裂纹，抗裂性能良好。直接将石膏粉拌和均匀，测试石膏的抗裂性能，如图14所示，该石膏表面能够观测到裂纹。其结果显示，本实施例的抗裂石膏较现有的石膏在抗裂性能方面有提高。

实施例3

本实施例中，聚合物复合纤维的制备方法包括如下步骤：

纤维增强体的树脂基复合材料采用采用玻璃钢制品边角料。

聚合物复合纤维初粉料的制备：纤维增强体的树脂基复合材料边角料的粉碎，将大块的纤维增强体的树脂基复合材料切割至小块，再放入破碎机中，得到的就是初步破碎的聚合物复合纤维；

聚合物复合纤维细粉料的制备：将聚合物复合纤维初粉料加入到本发明分离解离装置中进行加工，即可得到细粉料，该细粉料即可作为本发明抗裂剂中可以使用的聚合物复合纤维的细粉料。

本实施例中抗裂剂的制备：将上述得到的聚合物复合纤维的细粉料、高岭土和密胺树脂改性表面活性剂在混料机中均匀混合，得到本实施例的抗裂剂，以质量百分数计，抗裂剂中含有60％的聚合物复合纤维的细粉料、30％的高岭土和10％的密胺树脂改性表面活性剂。

将得到的抗裂剂加入到石膏粉中，以质量百分数计，抗裂剂的添加量为石膏粉质量的5％，拌和均匀得到抗裂石膏，测试抗裂石膏的抗裂性能，如图15所示，本实施例的抗裂石膏无可观测到的裂纹，抗裂性能良好。直接将石膏粉拌和均匀，测试石膏的抗裂性能，如图16所示，该石膏表面能够观测到裂纹。其结果显示，本实施例的抗裂石膏较现有的石膏在抗裂性能方面有提高。

实施例4

本实施例中，聚合物复合纤维的制备方法包括如下步骤：

纤维增强体的树脂基复合材料采用玻璃钢制品边角料。

聚合物复合纤维初粉料的制备：玻璃钢制品边角料的粉碎，将大块的纤维增强体的树脂基复合材料切割至小块，再放入破碎机中，得到的就是初步破碎的聚合物复合纤维；

聚合物复合纤维细粉料的制备：将聚合物复合纤维初粉料加入到本发明分离解离装置中进行加工，即可得到细粉料，该细粉料即可作为本发明抗裂剂中可以使用的聚合物复合纤维的细粉料。

本实施例中抗裂剂的制备：将上述得到的聚合物复合纤维的细粉料、高岭土和密胺树脂改性表面活性剂在混料机中均匀混合，得到本实施例的抗裂剂，以质量百分数计，抗裂剂中含有80％的聚合物复合纤维的细粉料、16％的高岭土和4％的密胺树脂改性表面活性剂。

将得到的抗裂剂加入到石膏粉中，以质量百分数计，抗裂剂的添加量为石膏粉质量的7％，拌和均匀得到抗裂石膏，测试抗裂石膏的抗裂性能，如图17所示，本实施例的抗裂石膏无可观测到的裂纹，抗裂性能良好。直接将石膏粉拌和均匀，测试石膏的抗裂性能，如图18所示，该石膏表面能够观测到裂纹。其结果显示，本实施例的抗裂石膏较现有的石膏在抗裂性能方面有提高。

实施例5

本实施例中，聚合物复合纤维的制备方法包括如下步骤：

纤维增强体的树脂基复合材料采用玻璃钢制品边角料。

聚合物复合纤维初粉料的制备：玻璃钢制品边角料的粉碎，将大块的纤维增强体的树脂基复合材料切割至小块，再放入破碎机中，得到的就是初步破碎的聚合物复合纤维；

聚合物复合纤维细粉料的制备：将聚合物复合纤维初粉料加入到本发明分离解离装置中进行加工，即可得到细粉料，该细粉料即可作为本发明抗裂剂中可以使用的聚合物复合纤维的细粉料。

本实施例中抗裂剂的制备：将上述得到的聚合物复合纤维的细粉料、高岭土和密胺树脂改性表面活性剂在混料机中均匀混合，得到本实施例的抗裂剂，以质量百分数计，抗裂剂中含有75％的聚合物复合纤维的细粉料、22％的高岭土和3％的密胺树脂改性表面活性剂。

将得到的抗裂剂加入到石膏粉中，以质量百分数计，抗裂剂的添加量为石膏粉质量的10％，拌和均匀得到抗裂石膏，测试抗裂石膏的抗裂性能，如图19所示，本实施例的抗裂石膏无可观测到的裂纹，抗裂性能良好。直接将石膏粉拌和均匀，测试石膏的抗裂性能，如图20所示，该石膏表面能够观测到裂纹。其结果显示，本实施例的抗裂石膏较现有的石膏在抗裂性能方面有提高。

综上所述，本发明的有益效果为：

1)本发明能够以废弃的聚合物复合纤维制品生产过程中产生的边角料废品为原料，实现了废物再次利用，同时减轻了固体废弃物对环境的污染。

2)本发明得到的聚合物复合纤维表面裹有至少一层树脂，为纤维增强体的后期使用提供了保护。

3)本发明采用的填料为可以为矿粉、碳酸钙、高岭土、4A沸石等。原料来源广泛，适合各个地方生产，减少成本。

4)本发明所制备的聚合物复合纤维的细粉料可以替代聚丙烯纤维、木质素纤维以及岩棉在抗裂剂中的应用。

5)本发明所制备的抗裂剂可以有效提高石膏的强度与粘粘性，减少石膏的用量，降低施工单位的成本。

6)本发明所用聚合物复合纤维的比热容和石膏相近，热胀冷缩几乎同步进行，后期不易脱落。

本发明提出的石膏用抗裂剂，粘合力强、耐热、抗裂性能优异。在石膏中添加聚合物复合纤维比有机纤维耐温高，不燃，抗腐，隔热、隔音性好，抗拉强度高，减少蠕变。在纤维增强体表面包裹有至少一层树脂，因此可以阻止玻璃纤维中特定成分在一定条件下与石膏中的碱物质进一步发生化学反应，从而不会导致抗裂石膏结构产生膨胀、开裂甚至破坏的现象。抗裂剂里面添加表面活性剂可以使聚合物复合纤维在抗裂石膏中均匀分散，从而使聚合物复合纤维在抗裂石膏中起到良好的支撑作用，并且不会影响抗裂石膏的流动性，以及施工性能。

Claims (7)

1.一种抗裂石膏的制备方法，其特征在于，所述抗裂石膏组分包括抗裂剂和石膏，以质量百分数计：

抗裂剂的质量为石膏质量的1%~10%；

抗裂剂中包括：聚合物复合纤维60%~95%，表面活性剂3%~10%，其余为填料；

所述聚合物复合纤维通过纤维增强体的树脂基复合材料加工而成，所述聚合物复合纤维为纤维增强体表面包裹有至少一层树脂的复合纤维

所述抗裂石膏的制备方法包括如下过程：

将聚合物复合纤维、填料和表面活性剂混合均匀，得到抗裂剂；

将所述抗裂剂加入石膏中，拌和均匀，得到所述抗裂石膏；

所述聚合物复合纤维采用分离解离装置进行加工，所述分离解离装置包括驱动装置、轴承座（8）、给料进料仓（9）、锥形螺旋轴（10）、内螺旋线锥形筒体（11）和内弧球面压盖（12），锥形螺旋轴（10）与驱动装置通过轴承座（8）相连，驱动装置能驱动锥形螺旋轴（10）转动，给料进料仓（9）套于锥形螺旋轴（10）上，给料进料仓（9）的一端安装于轴承座（8），内螺旋线锥形筒体（11）套于锥形螺旋轴（10）上，内螺旋线锥形筒体（11）的一端安装于给料进料仓（9）的另一端，内弧球面压盖（12）安装于内螺旋线锥形筒体（11）的另一端，锥形螺旋轴（10）伸出于内螺旋线锥形筒体（11）并伸入内弧球面压盖（12）中，内弧球面压盖（12）上设有出料口；内螺旋线锥形筒体（11）外部设有冷却装置；锥形螺旋轴（10）上设有若干条凸起的第一螺旋线（10-3），锥形螺旋轴（10）呈圆台形，锥形螺旋轴（10）与驱动装置相连的一端为大端，另一端为小端；内螺旋线锥形筒体（11）内腔的形状为圆台形，内螺旋线锥形筒体（11）与给料进料仓（9）安装的一端为大端，另一端为小端；内螺旋线锥形筒体（11）内表面设有若干凸起的第二螺旋线（11-1）；第二螺旋线（11-1）与第一螺旋线（10-3）之间留有间隙；锥形螺旋轴（10）靠近内弧球面压盖（12）一端的端面上均布若干条第二凸台（10-2），内弧球面压盖（12）靠近锥形螺旋轴（10）端部的内表面均布有若干条第三凸台（12-1），第二凸台（10-2）与第三凸台（12-1）之间留有预设间隙；

所述聚合物复合纤维的加工过程包括：

驱动装置驱动锥形螺旋轴（10）转动，向给料进料仓（9）中加入纤维增强体的树脂基复合材料，转动的锥形螺旋轴（10）将纤维增强体的树脂基复合材料从给料进料仓（9）输送入内螺旋线锥形筒体（11）中，在内螺旋线锥形筒体（11）中，锥形螺旋轴（10）与内螺旋线锥形筒体（11）之间利用第一螺旋线（10-3）和第二螺旋线（11-1）对纤维增强体的树脂基复合材料反复进行挤压、揉搓、剪切和分离，使得纤维增强体的树脂基复合材料发生解离，得到玻璃钢纤维表面包裹有至少一层树脂的聚合物复合纤维；锥形螺旋轴（10）的端部与内弧球面压盖（12）之间利用第二凸台（10-2）与第三凸台（12-1）对聚合物复合纤维进行研磨，使聚合物复合纤维达到预设细度；得到的预设细度的聚合物复合纤维从内弧球面压盖（12）上的出料口被挤出。

2.根据权利要求1所述的一种抗裂石膏的制备方法，其特征在于，所述表面活性剂为阴离子表面活性剂。

3.根据权利要求1所述的一种抗裂石膏的制备方法，其特征在于，所述表面活性剂为聚羧酸改性表面活性剂或密胺树脂改性表面活性剂。

4.根据权利要求1所述的一种抗裂石膏的制备方法，其特征在于，所述填料采用矿粉、碳酸钙、高岭土和4A沸石中的一种或几种的混合物。

5.根据权利要求1所述的一种抗裂石膏的制备方法，其特征在于，所述纤维增强体的树脂基复合材料包括玻璃钢制品、报废风机叶片、生产玻璃钢制品边角料、玻璃毡和玻璃网格布中的一种或几种的混合物。

6.根据权利要求1所述的一种抗裂石膏的制备方法，其特征在于，所述聚合物复合纤维的长度为3mm~10mm。

7.一种抗裂石膏，其特征在于，该抗裂石膏通过权利要求1-6任意一项所述的制备方法制得。

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