CN111848074A - 一种基于硅酸镁胶凝材料防静电地板及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于硅酸镁胶凝材料防静电地板及制备方法。该防静电地板以硅酸镁基胶凝材料为主体，加入矿物纤维、石墨粉、加固材料，通过化学作用、分子间颗粒级配制备成防静电地板。本发明利用了工业副产品，保证了防静电地板的稳定性、防静电性、防水隔热等性能，解决了现有技术中防静电地板成本高及不够环保等问题，对未来镁质资源的发展和防静电地板的制备具有深远的影响。
Description
技术领域
本发明涉及防静电地板技术领域，尤其涉及一种基于硅酸镁胶凝材料防静电地板及制备方法。
背景技术
目前市面上的地板的种类有很多按用途分类有：家用、防静电地板、商业用等。与家庭用地面不同，工业厂房中使用的地面通常要求地板具有抗压、无缝、耐磨等特点以满足不同的工业生产环境。对于精密电子、计算机室等，地面除要求具有上述特点外，还必须具有防静电的性能，静电是这种精密电子、计算机室最难以消除的危害之一，不仅会使计算机运行时出现随机故障、运算错误或处理信息失误，而且还可能会导致某些精密元器件失灵甚至损坏。
国内防静电地板采用木质地板、PVC防静电地板、刷防静电漆等。目前木质地板的产销量比较大，但是其存在较多的缺陷，如甲醛浓度超标、阻燃防水性能差、防静电能力差以及抗冲击力差等缺陷。同时其他防静电地板硬度差、耐磨性不好，有的甚至无法满足现有的实验使用要求。
目前，在现有的防静电地板制备的技术中，制备硫酸钙防静电地板为主要方法。如中国专利CN108191366A中公开了一种硫酸钙防静电地板制备方法，包括称取硫酸钙、珍珠岩，硅藻泥颗粒、石墨粉、矿物纤维和生石灰加入搅拌机内搅拌；加入植物纤维粉，得到混合物，并加入水得到均匀混合料；静置后依次加入抗冲击改性剂和防静电剂，搅拌得到混合基料；将混合基料静置在25℃、湿度80％的环境下静置6h；静置完成后混合基料经铺装机，计量填料设备，进入热冲压挤压机，制得硫酸钙防静电地板。中国专利CN108912788A公开了一种水性环氧防静电地坪漆涂料及其制备方法，采用环氧固化剂，去离子水，消泡剂，分散剂，抗浮色发花剂，滑石粉，白炭黑，硫酸钡，基材润湿剂，导电粉；环氧树脂，脂肪族缩水甘油醚制备防静电地板涂料。硫酸钙地板具有阻燃、防滑、隔音、防尘、抗污、耐腐蚀等优异性能，但是其耐冲击性较差、制备出的地板表面粗糙；同时采用防静电涂料的成本比较高，且会有化学药品残留，影响甚至危害健康。因此制备出一种有良好表面光泽、成本低、绿色的防静电地板尤为重要。
现有技术所制备的防静电地板，大多数是采用防静电漆，这种方法可以使得防静电地板满足使用要求但是价格比较高，且多采用工业化学试剂，因此也存在试剂溶出等问题。同时，装饰领域所使用地板采用粘土类和以水泥为胶凝剂的墙体装饰材料，尽管它有着强度高、耐久性好等优点，但其容重大、防静电、隔音、隔热性能差，使其应用范围受到限制，导致地板的稳定性以及导电性能分布的均匀性差。
硅酸镁基胶凝材料的主要水化产物为水化硅酸镁凝胶（M-S-H），该材料是由菱镁矿制备的轻烧氧化镁粉为原料，加入工业硅灰，添加剂，水制备而成，具有良好的耐火性，可以制备防火浇注料；具有良好的防静电性能；有良好的表面光泽；优异的流动性。通常用来固化有害废弃物（例如核废料），防火隔热板等方面。硅酸镁基胶凝材料由90%工业废弃物制备而成的绿色胶凝材料，其优异的性能使得其能够应用到越来越多的领域。因此，基于硅酸镁基胶凝材料制备防静电地板，对于未来的防静电的绿色发展具有积极的意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于硅酸镁胶凝材料防静电地板及制备方法，克服现有技术的不足，采用菱镁尾矿生产的轻烧氧化镁粉、工业废弃物硅灰等为原材料，加入减水剂、矿物纤维等，得到效果良好的防静电地板，解决现有技术中防静电地板成本过高、防水性差、存在甲醛污染等问题，同时使多种难以处理的工业废弃物得到利用，最大限度的减少制备防静电地板的成本，协调资源的发展。
为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：
技术方案之一：一种基于硅酸镁胶凝材料防静电地板，其特征在于，由以下原料按照重量份组成：硅酸镁基胶凝材料30-45份、矿物纤维10-15份、石墨粉1-5份、加固材料8-10份、减水剂0.5-1份。
所述硅酸镁基胶凝材料是由轻烧氧化镁粉、硅灰和水混合而成，所述轻烧镁粉以柠檬酸法测得活性氧化镁含量≥85%，测试时间为16~20s，轻烧氧化镁粉与硅灰的质量比为0.6-1；轻烧氧化镁粉与硅灰的混合物与水的质量比为1.5~2:1。
所述减水剂为六偏磷酸钠、三聚磷酸钠或偏硅酸钠中的任一种或任两种以上混合。
所述矿物纤维为比表面积在5～50m2/g的温石棉或海泡石的一种或两种组合。
所述加固材料是粗细为0.7微米、长度为1-6mm的碳纤维。
技术方案之二：一种基于硅酸镁胶凝材料防静电地板的制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
(1)原料干混：称取轻烧氧化镁粉、硅灰、海泡石、碳纤维和石墨粉，放入80-100转/min的搅拌机中进行干混，控制干混时间为3-4分钟；
(2) 试剂溶解：取减水剂加水混匀，制得溶液；
(3) 固液拌合：将步骤(1)中制得的干混料加入至步骤(2)的溶液中，用60-100转/min的搅拌机进行搅拌，参照GB/T9142—1988《混凝土搅拌机技术条件》搅拌3-4分钟，得到所需硅酸镁基的胶凝材料浆料；
(4) 振动排气：将所述胶凝材料浆料进行浇模成型，并进行振动排气；
(5) 浆料静置：将均匀混合料静置；
(6) 压制成型：静置完成后混合基料经铺装机，计量填入设备，进入热冲压挤压机，经8-10MPa压力和60-80℃热冲压，制得硅酸镁基胶凝材料防静电地板。
所述步骤(5)中静置条件为：温度18-24℃，湿度70-90%，静置时间30-60min。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1）以低品位菱镁尾矿制得的轻烧氧化镁粉、铁合金冶炼硅铁工艺废产物形成的硅灰、石墨粉以及矿物纤维为原料，通过化学作用、分子间颗粒级配制备成硅酸镁体系胶凝材料，再通过压缩成型，制备出的防静电地板电阻为1*10-5~1*10-9；极限荷载≥13350N；集中荷载4450N时，绕度≤2mm，永久变形≤0.25mm；滚动荷载为3560N时，绕度≤2mm，永久变形≤0.5mm；均布荷载2300N时，绕度≤2mm，满足国标B普通型的要求，适用于计算机室或工业化厂房的需求。
2）整个工艺不仅实现了对菱镁尾矿废物资源的再利用，开辟了菱镁尾矿轻烧氧化镁粉的新用途，极大降低了整个工艺原料的成本；且制备的硅酸镁胶凝材料制备防静电地板具有良好的防静电性能、优异的耐水性和耐冲击性能，无污染，整个防静电地板的主要原料90％以上由废弃物组成，真正实现了节能减排，并带来良好的经济效益。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的实施方式作进一步说明：
下面将详细地描述本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
本发明以下实施例中使用的原料组分均可市购获得，本发明实施例所用试剂均为化学纯。
实施例1
本发明的基于硅酸镁胶凝材料防静电地板，其原料组成包括：轻烧氧化镁粉150g、硅灰150g、水200g、六偏磷酸钠5g、石墨粉2.5g、碳纤维30g、海泡石30g。
本发明基于硅酸镁胶凝材料制备防静电地板的制备方法，包括如下步骤：
(1)原料干混：称取轻烧氧化镁粉、硅灰、海泡石、碳纤维和石墨粉，放入80-100转/min的搅拌机中进行干混，控制干混时间为3-4分钟；
(2)试剂溶解：称取选定量的六偏磷酸钠，将称量好的水加入，用搅拌机混合搅拌2-3分钟，制得溶液；
(3)固液拌合：将步骤(1)中干混好的物料加入所述溶液中，用60-100转/min的搅拌机进行搅拌，参照GB/T9142—1988《混凝土搅拌机技术条件》搅拌6-8分钟，得到所需硅酸镁基胶凝材料浆料。
(4)振动排气：将硅酸镁基胶凝材料浆料进行浇模成型，并进行振动排气，使得到的硅酸镁胶凝材料更为致密；
(5)浆料静置：将均匀混合料放置于温度为20℃，湿度为70％，静置30-60min；
(6)压制成型：静置完成后混合基料经铺装机，计量填入设备，进入热冲压挤压机，经8-10MPa压力和60-80℃热冲压，制得硅酸镁基胶凝材料防静电地板。
实施例2
本发明的基于硅酸镁胶凝材料防静电地板，其原料组成包括：轻烧氧化镁粉140g、硅灰150g、水180g、六偏磷酸钠5g、石墨粉5g、碳纤维30g、温石棉30g。
本发明基于硅酸镁胶凝材料制备防静电地板的制备方法同实施例1。
实施例3
本发明的基于硅酸镁胶凝材料防静电地板，，其原料组成包括：轻烧氧化镁粉120g、硅灰150g、水180g、六偏磷酸钠5g、石墨粉7.5g、碳纤维40g、温石棉与海泡石40g（比例按1：1混合）。
本发明基于硅酸镁胶凝材料制备防静电地板的制备方法同实施例1。
对比例
对比例为市售硫酸钙防静电地板。
上述实施例1-3制备了600*600*32mm的地板，并以SJ/T10796-2001-B级标准测试荷载、以SJ/T10796-2001标准电阻（Ω）测试结果见下表1，并以现有市售硫酸钙防静电地板为对比例。
表1各实施例实验试样性能测试结果
从上表数据可知，本发明基于硅酸镁胶凝材料制备的防静电地板，以硅酸镁基胶凝材料为主体，加入矿物纤维、石墨粉、加固材料，通过化学作用、分子间颗粒级配制备成防静电地板，制得的防静电地板与市售硫酸钙防静电地板相差甚微，而原料更易获取，充分利用镁质胶凝材料的优势和特点。
显然，本发明的方法仅为较佳的实施方案，并非用于限定本发明的保护范围。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (7)
1.一种基于硅酸镁胶凝材料防静电地板，其特征在于，由以下原料按照重量份组成：硅酸镁基胶凝材料30-45份、矿物纤维10-15份、石墨粉1-5份、加固材料8-10份、减水剂0.5-1份。
2.根据权利要求1所述的一种基于硅酸镁胶凝材料防静电地板，其特征在于，所述硅酸镁基胶凝材料是由轻烧氧化镁粉、硅灰和水混合而成，所述轻烧镁粉以柠檬酸法测得活性氧化镁含量≥85%，测试时间为16~20s，轻烧氧化镁粉与硅灰的质量比为0.6-1；轻烧氧化镁粉与硅灰的混合物与水的质量比为1.5~2:1。
3.根据权利要求2所述的一种基于硅酸镁胶凝材料防静电地板，其特征在于，所述减水剂为六偏磷酸钠、三聚磷酸钠或偏硅酸钠中的任一种或任两种以上混合。
4.根据权利要求1所述的一种基于硅酸镁胶凝材料防静电地板，其特征在于，所述矿物纤维为比表面积在5～50m2/g的温石棉或海泡石的一种或两种组合。
5.根据权利要求1所述的一种基于硅酸镁胶凝材料防静电地板，其特征在于，所述加固材料是粗细为0.7微米、长度为1-6mm的碳纤维。
6.一种基于硅酸镁胶凝材料防静电地板的制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
(1)原料干混：称取轻烧氧化镁粉、硅灰、海泡石、碳纤维和石墨粉，放入80-100转/min的搅拌机中进行干混，控制干混时间为3-4分钟；
(2) 试剂溶解：取减水剂加水混匀，制得溶液；
(3) 固液拌合：将步骤(1)中制得的干混料加入至步骤(2)的溶液中，用60-100转/min的搅拌机进行搅拌，参照GB/T9142—1988《混凝土搅拌机技术条件》搅拌3-4分钟，得到所需硅酸镁基的胶凝材料浆料；
(4) 振动排气：将胶凝材料浆料进行浇模成型，并进行振动排气；
(5) 浆料静置：将均匀混合料静置；
(6) 压制成型：静置完成后混合基料经铺装机，计量填入设备，进入热冲压挤压机，经8-10MPa压力和60-80℃热冲压，制得硅酸镁基胶凝材料防静电地板。
7.根据权利要求6所述的一种基于硅酸镁胶凝材料防静电地板的制备方法，其特征在于：所述步骤(5)中静置条件为：温度18-24℃，湿度70-90%，静置时间30-60min。
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