CN112777993A - 一种基于氟石膏的保温发泡粉刷石膏及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种基于氟石膏的保温发泡粉刷石膏及其制备方法，将重量份100份的氟石膏、5～10份的碳酸盐、1～5份的表面活性剂和5～10份的激发剂混合，粉磨2～4h，过400～800目筛筛分得到改性氟石膏添加剂；然后将重量份100份的半水石膏粉、10～20份的改性氟石膏添加剂、1‑5份的改性中空纳米聚苯乙烯球、1～4份的有机稳泡剂、40～60份水、1～3份保水剂、1～3份防水剂、1～3减水剂和0.1～0.5份引气剂均匀混合，得到保温发泡粉刷石膏。改性氟石膏添加剂在半水石膏体系中起到自发泡作用，在固化后能实现保温效果，同时减少了工业缓凝剂的使用，应用范围等提供了一种新思路，提高了工业固废的附加值。

Description

一种基于氟石膏的保温发泡粉刷石膏及其制备方法
技术领域
本发明属于固体废弃物资源化与环境技术领域，尤其是一种基于氟石膏的保温发泡粉刷石膏及其制备方法。
背景技术
我国工业副产石膏主要包括脱硫石膏、磷石膏、钛石膏、柠檬酸石膏，氟石膏等等，2018年我国工业副产石膏排放量约200Mt，历年石膏堆存量为850Mt，这些副产石膏的大量堆积会严重污染环境。经科研人员的不断努力，已经开发出一些副产石膏的回收再利用途径。专利CN101497519磷石膏基粉刷石膏采用了纤维素醚保水剂和膨润土相结合，有效改善了粉刷石膏保水性，又调低了成本，磷石膏制备抹灰石膏，因为磷石膏酸度比较大，杂质含量高，使用效果不稳定，直接用来代替天然石膏制作抹灰石膏，产生凝结时间快，工作性能不好，黏聚性比较差。专利CN110759699A一种底层抹灰石膏及其制备方法，采用盐石膏作为主要原料，但是盐石膏有一些杂质，会引起泛霜导致未来精确达到要求。
目前的应用主要局限于肥料行业何建筑建材领域如石膏墙体和砂浆类，主要原因是氟石膏中含有大量杂质。由于处理过程的工艺复杂，条件苛刻，进而造成磷化工企业的生产成本较高，利润较低，难以实现大规模生产。
鉴于此，如何提升工业副产石膏附加值，拓展工业副产石膏的应用范围，并且简化工艺流程，得到了磷化工产业的相关技术人员的高度重视。现有的工业副产品作为主材料的抹灰石膏存在质量差的问题，主要表现在粘结力，表面修饰性，防火性，保温隔热性，凝结时间，强度和轻质性等等，这些问题严重影响抹灰石膏使用质量和寿命。制成的抹灰石膏表面的粘结力差，表面会空鼓开裂，保温效果差。导致未能满足初凝时间≥1，终凝时间≤8，保水率≥75％，抗压强度≥4，拉伸粘结强度≥0.4，体积密度≤1400的等行业标准。现有的抹灰石膏一般采用外加泡沫来提升膏体的保温效果，然而经过物理的涂抹过后，外加的气泡必然会破裂，从而影响整个浆体的性能，这也限制了发泡在轻质抹灰石膏上的应用。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种基于氟石膏的保温发泡粉刷石膏及其制备方法。通过对氟石膏进行改性，通过化学反应，在浆体中生成气体物质，并留在浆体中，实现自发泡，无需额外加入泡沫，不仅减少了环境污染，节约成本，而且发泡结构更加均匀，保温性、平整度更好，机械强度和耐水性能也大为提高。
本发明解决上述技术问题所采用的方案是：
一种基于氟石膏的保温发泡粉刷石膏的制备方法，其制备步骤如下：
(1)将重量份100份的氟石膏、5～10份的碳酸、1～5份的表面活性剂和5～10份的激发剂混合，粉磨2～4h，过400～800目筛筛分得到改性氟石膏添加剂；
(2)将重量份100份的半水石膏粉、10～20份的改性氟石膏添加剂、1-5份的改性中空纳米聚苯乙烯球、1～4份的有机稳泡剂、40～60份水、1～3份保水剂、1～3份防水剂、1～3减水剂和0.1～0.5份引气剂均匀混合，得到保温发泡粉刷石膏。
优选地，所述碳酸盐为碳酸钙、碳酸钠、碳酸钾或碳酸氢钠中的任一种；所述表面活性剂为柠檬酸钠、枸杞酸钠或月桂酸钠中的任一种；所述激发剂为硫酸钠、硫酸钾或氢氧化钙中的任一种。
优选地，所述半水石膏粉为半水磷石膏或半水脱硫石膏中的任一种。
优选地，所述改性中空纳米聚苯乙烯球为磺化中空纳米聚苯乙烯球或氨基化中空纳米聚苯乙烯球。
优选地，所述有机稳泡剂为十二烷基二甲基氧化胺、烷基醇酰胺、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇中的一种。
优选地，所述保水剂为甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素或膨润土、硅藻土中的一种。
优选地，所述防水剂聚乙烯醇、石蜡、有机硅中的一种。
优选地，所述减水剂为聚羧酸高效减水剂、三聚氰胺系高效减水剂中的一种。
优选地，所述引气剂为十二烷剂硫酸钠、松香类中的一种。
本发明提供的基于氟石膏的保温发泡粉刷石膏，采用上述的方法制备得到。
本发明通过对氟石膏进行改性，并将所得改性氟石膏作为添加剂缓凝剂，来制备发泡保温抹灰石膏。所得粉刷石膏体系可以实现自发泡，无需额外加入泡沫，因此发泡结构更加均匀，保温性、平整度更好，机械强度和耐水性能也大为提高。可以将这种粉刷石膏用于保温材料表面，增强材料的保温防水效果，延长材料的耐久性，同时减少了工业缓凝剂的使用。
此外，本发明充分利用工业固废，拓宽了抹灰石膏用石膏来源，降低了底层抹灰石膏用石膏成本，提高了氟石膏利用率和利用水平，同时也具有良好经济效益。
具体实施方式
为更好的理解本发明，下面的实施例是对本发明的进一步说明，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
本实施例中，粉刷石膏凝结时间、保水率等测定参考标准GB/T 28627；拉伸粘结强度按照JGJ/T 70；体积密度按照GB/T 28627。
实施例1
(1)将100重量份氟石膏、5重量份碳酸钠、1份表面活性剂和5重量份激发剂混合，粉磨2h，过400目筛筛分得到改性氟石膏添加剂。
(2)取100重量份半水石膏粉、10份改性氟石膏添加剂、1重量份改性中空纳米聚苯乙烯球、1重量份有机稳泡剂、40份水、1重量份保水剂、1重量份防水剂、1重量份减水剂和0.1重量份引气剂，均匀混合制备一种保温发泡粉刷石膏。
实施例2
(1)将100重量份氟石膏、6重量份碳酸钠、2份表面活性剂和6重量份激发剂混合，粉磨3h，过500目筛筛分得到改性氟石膏添加剂。
(2)取100重量份半水石膏粉、12份改性氟石膏添加剂、2重量份改性中空纳米聚苯乙烯球、2重量份有机稳泡剂、45份水、1.5重量份保水剂、1.5重量份防水剂、1.5重量份减水剂和0.2重量份引气剂，均匀混合制备一种保温发泡粉刷石膏。
实施例3
(1)将100重量份氟石膏、7重量份碳酸钠、3份表面活性剂和7重量份激发剂混合，粉磨3h，过600目筛筛分得到改性氟石膏添加剂。
(2)取100重量份半水石膏粉、16份改性氟石膏添加剂、3重量份改性中空纳米聚苯乙烯球、3重量份有机稳泡剂、50份水、2重量份保水剂、2重量份防水剂、2重量份减水剂和0.3重量份引气剂，均匀混合制备一种保温发泡粉刷石膏。
实施例4
(1)将100重量份氟石膏、8重量份碳酸钠、4份表面活性剂和8重量份激发剂混合，粉磨4h，过700目筛筛分得到改性氟石膏添加剂。
(2)取100重量份半水石膏粉、18份改性氟石膏添加剂、4重量份改性中空纳米聚苯乙烯球、4重量份有机稳泡剂、60份水3重量份保水剂3重量份防水剂、3重量份减水剂和0.5重量份引气剂，均匀混合制备一种保温发泡粉刷石膏。
实施例5
(1)将100重量份氟石膏、10重量份碳酸钠，5份表面活性剂和10重量份激发剂混合，粉磨4h，过800目筛筛分得到改性氟石膏添加剂。
(2)取100重量份半水石膏粉、20份改性氟石膏添加剂、5重量份改性中空纳米聚苯乙烯球、4重量份有机稳泡剂、60份水、3重量份保水剂、3重量份防水剂、3重量份减水剂和0.5重量份引气剂，均匀混合制备一种保温发泡粉刷石膏。
实施例6
(1)将100重量份氟石膏、7重量份碳酸钠、3份表面活性剂和10重量份激发剂混合，粉磨3h，过600目筛筛分得到改性氟石膏添加剂。
(2)取100重量份半水石膏粉、16份改性氟石膏添加剂、3重量份改性中空纳米聚苯乙烯球、3重量份有机稳泡剂、50份水、2重量份保水剂、2重量份防水剂、2重量份减水剂和0.3重量份引气剂，均匀混合制备一种保温发泡粉刷石膏。
实施例7
取118重量份半水石膏粉、4重量份改性中空纳米聚苯乙烯球、4重量份有机稳泡剂、60份水3重量份保水剂3重量份防水剂、3重量份减水剂和0.5重量份引气剂，均匀混合制备一种保温发泡粉刷石膏。
实施例8
(1)将100重量份氟石膏、8重量份硫酸钙、4份表面活性剂和8重量份激发剂混合，粉磨4h，过700目筛筛分得到改性氟石膏添加剂。
(2)取100重量份半水石膏粉、18份改性氟石膏添加剂、4重量份改性中空纳米聚苯乙烯球、4重量份有机稳泡剂、60份水3重量份保水剂3重量份防水剂、3重量份减水剂和0.5重量份引气剂，均匀混合制备一种保温发泡粉刷石膏。
表一，实施例及对比例所得产品性能对比(参照JC/T 2474-2018)
Figure BDA0002892629260000041
从表一中可以看出在半水石膏粉一定，不同表面活性剂，加入不同量改性氟石膏，不同掺量下，发现凝结时间初凝和终凝时间是基本满足技术。实施例7中没有加改性氟石膏，发现体积密度显著增大，说明发泡效果差，初凝时间不能满足标准要求，粘结强度也较低，说明改性氟石膏能够很好的提高抹灰石膏的粘结力以及发泡效果。
以上所述是本发明的优选实施方式而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和变动，这些改进和变动也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于氟石膏的保温发泡粉刷石膏的制备方法，其特征在于，制备步骤如下：
(1)将重量份100份的氟石膏、5～10份的碳酸盐、1～5份的表面活性剂和5～10份的激发剂混合，粉磨2～4h，过400～800目筛筛分得到改性氟石膏添加剂；
(2)将重量份100份的半水石膏粉、10～20份的改性氟石膏添加剂、1-5份的改性中空纳米聚苯乙烯球、1～4份的有机稳泡剂、40～60份水、1～3份保水剂、1～3份防水剂、1～3减水剂和0.1～0.5份引气剂均匀混合，得到保温发泡粉刷石膏。
2.根据权利要求1所述的基于氟石膏的保温发泡粉刷石膏的制备方法，其特征在于，所述碳酸盐为碳酸钙、碳酸钠、碳酸钾或碳酸氢钠中的任一种；所述表面活性剂为柠檬酸钠、枸杞酸钠或月桂酸钠中的任一种；所述激发剂为硫酸钠、硫酸钾或氢氧化钙中的任一种。
3.根据权利要求1所述的基于氟石膏的保温发泡粉刷石膏的制备方法，其特征在于，所述半水石膏粉为半水磷石膏或半水脱硫石膏中的任一种。
4.根据权利要求1所述的基于氟石膏的保温发泡粉刷石膏的制备方法，其特征在于，所述改性中空纳米聚苯乙烯球为磺化中空纳米聚苯乙烯球或氨基化中空纳米聚苯乙烯球。
5.根据权利要求1所述的基于氟石膏的保温发泡粉刷石膏的制备方法，其特征在于，所述有机稳泡剂为十二烷基二甲基氧化胺、烷基醇酰胺、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇中的一种。
6.根据权利要求1所述的基于氟石膏的保温发泡粉刷石膏的制备方法，其特征在于，所述保水剂为甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素或膨润土、硅藻土中的一种。
7.根据权利要求1所述的基于氟石膏的保温发泡粉刷石膏的制备方法，其特征在于，所述防水剂聚乙烯醇、石蜡、有机硅中的一种。
8.根据权利要求1所述的基于氟石膏的保温发泡粉刷石膏的制备方法，其特征在于，所述减水剂为聚羧酸高效减水剂、三聚氰胺系高效减水剂中的一种。
9.根据权利要求1所述的基于氟石膏的保温发泡粉刷石膏的制备方法，其特征在于，所述引气剂为十二烷剂硫酸钠、松香类中的一种。
10.一种基于氟石膏的保温发泡粉刷石膏，其特征在于，采用权利要求1～9任一项所述的方法制备得到。
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