一种菱镁板材及其制备方法与流程

1.本发明涉及材料领域，具体涉及一种菱镁板材及其制备方法。


背景技术：

2.菱镁板（如玻镁板）是一种新型的多功能建材，其具有轻质、柔性以及可再加工的特点，而且也具有防火和耐水性能，可应用于非承重墙体、天花吊顶、地板衬板以及其他有防火要求的装饰板。这种板通常上层和下层为无纺布或玻璃纤维网格布，中层为菱镁水泥胶凝材料，强度和抗冲击性都较差。如果采用一层胶凝材料一层布的制备工艺，可提高强度和抗冲击性。例如，在铺4层纤维布（一层0.2mm厚）时，抗折强度可达25mp左右，如果表面再刮一层约1mm厚的树脂，抗折强度可升到30mpa左右。很明显，这种制备工艺过于繁杂，不利于大规模生产。尤其是，在工业化生产的过程中经常需要制备形状不规则的异形菱镁板材（如一体化水表井），上述层层铺设的方法在制备不规则的菱镁板材的过程中存在非常大的操作难度。


技术实现要素：

3.针对现有技术中存在的菱镁板材强度低，制备异形板难度大的问题，本发明提供一种可制备强度高且方便制作异形板材的配方和制备方法。
4.本发明所述的菱镁板材由如下重量份的原料制备得到：轻烧镁粉60~75份，无水氯化镁13~20份，硅灰5~15份，短切纤维3~10份，改性剂0.1~2份；所述短切纤维为碳纤维、低碱玻璃纤维、玄武岩纤维的混合物，其质量比为碳纤维：低碱玻璃纤维：玄武岩纤维10：1~3：1~3。
5.本发明所述的方法通过优化镁粉和无水氯化镁的相对用量并向制备菱镁板材的原料中添加短切纤维，尤其是通过利用不同短切纤维的性质并使其复配，可在不使用无纺布或玻璃纤维网格布的情况下，通过直接固化成型得到抗折强度理想的菱镁板材。
6.本发明所述氯化镁重量份以无水氯化镁计，实际应用的过程中可以采用含结晶水的氯化镁（如六水氯化镁），去除结晶水后，重量为13~20份。
7.本发明所述硅灰为冶金副产物。
8.本发明所述低碱玻璃纤维指碱性氧化物含量小于6%的玻璃纤维。
9.本发明所述轻烧镁粉的活性为55-65%。
10.优选的，所述短切纤维的长度为0.3~3cm。
11.优选的，所述短切纤维的长度为1~1.5cm。在上述长度下，可实现更高的抗折强度和较好的搅拌性能。
12.优选的，所述改性剂为磷酸盐、硫酸盐或柠檬酸盐中的1种或2种以上的混合物。
13.优选的，制备所述菱镁板材的原料还包括植物纤维固体填料2~15份。研究中发现，进一步添加植物纤维固体填料，如锯末、园林废弃物或秸秆，可明显地提升菱镁板材的抗冲
击性。
14.优选的，所述植物纤维固体填料为锯末、园林废弃物或秸秆中的1种或2种以上的混合物。
15.优选的，所述植物纤维固体填料的粒度大小为30目~ 4目。
16.优选的，由如下重量份的原料制备得到：轻烧镁粉62~69份、氯化镁14~18份、硅灰10~13份、短切纤维4~9份、植物纤维固体填料3~7份和改性剂0.2~1.5份；所述短切纤维为碳纤维、低碱玻璃纤维、玄武岩纤维的混合物，其质量比为碳纤维：低碱玻璃纤维：玄武岩纤维10：1~3：1~3；所述短切纤维的长度为1~1.5cm。
17.本发明还提供本发明所述菱镁板材的制备方法，包括如下步骤：1）氯化镁卤水调制：将所述无水氯化镁配制成浓度为20~33%水溶液；2）菱镁板材的制备：将步骤1）中制备的氯化镁水溶液加入到轻烧氧化镁中，搅拌2~5min，加入其他原料，继续搅拌均匀，成型，经自然养护固结，得所述菱镁板材。
18.优选的，所述成型方式为压力成型或加入模具中震动成型。其中压力成型可用来生产平整的板材，震动成型可用来生产具有一定形状的非规则板材（如水表井）。
19.本发明具有如下有益效果：1）本发明将传统的玻璃纤维网格布改为短切纤维，使得异形非平整菱镁板材的制备更加便易，可显著节省板材的制备时间，提高产量，而且制备的菱镁板具有非常理想的强度；2）本发明通过添加园林废弃物、锯末等植物纤维固体填料，提高了板材的抗冲击性，而且可进一步降低板材的密度，从而减轻板材的重量，更便于运输和施工，降低了运输成本，也使废弃物也得到了充分利用，降低了生产成本。
20.本发明的菱镁板材，28天抗压强度35~70mpa，抗折强度20~40mpa，软化系数大于0.85，1cm厚板材可抗落球（1公斤重实心钢球，60cm高度反复落下）冲击35~70次。而且本发明的板材具有很好的耐水性和强度，可应用于天花吊顶板、防火板、隔墙板、吸音板等的基板，也可应用于其他像水表井一样具有一定形状的非规则板材。
具体实施方式
21.以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
22.实施实施中涉及的重量份的单位可为kg、g等标准单位。
23.实施例中涉及的化学试剂可直接购买得到，其中磷酸盐、硫酸盐和柠檬酸盐可为相关钠盐或钾盐。
24.实施例中涉及的低碱玻璃纤维购自于九江正意新材料有限公司。
25.实施例1本实施例涉及一种菱镁板材，其制备原料按重量份包括如下组分：轻烧镁粉67.9份，无水氯化镁16.0份，硅灰11.3份，1.5cm长的碳纤维3.6份，1.5cm长的低碱玻璃纤维0.36份，1.5cm长的玄武岩纤维0.36份，磷酸盐0.3份，硫酸盐0.4份。
26.本实施例还提供本实施例所述菱镁板材的制备方法，包括如下步骤：
1）氯化镁先配成浓度为25%的溶液，2）将其加入到轻烧镁粉中充分搅拌，加入其他原料，再次搅拌均匀，成型，经自然养护固结，干燥后整形，形成最终的板材产品。
27.实施例2本实施例涉及一种菱镁板材，其制备原料按重量份包括如下组分：轻烧镁粉63.9份，氯化镁15.1份，硅灰10.7份，1cm长的碳纤维7份，1.5cm长的低碱玻璃纤维1份，1.5cm长的玄武岩纤维1份，磷酸盐0.1份，硫酸盐0.3份，柠檬酸盐0.9份。
28.本实施例所述板材的制备方法与实施例1相同。
29.实施例3本实施例涉及一种菱镁板材，其制备原料与实施例1和实施例2相比，其区别在于，还增加了包括植物纤维固体填料，按重量份包括如下组分：轻烧镁粉65.1份，氯化镁15.4份，硅灰10.9份，1cm长的碳纤维4份，1.5cm长的低碱玻璃纤维0.5份，1cm长的玄武岩纤维0.5份，4目的园林废弃物6.3份，磷酸盐0.3份。
30.本实施例所述板材的制备方法与实施例1相同。
31.实施例4本实施例涉及一种菱镁板材，其制备原料与实施例1和实施例2相比，其区别在于，还增加了包括植物纤维固体填料，按重量份包括如下组分：轻烧镁粉62.7份，氯化镁14.8份，硅灰12.5份，0.6cm长的玄武岩纤维3.6份，1cm长的低碱玻璃纤维1份，1cm长的玄武岩纤维1份，10目的园林废弃物3份，磷酸盐0.2份，硫酸盐0.3份，柠檬酸盐0.6份。
32.本实施例所述板材的制备方法与实施例1相同。
33.实施例5本实施例涉及一种菱镁板材，其制备原料与实施例1相比，其区别仅在于，制备原料中添加了植物纤维固体填料，按重量份包括如下组分：轻烧镁粉67.9份，无水氯化镁16.0份，硅灰11.3份，1.5cm长的碳纤维3.6份，1.5cm长的低碱玻璃纤维0.36份，1.5cm长的玄武岩纤维0.36份，磷酸盐0.3份，硫酸盐0.4份，4目的锯末5份。
34.对比例1本对比例与实施例1相比，其区别在于，所述短切纤维的种类不同，其制备原料包括如下组分：轻烧镁粉67.9份，无水氯化镁16.0份，硅灰11.3份，5cm碳纤维4.1份，磷酸盐0.3份，硫酸盐0.4份。
35.对比例2本对比例与实施例1相比，其区别在于，所述短切纤维的种类不同，其制备原料包括如下组分：轻烧镁粉67.9份，无水氯化镁16.0份，硅灰11.3份，1.5cm长低碱玻璃纤维4.1份，磷酸盐0.3份，硫酸盐0.4份。
36.对比例3本对比例与实施例1相比，其区别在于，短切纤维的种类不同，其制备原料包括如
下组分：轻烧镁粉67.9份，无水氯化镁16.0份，硅灰11.3份，0.6cm长的玄武岩纤维15份，1cm长的低碱玻璃纤维1.5份，1cm长的玄武岩纤维长的1.5份，磷酸盐0.3份，硫酸盐0.4份。
37.实验例对实施例和对比例所得板材的性能进行测定，其中抗折强度的测定方法：按照gb/t17671《水泥胶砂强度检验方法》，采用标准棱柱试件，尺寸为160*40*40mm。抗压强度的测定方法：按照gb/t17671《水泥胶砂强度检验方法》，采用标准棱柱试件，尺寸为160*40*40mm。软化系数的测定方法：测定抗压强度后，浸水一定时间后再次测定抗压强度，与前面抗压强度的比值即为软化系数。抗落球冲击次数的测定方法：采用重量为1kg的钢球，25cm*25cm的板，将重球在60cm的高度自由落在板的中心位置，直至板出现裂纹为止。其结果如下表:实施例抗折强度(mpa)抗压强度(mpa)软化系数抗落球冲击次数134.370.90.9639232.169.40.9552323.852.50.9648428.270.60.9365528.662.60.9656对比例112.260.30.908对比例211.565.30.807对比例318.630.50.9212由以上可知，添加了植物纤维固体填料后，虽然材料的抗折强度有所下降，但是其抗落球冲击次数明显提升，即材料的综合性能得到提高，而且添加植物纤维固体填料后在相同体积的情况下可减少原料的用量，降低材料的密度，降低生产成本和运输成本。
38.虽然，上文中已经用一般性说明、具体实施方式及试验，对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

技术特征：
1.一种菱镁板材，其特征在于，由如下重量份的原料制备得到：轻烧镁粉60~75份，无水氯化镁13~20份，硅灰5~15份，短切纤维3~10份，改性剂0.1~2份；所述短切纤维为碳纤维、低碱玻璃纤维和玄武岩纤维的混合物，其质量比为碳纤维：低碱玻璃纤维：玄武岩纤维为10：1~3：1~3 。2.根据权利要求1所述的菱镁板材，其特征在于，所述短切纤维的长度为0.3~3cm。3.根据权利要求2所述的菱镁板材，其特征在于，所述短切纤维的长度为1~1.5cm。4.根据权利要求1所述的菱镁板材，其特征在于，所述改性剂为磷酸盐、硫酸盐或柠檬酸盐中的1种或2种以上的混合物。5.根据权利要求1所述的菱镁板材，其特征在于，制备所述菱镁板材的原料还包括植物纤维固体填料2~15份。6.根据权利要求5所述的菱镁板材，其特征在于，所述植物纤维固体填料为锯末、园林废弃物或秸秆中的1种或2种以上的混合物。7.根据权利要求6所述的菱镁板材，其特征在于，所述植物纤维固体填料的粒度大小为30目~4目。8.根据权利要求1或5所述的菱镁板材，其特征在于，由如下重量份的原料制备得到：轻烧镁粉62~69份、氯化镁14~18份、硅灰10~13份、短切纤维4~9份、植物纤维固体填料3~7份和改性剂0.2~1.5份；所述短切纤维为碳纤维、低碱玻璃纤维、玄武岩纤维的混合物，其质量比为碳纤维：低碱玻璃纤维：玄武岩纤维10：1~3：1~3；所述短切纤维的长度为1~1.5cm。9.权利要求1~8任一项所述菱镁板材的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1）氯化镁卤水调制：将所述无水氯化镁配制成浓度为20~33%水溶液；2）菱镁板材的制备：将步骤1）中制备的氯化镁水溶液加入到轻烧氧化镁中，搅拌2~5min，加入其他原料，继续搅拌均匀，成型，经自然养护固结，得所述菱镁板材。10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述成型方式为压力成型或加入模具中震动成型。

技术总结
本发明涉及材料领域，具体涉及一种菱镁板材及其制备方法，本发明所述菱镁板材由如下重量份的原料制备得到：轻烧镁粉60~75份，无水氯化镁13~20份，硅灰5~15份，短切纤维3~10份，改性剂0.1~2份；所述短切纤维为碳纤维、低碱玻璃纤维和玄武岩纤维的混合物，其质量比为碳纤维：低碱玻璃纤维：玄武岩纤维为10：1~3：1~3。本发明的板材具有很好的强度和抗冲击性能，可应用于天花吊顶板、防火板、隔墙板、吸音板等的基板，也可应用于其他像水表井一样具有一定形状的非规则板材。的非规则板材。


技术研发人员：张志远 张振路 尹相会 朱信雄 刘毅松
受保护的技术使用者：中科镁基（北京）科技有限公司
技术研发日：2023.06.08
技术公布日：2023/7/12