一種無機纖維增強復(fù)合材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明為一種無機纖維增強復(fù)合材料，本材料實際是一種化合磷酸鹽膠凝材料，材料成本低，配制工藝簡單，初始流動性較好，成型快速，早期強度高，無毒，環(huán)保，采用模具澆筑和加壓成型技術(shù)可工業(yè)化生產(chǎn)各種形狀規(guī)格的管道、罐體、裝飾材料、工藝品、防火門窗等廣品。
【背景技術(shù)】
[0002]化合磷酸鹽膠凝材料具有快凝性、早強性，耐久性及穩(wěn)定性的特性，我國對其研究起步較晚，目前應(yīng)用不多?；狭姿猁}膠凝材料是一種利用酸性磷酸鹽與堿性堿土金屬氧化物間的酸堿反應(yīng)形成的膠凝材料。材料在室溫下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)凝結(jié)硬化，形成過程類似硅酸鹽水泥，操作簡便，最終水化產(chǎn)物具有陶瓷材料的特點，具有較高的力學(xué)性能和良好的致密度和耐酸堿腐蝕性能；但材料特性不全與陶瓷材料一致，與水泥材料也不同，其特性介乎兩者之間。
[0003]材料中金屬氧化物的選擇對性能至關(guān)重要，金屬氧化物的溶解度對材料的性能起著重要的作用。在金屬氧化物中氧化鎂在水中的溶解速率適中，生成物較為穩(wěn)定。而磷酸鹽是制備化合磷酸鹽膠凝材料的另一主料，其為反應(yīng)過程提供磷酸根和酸性環(huán)境。目前國內(nèi)常用磷酸鹽原料為磷酸二氫按。磷酸二氫按在反應(yīng)中會釋放大量的氨氣，造成環(huán)境污染。
[0004]因化合磷酸鹽膠凝材料在反應(yīng)過程中的快速凝結(jié)特性，為保證生產(chǎn)操作時間，緩凝劑是必不可少的，目前國內(nèi)主要采用硼砂作為緩凝劑。在無機材料中加入短纖維可以提高材料的強度和韌性，目前常用的是丙綸纖維。
[0005]在材料中加入填料的目的是改善結(jié)構(gòu)特性，減輕重量，降低成本，國內(nèi)常用的填料主要是河沙、石子、粉煤灰。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]在此本發(fā)明所解決的技術(shù)問題在于提供了一種可用于工業(yè)化生產(chǎn)的無機纖維增強復(fù)合材料，具有成本低、工藝簡單、環(huán)保無毒、料漿流動性較好、快凝性、早強性，耐久性、穩(wěn)定等特點。
[0007]為解決上述問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為:
1、本發(fā)明為一種無機纖維增強復(fù)合材料，主要由氧化鎂、磷酸鹽、緩凝劑、短纖維、填料和水按一定重量比例配制而成。各組分的百分比為:氧化鎂30%-35%、磷酸鹽20-25%、緩凝劑1%-3%、短纖維1%-2%、填料10-15%、水為余量；所述磷酸鹽為磷酸二氫鉀、磷酸二氫鋅、磷酸二氫鈉；所述緩凝劑為硼砂、硼酸、多聚磷酸鈉；所述短纖維為玻璃纖維、丙綸纖維、金屬纖維；所述填料為粉煤灰、硅灰、石粉。氧化鎂的純度不小于75%，細度不低于80目，填料細度不低于40目。
[0008]無機纖維增強復(fù)合材料的制備方法如下:
(1)按重量比例配料: 氧化鎂30%-35%、磷酸鹽20-25%、緩凝劑1%_3%、短纖維1%_2%、填料10_15%、水為余量； 所述磷酸鹽為磷酸二氫鉀、磷酸二氫鋅、磷酸二氫鈉的一種或兩種以上；
所述緩凝劑為硼砂、硼酸、多聚磷酸鈉的一種或兩種以上；
所述短纖維為玻璃纖維、丙綸纖維、金屬纖維中的一種；
所述填料為粉煤灰、硅灰、石粉中的一種或兩種以上。
[0009](2)混合均化
在容器中將按順序邊攪拌邊加入氧化鎂、緩凝劑、磷酸鹽、填料和短纖維，并充分混合均勻。
[0010](3)制備無機纖維增強復(fù)合材料
將水均勻的注入攪拌容器中，攪拌1 一 3min，得到材料料漿。
[0011]本發(fā)明無機纖維增強復(fù)合材料特點如下:
(1)本發(fā)明成本低、生產(chǎn)工藝簡單、可用于工業(yè)化生產(chǎn)，便于推廣。
[0012]本發(fā)明替代木材、鋼材、塑料等材料，為化合磷酸鹽膠凝材料的應(yīng)用開辟了全新的領(lǐng)域。
[0013]本發(fā)明料漿配制簡單、流動性較好，凝結(jié)快、強度發(fā)展迅速、材料耐久性、穩(wěn)定性好。
[0014]本發(fā)明反應(yīng)過程無有害物質(zhì)析出，對環(huán)境無污染。
[0015]本發(fā)明凝結(jié)快，早期強度好，無需專門的養(yǎng)護條件。
[0016]【具體實施方式】:
(1)按下列各組分的重量百分比備料:
氧化鎂35% ；
磷酸二氫鉀20% ;
磷酸二氫鋅5% ；
硼砂1.5% ；
多聚磷酸鈉0.5% ；
短纖維1% ；
石粉10%。
[0017](2)制備材料料漿:
啟動攪拌容器按順序邊攪拌邊加入氧化鎂、硼砂、多聚磷酸鈉、磷酸二氫鉀、磷酸二氫鋅、石粉、短纖維，并充分混合均勻，最后加入水，攪拌3min，得到材料料漿。
[0018](3)性能測試:
料楽饒注成型后4h，抗壓強度不小于27Mpa ;ld抗壓強度不小于36Mpa ;7d為抗壓強度不小于48Mpao
本發(fā)明的有益效果:
1、為化合磷酸鹽膠凝材料的應(yīng)用開辟了全新的領(lǐng)域；
2、本發(fā)明成本低，制造簡便，無毒無害，可以大量替代木材、鋼材和塑料，保護了環(huán)境保護，減少了污染；
3、為磷酸鹽膠凝材料的配制方法開辟了新的方法；
4、為磷酸鹽膠凝材料應(yīng)用于大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)開拓了道路。
【主權(quán)項】
1.本發(fā)明為一種無機纖維增強復(fù)合材料，其特征為主要由氧化鎂、磷酸鹽、緩凝劑、短纖維、填料和水按一定重量比例配制而成。2.各組分的百分比為: 氧化鎂30%-35%、磷酸鹽20-25%、緩凝劑1% — 3%、短纖維1% — 2%、填料10 — 15%、水為余量; 所述磷酸鹽為磷酸二氫鉀、磷酸二氫鋅、磷酸二氫鈉的一種或兩種以上； 所述緩凝劑為硼砂、硼酸、多聚磷酸鈉的一種或兩種以上； 所述短纖維為玻璃纖維、丙綸纖維、金屬纖維中的一種； 所述填料為粉煤灰、硅灰、石粉中的一種或兩種以上。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無機纖維增強復(fù)合材料，其特征在于氧化鎂的純度不小于75%，細度不低于80目。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無機纖維增強復(fù)合材料，其特征在于所述填料細度不低于40目。5.如權(quán)利要求1所述的無機纖維增強復(fù)合材料的制備方法，其特征為 (1)按重量比例配料: 氧化鎂30%-35%、磷酸鹽20-25%、緩凝劑1%_3%、短纖維1%_2%、填料10_15%、水為余量； 所述磷酸鹽為磷酸二氫鉀、磷酸二氫鋅、磷酸二氫鈉的一種或兩種以上； 所述緩凝劑為硼砂、硼酸、多聚磷酸鈉的一種或兩種以上； 所述短纖維為玻璃纖維、丙綸纖維、金屬纖維中的一種； 所述填料為粉煤灰、硅灰、石粉中的一種或兩種以上。6.(2)混合均化: 在容器中將按順序邊攪拌邊加入氧化鎂、緩凝劑、磷酸鹽、填料和短纖維，并充分混合均勻。7.(3)制備無機纖維增強復(fù)合材料: 將水均勻的注入攪拌容器中，攪拌1 一 3min，得到材料料漿。
【專利摘要】本發(fā)明為一種無機纖維增強復(fù)合材料，本材料實際是一種化合磷酸鹽膠凝材料，材料成本低，配制工藝簡單，初始流動性較好，成型快速，早期強度高，無毒，環(huán)保，采用模具澆筑和加壓成型技術(shù)可工業(yè)化生產(chǎn)各種形狀規(guī)格的管道、罐體、裝飾材料、工藝品、防火門窗等產(chǎn)品。在此本發(fā)明所解決的技術(shù)問題在于提供了一種可用于工業(yè)化生產(chǎn)的無機纖維增強復(fù)合材料，具有成本低、工藝簡單、環(huán)保無毒、料漿流動性較好、快凝性、早強性，耐久性、穩(wěn)定等特點。
【IPC分類】C04B14/42, C04B14/48, C04B16/06, C04B28/34
【公開號】CN105314960
【申請?zhí)枴緾N201510873918
【發(fā)明人】俞海云, 閆勇, 向賢平
【申請人】馬鞍山泓宇材料科技有限公司
【公開日】2016年2月10日
【申請日】2015年11月30日