[发明专利]多孔型石膏保温材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于无机胶凝材料应用技术领域，具体涉及一种利用无机发泡制备多孔型石膏保温材料的方法。

背景技术

建筑节能已成为我国建筑业的中心工作之一。据有关部门的预测，建筑用能约为全国总能耗的20％，而建筑材料在使用过程中的能耗占有很大比例。为了减少建筑物的散热损失，采用保温性能良好的建筑材料是一项重要的措施。

水泥、石灰、石膏是传统的三大胶凝材料。水泥和石灰在生产过程中耗能大、排放大量引起温室效应的CO₂。相对而言，石膏材料的生产和使用的能耗低，不会产生温室气体，石膏的导热系数更小，有一定的保温性能。我国是石膏资源非常丰富的国家，天然石膏的储量居世界之首，因此大力发展石膏保温建筑材料符合我国国情，而且环境效益显著。

石膏保温材料已经得到了广泛的研究和应用。从保温的机理上看，材料保温性能由两个方面决定：一是保温材料的材质；二是保温材料的孔隙率，孔隙率增加意味着固体物质减少，相应降低了材料的导热系数，从而获得较好的保温效果。从第一方面入手提高保温性能，可以在石膏中加入轻质骨料，如膨胀珍珠岩、聚苯乙烯泡沫等。然而，膨胀珍珠岩吸水性强、易粉化、在料浆施工中体积收缩率大，使得产品后期强度小、保温性能降低，而聚苯乙烯泡沫制得的保温材料有耐温低、强度小、遇火高温下产生有害气体和抗老化性能差、施工中容易反弹等缺点。因此，提高石膏材料的孔隙率、制备多孔型石膏材料是提高石膏材料保温性能的另一条出路。多孔型石膏材料还有利于减小石膏制品的容重、减小建筑结构的负荷，有利于提高建筑物中的隔音效果。

多孔型石膏材料的制备方法多样。可以采用加入表面活性剂等有机添加剂的办法，在发泡机中使水、表面活性剂与石膏粉快速搅拌，使足够的空气混入其中，被动地形成泡沫浆料，水化硬化后得到多孔型石膏材料，如公开号为CN1458912的发明专利，报道了一种表面活性剂组合物被动成泡制备多孔型石膏材料。多孔型石膏材料也可以用无机主动发泡的方法制备。如公开号为CN101094822的发明专利申请，报道了一种无机发泡制备石膏材料的方法，将半水石膏与碳酸钙混合，再与稀磷酸水溶液混合，碳酸钙与磷酸反应产生二氧化碳，形成多孔型石膏；公开号为CN1332133的发明专利申请，报道了一种制备发泡石膏的方法，将建筑石膏与一种混合液搅拌、反应，该混合液由93％浓硫酸和水组成。

采用廉价易得、对环境和人体无害的无机矿物作为发泡剂制备多孔型石膏，是一种绿色制备技术，符合多孔型石膏材料制备技术发展方向。

发明内容

本发明提供一种多孔型石膏保温材料的无机发泡制备方法，可以得到容重小、能够有效减少建筑物自重或基础载荷、保温性能优异的多孔型石膏材料。

一种多孔型石膏保温材料的制备方法，包括：将半水石膏粉、产气剂A、增稠剂、凝结调节剂搅拌均匀制成粉料；将产气剂B制备成水溶液；再将上述粉料和溶液混合搅拌，产气剂A和产气剂B在在石膏水化的过程中反应，释放出二氧化碳气体，随着石膏的凝结固化，最后形成多孔型石膏保温材料。

半水石膏粉为α半水石膏粉或β半水石膏粉。

所述的产气剂A是酸式碳酸盐，如碳酸氢铵、碳酸氢钠、碳酸氢钙或碳酸氢钾；所述的产气剂B是水解呈酸性的硫酸盐，一般的强酸弱碱盐均可，优选硫酸铝钾或硫酸铝。本发明方法选用了两种特定产气剂共同作为发泡剂，其中的产气剂B水解呈酸性，使产气剂A酸式碳酸盐分解产生二氧化碳，特别是当产气剂B为铝盐时，由于铝盐具有一定的胶凝作用，对增强石膏的强度有利。

所述的产气剂A和产气剂B的添加总量为石膏粉质量的0.1-5％，A、B两种物质之间的比例可以根据反应产生二氧化碳的反应式来确定。

所述的增稠剂为纤维素醚，如羧甲基纤维素、羟乙基纤维素或甲基纤维素，添加量为石膏粉质量的0.1-2.5％。

所述的凝结调节剂为二水石膏、粉煤灰、火山灰，添加量为石膏粉质量的0.5-25％

产气剂A和B开始反应产气的同时石膏开始水化凝结，使料浆固化，形成优良的多孔结构。如果发气快、凝结慢，料浆内部形成的泡孔会因自重而塌陷和逸出；如果发气慢，凝结快，石膏体膨胀率低，可能会出现裂纹，也就是说，只有发气过程与凝结过程协调一致才能得到理想的多孔型石膏。因此，必须加入凝结调节剂，用以调节石膏的凝结时间。再者，产气剂发生气泡后，如果石膏浆体粘度过小，则气泡容易逸出，不利于形成均匀的多孔型石膏材料，因此需要添加增稠剂。

本发明的有益效果是：