[发明专利]一种多纤维增强的石膏基复合材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及石膏板领域，具体涉及一种多纤维增强的石膏基复合材料的制备方法。

背景技术

石膏作为三大凝胶材料之一，对其进行加工制成石膏凝胶、石膏建筑制品等

材料，在工业、建筑、和医学材料领域等都得到了广泛应用。虽然在其力学性能

方面，有较高的抗压强度，但是其抗折强度和抗拉强度较差。这些方面的缺陷限

制了石膏材料的应用领域，为了改进石膏在这方面的缺陷，通常采用掺加纤维来

增强石膏的力学性能。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种多纤维增强的石膏基复合材料的制备方法，依照该方法制备的石膏基复合材料具有良好的电磁波吸收性能和防水耐水性能。

本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：

一种多纤维增强的石膏基复合材料的制备方法，其特征在于，石膏基复合材料的制备方法如下：

将90-110份石膏粉、表面处理玻璃纤维、预处理碳纤维倒入搅拌锅中搅拌10-15s，得到干拌料；将改性硅灰石纤维倒入水中，搅拌均匀后倒入混合好的干拌料，再加入乳化石蜡乳液，搅拌40-60s后将混合料注入模具中，12-15h后脱模，在室温条件下养护2-3d，得到多纤维增强的石膏基复合材料。

其中，（1）玻璃纤维的表面改性操作如下：

将1-2份、长度为15mm的玻璃纤维在345-355℃下处理10-15s，放入肥皂水中超声清洗5-6min，再用蒸馏水清洗，烘干，然后在0.4-0.5mol/L的H₂SO₄溶液中浸泡30-32min，清洗、烘干，得到预处理玻璃纤维；

将0.002-0.004份硅烷偶联剂KH550溶于无水乙醇中形成溶液，加入预处理玻璃纤维，混合均匀，搅拌处理30-35min后，在115-125℃烘箱内烘干，得到表面处理玻璃纤维。

（2）改性硅灰石纤维的制备如下：

向2-3份硅灰石纤维中加入0.02-0.05份改性剂硬脂酸，在74-76℃条件下搅拌反应处理15-17min，冷却后研磨，得到干法改性硅灰石纤维。

（3）预处理碳纤维的制备如下：

向长度为15mm的1-2份碳纤维中加入0.4-0.6mol/L的H₃PO₄电解液，在50V电压下通电1-2h，用清水过滤杂质3-5次，取出后在104-106℃真空干燥箱中烘干，得到预处理碳纤维。

硅灰石纤维长径比为15:1、粒度为800目，搅拌速度为1000-1500r/min。

本发明的反应机理及有益效果如下：

将硅灰石纤维经硬脂酸干法改性处理，将玻璃纤维热处理后酸处理再用偶联剂处理，将碳纤维在电解液中电解处理；以干法改性硅灰石纤维、表面改性玻璃纤维、预处理碳纤维为增强材料，将石膏与表面改性玻璃纤维、预处理碳纤维先干拌，再加入到改性硅灰石纤维与水的混合料中，制得多纤维增强的石膏基复合材料；硅灰石纤维经硬脂酸干法处理后，改善了表面粗糙程度，增强其与石膏基体的界面结合程度，提高复合材料性能；玻璃纤维经热处理、酸处理、硅烷偶联剂处理后，可改善玻璃纤维表面的粗糙度，提高玻璃纤维与石膏基体的界面粘结强度，有利于提高复合材料的性能；改性纤维的加入可提高复合材料的力学性能和耐水性能；乳化石蜡乳液的加入，改善了复合材料的强度和耐水性能。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。

实施例

一种多纤维增强的石膏基复合材料的制备方法，其特征在于，石膏基复合材料的制备方法如下：

将90份石膏粉、表面处理玻璃纤维、预处理碳纤维倒入搅拌锅中搅拌15s，得到干拌料；将改性硅灰石纤维倒入水中，搅拌均匀后倒入混合好的干拌料，再加入乳化石蜡乳液，搅拌50s后将混合料注入模具中，12h后脱模，在室温条件下养护2d，得到多纤维增强的石膏基复合材料。

其中，（1）玻璃纤维的表面改性操作如下：

将1份、长度为15mm的玻璃纤维在345-355℃下处理15s，放入肥皂水中超声清洗6min，再用蒸馏水清洗，烘干，然后在0.4mol/L的H₂SO₄溶液中浸泡32min，清洗、烘干，得到预处理玻璃纤维；