一种磷石膏基材仿花岗岩板材及其制备方法.pdf

本发明涉及化工建材技术领域，尤其是一种磷石膏基材仿花岗岩板材及其制备方法，通过磷石膏、减水剂、生石灰、玻璃纤维、水泥、仿花岗岩涂料原料的组合与配比，并对原料中的钠含量进行控制与限制，进而避免了钠含量过高所导致的磷石膏基材表面出现晶花现象，进而提高产品的质量和性能，尤其仿花岗岩板材的抗折抗压强度以及外观优美；并且还是得仿花岗岩涂料能够与磷石膏基材进行融合涂刷，进而提高了磷石膏为基材仿花岗岩的质量，降低了花岗岩漆在磷石膏基材表面易脱落的概率，提高了以磷石膏为基材的仿花岗岩的性能。

权利要求书
1.  一种磷石膏基材仿花岗岩板材，其特征在于，其原料成分，以重量份计为磷石膏80-90份、减水剂2-3份、生石灰10-15份、玻璃纤维1-2份、水泥1-5份、仿花岗岩涂料20-30份。

2.  如权利要求1所述的磷石膏基材仿花岗岩板材，其特征在于，所述的原料成分，以重量份计为磷石膏85份、减水剂2.5份、生石灰13份、玻璃纤维1.5份、水泥3份、仿花岗岩涂料25份。

3.  如权利要求1所述的磷石膏基材仿花岗岩板材，其特征在于，所述的减水剂为木钙、磺化三聚氰胺甲醛缩合物中的一种。

4.  如权利要求1所述的磷石膏基材仿花岗岩板材，其特征在于，所述的仿花岗岩涂料由仿花岗岩底漆、仿花岗岩面漆、罩光漆单独存放组成，其中仿花岗岩底漆、仿花岗岩面漆、罩光漆的配比为等量配比。

5.  如权利要求1所述的磷石膏基材仿花岗岩板材，其特征在于，所述的玻璃纤维的长度为0.01-0.08mm。

6.  如权利要求1所述的磷石膏基材仿花岗岩板材，其特征在于，所述的水泥为硅酸盐水泥，其中硅酸盐水泥的强度等级为42.5-52.5MPa。

7.  如权利要求1所述的磷石膏基材仿花岗岩板材，其特征在于，所述的磷石膏中的钠含量为≤0.7％。

8.  如权利要求1所述的磷石膏基材仿花岗岩板材，其特征在于，所述的磷石膏中的钙含量为≥93％。

9.  如权利要求1-8任一项所述的磷石膏基材仿花岗岩板材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)原料处理：将磷石膏加入到混合槽中，并对混合槽进行升温处理至温度为80-90℃，升温速度为10-15℃/min，并在升温过程中，采用搅拌速度为110-130r/min搅拌处理，待搅拌处理10-20min后，再向其中加入减水剂，并同时向其中加入澄清石灰水，调整其中的水分含量为10-15％，再向其中加入生石灰，并且在加入生石灰时，对混合槽进行边振动边搅拌的方式进行，此时的搅拌速度为100-150r/min，振动频率为80-100Hz，待持续处理1-2h后，再向其中加入玻璃纤维，并将玻璃纤维搅拌均匀后，将其置于陈化池中，维持陈化池温度为70-80℃，使得混合物料静置陈化处理1-3h，再将其采用振动陈化处理，振动频率为70-90Hz，振动陈化处理时间达到10-20h后，再将其置于碾压机中，采用碾压压力为4.3-5.1㎏/㎡进行碾压处理20-30min，获得碾压浆；再将碾压浆置于混合槽中，并向其中加入水泥，搅拌均匀，升温至温度为35-45℃，静置陈化处理20-30min，获得混合料浆；
(2)基材制备：按照磷石膏基材仿花岗岩板材的规格尺寸要求，将步骤1)获得的混合料浆灌装于模具中，并采用振动与压制相结合的方式进行模压成型，具体是将灌装混合料浆的模具放置在振动台上，并采用振动频率为80-90Hz进行振动处理，并且在振动的同时，采用挤压压力为3.4-5.1㎏/m2进行压制模板，待持续振动压制3-5min后，即可获得初坏，再将初坏采用蒸汽压力为1.1-1.6MPa，温度为50-80℃，蒸压养护1-2h后，再将其置于自然环境中，并按照每隔3-4天喷洒一次澄清石灰水，澄清石灰水用量为0.8-1.1kg/m2，连续养护处理10-15天后，即可获得磷石膏基材；
(3)上漆：首先对步骤2)获得的磷石膏基材进行平整度检测，使得磷石膏基材表面的平整度达到花岗岩表面的平整度，再对其表面进行花岗岩底漆喷涂，喷涂时采用自动喷涂机进行喷涂，喷涂的厚度为0.1-0.3mm，待喷涂完底漆后，将其置于自然环境中，放置2-3天后，采用温度为80-90℃的水蒸气喷匀喷完底漆的基材表面，待其表面被 均匀的喷涂完一次水蒸气后，再将其水平放置20-30min后，再采用花岗岩面漆进行喷涂，并在面漆喷涂完成后，采用刮板刮平，再将其置于干燥箱中，采用干燥温度为50-60℃干燥处理2-4h，再取出，采用罩光漆喷涂在表面，采用20-25℃的温度烘干处理3-5h，即可获得磷石膏基材仿花岗岩板材。

10.  如权利要求9所述的磷石膏基材仿花岗岩板材的制备方法，其特征在于，所述的喷涂，其喷涂采用的是双嘴喷枪，喷枪喷出的压力在喷底漆时为1.2-1.5MPa，在喷面漆时压力为0.5-0.8MPa，在喷罩光漆时的压力为0.6-0.9MPa，双嘴喷枪的枪口直径为5-8mm。

说明书一种磷石膏基材仿花岗岩板材及其制备方法
技术领域
本发明涉及化工建材技术领域，尤其是一种磷石膏基材仿花岗岩板材及其制备方法。
背景技术
磷石膏是湿法磷酸生产工艺中产生的废弃物，近几年来，随着磷肥产业的不断扩大化生产，以及对湿法磷酸生产的产品的需求量越来越大，进而导致磷石膏的堆存量越来越大。据相关统计数据显示，目前全球每年新增磷石膏排放量达2.8亿吨，中国约5000万吨，占世界磷石膏年排放量的20％。大量的磷石膏堆放，不仅占用土地资源，给环境造成一定污染；而且还会导致磷石膏中大量的原料资源被浪费。
于是，有研究者将磷石膏作为化工原料进行探讨，进而将磷石膏应用于化工领域，但其利用量较大的还是将磷石膏应用于化工建材领域，进而为磷石膏的资源化利用提供了一种新途径；但是，这些利用依然是将磷石膏制作成为一种毛坯来进行利用，如制作成空心砖、保温砌块等等，并且这些工艺中对于磷石膏的添加量也相对较少，而且制作获得的空心砖、保温切块等再用于建筑领域时，其强度往往会因为表面形成晶花而受到影响，而形成晶花过程就是磷石膏表面发生粉化过程，而这种过程将会使得磷石膏产品的质量和相应性能大幅度的降低，进而导致磷石膏原料在建筑领域的应用受到局限性，进一步的阻碍了磷石膏在建筑领域的应用；另外，还有研究者将磷石膏作为添加物，制作成涂料、染料、油漆、水泥等等，但是这些产品的制作过程中进行的添加依然是少量的添加，进而难以满足目前每年的磷石膏新增量的消耗，进而导致磷石膏对环境造成严重的污染。
为此，本研究者基于上述缺陷，对磷石膏的性能进行探讨和研究，进而将磷石膏作为主要原料来制作仿制建材，进而为磷石膏应用于建材领域提供了一种新思路，并且，将磷石膏作为原料来制作仿制建材领域的技术文献还未见报道。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供一种磷石膏基材仿花岗岩板材，该板材具有轻质、保温、强度高、放射性低的特征。
并且，本发明还提供一种磷石膏基材仿花岗岩板材的制备方法，能够将大量的磷石膏废弃物能够大量的作为建筑原料，并且能够获取性能较优，抗折抗压强度较高，辐射性较弱，保温隔音效果明显，质量轻；最主要的就是能够避免磷石膏产品的表面出现晶花现象，提高了磷石膏产品的强度。
具体是通过以下技术方案得以实现的：
一种磷石膏基材仿花岗岩板材，其原料成分，以重量份计为磷石膏80-90份、减水剂2-3份、生石灰10-15份、玻璃纤维1-2份、水泥1-5份、仿花岗岩涂料20-30份。
所述的原料成分，以重量份计为磷石膏85份、减水剂2.5份、生石灰13份、玻璃纤维1.5份、水泥3份、仿花岗岩涂料25份。
所述的减水剂为木钙、磺化三聚氰胺甲醛缩合物中的一种。
所述的仿花岗岩涂料由仿花岗岩底漆、仿花岗岩面漆、罩光漆单独存放组成，其中仿花岗岩底漆、仿花岗岩面漆、罩光漆的配比为等量配比。
所述的玻璃纤维的长度为0.01-0.08mm。
所述的水泥为硅酸盐水泥，其中硅酸盐水泥的强度等级为42.5-52.5MPa。
所述的磷石膏中的钠含量为≤0.7％。
所述的磷石膏中的钙含量为≥93％。
该磷石膏基材仿花岗岩板材的制备方法，包括以下步骤：
(1)原料处理：将磷石膏加入到混合槽中，并对混合槽进行升温处理至温度为80-90℃，升温速度为10-15℃/min，并在升温过程中，采用搅拌速度为110-130r/min搅拌处理，待搅拌处理10-20min后，再向其中加入减水剂，并同时向其中加入澄清石灰水，调整其中的水分含量为10-15％，再向其中加入生石灰，并且在加入生石灰时，对混合槽进行边振动边搅拌的方式进行，此时的搅拌速度为100-150r/min，振动频率为80-100Hz，待持续处理1-2h后，再向其中加入玻璃纤维，并将玻璃纤维搅拌均匀后，将其置于陈化池中，维持陈化池温度为70-80℃，使得混合物料静置陈化处理1-3h，再将其采用振动陈化处理，振动频率为70-90Hz，振动陈化处理时间达到10-20h后，再将其置于碾压机中，采用碾压压力为4.3-5.1㎏/㎡进行碾压处理20-30min，获得碾压浆；再将碾压浆置于混合槽中，并向其中加入水泥，搅拌均匀，升温至温度为35-45℃，静置陈化处理20-30min，获得混合料浆；
(2)基材制备：按照磷石膏基材仿花岗岩板材的规格尺寸要求，将步骤1)获得的混合料浆灌装于模具中，并采用振动与压制相结合的方式进行模压成型，具体是将灌装混合料浆的模具放置在振动台上，并采用振动频率为80-90Hz进行振动处理，并且在振动的同时，采用挤压压力为3.4-5.1㎏/㎡进行压制模板，待持续振动压制3-5min后，即可获得初坏，再将初坏采用蒸汽压力为1.1-1.6MPa，温度为50-80℃，蒸压养护1-2h后，再将其置于自然环境中，并按照每隔3-4天喷洒一次澄清石灰水，澄清石灰水用量为0.8-1.1kg/㎡，连续养护处 理10-15天后，即可获得磷石膏基材；
(3)上漆：首先对步骤2)获得的磷石膏基材进行平整度检测，使得磷石膏基材表面的平整度达到花岗岩表面的平整度，再对其表面进行花岗岩底漆喷涂，喷涂时采用自动喷涂机进行喷涂，喷涂的厚度为0.1-0.3mm，待喷涂完底漆后，将其置于自然环境中，放置2-3天后，采用温度为80-90℃的水蒸气喷匀喷完底漆的基材表面，待其表面被均匀的喷涂完一次水蒸气后，再将其水平放置20-30min后，再采用花岗岩面漆进行喷涂，并在面漆喷涂完成后，采用刮板刮平，再将其置于干燥箱中，采用干燥温度为50-60℃干燥处理2-4h，再取出，采用罩光漆喷涂在表面，采用20-25℃的温度烘干处理3-5h，即可获得磷石膏基材仿花岗岩板材。
所述的喷涂，其喷涂采用的是双嘴喷枪，喷枪喷出的压力在喷底漆时为1.2-1.5MPa，在喷面漆时压力为0.5-0.8MPa，在喷罩光漆时的压力为0.6-0.9MPa，双嘴喷枪的枪口直径为5-8mm。
与现有技术相比，本发明的技术效果体现在：
①通过磷石膏、减水剂、生石灰、玻璃纤维、水泥、仿花岗岩涂料原料的组合与配比，并对原料中的钠含量进行控制与限制，进而避免了钠含量过高所导致的磷石膏基材表面出现晶花现象，进而提高产品的质量和性能，尤其仿花岗岩板材的抗折抗压强度以及外观优美；并且还是得仿花岗岩涂料能够与磷石膏基材进行融合涂刷，进而提高了磷石膏为基材仿花岗岩的质量，降低了花岗岩漆在磷石膏基材表面易脱落的概率，提高了以磷石膏为基材的仿花岗岩的性能。
②通过在制备工艺中，对原料的加入混合顺序，以及处理过程中的温度参数等的限制与控制，进而使得物料的性能得到了改善，并再对物料进行基材制备中，通过振动压制过程，使得基材的密度得到提高，进而增强了基材的强度，也降低基材内的缝隙率，提高了基材 浸湿之后的抗冻融性能。
③本发明中的废物利用率为80％以上，降低了建筑材料领域的制作成本，提高了废弃物的利用率，降低了环境污染。
具体实施方式
下面结合具体的实施方式来对本发明的技术方案做进一步的限定，但要求保护的范围不仅局限于所作的描述。
实施例1
一种磷石膏基材仿花岗岩板材，其原料成分为磷石膏80kg、减水剂2kg、生石灰10kg、玻璃纤维1kg、水泥1kg、仿花岗岩涂料20kg。
减水剂为木钙。
仿花岗岩涂料由仿花岗岩底漆、仿花岗岩面漆、罩光漆单独存放组成，其中仿花岗岩底漆、仿花岗岩面漆、罩光漆的配比为等量配比。
玻璃纤维的长度为0.01mm。
水泥为硅酸盐水泥，其中硅酸盐水泥的强度等级为42.5MPa。
磷石膏中的钠含量为0.7％。
磷石膏中的钙含量为93％。
该磷石膏基材仿花岗岩板材的制备方法，包括以下步骤：
(1)原料处理：将磷石膏加入到混合槽中，并对混合槽进行升温处理至温度为80℃，升温速度为10℃/min，并在升温过程中，采用搅拌速度为110r/min搅拌处理，待搅拌处理10min后，再向其中加入减水剂，并同时向其中加入澄清石灰水，调整其中的水分含量为10％，再向其中加入生石灰，并且在加入生石灰时，对混合槽进行边振动边搅拌的方式进行，此时的搅拌速度为100r/min，振动频率为80Hz，待 持续处理1h后，再向其中加入玻璃纤维，并将玻璃纤维搅拌均匀后，将其置于陈化池中，维持陈化池温度为70℃，使得混合物料静置陈化处理1h，再将其采用振动陈化处理，振动频率为70Hz，振动陈化处理时间达到10h后，再将其置于碾压机中，采用碾压压力为4.3㎏/㎡进行碾压处理20min，获得碾压浆；再将碾压浆置于混合槽中，并向其中加入水泥，搅拌均匀，升温至温度为35℃，静置陈化处理20min，获得混合料浆；
(2)基材制备：按照磷石膏基材仿花岗岩板材的规格尺寸要求，将步骤1)获得的混合料浆灌装于模具中，并采用振动与压制相结合的方式进行模压成型，具体是将灌装混合料浆的模具放置在振动台上，并采用振动频率为80Hz进行振动处理，并且在振动的同时，采用挤压压力为3.4㎏/㎡进行压制模板，待持续振动压制3min后，即可获得初坏，再将初坏采用蒸汽压力为1.1MPa，温度为50℃，蒸压养护1h后，再将其置于自然环境中，并按照每隔3天喷洒一次澄清石灰水，澄清石灰水用量为0.8kg/㎡，连续养护处理10天后，即可获得磷石膏基材；
(3)上漆：首先对步骤2)获得的磷石膏基材进行平整度检测，使得磷石膏基材表面的平整度达到花岗岩表面的平整度，再对其表面进行花岗岩底漆喷涂，喷涂时采用自动喷涂机进行喷涂，喷涂的厚度为0.1mm，待喷涂完底漆后，将其置于自然环境中，放置2天后，采用温度为80℃的水蒸气喷匀喷完底漆的基材表面，待其表面被均匀的喷涂完一次水蒸气后，再将其水平放置20min后，再采用花岗岩面漆进行喷涂，并在面漆喷涂完成后，采用刮板刮平，再将其置于干燥箱中，采用干燥温度为50℃干燥处理2h，再取出，采用罩光漆喷涂在表面，采用20℃的温度烘干处理3h，即可获得磷石膏基材仿花岗岩板材。
其喷涂采用的是双嘴喷枪，喷枪喷出的压力在喷底漆时为 1.2MPa，在喷面漆时压力为0.5MPa，在喷罩光漆时的压力为0.6MPa，双嘴喷枪的枪口直径为5mm。
实施例2
一种磷石膏基材仿花岗岩板材，其原料成分为磷石膏90kg、减水剂3kg、生石灰15kg、玻璃纤维2kg、水泥5kg、仿花岗岩涂料30kg。
减水剂为磺化三聚氰胺甲醛缩合物。
仿花岗岩涂料由仿花岗岩底漆、仿花岗岩面漆、罩光漆单独存放组成，其中仿花岗岩底漆、仿花岗岩面漆、罩光漆的配比为等量配比。
玻璃纤维的长度为0.08mm。
水泥为硅酸盐水泥，其中硅酸盐水泥的强度等级为52.5MPa。
磷石膏中的钠含量为0.3％。
磷石膏中的钙含量为98％。
该磷石膏基材仿花岗岩板材的制备方法，包括以下步骤：
(1)原料处理：将磷石膏加入到混合槽中，并对混合槽进行升温处理至温度为90℃，升温速度为15℃/min，并在升温过程中，采用搅拌速度为130r/min搅拌处理，待搅拌处理20min后，再向其中加入减水剂，并同时向其中加入澄清石灰水，调整其中的水分含量为15％，再向其中加入生石灰，并且在加入生石灰时，对混合槽进行边振动边搅拌的方式进行，此时的搅拌速度为150r/min，振动频率为100Hz，待持续处理2h后，再向其中加入玻璃纤维，并将玻璃纤维搅拌均匀后，将其置于陈化池中，维持陈化池温度为80℃，使得混合物料静置陈化处理3h，再将其采用振动陈化处理，振动频率为90Hz，振动陈化处理时间达到20h后，再将其置于碾压机中，采用碾压压力为5.1㎏/㎡进行碾压处理30min，获得碾压浆；再将碾压浆置于混合槽中，并向其中 加入水泥，搅拌均匀，升温至温度为45℃，静置陈化处理30min，获得混合料浆；
(2)基材制备：按照磷石膏基材仿花岗岩板材的规格尺寸要求，将步骤1)获得的混合料浆灌装于模具中，并采用振动与压制相结合的方式进行模压成型，具体是将灌装混合料浆的模具放置在振动台上，并采用振动频率为90Hz进行振动处理，并且在振动的同时，采用挤压压力为5.1㎏/㎡进行压制模板，待持续振动压制5min后，即可获得初坏，再将初坏采用蒸汽压力为1.6MPa，温度为80℃，蒸压养护2h后，再将其置于自然环境中，并按照每隔4天喷洒一次澄清石灰水，澄清石灰水用量为1.1kg/㎡，连续养护处理15天后，即可获得磷石膏基材；
(3)上漆：首先对步骤2)获得的磷石膏基材进行平整度检测，使得磷石膏基材表面的平整度达到花岗岩表面的平整度，再对其表面进行花岗岩底漆喷涂，喷涂时采用自动喷涂机进行喷涂，喷涂的厚度为0.3mm，待喷涂完底漆后，将其置于自然环境中，放置3天后，采用温度为90℃的水蒸气喷匀喷完底漆的基材表面，待其表面被均匀的喷涂完一次水蒸气后，再将其水平放置30min后，再采用花岗岩面漆进行喷涂，并在面漆喷涂完成后，采用刮板刮平，再将其置于干燥箱中，采用干燥温度为60℃干燥处理4h，再取出，采用罩光漆喷涂在表面，采用25℃的温度烘干处理5h，即可获得磷石膏基材仿花岗岩板材。
其喷涂采用的是双嘴喷枪，喷枪喷出的压力在喷底漆时为1.5MPa，在喷面漆时压力为0.8MPa，在喷罩光漆时的压力为0.9MPa，双嘴喷枪的枪口直径为8mm。
实施例3
一种磷石膏基材仿花岗岩板材，其原料成分为磷石膏85kg、减水剂2.5kg、生石灰13kg、玻璃纤维1.5kg、水泥3kg、仿花岗岩涂料25kg。
减水剂为木钙。
仿花岗岩涂料由仿花岗岩底漆、仿花岗岩面漆、罩光漆单独存放组成，其中仿花岗岩底漆、仿花岗岩面漆、罩光漆的配比为等量配比。
玻璃纤维的长度为0.05mm。
水泥为硅酸盐水泥，其中硅酸盐水泥的强度等级为42.5RMPa。
磷石膏中的钠含量为0.5％。
磷石膏中的钙含量为95％。
该磷石膏基材仿花岗岩板材的制备方法，包括以下步骤：
(1)原料处理：将磷石膏加入到混合槽中，并对混合槽进行升温处理至温度为85℃，升温速度为13℃/min，并在升温过程中，采用搅拌速度为120r/min搅拌处理，待搅拌处理15min后，再向其中加入减水剂，并同时向其中加入澄清石灰水，调整其中的水分含量为13％，再向其中加入生石灰，并且在加入生石灰时，对混合槽进行边振动边搅拌的方式进行，此时的搅拌速度为130r/min，振动频率为90Hz，待持续处理1.5h后，再向其中加入玻璃纤维，并将玻璃纤维搅拌均匀后，将其置于陈化池中，维持陈化池温度为75℃，使得混合物料静置陈化处理2h，再将其采用振动陈化处理，振动频率为80Hz，振动陈化处理时间达到15h后，再将其置于碾压机中，采用碾压压力为4.7㎏/㎡进行碾压处理25min，获得碾压浆；再将碾压浆置于混合槽中，并向其中加入水泥，搅拌均匀，升温至温度为40℃，静置陈化处理25min，获得混合料浆；
(2)基材制备：按照磷石膏基材仿花岗岩板材的规格尺寸要求，将步骤1)获得的混合料浆灌装于模具中，并采用振动与压制相结合的方式进行模压成型，具体是将灌装混合料浆的模具放置在振动台上，并采用振动频率为85Hz进行振动处理，并且在振动的同时，采用 挤压压力为4.3㎏/㎡进行压制模板，待持续振动压制4min后，即可获得初坏，再将初坏采用蒸汽压力为1.5MPa，温度为55℃，蒸压养护1.5h后，再将其置于自然环境中，并按照每隔3天喷洒一次澄清石灰水，澄清石灰水用量为0.9kg/㎡，连续养护处理13天后，即可获得磷石膏基材；
(3)上漆：首先对步骤2)获得的磷石膏基材进行平整度检测，使得磷石膏基材表面的平整度达到花岗岩表面的平整度，再对其表面进行花岗岩底漆喷涂，喷涂时采用自动喷涂机进行喷涂，喷涂的厚度为0.2mm，待喷涂完底漆后，将其置于自然环境中，放置3天后，采用温度为85℃的水蒸气喷匀喷完底漆的基材表面，待其表面被均匀的喷涂完一次水蒸气后，再将其水平放置25min后，再采用花岗岩面漆进行喷涂，并在面漆喷涂完成后，采用刮板刮平，再将其置于干燥箱中，采用干燥温度为55℃干燥处理3h，再取出，采用罩光漆喷涂在表面，采用23℃的温度烘干处理4h，即可获得磷石膏基材仿花岗岩板材。
其喷涂采用的是双嘴喷枪，喷枪喷出的压力在喷底漆时为1.3MPa，在喷面漆时压力为0.7MPa，在喷罩光漆时的压力为0.8MPa，双嘴喷枪的枪口直径为7mm。
在此有必要指出的是，上述实施例仅限于对本发明的技术方案做进一步的阐述和说明，并不是对本发明的技术方案做进一步的限制，本领域技术人员在此基础上做出的非突出的实质性特征和非显著进步的改进，均属于本发明的保护范畴。