一種碳纖維廢料為增強項的發(fā)泡石膏復合保溫材料制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種高性能發(fā)泡石膏復合保溫材料的生產技術，可用于節(jié)能建筑的外墻保溫，屬于建筑材料領域。
【背景技術】
[0002]隨著能源危機的降臨以及人們對綠色發(fā)展觀念的轉變，節(jié)能建筑技術成為新型建筑技術的發(fā)展方向。有機及無機墻體保溫材料是節(jié)能建筑重要的材料之一，然而近幾年因有機墻體保溫材料燃燒引發(fā)火災的接連發(fā)生，致使防火型墻體保溫材料成為保溫材料的新寵兒。無機保溫材料較有機保溫材料而言，具有防火性好、阻燃性強、與基層墻體粘結強度高等優(yōu)點，可很好的滿足墻體保溫材料的要求，具有廣闊的應用發(fā)展前景；
發(fā)泡石膏復合保溫材料本身有大量氣孔的存在，因此具有良好的保溫效果和隔音效果。經測定，石膏的保溫特性比磚瓦、砂漿抹面、混凝土等建筑材料優(yōu)越很多。容重為300g/cm3的石膏板隔音效果能達到20dB，因此，石膏砲塊廣泛引用于高度公路、地下建筑物等的隔音板；
另外，由于石膏制品本身還有將近20%左右的水，在遇火情可以形成水霧延緩火勢的蔓延，且經國家對空心石膏砲塊的檢測表明，該材料作為墻體保溫材料的耐火性能為A級，隔熱能力也都比一般的建筑材料優(yōu)異?？梢宰鳛榫哂辛己梅阑鹦阅艿膲w材料；
發(fā)泡石膏保溫材料的一個缺點是力學強度較低。為提高其力學強度，現在建筑上一般是添加各種纖維作為增強材料制成發(fā)泡石膏復合保溫材料，目前研宄的增強纖維包括植物纖維，玻璃纖維，玄武巖纖維，化學纖維等；
碳纖維具有極好的力學性能、抗疲勞性、耐腐蝕性等，并且其導電性介于非金屬和金屬之間，熱膨脹系數小，纖維的密度低，具備優(yōu)良的化學和物理性質，使其很多復合材料中充當增強體，改變材料的各項性能。碳纖維增強復合材料在航空航天、交通運輸、電子工業(yè)、土木建筑等領域都得到了廣泛的應用；
然而，直接使用碳纖維作為發(fā)泡石膏復合保溫材料的增強纖維由于價格原因致使復合材料成本過高，限制了其使用范圍；
在碳纖維生產過程中，不可避免地要出現性能指標達不到要求的不合格產品，這些殘次品不能進入正常的市場，一般都是作為廢物堆積在倉庫或者以極低的價格用于其他領域。碳纖維生產過程中產生的不合格產品的處理問題是每一個碳纖維生產企業(yè)急需解決的問題之一；
本發(fā)明給出的就是一種把碳纖維生產企業(yè)廢棄的不合格碳纖維經適當的表面處理后用于發(fā)泡石膏復合保溫材料的技術。其特點是以低廉的成本生產用于建筑材料的高性能發(fā)泡石膏復合保溫材料。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明是一種將碳纖維生產過程產生的不合格碳纖維經表面處理后用于發(fā)泡石膏復合保溫材料的技術；
未經表面處理的不合格碳纖維一般與石膏的相容性不好，直接使用導致碳纖維不能與石膏很好結合，不能充分發(fā)揮碳纖維的性能。所以本發(fā)明首先要對碳纖維進行表面處理；本發(fā)明的具體方法是:首先將碳纖維生產中碳化過程產生的不合格碳絲切割成長度2-5mm的短絲，加入5%的堿液洗滌。洗滌后的廢碳絲加入反應釜中，按1:5的比例加入20%硝酸，100°C下處理4小時。離心脫除處理液，用水洗滌至中性后加入5%氨水溶液中攪拌I小時，離心除去氨水溶液，用水洗滌至中性即得表面處理后的廢碳絲；
取一定量的經表面處理后的廢碳絲(8份)，石膏粉90份，硫酸鋁(8份)，碳酸鈣(6份)，硬脂酸鈣(2份)，檸檬酸混合(0.05份)，然后加入一定量的水攪拌均勻后注入模具中，加溫至一定溫度固化I小時，室溫放置12小時后脫模，室溫條件下養(yǎng)護7天后即得到可用于外墻保溫材料的發(fā)泡石膏復合保溫板。這種保溫板的容重可達150-400Kg/m3，導熱系數為0.045ff/m.k左右，可以取代現在廣泛使用的苯板保溫材料；
本發(fā)明的優(yōu)點是通過利用碳纖維生產中的不合格產品，得到一種力學性能優(yōu)良、價格低廉的石膏復合材料，同時解決了碳纖維生產中不合格產品的綜合利用問題。
【具體實施方式】
[0004]【具體實施方式】一
首先將碳纖維生產中碳化過程產生的不合格碳絲切割成長度2-5mm的短絲，加入5%的堿液洗滌。洗滌后的廢碳絲加入反應釜中，按1:5的比例加入20%硝酸，100 °C下處理4小時。離心脫除處理液，用水洗滌至中性后加入5%氨水溶液中攪拌I小時，離心除去氨水溶液，用水洗滌至中性即得表面處理后的廢碳絲；
取經表面處理后的廢碳絲10份，與石膏粉90份，硫酸鋁8份，碳酸鈣6份，硬脂酸鈣2份，檸檬酸0.05份混合，然后加入70份水攪拌均勻后注入模具中，加溫至40°C固化I小時，室溫放置12小時后脫模，室溫條件下養(yǎng)護7天后測定其容重，導熱系數和力學性能；
按上述條件制得的試樣容重為300kg/m3，導熱系數為0.045ff/m.k，抗折強度1.25MPa，抗壓強度1.8MPa ；
【具體實施方式】二
按實施方式一所述方法，只是將廢碳絲的用量改為2份，其余操作條件與實施方式一相同。按上述條件制得的試樣容重為340kg/m3，抗折強度0.65MPa，抗壓強度1.0MPa ；
【具體實施方式】三
按實施方式一所述方法，只是將廢碳絲的用量改為5份，其余操作條件與實施方式一相同。按上述條件制得的試樣容重為360kg/m3，抗折強度0.88MPa，抗壓強度1.2MPa ；
【具體實施方式】四
按實施方式一所述方法，只是將廢碳絲的用量改為8份，其余操作條件與實施方式一相同。按上述條件制得的試樣容重為320kg/m3，抗折強度0.96MPa，抗壓強度1.6MPa ；
【具體實施方式】五
按實施方式一所述方法，只是將廢碳絲的用量改為15份，其余操作條件與實施方式一相同。按上述條件制得的試樣容重為280kg/m3，抗折強度1.3MPa，抗壓強度1.6MPa ； 【具體實施方式】六
按實施方式一所述方法，只是將硫酸鋁的用量改為4份，其余操作條件與實施方式一相同。按上述條件制得的試樣容重為460kg/m3，抗折強度0.98MPa，抗壓強度1.6MPa ；
【具體實施方式】七
按實施方式一所述方法，只是將硫酸鋁的用量改為6份，其余操作條件與實施方式一相同。按上述條件制得的試樣容重為380kg/m3，抗折強度1.1MPa，抗壓強度1.5MPa ；
【具體實施方式】八
按實施方式一所述方法，只是將硫酸鋁的用量改為12份，其余操作條件與實施方式一相同。按上述條件制得的試樣容重為260kg/m3，抗折強度0.92MPa，抗壓強度1.4MPa ；
【具體實施方式】九
按實施方式一所述方法，只是將碳酸鈣的用量改為2份，其余操作條件與實施方式一相同。按上述條件制得的試樣容重為430kg/m3，抗折強度1.2MPa，抗壓強度1.7MPa ；
【具體實施方式】十
按實施方式一所述方法，只是將碳酸鈣的用量改為4份，其余操作條件與實施方式一相同。按上述條件制得的試樣容重為390kg/m3，抗折強度1.0MPa，抗壓強度1.4MPa ；【具體實施方式】^
按實施方式一所述方法，只是將碳酸鈣的用量改為8份，其余操作條件與實施方式一相同。按上述條件制得的試樣容重為