專利名稱：一種無機(jī)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明為一種無機(jī)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，本材料實(shí)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(qiáng)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)：
化合磷酸鹽膠凝材料具有快凝性、早強(qiáng)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(diǎn)，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。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銨。磷酸二氫銨在反應(yīng)中會釋放大量的氨氣，造成環(huán)境污染。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(shí)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(jī)材料中加入短纖維可以提高材料的強(qiáng)度和韌性，目前常用的是丙綸纖維。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
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(jī)纖維增強(qiáng)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(qiáng)性，耐久性、穩(wěn)定等特點(diǎn)。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(jī)纖維增強(qiáng)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(xì)度不低于80目，填料細(xì)度不低于40目。無機(jī)纖維增強(qiáng)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。(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。(3)制備無機(jī)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料將水均勻的注入攪拌容器中，攪拌1 3min，得到材料料漿。本發(fā)明無機(jī)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料特點(diǎn)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。(2)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。(3)本發(fā)明料漿配制簡單、流動性較好，凝結(jié)快、強(qiáng)度發(fā)展迅速、材料耐久性、穩(wěn)定性好。(4)本發(fā)明反應(yīng)過程無有害物質(zhì)析出，對環(huán)境無污染。(5)本發(fā)明凝結(jié)快，早期強(qiáng)度好，無需專門的養(yǎng)護(hù)條件。
具體實(shí)施例方式(1)按下列各組分的重量百分比備料氧化鎂磷酸二氫鉀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%(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。(3)性能測試料漿澆注成型后4h，抗壓強(qiáng)度不小于27Mpa ； Id抗壓強(qiáng)度不小于36Mpa ；7d為抗壓強(qiáng)度不小于48Mpa。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(hù)了環(huán)境保護(hù)，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。
權(quán)利要求
1.本發(fā)明為一種無機(jī)纖維增強(qiáng)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。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。
2.根據(jù)專利要求1所述的無機(jī)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，其特征在于氧化鎂的純度不小于 75%，細(xì)度不低于80目。
3.根據(jù)專利要求1所述的無機(jī)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，其特征在于所述填料細(xì)度不低于40目。
4.如權(quán)利要求1所述的無機(jī)纖維增強(qiáng)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。(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。(3)制備無機(jī)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料將水均勻的注入攪拌容器中，攪拌1 3min，得到材料料漿。
全文摘要
本發(fā)明為一種無機(jī)纖維增強(qiáng)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；可通過模具澆筑或加壓成型制成各種產(chǎn)品，操作簡單方便，材料具有較高的力學(xué)性能和良好的致密度和耐酸堿腐蝕性能，無毒，環(huán)保，成本低，用途廣的優(yōu)點(diǎn)及效果；這種無機(jī)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料造價(jià)低、強(qiáng)度大、韌性好，易于工業(yè)化批量生產(chǎn)，適用于制作各種形狀規(guī)格的管道、罐體、裝飾材料、工藝品、防火門窗等，可在許多方面代替木材、金屬和塑料。
文檔編號C04B28/34GK102180644SQ20111000633
公開日2011年9月14日 申請日期2011年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月12日
發(fā)明者奚志華, 張玉軍, 曾亮 申請人:順平縣普惠農(nóng)豐新能源科技有限公司