[发明专利]一种孔隙状半水石膏的制备方法

说明书

本发明提供了一种孔隙状半水石膏材料的制备方法，属于材料化学无机非金属材料制备技术领域。所述材料由下述方法制得：以乙酸钙和硫酸铵为原料，在氨水稀释水溶液体系中80.0‑150.0℃下反应6.0‑24.0小时，以去离子水为淋洗液室温洗涤，过滤，55.0‑85.0℃烘干得到一种孔隙状半水石膏材料。该方法合成路线简单，操作方便，生产周期短，产率较高，易实现工业化生产，并且所得的半水石膏材料表具有大量孔隙。

技术领域

本发明属于材料化学无机非金属材料制备技术领域，涉及一种无机材料，更具体地说涉及一种孔隙状半水石膏的制备方法。

背景技术

随着科技进步，人类对材料性能的要求日益增加，常规材料已无法满足更高的需求，因而具有特殊形貌及性能的材料逐渐得到科学界的重视。

石膏是一种应用历史悠久的建筑材料，它与石灰、水泥并列为无机胶凝材料中的三大支柱，主要成分为硫酸钙。按照结晶水含量可分为二水石膏、半水石膏和无水石膏。二水石膏是形成脱水石膏的原始材料，又是脱水石膏水化的最终产物，半水石膏有两个变种，α-半水石膏和β-半水石膏，二水石膏在饱和蒸气介质或者某些酸盐类介质中脱水可以生成α-半水石膏，而在干燥的环境中脱水则生成β-半水石膏。一般认为α-半水石膏为高强石膏，β-半水石膏为建筑石膏。但需要指出并非所有的α-半水石膏都是高强石膏。要视最终形成的α-半水石膏晶体形貌而定。如果所成α-半水石膏晶体呈现纤维状或针状，则其拌合标准稠度需水量要比β-半水石膏还要还要大，其制品的强度也要比β-半水石膏制品强度低很多。无水石膏也称为硬石膏，分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个类型。其中Ⅲ型硬石膏也称为可溶性无水石膏，能在有水存在的情况下缓慢水化。Ⅱ型硬石膏是二水石膏、半水石膏和Ⅲ型硬石膏经过高温脱水后在常温下稳定的最终产物。Ⅰ型硬石膏只有温度高于1180℃时才能存在，温度降低时转变为Ⅱ型硬石膏。

半水石膏遇水反应出现胶凝性，具有较高的力学性能，按水化后力学强度大小分石膏有α和β两种形态。α-半水石膏晶体为五角十二面体，六棱双锥柱状，通常晶体结构密实、晶面完整，具有标稠需水量低、水化热小、流动性好和生物相容性好等特点，广泛应用于铸造模具、高档建材、陶瓷模具、功能填料、骨修复材料等。β-半水石膏商业名为建筑石膏，属于三方晶系，晶体结构往往不够完整，有微孔隙，水化时需水量大，胶凝体强度低，常用于普通建材，如石膏板和石膏砌块。

由于人类对石膏材料性能的要求日益增加，尤其对于高强度和高性能石膏产品，如贵金属饰品模具石膏、高档医疗石膏，无法满足社会和经济需求。因此，针对石膏结晶规律、颗粒特性的基础研究及高附加值石膏产品的制备技术研究，从而制备出具有特殊形貌和性能的石膏材料具有深远而重要的意义。

发明内容

针对现有技术存在的不足，为丰富材料的种类，解决常规材料无法满足人们需求的问题。本发明提供了一种孔隙状半水石膏的制备方法。该方法以乙酸钙为钙和硫酸铵为原料，在弱碱性溶液体系中水热法制备出一种孔隙状半水石膏。该方法工艺简单、操作方便、产率较高，其产品可作为建筑材料，水处理材料等，因其孔隙较多，有望成为一种药物运输材料。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种孔隙状半水石膏的制备方法，其包含如下步骤：

A.材料的制备：将一定量的乙酸钙和硫酸铵加入至弱碱性溶液中，一定温度下水热反应后冷却至室温，过滤得到材料滤饼；

B.洗涤：将过滤得到的材料滤饼直接以去离子水洗涤，或烘干后直接以去离子水洗涤；

C.干燥：将去离子水洗涤过的复合材料滤饼烘干得到孔隙状半水石膏材料。

所述的步骤A中乙酸钙的添加量为25.0-200.0g/L，硫酸铵的添加量为15.0-150.0g/L，弱碱性溶液为氨水稀释水溶液，质量百分含量为28％的分析纯氨水在弱碱性溶液中的浓度为5.0-100.0g/L，水热反应温度为,80.0-150.0℃，反应时间为6.0-24.0小时。