[发明专利]一种α-超硬超高强石膏及其制备方法

说明书

本发明涉及石膏领域，具体是一种α‑超硬超高强石膏，采用密闭不锈钢反应釜，通过加入超细二水石膏粉A、晶型分散剂B、转晶剂C、晶体改性剂D、水进行混合，于120～140℃的反应温度下，保持2～5小时，去除水、分散剂B、转晶剂C、改性剂D，制备长柱状α‑石膏晶体，后采用旋风磨机进行研磨改性，得到α‑超硬超高强石膏粉体。还公开了一种α‑超硬超高强石膏的制备方法。本发明克服了传统水热法制备高强石膏过程中固液含量低、能耗高、环境污染严重、产品强度不稳定等缺点；同时，制备得到的高强石膏2小时抗折强度可达到12Mpa以上，绝干抗压强度可达到100Mpa以上。

技术领域

本发明涉及石膏领域，具体是一种α-超硬超高强石膏及其制备方法。

背景技术

石膏是一种传统的无机胶凝材料，具有无毒、无味、对人体无害、水化时具有微膨胀、 强度高等特点，水化可在常温下进行，并且化学反应速度快。高强石膏因其强度和硬度高， 广泛应用在医疗、航空、船舶、汽车、精密铸造、塑料、建筑艺术和工艺美术等领域。

超高强石膏主要应用在人造牙，人造牙石膏对石膏的强度和线性固化膨胀率要求极 高，最低抗压强度要求达到45Mpa，最低线固化膨胀率要求达到0.35％，查阅文献可知目前世界上石膏高强度可做到183Mpa，线性固化膨胀率仅为0.55％，通常把这些材料称为树脂，实质上这些材料的主要成分都是石膏，内含一定量的有机物，这些有机物的主要作用是提高石膏的耐水性。

近年来，随着国家环保要求越来越严，很多天然石膏矿被关闭，并且天然石膏属于不 可再生的矿产资源，开采天然石膏必然造成环境的影响。工业石膏是指在工业生产中由于 发生化学反应生成的以硫酸钙为主要成分的副产品或者废渣，也称之为工业副产石膏。电 厂烟气脱硫、肥料制造、分解萤石制氟化氢、发酵法制备柠檬酸等，都有工业副产石膏产生。因此，工业石膏的有效利用，能够节约资源，又有利于保护环境，从而达到可持续发 展的目的。

随着生活水平的越来越高，高强石膏在生活中的应用也越来越多，目前国内也有几个 厂家在生产高强石膏，每年都有一些专利和文献在发表。中国专利(CN 102173621 A)公 开了一种短柱状脱硫α-高强石膏，该高强石膏是通过在反应釜中加入湿法脱硫石膏200份，媒晶剂溶液6份，水840份，然后升温，保压，保温90min，放气降压，将物料置入 离心机脱水，同时用热水冲洗，保持离心脱水后产物游离水10～15％，在140～160℃干燥 器内15～20分钟，冷却，陈化，研磨15分钟。该发明专利存在生产过程中固液比含量低， 生产效率低，导致生产能耗高，在后处理时，容易导致部分高强石膏水化，影响高强石膏 的强度和品质。

中国专利(CN 102992375 A)公开了一种α型超高强石膏的制备方法，该发明是将脱硫石膏、天然石膏或其混合物加入到可溶盐的盐水溶液中，得到预混液；再将转晶剂加入上述的盐水溶液中，得到反应液；最后将反应液加热到60～100℃，在恒温、常压下进 行转晶，并对转晶后的额反应液进行过滤得到α型超高强石膏。该发明专利存在水洗过 程麻烦，很难完全去除掉高强石膏里面的可溶性盐，并且在水洗过程中可导致大量的高强 石膏水化，从而影响石膏粉的强度，从根本上来说该方法目前不具备工业化条件。

中国专利(CN 103951297 A)公开了一种α型超高强石膏的制备方法，该方法是先用筛子筛掉石膏原料中的砂子、石子等杂质，将石膏原料加入水中，得到石膏的悬浮液， 在上述悬浮液中加入转晶剂，经过搅拌，制成浆料，将配置好的浆料置于高压反应釜中进 行水热反应，生成短柱状α石膏晶体，然后进行固液分离，将短柱状α石膏晶体在高温 环境下干燥得到α石膏粉体，经过粉磨后得到α超强石膏粉。该专利通过转晶制备的石 膏晶体也是短柱状而且固液比含量为20～50％，存在生产过程中固液比含量低，生产效率 低，导致生产能耗高，转晶得到的石膏晶体为短柱状，导致最后研磨出来的石膏粉强度2 小时抗折在7Mpa，绝干抗压在50～70Mpa左右，远远满足不了高端市场的需求。

因此，针对以上现状，迫切需要开发一种α-超硬超高强石膏，以克服当前实际应用中的不足。