[发明专利]固废基硫铝系胶凝材料/酚醛树脂复合材料及制备方法

说明书

本发明公开了固废基硫铝系胶凝材料/酚醛树脂复合材料及制备方法，将固废基硫铝系胶凝材料与酚醛树脂的无水乙醇溶液进行混合，混合过程中添加增塑剂获得混合料，将混合料热压成型获得初品材料，将初品材料进行高温固化即得；其中，热压成型的温度为140～200℃，高温固化的温度为140～200℃，所述固废基硫铝系胶凝材料为脱硫石膏、铝灰、电石渣、煤矸石经煅烧制备获得。本发明提供的复合材料结构致密、孔隙率低且孔径小，具有优良的力学性能，尤其抗压强度优异，同时具有较好的低温性能，可以在低温下应用。

技术领域

本发明属于建筑材料领域，涉及固废基硫铝系胶凝材料/酚醛树脂复合材料及制备方法。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

水泥基复合材料是以水泥作为基体，添加各种添加剂，从而具有相应性能的复合材料。中国专利CN201611176546.8公开了一种石墨烯-水泥基高导热复合材料，其采用硅酸盐水泥为基体，添加石墨烯制成，其目的在于提高复合材料的导热性能，从而复合材料适用于多功能建筑材料领域。中国专利CN201710448287.8公开了一种低水灰比高强水泥基板材的制备方法，该方法通过调节水泥与水的比例，提高材料的致密度，降低材料的孔隙率，从而提高材料的防水性、抗侵蚀性和抗冻性能。然而，经过发明人研究发现，这些复合材料均以硅酸盐水泥为基体，且孔隙率降低程度较小，使得复合材料强度较差，而且复合材料的低温性能较差。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明的目的是提供固废基硫铝系胶凝材料/酚醛树脂复合材料及制备方法，本发明提供的复合材料结构致密、孔隙率低且孔径小，具有优良的力学性能，尤其抗压强度优异。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：

一方面，一种固废基硫铝系胶凝材料/酚醛树脂复合材料的制备方法，将固废基硫铝系胶凝材料与酚醛树脂的无水乙醇溶液进行混合，混合过程中添加增塑剂获得混合料，将混合料热压成型获得初品材料，将初品材料进行高温固化即得；其中，热压成型的温度为140～200℃，高温固化的温度为140～200℃，所述固废基硫铝系胶凝材料为脱硫石膏、铝灰、电石渣、煤矸石经煅烧制备获得。

固废基硫铝系胶凝材料具有早强、抗冻、强度高等特性，因而本发明采用固废基硫铝系胶凝材料作为基体，同时，为了降低材料的孔隙率，采用热压成型的方式，提高材料的致密度。固废基硫铝系胶凝材料具有早强特性，即加水拌合后固废基硫铝系胶凝材料会迅速硬化。为了保持水泥的工作性，在混合过程中要添加适宜的水量。硬化膏体中的残余孔隙要么是被截留的气泡，要么是多余的水被去除后留下的空隙。水泥在完全水化后仍然存在相当大的孔隙率。因而，本发明在制备过程中添加酚醛树脂，同时在整体制备过程中均避免加水，从而进行热压成型。

本发明在制备过程中添加酚醛树脂，其在140℃以上时固化形成一种不溶于水的三维网络结构，网状结构的树脂比许多其它聚合物具有更好的热稳定性，提高复合材料的性能。同时酚醛树脂固化本质为缩聚，缩聚过程释放水，释放的水满足固废基硫铝系胶凝材料的水化使用，因而在水泥混合成型过程中避免添加水。另外，本发明采用无水乙醇溶解酚醛树脂，能够使固废基硫铝系胶凝材料与酚醛树脂更好的混合，添加增塑剂的目的在于更好成型。

普通水泥基复合材料添加过量的水，以保证材料具有流动性，但是固化过程(包括开始固化及最终的养护)中多余的水分挥发后，仍然会造成孔隙，导致强度下降。本发明避免添加水，添加无水乙醇在混合及热压过程中即可完全去除，从而提高了复合材料的致密性，降低了复合材料的孔隙率。

本发明采用的固废基硫铝系胶凝材料含有较多Ca²⁺和Al³⁺，可与酚醛树脂进行离子结合，形成更紧密的结构，从而使得复合材料具有更高的强度。

另一方面，一种固废基硫铝系胶凝材料/酚醛树脂复合材料，由上述制备方法获得。