一种诱导细化石膏晶体结构的催化剂

技术领域

本发明涉及石膏基建材生产领域，具体的说是一种诱导细化石膏晶体结构的催化剂。

背景技术

石膏基建材都是利用半水石膏胶凝性原理来制得最终产品，半水石膏遇水水化后，形成二水石膏，通过二水石膏晶体的网状搭接形成力学性能，二水石膏晶体越细小制品的综合力学性能越好，在自然状态下，半水石膏水化的二水石膏晶体较为粗大，制品内部具有应力型缺陷，力学性能并未达到较好的水平，尤其在石膏基建材轻质化后，这一问题更加突出，石膏晶体需要通过诱导的工艺进行细化，提高石膏晶体网络状搭接，提高石膏建材力学性能。

发明内容

为解决上述存在的技术问题，本发明提供了一种诱导细化石膏晶体结构的催化剂，在制备石膏料浆的过程中添加，适应于所有石膏基建材行业，生产出的产品晶体结构细小，形态稳定，应力型缺陷较少，产品力学性能良好，符合国家标准及客户需求。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种诱导细化石膏晶体结构的催化剂，由下述原料按重量百分比复合而成：

85～95%二水石膏、1～5%改性淀粉、1～5%多羟基碳水化合物和1～5%甲酸钙。

一种诱导细化石膏晶体结构的催化剂的应用，将催化剂粉磨，再通过流化设备进行均化处理10～20小时，将处理过的催化剂按半水石膏用量质量分数比0.2～2%添加，通过计量螺旋设备定量添加入半水石膏中，进行混料机均匀混合后，再与其他外加剂进行配料制浆。

本发明所述的诱导细化石膏晶体结构的催化剂，在制备石膏料浆的过程中通过计量设备添加，令生成的二水石膏晶粒细化，促进了石膏晶体搭接，减小了制品内部应力型缺陷，提高了石膏制品强度，降低了受潮挠度，提高了边角硬度；由于在催化剂表面重结晶的晶体能够快速长晶，因此本发明还能加快塑化过程，令石膏制品具有早强性，提高了产品的产出率，对石膏基建材行业的发展起到了极大的促进作用，可以应用于如石膏腻子粉、石膏砌块、自流平石膏、石膏砂浆、纸面石膏板等所有石膏基建材中。

附图说明

图1为实施例1中本发明应用于纸面石膏板行业的扫描电镜对照图；

图2为实施例2中本发明应用于石膏砌块行业的扫描电镜对照图；

图3为实施例3中本发明应用于自流平石膏行业的扫描电镜对照图；

图4为实施例4中本发明应用于石膏砂浆行业的扫描电镜对照图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述：

半水石膏在水化过程中是热力学自发过程，在结晶过程中，需要有结晶载体，也被称为晶核，石膏晶体在晶核表面逐渐长晶，随后形成晶体搭接，表现出胶凝性特性，晶核越细小，形成的晶体越细小；因此需要在半水石膏制浆过程中引入细小晶核，催化诱导石膏未达到饱和浓度之前提前长晶，并形成细小的石膏晶体。结晶载体具有很多种类，理论上讲超细粉颗粒都可以起到晶核的作用，但是从颗粒带电、经济性和易粉磨三个角度上来讲，干燥细小的二水石膏晶核是最佳的选择；二水石膏资源丰富（工业副产石膏和石膏制品边角料），硬度低且容易粉磨细小。但是，二水石膏一般在90～150℃就会脱水，，一旦脱水就会大幅降低应用效果，因此还需要对二水石膏进行改性处理，提高脱水温度；二水石膏粉磨过程中，由于分子键断裂，容易出现电荷发生二次颗粒，很难磨细，需要中和粉磨过程中产生的电荷，防止二次颗粒，提高粉磨效率；加入促进二水石膏粉磨的助磨剂组分，使二水石膏能够快速粉磨成足够细小的颗粒组织，所添加的组分不能对石膏结晶产生影响。

基于上述情况考虑，本发明提供了一种诱导细化石膏晶体结构的催化剂，解决了二水石膏的工程应用问题，并能细化再生二水石膏晶体结构，提高产品的质量。

具体的，本发明公开了一种诱导细化石膏晶体结构的催化剂，由下述原料按重量百分比复合而成：

85～95%二水石膏、1～5%改性淀粉、1～5%多羟基碳水化合物和1～5%甲酸钙。

本发明还公开了一种诱导细化石膏晶体结构的催化剂的应用，将催化剂粉磨，再通过流化设备进行均化处理10～20小时，将处理过的催化剂按半水石膏用量质量分数比0.2～2%添加，通过计量螺旋设备定量添加入半水石膏中，进行混料机均匀混合后，再与其他外加剂进行配料制浆。

实施例1：在纸面石膏板行业中，将二水石膏90%、改性淀粉3%、多羟基碳水化合物4%和甲酸钙3%进行粉磨处理，得到比表面积1900㎡/kg的催化剂，按半水石膏粉质量分数的1%与1%分散剂、0.5%柠檬酸、0.15%发泡剂、0.5%氧化改性淀粉进行混合，进行生产厚度9.5mm纸面石膏板，并与不添加催化剂的样品进行扫描电镜和力学性能对比，扫描电镜如图1所示，性能指标对比如下表（一）所示。

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表（一）

可以看出，应用催化剂后，纸面石膏板晶体结构明显细化，晶体平均尺寸细化4.3倍，搭接性能具有明显提升。添加催化剂的纸面石膏板纵向强度、棱边硬度、剪切力和受潮挠度具有明显提升，石膏晶体细化带来的力学性能提高非常明显。

实施例2：在石膏砌块行业中，将二水石膏95%、改性淀粉1%、多羟基碳水化合物3%和甲酸钙1%进行粉磨处理，得到比表面积2200㎡/kg的催化剂，按半水石膏粉质量分数的2%与0.5%分散剂、0.5%纤维素、0.2%保水剂进行混合制浆，进行600mm×500mm×100mm规格的实心石膏砌块生产，并与不添加催化剂的样品进行扫描电镜和力学性能对比，扫描电镜如图2所示，性能指标对比如下表（二）所示。

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表（二）

可以看出，应用催化剂后，石膏砌块添加催化剂之后的石膏晶体比较规则、细长呈现针状结构，而空白样比较杂乱无章，晶体粗大、不规则；石膏切块晶体平均尺寸细化5.8倍，搭接性能良好。添加催化剂的石膏砌块在断裂载荷和软化系数两个性能具有明显提升，石膏晶体细化带来的力学性能提高非常明显。

实施例3：

将本发明应用于自流平石膏生产行业，将二水石膏87%、改性淀粉5%、多羟基碳水化合物3%和甲酸钙5%进行粉磨处理，得到比表面积2400㎡/kg的催化剂，按半水石膏粉质量分数的0.5%与0.2%分散剂、0.3%纤维素乙醚、0.35%保水剂、0.08%缓凝剂进行混合做成成品，并与不添加催化剂的样品进行扫描电镜和力学性能对比，扫描电镜如图3所示，性能指标对比如下表（三）所示。

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表（三）

添加催化剂的石膏自流平在多个指标性能上具有明显提升，石膏晶体细化带来的力学性能提高非常明显。晶体尺寸缩小约6倍，石膏搭接良好，尤其对于自流平石膏的抗压强度带来的提升明显。

实施例4：

将本发明应用于石膏砂浆生产行业，将二水石膏89%、改性淀粉5%、多羟基碳水化合物1%和甲酸钙5%进行粉磨处理，得到比表面积2600㎡/kg的催化剂，按半水石膏粉质量分数的0.2%与0.2%分散剂、0.5%保水剂、0.3%增强剂、0.6%防霉剂进行混合做成成品，并与不添加催化剂的样品进行扫描电镜和力学性能对比，扫描电镜如图4所示，性能指标对比如下表（四）所示。

表（四）

添加催化剂的石膏砂浆在多个指标性能上具有明显提升，尤其是抗压强度、拉伸粘结方面最为明显。晶体尺寸缩小约5倍，石膏搭接良好，网络化搭接形成的层间结合力提升对产品性能提升带来的改善十分明显。

实施例5：

将本发明应用于自流平石膏生产行业，将二水石膏85%、改性淀粉5%、多羟基碳水化合物5%和甲酸钙5%进行粉磨处理，得到比表面积2150㎡/kg的催化剂，按熟石膏粉质量分数的0.5%与0.4%分散剂、0.45%纤维素乙醚、0.3%保水剂、0.06%缓凝剂进行混合做成成品，并与不添加催化剂的样品进行力学性能对比，性能指标对比如下表（五）所示。

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表（五）

添加催化剂的石膏自流平在多个指标性能上具有明显提升，石膏晶体细化带来的力学性能提高非常明显。

当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。