一种碳纳米管包覆Ⅱ型无水石膏的微波煅烧制备方法

本发明属于建筑材料领域，具体涉及一种碳纳米管包覆ⅱ型无水石膏的微波煅烧制备方法。

背景技术：

1、ⅱ型无水石膏，也被称为硬石膏，是一种新型的石膏胶凝材料。主要成分是硫酸钙，与普通建筑石膏相比，ⅱ型无水石膏耐水性更好且硬度更高。在建筑中，它常被用作地面、墙体、天花板的装饰材料；ⅱ型无水石膏在固化过程中产生的热量较少，固化时间较长，通常需要借助激发剂进行活性激发。ⅱ型无水石膏一般是将天然二水石膏或工业副产石膏在500～900℃的高温下煅烧制备得到。由于采用了高温煅烧，可以有效除去工业副产石膏中的可溶性磷、氟和有机质等有害杂质，从而提升石膏胶凝材料的品质。

2、目前，现有的高温煅烧制备方法存在缺陷，首先ⅱ型无水石膏早期水化慢、强度低且功能性单一；并且ⅱ型无水石膏在工业窑炉中煅烧时，煅烧时间长且容易受热不均匀，造成能耗高和品质不稳定的问题。因此，如何提升ⅱ型无水石膏早期水化活性和综合使用性能，降低生产制备能耗并拓宽其应用范围是目前该领域亟待解决的难题。

技术实现思路

1、本发明提供一种碳纳米管包覆ⅱ型无水石膏的微波煅烧制备方法。

2、本发明采用的技术方案如下：

3、s1：将原状二水石膏加入盐酸搅拌分散，加入导电聚合物单体继续搅拌，加入引发剂，然后进行分离、干燥和洗涤，得到导电聚合物包覆二水石膏颗粒；

4、s2：将导电聚合物包覆二水石膏颗粒与金属有机配合物粉体混合，得到共混料；

5、s3：将共混料微波煅烧得到碳纳米管包覆ⅱ型无水石膏。

6、进一步的，所述的二水石膏和盐酸的质量比为1：10，导电聚合物单体和二水石膏的质量比为1：1～1：2，所述引发剂为过硫酸铵，过硫酸铵和二水石膏的质量比为1：100～3：100。

7、进一步的，s1中使用磁力搅拌机搅拌2～5min，加入导电聚合物单体后继续搅拌5～10min，加入过硫酸铵之后再搅拌2～4h，干燥时间为12～24h。

8、进一步的，所述s2中导电聚合物包覆二水石膏颗粒与金属有机配合物粉体的质量比为1：0.5～1：1。

9、进一步的，s3中所述微波煅烧的功率为500～900w，微波时间为10～30s。

10、进一步的，所述ⅱ型无水石膏为天然二水石膏和脱硫石膏、磷石膏、钛石膏、柠檬酸石膏以及工业副产二水石膏中的一种。

11、进一步的，所述导电聚合物单体为聚乙炔、聚噻吩和聚吡咯的一种。

12、进一步的，所述金属有机配合物粉体为二茂铁和二茂镍中的一种。

13、一种碳纳米管包覆ⅱ型无水石膏，所述碳纳米管包覆ⅱ型无水石膏为冠状结构，表面凸起部分为原位生长的纳米级的碳纳米管，内部颗粒状的为微米级的ⅱ型无水石膏。

14、一种碳纳米管包覆ⅱ型无水石膏的应用，所述碳纳米管包覆ⅱ型无水石膏应用于地暖回填自流平材料和储电功能材料中。

15、有益效果

16、(1)通过在ⅱ型无水石膏表面原位生长一层碳纳米管，碳纳米管作为晶核剂可以促进ⅱ型无水石膏的水化反应进程，同时，碳纳米管能够改善材料的抗压和抗折强度，最后，碳纳米管赋予ⅱ型无水石膏良好的导热、导电性能，拓宽了ⅱ型无水石膏的应用领域。

17、(2)通过对碳纳米管的微波合成过程和ⅱ型无水石膏的煅烧过程的同步耦合，实现了ⅱ型无水石膏的高温煅烧和碳纳米管原位生长改性，同时采用微波合成显著降低了ⅱ型无水石膏的烧成能耗，对提高了产品质量和生产效率都十分有利。

技术特征：

1.一种碳纳米管包覆ⅱ型无水石膏的微波煅烧制备方法，其特征在于，其步骤如下：

2.如权利要求1所述的一种碳纳米管包覆ⅱ型无水石膏的微波煅烧制备方法，其特征在于，所述的二水石膏和盐酸的质量比为1：10，导电聚合物单体和二水石膏的质量比为1：1～1：2，所述引发剂为过硫酸铵，过硫酸铵和二水石膏的质量比为1：100～3：100。

3.如权利要求1所述的一种碳纳米管包覆ⅱ型无水石膏的微波煅烧制备方法，其特征在于，所述的s1中使用磁力搅拌2～5min，加入导电聚合物单体后继续搅拌5～10min，加入过硫酸铵之后再搅拌2～4h；干燥时间为12～24h。

4.如权利要求1所述的一种碳纳米管包覆ⅱ型无水石膏的微波煅烧制备方法，其特征在于，所述s2中导电聚合物包覆二水石膏颗粒与金属有机配合物粉体的质量比为1：0.5～1：1。

5.如权利要求1所述的一种碳纳米管包覆ⅱ型无水石膏的微波煅烧制备方法，其特征在于，s3中所述微波煅烧的功率为500～900w，微波时间为10～30s。

6.如权利要求1所述的一种碳纳米管包覆ⅱ型无水石膏的微波煅烧制备方法，其特征在于，所述ⅱ型无水石膏为天然二水石膏和脱硫石膏、磷石膏、钛石膏、柠檬酸石膏以及工业副产二水石膏中的一种。

7.如权利要求1所述的一种碳纳米管包覆ⅱ型无水石膏的微波煅烧制备方法，其特征在于，所述导电聚合物单体为聚乙炔、聚噻吩和聚吡咯的一种。

8.如权利要求1所述的一种碳纳米管包覆ⅱ型无水石膏的微波煅烧制备方法，其特征在于，所述金属有机配合物粉体为二茂铁和二茂镍中的一种。

9.如权利要求1-8任一所述制备方法得到的一种碳纳米管包覆ⅱ型无水石膏，其特征在于，所述碳纳米管包覆ⅱ型无水石膏为冠状结构，表面凸起部分为原位生长的纳米级的碳纳米管，内部颗粒状的为微米级的ⅱ型无水石膏。

10.如权利要求9所述的一种碳纳米管包覆ⅱ型无水石膏的应用，其特征在于，所述碳纳米管包覆ⅱ型无水石膏应用于地暖回填自流平材料和储电功能材料中。

技术总结一种碳纳米管包覆Ⅱ型无水石膏的微波煅烧制备方法，其特征在于，其步骤如下：S1：将原状二水石膏加入盐酸搅拌分散，加入导电聚合物单体继续搅拌，最后加入引发剂，然后进行分离、干燥和洗涤，得到导电聚合物包覆二水石膏颗粒；S2：将导电聚合物包覆二水石膏颗粒与金属有机配合物粉体混合，得到共混料；S3：将共混料微波煅烧得到碳纳米管包覆Ⅱ型无水石膏。本发明的制备方法实现了碳纳米管在Ⅱ型无水石膏上原位生长改性，并且可以促进Ⅱ型无水石膏的水化反应进程，改善材料的抗压和抗折强度，对于提高产品质量和生产效率十分有利。技术研发人员：刘川北,周英,张杰,邓劲虓,刘来宝,张礼华,祝嘉豪,胡逸威受保护的技术使用者：西南科技大学技术研发日：技术公布日：2024/5/27