摘要﹕本文針對現有普通硅酸鈣板存在的不足，采用水性環氧樹脂對硅酸鈣板進行改性。改性后的硅酸鈣板各項技術指標均优于現有普通硅酸鈣板。

硅酸鈣板是一种由硅質材料（主要成分是 ＳｉＯ２，如石英粉、粉煤灰、硅藻土等）、鈣質材料（主要成分是Ｃａ０，如石灰、電石泥、水泥等）、增強纖維、助劑等按一定比例配合，經抄取或模壓、蒸壓養護等工序制成的一种新型無机建筑材料。因其強度高、重量輕，并具有良好的可加工性能和不燃性，所以廣泛應用于船舶的隔艙板、吊頂和建筑非承重的牆体，以及有防火要求的其他場所。

硅酸鈣板由美國ＯＣＤＧ公司發明，２０世紀７０年代在發達國家推廣使用并發展起來，日本和美國是使用這种材料最普遍的國家。經過３０多年的應用，已被証明是一种耐久可靠的建筑材料。雖然硅酸鈣板有諸多优點，但也存在著防水性差、抗沖擊性能差等缺點。普通硅酸鈣板吸水率高達３０％左右，而且飽水后的硅酸鈣板抗折強度下降了５０％左右。此外，對保溫材料來說，一旦吸水，其導熱系數將急劇上升，給制品的存放、包裝、運輸及現場堆放都帶來了很大的麻煩，也限制了其應用范圍。

鑒于硅酸鈣板在建筑物上應用的突出优點，如能對硅酸鈣板進行改性，使其具有防水性和較高的抗沖擊性能、抗壓抗折強度等，它的推廣應用勢必前景廣闊。為此，本文采用水性環氧樹脂對硅酸鈣板進行改性。

一、水性環氧樹脂和固化劑的特性

水性環氧樹脂是環氧樹脂以微粒或液滴的形式分散在以水為連續相的分散介質中的穩定樹脂材料，除具有溶劑型環氧樹脂涂料的諸多优點外，突出优勢表現是可在室溫和潮濕或過濕的環境中固化，能与水泥、石灰、石膏等常用的水性膠結物配合，提高強度、韌性和防水性。這是通常的水性丙烯酸材料和水性聚氨酯材料所無法比擬的。水性環氧樹脂不含有机溶劑，無空气污染，滿足環保要求﹔以水為分散介質，操作性能好，施工工具可用水直接清洗。

在環氧樹脂的應用中，固化劑占有十分重要的位置。環氧樹脂本身是一种分子中含有兩個（或以上）活性環氧基的低相對分子量化合物，一般相對分子量在 ３００～２０００ 之間，具有熱塑性，在常溫和一般加熱條件下，不會固化，因而也不具備良好的机械強度、電气絕緣、耐化學腐蝕等性能，無法直接應用。因此，在環氧樹脂中必須加入固化劑，以使其生成立体网狀結构產物，從而產生出環氧樹脂的各种性能，成為有真正使用价值的環氧材料。目前用于環氧樹脂的固化劑种類很多，且還在不斷的改進，開發研究也越來越廣泛、越來越深入。胺類固化劑是一种最為常用的固化劑，ＤＦＧ－８８固化劑就是其中的一种，它的黏度一般在 ２０～１００Ｐａ‧ｓ之間，胺值 ５０～２００（ｍｇＫＯＨ／ｇ），棕色黏稠液体，無机械雜質。改性后的固化劑性能明顯有所提高，

但通常使用時它的用量為化學理論量或稍過量，同時加入少量促進劑、增塑劑（苯甲醇）來提高其固化性能。

二、改性硅酸鈣板的作用机理

用水性環氧樹脂對硅酸鈣板進行改性，是將水性環氧樹脂和固化劑代替生產過程中的一部分水，使它能与配料充分地攪拌結合在一起，然后經抄取或模壓、蒸壓養護等工序，制成一种新型的無机建筑材料。

改性是由在膠凝材料相中水泥的水化和環氧樹脂成膜的進程來控制的。在水性環氧樹脂中离析出來的水和環氧樹脂顆粒与硅酸鈣板原料中的Ｃａ２＋、固

体 Ｃａ（ＯＨ）２ 和集料表面之間發生化學反應，增強了材料之間的粘接，提高了硬化后的硅酸鈣板的力學性能。由于水性環氧樹脂能在水泥水化前早期成

膜，隨水泥水化的反應，水分越來越少，在一定時間內就能結成三維的网狀結构，既節約水性環氧樹脂的添加量，也可以在一定程度保持硅酸鈣板的耐水性。

在硅酸鈣板高溫蒸壓養護過程中，在ＳｉＯ２ －Ｃａ０－Ｈ２ Ｏ 反應体系中，保溫開始時，首先在石英粉表面形成网狀結构的硅酸鈣水化產物ＣＳＨ（Ⅱ）和細小纖維狀或針狀的硅酸鈣水化產物ＣＳＨ（Ⅰ）。隨著保溫時間的延長，石英粉不斷溶解，使得內部中空，同時 ＣＳＨ（Ⅱ）和 ＣＳＨ（Ⅰ）都轉化成托貝莫來石晶体。在最后的保溫階段，托貝莫來石晶体基本上全部轉變為硬硅鈣石，以達到板的強度。在硅酸鈣板制作過程中加入水性環氧樹脂后，兩者能形成一個牢固的整体，對硅酸鈣板起到了很好的保護作用，從而使硅酸鈣板抗壓、抗折強度等力學性能指標以及韌性都有所提高。

三、改性硅酸鈣板制作過程

１、改性硅酸鈣板的制作步驟

（１）原料由石英粉、消石灰粉、水泥以及耐鹼玻璃纖維組成，其質量配比為﹕石英粉３５％～５５％、消石灰粉２４％～３２％、水泥６％～８％、耐鹼玻璃纖維１５％～２５％。水性環氧樹脂的摻入量占上述所有原料重的５％～２０％，固化劑為水性環氧樹脂乳液的２０％～２５％。

（２）原材料的要求為，３２﹒５ 級普通硅酸鹽水泥，２００ 目以上石英粉，５ｃｍ 長耐鹼玻璃纖維，有效鈣量在 ７０ 以上的消石灰粉，固含量為 ６０％～７５％的水性環氧樹脂，ＤＦＧ－８８ 固化劑。水性環氧樹脂取代同等重量的用水量。

（３）制作前把水性環氧樹脂、固化劑与所需的用水量均勻混合，然后先把所有耐鹼玻璃纖維放入攪拌机中，再加入１／２ 總用水量進行松解。約 ３ 分鐘后，按順序投入消石灰粉、水泥、石英粉和剩余的 １／２ 水，再攪拌３ 分鐘左右即制成所需料漿，料漿濃度約 １０％～１２％。料漿濃度控制對流漿法生產工藝至關重要，因為流漿法生產中，斗式儲漿池和放漿槽內是不采用回水對漿的，制漿的濃度就基本上是流漿口的濃度，只有回料打漿濃度有小部分影響。在制漿過程中，纖維松解用水和打漿用回水必須經過計量，以确保料漿濃度在允許范圍內。

（４）將所得的料漿成坯、高溫蒸气養護，最后烘干得到改性后的硅酸鈣板。

２ 、配合比

選取一個硅酸鈣板配合比作為基准配合比，改變水性環氧樹脂在硅酸鈣板中的摻入量進行對比分析。水性環氧樹脂取代同等重量的用水量。基准配合比為，石英粉﹕ 消石灰粉﹕ 水泥﹕ 耐鹼玻璃纖維＝１００﹕６６﹒７﹕１３﹒３﹕４２﹒２。ＤＦＧ－８８ 固化劑用量為水性環氧樹脂用量的 ２５％。

３ 、性能測試

對不同摻量的水性環氧樹脂改性硅酸鈣板的的性能進行了測試，并与普通的硅酸鈣板進行了比較，結果見表１。

四、結束語

水性環氧樹脂改性硅酸鈣板具有輕質、強度高、防水、抗沖擊性能較好、不怕火、隔音好、隔熱強、無污染、易加工等优良性能，產品可以鑽、鋸、釘、

刨，干法施工作業等，并能大規模工業化生產。我國從事硅酸鈣板的生產晚于美日近３０年，与發達國家在技術水平上有一定的差距，應利用國內現有的技

術裝備，克服現存工藝上的缺點，生產出質优价廉的產品以滿足不斷增長的市場需要。

本文水性環氧樹脂改性硅酸鈣板還具有以下优點 ﹕

（１）水性環氧樹脂可以与水相融，在硅酸鈣板配料成型的過程中可以与水很好的結合使用，這是其它樹脂產品所不能替代的。

（２）基材中的消石灰粉和石英粉在壓蒸水熱反應中所生成的水化產物主要是托貝莫來石晶体，保証了制品強度。水性環氧樹脂能經受住 １８０℃高溫的

蒸壓養護，滿足了硅酸鈣板在 １８０℃高溫下蒸壓養護的要求。

（３）水性環氧樹脂加入固化劑后呈鹼性，硅酸鈣板也呈鹼性，兩者能很好的結合在一起，這也是其它樹脂產品不可替代的原因。