CN104016648A - 一种高密度石膏纤维板块以及生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高密度石膏纤维板块，板块原料组成包括凝胶材料、填充材料、以及回收废报纸、包装材料制成的加固纤维，凝胶材料由如下材料组成：α半水石膏、β半水石膏、水泥，填充材料包括碳酸钙颗粒、无机珍珠岩，并同时公开了一种高密度石膏纤维板块生产工艺，包括如下步骤：(1)混料；(2)将混合好的混料自动进模框；(3)压模；(4)脱模；(5)多层烘道加速养护烘干。本发明主要在于原料的不同粒径混用的控制与设备排水工艺改造，通过新的配方材料和新的工艺制成的石膏纤维板块强度比单纯利用高强α半水石膏的强度来得更强，成本降低明显。

Description

一种高密度石膏纤维板块以及生产工艺

技术领域

本发明涉及一种高密度石膏纤维板块以及生产工艺，涉及绿色建材领域。 

背景技术

高密度石膏纤维板块用于活动地板板块，由于其优异的防火、高强、脚感舒适等性能，在活动地板板块得到迅速发展，已基本取代刨花板基材，同时也取代了一部分水泥钢基板块。高密度石膏纤维基制备原材料主要为半水石膏，半水石膏主要分为阿尔法半水石膏和贝塔半水石膏。阿尔法半水石膏通过蒸压法、水热法等不同的工艺方法制得致密的短柱状半水石膏晶体，比容小、凝胶后强度高，但是其生产设备投资大，生产成本高，目前国内出产价在1000元/吨以上；贝塔半水石膏一般为常压煅烧而成的半水石膏，其比容大、水膏比大，凝胶后气孔率高、强度低，但是售价较低，国内出厂价格在300元左右。目前由于该新型产品在国内开始使用时，为保证高密度石膏纤维板块的强度，多采用高强阿尔法半水石膏作为主要凝胶材料。但国内贝塔半水石膏随着锻烧技术的发展，尤其是在脱硫石膏煅烧方面，有着较大的进步，长三角地区的脱硫石膏锻炼企业生的的贝塔半水石膏2h湿抗折强度也能达到4MPA，与普通高强阿尔法石膏强度相差不大，为贝塔半水石膏在高密度石膏纤维板块中的应用提供了强度支持。 

半水石膏有分α半水石膏与β半水石膏，一般建筑石膏为β半水石膏，强度较低。 

α半水石膏为密封蒸压工艺生产，生成成本较高，强度高，价格贵。 

β半水石膏为常压锻烧类似工艺生产，强度低，价格低。 

目前大多数厂家使用凝胶、填充及加固材料的配方比例为两种： 

(1)、α半水石膏59％、水泥+粉煤灰25％、碳酸钙颗粒8％、加固纤维8％： 

(2)、α半水石膏70％、β半水石膏<20％、水泥<20％、加固纤维8％ 

第一种配方颜色发黑、板子发脆(水泥、粉煤灰过重)，板子强度低，成本也较低，第二种配方颜色乳白、板子强度一般，成本较高。 

现有技术中为了达到强度的指标，一般都采用α半水石膏为主的材料，但是由于α半水石膏的价格高，生产成本居高不下。 

而使用α半水石膏和β半水石膏混合工艺，明显迹象是基材压制走水困难，基材难于成型。 

发明内容

本发明重点核心是控制原材料的粒径分布，控制原材料D50，<5um百分比，降低生产成本，又使得板块的强度能够更强，本发明提供一种高密度石膏纤维板块以及生产工艺。 

本发明的主要技术内容如下： 

一种高密度石膏纤维板块，所述板块包括凝胶材料、回收废报纸、包装材料制成的加固纤维以及填充材料，所述凝胶材料包括α半水石膏、β半水石膏、水泥；所述板块由如下材料组成： 

α半水石膏：10-44％； 

β半水石膏：50-84％； 

水泥：1-3％； 

加固纤维：5-9％； 

其它填充材料：0-15％。 

作为优选方案，上述其他填充材料为碳酸钙颗粒、珍珠岩。 

作为优选方案，上述α半水石膏的D50＝91um。 

作为优选方案，上述β半水石膏的D50＝36um。 

作为优选方案，上述α半水石膏粒径分布中，小于5um比例<17％。 

作为优选方案，上述β半水石膏粒径分布中，小于5um比例<8％。 

作为优选方案，上述α半水石膏：β半水石膏之间的配比为1∶1.5～1∶4。 

一种高密度石膏纤维板块生产工艺，包括如下步骤： 

(1)、混料，先用浆料与水混合制成湿纸浆，与上述的凝胶材料一起放入密封高速搅拌机内快速充分混合； 

(2)、将混合好的混料自动进模框； 

(3)、压模，启动上模框真空排水，加压，排水若干时间后，至混合料内水份低于23％，成型为板块； 

(4)、脱模，板与板间隔玻璃片，板块内部化学反应至常温； 

(5)、多层烘道加速养护烘干，烘干到板块含水率低于8％。 

作为优选方案，上述步骤(1)中浆料与水混合前先将浆料达成的纤维 丝平均长度控制在3-5mm。 

作为优选方案，上述步骤(1)中湿纸浆的浓度是8％。 

作为优选方案，上述步骤(3)中加压的压力为3.8MPa。 

作为优选方案，上述步骤(3)中排水时间为18s。 

作为优选方案，上述步骤(5)中烘道中温度控制在75±5℃。 

借由上述技术方案，本发明至少具有下列优点： 

本发明主要在于原料的不同粒径混用的控制与设备排水工艺改造，通过新的配方材料和新的工艺制成的石膏纤维板块强度比单纯利用高强α半水石膏的强度来得更强，成本降低明显。 

本发明的具体实施方式由以下实施例详细给出。 

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合较佳实施例，对依据本发明提出的其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。 

一种高密度石膏纤维板块，板块包括凝胶材料、回收废报纸、包装材料制成的加固纤维以及填充材料，凝胶材料包括α半水石膏、β半水石膏、水泥；板块由如下材料组成： 

α半水石膏：10-44％； 

β半水石膏：50-84％； 

水泥：1-3％； 

加固纤维：5-9％； 

其它填充材料：0-15％。 

作为优选方案，上述其他填充材料为碳酸钙颗粒、珍珠岩。 

作为优选方案，上述α半水石膏的D50＝91um。 

作为优选方案，上述β半水石膏的D50＝36um。 

作为优选方案，上述α半水石膏粒径分布中，小于5um比例<3％。 

作为优选方案，上述β半水石膏粒径分布中，小于5um比例<5.2％。 

作为优选方案，上述α半水石膏：β半水石膏之间的配比为1∶1.5～1∶4。 

一种高密度石膏纤维板块生产工艺，包括如下步骤： 

(1)、混料，先用浆料与水混合制成湿纸浆，与权利要求1所述的凝胶材料一起放入密封高速搅拌机内快速充分混合； 

(2)、将混合好的混料自动进模框； 

(3)、压模，启动上模框真空排水，加压，排水若干时间后，至混合料内水份低于23％，成型为板块； 

(4)、脱模，板与板间隔玻璃片，板块内部化学反应至常温； 

(5)、多层烘道加速养护烘干，烘干到板块含水率低于8％。 

上述步骤(1)中浆料与水混合前先将浆料达成的纤维丝平均长度控制在3-5mm。 

作为优选方案，上述步骤(1)中湿纸浆的浓度是8％。 

作为优选方案，上述步骤(3)中加压的压力为3.8MPa。 

作为优选方案，上述步骤(3)中排水时间为18s。 

作为优选方案，上述步骤(5)中烘道中温度控制在75±5℃。 

实施例： 

	<5μm	<32μm	D10	D50	D90
						α1	3％	15％	32μm	91μm	272μm
α2	5％	28％	11μm	63μm	131μm
						α3	17％	80％	4.9μm	21μm	48μm
α4	22％	84％	2.8μm	16μm	42μm

表1 

在表1中，α1、α2、α3、α4为高强阿尔法石膏，<5μm表示颗粒粒径小于5um表示占颗粒总数的百分比，<32μm表示颗粒粒径小于32um表示占颗粒总数的百分比，D10表示小于D10这个值的颗粒占颗粒总数的10％，D50表示小于D50、大于D50这个值的颗粒都占50％，D90就是小于D90这个值的颗粒占颗粒总数的90％。 

	<5μm	<32μm	D10	D50	D90
						β1	2.8％	16％	3.2um	13.5μm	152μm
β2	5.2％	47％	13.8μm	36μm	78μm
						β3	8.0％	60％	7.8μm	27μm	65μm
β4	18.3％	69％	2.3μm	15μm	46μm

表2 

在表2中，β1为天然石膏锻烧的贝塔石膏，β2、β3、β4为脱硫石膏锻烧的贝塔石膏，<5μm表示颗粒粒径小于5um表示占颗粒总数的百分比，<32μm表示颗粒粒径小于32um表示占颗粒总数的百分比，D10表示小于D10这个值的颗粒占颗粒总数的10％，D50表示小于D50、大于D50这个值 的颗粒都占50％，D90就是小于D90这个值的颗粒占颗粒总数的90％。 

	α1	α2	α3	α4
					无β	5300N	6750N	8500N	9300N
β1比例	α1	α2	α3	α4
					20％	5160N	6580N	8470N	8750N
40％	4860N	6250N	8320N	8150N
					60％	4920N	6140N	7880N	8850N
80％	3560N	6230N	7750N	7850N
					β2比例	α1	α2	α3	α4
20％	5740N	7230N	8460N	9170N
					40％	5960N	7750N	9110N	9450N
60％	7520N	8130N	9180N	10050N
					80％	8350N	8620N	9250N	9350N
β3比例	α1	α2	α3	α4
					20％	5640N	6920N	8750N	9450N
40％	6260N	7550N	8920N	9210N
					60％	7420N	7730N	9180N	9650N
80％	7840	不能成型	不能成型	不能成型
					β4比例	α1	α2	α3	α4
20％	5450N	7110N	8820N	9510N
					40％	6240N	不能成型	不能成型	不能成型
60％	不能成型	不能成型	不能成型	不能成型
					80％	不能成型	不能成型	不能成型	不能成型

 在表3中，α1、α2、α3、α4为高强阿尔法石膏，β1为天然石膏锻烧的贝塔石膏，β2、β3、β4为脱硫石膏锻烧的贝塔石膏，此表为α半水石膏与β半水石膏混合后所制成的板块的载荷数值，从上述实验数据中，我们发现了意想不到的试验结果，可以发现高强阿尔法石膏掺合脱硫石膏煅烧的贝塔石膏，对高密度石膏纤维板块的载荷有明显提升影响，以前利用β半水石膏制成的载荷数值偏低的情况完全改变，找到了控制粒径分布，原材料D50，<5um百分比的条件，不仅优化了凝胶材料的颗粒分布，拓宽了粒径分布，而且板压制后的回弹小，内应力衰弱，对板块的载荷有明显增强影响。利用α半水石膏与β半水石膏混合制成了比α半水石膏载荷数值更大的板块，这些令人惊讶的试验结果，对脱硫石膏在高密度石膏纤维板块的应用具有非常意义的影响，也意味着脱硫石膏在高密度石膏纤维板块中的应用不仅仅为资源综合利用，更能做出更高品质的产品。最佳实施例就是3个表中粗体加下划线的实施例，是我们认为的最佳的配比方式。 

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。 

Claims (10)

1.一种高密度石膏纤维板块，其特征在于所述板块包括凝胶材料、回收废报纸、包装材料制成的加固纤维以及填充材料，所述凝胶材料包括α半水石膏、β半水石膏、水泥；所述板块由如下材料组成：

α半水石膏：10-44％；

β半水石膏：50-84％；

水泥：1-3％；

加固纤维：5-9％；

其它填充材料：0-15％。

2.根据权利要求1所述的一种高密度石膏纤维板块，其特征在于所述其他填充材料为碳酸钙颗粒、无机珍珠岩。

3.根据权利要求1所述的一种高密度石膏纤维板块，其特征在于所述α半水石膏的D50＝91um。

4.根据权利要求1所述的一种高密度石膏纤维板块，其特征在于所述β半水石膏的D50＝36um。

5.根据权利要求1所述的一种高密度石膏纤维板块，其特征在于所述α半水石膏粒径分布中，小于5um比例<17％。

6.根据权利要求1所述的一种高密度石膏纤维板块，其特征在于所述β半水石膏粒径分布中，小于5um比例<8％。

7.根据权利要求1所述的一种高密度石膏纤维板块，其特征在于所述α半水石膏：β半水石膏之间的配比为1∶1.5～1∶4。

8.一种高密度石膏纤维板块生产工艺，其特征在于包括如下步骤：

(1)、混料，先用回收废纸类纤维与水混合制成纸浆，与权利要求1所述的凝胶材料一起放入密封高速搅拌机内快速充分混合；

(2)、将混合好的混料自动进模框；

(3)、压模，启动上模框真空排水，下模自动排水，加压，排水若干时间后，至混合料内水份低于23％，成型为板块；

(4)、脱模，板与板间隔玻璃片，板块内部化学反应至常温；

(5)、多层烘道加速养护烘干，烘干到板块含水率低于8％。

9.根据权利要求8所述的一种高密度石膏纤维板块生产工艺，其特征在于所述步骤(1)中浆料与水混合前先将浆料达成的纤维丝平均长度控制在3-5mm。

10.根据权利要求8所述的一种高密度石膏纤维板块生产工艺，其特征在于所述步骤(5)中烘道中温度控制在75±5℃。