CN104478381A - 一种保温耐火纸面石膏板及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种保温耐火的纸面石膏板及其制备方法，其中所述石膏板由以下重量分数的原料制成：石膏熟料：100份；改性淀粉：0.1-1份；膨胀珍珠岩：5-15份；可再分散乳胶粉：1-10份；EPS纤维：0.1-0.6份；水：50-100份。本发明利用膨胀珍珠岩颗粒的保温耐火能力，同时利用EPS纤维和可再分散乳胶粉的协同作用，制得的纸面石膏板耐火性能优良，粘结性能满足国家标准要求：板材遇火稳定性达到56min，远高于国家标准；板材导热系数0.07W/(m·K)，保温隔热性能优于一般纸面石膏板的0.2-0.3W/(m·K)；石膏板的强度其余各项指标均满足国家标准要求。

Description

一种保温耐火纸面石膏板及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种建筑用石膏板，具体的说，涉及一种保温耐火纸面石膏板及其制备方法。

背景技术

脱硫石膏是电厂脱硫工业的副产品，也是目前生产石膏板的主要原料。但国内的脱硫石膏普遍存在颗粒径分布集中，品位低，有害杂质高的情况，导致石膏板生产过程中制成的料浆和易性和保水性差，增加了石膏板生产工艺的控制难度，也严重影响了纸面石膏板制品的的强度和粘结质量。

另外，目前纸面石膏板作为室内装修的首选材料，已普遍用于商场、医院等公共场所和家庭装修，日益广泛应用对纸面石膏板的保温性能和隔热耐火性能提出了更高的要求，现阶段，市场上常用的耐火纸面石膏板虽具有一定的遇火稳定性，但是其保温隔热性能还不能满足要求。实际操作中，纸面石膏板要达到很好的保温隔热性能，需要与保温隔热材料复合使用，这大大增加了工程量和施工成本。

因此，有必要研制一种保温隔热性能更好的耐火纸面石膏板，替代现有耐火纸面石膏板，创造更加安全、舒适的室内装修环境。

发明内容

本发明的目的是提供一种保温耐火的纸面石膏板及其制备方法。

本发明所述的保温耐火纸面石膏板，包括两层护面纸面和两层护面纸面之间的石膏板，所述石膏板由以下重量份数的原料制成：所述石膏板由以下重量分数的原料制成：石膏熟料：100份；改性淀粉：0.1-1份；膨胀珍珠岩：5-15份；可再分散乳胶粉：1-10份；EPS纤维：0.1-0.6份；水：50-100份。

优选的，所述石膏板由以下重量分数的原料制成：石膏熟料：100份；改性淀粉：0.2-0.5份；膨胀珍珠岩：6-10份；可再分散乳胶粉：1-3份；EPS纤维：0.1-0.3份；水：60-80份。

更优选的，所述石膏板由以下重量分数的原料制成：石膏熟料：100份；改性淀粉：0.4份；膨胀珍珠岩：9份；可再分散乳胶粉：2份；EPS纤维：0.3份；水：75份。

其中，所述石膏熟料由脱硫石膏制成，所述制成熟料的方法可采用本领域常用的方法进行，在本发明中，特别提出一种将脱硫石膏制成石膏熟料的方法，将脱硫石膏在锤式打散机内炒制，脱去全部附着水和部分结晶水制得以半水石膏为主要成分的熟石膏粉，进入球磨机粉磨改性，制得石膏熟料。

石膏板的强度主要来源于石膏熟料经水化硬化后产生的强度。

改性淀粉是天然淀粉经过适当化学处理，引入某些化学基团使分子结构及理化性质发生变化，生成淀粉衍生物。改性淀粉糊化后迁移至护面纸与石膏芯接触层，使护面纸与石膏芯牢牢地粘结在一起，本发明采用的改性淀粉为改性玉米淀粉，糊化温度70-75℃，碱性流动度14-20秒(评定糊化后粘度的指标，影响粘结性能和迁移速度)。

改性淀粉经加热糊化后会迁移至护面纸与石膏芯接触层，使护面纸与石膏芯牢牢地粘结在一起。

膨胀珍珠岩是一种常用的保温材料，但膨胀珍珠岩加入石膏板中，容易沉积，这样既无法提高石膏板的保温性能，又会导致石膏板的力学性能大大降低，因此如果加入膨胀珍珠岩，则一方面需要控制珍珠岩的粒度，另一方面，需要加入其他的配料，来协助膨胀珍珠岩粉的分散；实验证明，粒度在60目以下的膨胀珍珠岩是适宜的选择，更优选粒度为20目以下的膨胀珍珠岩；这样粒度的膨胀珍珠岩可以均匀分布在料浆内，替代发泡剂，降低板材单重，主要起到保温隔热作用。

可再分散乳胶粉是市场上常见的产品，其成分为乙烯/醋酸乙烯酯的共聚物，醋酸乙烯酯/叔碳酸乙烯酯共聚物，丙稀酸共聚物等等，以聚乙烯醇作为保护胶体。特别的，本发明选用乙烯/醋酸乙烯酯的共聚胶粉和醋酸乙烯酯/叔碳酸乙烯酯共聚胶粉重量比1:1的混合物；或者为乙烯/醋酸乙烯酯的共聚胶粉。由于可再分散乳胶粉具有高粘结能力和独特的抗水性及隔热性，本发明将其应用于纸面石膏板中，在纸面石膏板中，可起到增加料浆粘稠度，避免料浆泌水分层，对膨胀珍珠岩起到稳定作用，避免其上浮，增强护面纸与芯材的粘结，并可起到隔热和一定耐水作用。

其中，所述乙烯/醋酸乙烯酯的共聚胶粉是由乙烯(E)和乙酸乙烯酯(VA)共聚而制成的粉末为水溶性再分散粉末，以聚乙烯醇作为保护胶体。乙烯/醋酸乙烯酯共聚物的特点是具有良好的柔软性和弹性，本发明采用乙酸乙烯酯含量在20％～28％的乙烯/醋酸乙烯酯。

醋酸乙烯酯/叔碳酸乙烯酯也是以聚乙烯醇作为保护胶体的共聚胶粉，本发明选用乙酸乙烯酯含量在18％～30％的醋酸乙烯酯/叔碳酸乙烯酯共聚胶粉。

EPS纤维是聚苯乙烯纤维，是市场中常见的产品，本发明选用发泡级聚苯乙烯玻璃纤维，单丝平均直径0.15μm，纤维平均长度15mm，本发明将其应用于纸面石膏板中，在纸面石膏板中，EPS纤维均匀交织分散在料浆内，可有效避免膨胀珍珠岩上浮，并起到耐火作用，提高板材遇火稳定性，同时增加石膏板的韧性与强度。

可再分散乳胶粉和EPS纤维混合协同，共同稳定膨胀珍珠岩细粉，使之均匀分散在石膏板料浆中，提高其耐热性能，同时增加石膏板的韧性与强度。

本发明所述的保温耐火纸面石膏板可采用本领域常用的方法，特别的，本发明还提供上述保温耐火纸面石膏板的制备方法。

本发明所述的保温耐火纸面石膏板的制备方法，包括以下步骤：

1)将石膏熟料加入混合铰刀，然后加入淀粉和EPS纤维，随后加入膨胀珍珠岩颗粒，充分混合后进入搅拌机，搅拌均匀；

2)可再分散乳胶粉与水混合，充分搅拌溶解后也进入搅拌机；

3)原料在搅拌机内充分搅拌，制得均匀料浆，连续浇注在两层纸板之间，经挤压成型制得石膏板湿板；

4)石膏板湿板经凝固、切断、干燥、锯边后而制得纸面石膏板成品。

所述制备方法中，所述的混合铰刀可采用本领域常用的铰刀，所述搅拌机可选用本领域常用的搅拌机；所述发泡系统也可采用本领常用的发泡系统。

步骤1)中，先将石膏熟料介入混合铰刀，可以使石膏熟料更加均匀，在搅拌的状态下，与淀粉和EPS纤维混合，可以使淀粉和增强相均匀分布在石膏熟料中，随后加入珍珠岩颗粒，在搅拌的过程中，珍珠岩颗粒可与EPS纤维和淀粉这两种混合物的更均匀地混合，由于在混合铰刀中的混合时间较短，这种加料顺序保证相互相关的物料更好的混合，随着可再分散乳胶粉的加入，使保温隔热材料——膨胀珍珠岩颗粒和石膏料浆很好地融合在一起，大大改善了石膏板的隔热耐火性能，EPS纤维不仅增强了石膏板的韧性与强度，更大大提高了石膏板的遇火稳定性。按本发明生产的石膏板安全系数更高，更可有效保持室内温度恒定，创造舒适宜居的生活环境。

采用上述配方和制备方法，制得的纸面石膏板粘结性能满足国家标准要求；板材遇火稳定性达到56min，远高于国家标准(不低于20min)；板材导热系数0.07W/(m·K)，保温隔热性能优于一般纸面石膏板的0.2-0.3W/(m·K)；石膏板的强度其余各项指标均满足国家标准要求。

附图说明

图1为本发明所述的保温耐火纸面石膏板的制备方法流程。

具体实施方式

所述实施例是为了说明本发明，但不用于限制本发明所要求保护的范围。如没有特别指明，所述的原料都是本领域常用的原料，所述的设备采用本领域常用的设备。

其中，所述石膏熟料由电厂脱硫工业副产——脱硫石膏(品位≥90％，氯根≤300ppm)制成，将脱硫石膏在锤式打散机内炒制，脱去全部附着水和部分结晶水制得以半水石膏为主要成分的熟石膏粉，进入球磨机粉磨改性，制得石膏熟料。比表面积3500-4000cm2/g，结晶水5.0-5.5％，初凝1′-1′30″，终凝3′30″-5′。

将石膏熟料加入混合铰刀，然后加入淀粉和EPS纤维，随后加入膨胀珍珠岩颗粒，充分混合后进入搅拌机，搅拌均匀；

2)采用下述规格和厂家的原料：

改性淀粉是：糊化后迁移至护面纸与石膏芯接触层，使护面纸与石膏芯牢牢地粘结在一起，改性玉米淀粉，糊化温度70-75℃，碱性流动度14-20秒(评定糊化后粘度的指标，影响粘结性能和迁移速度)；厂家：沈阳雪公；

EPS纤维是：发泡级聚苯乙烯玻璃纤维，单丝直径0.15μm，纤维长度15mm

膨胀珍珠岩颗粒是：通用150号膨胀珍珠岩，粒度通过20目标准筛

可再分散乳胶粉选用北京有机化工厂产品(EVA 18-3)。

所述的纸面选用本领域常用的纸面，本实施例选用的是山东博汇耐火护面纸：型号上纸190、1178(克重g/㎡、宽度mm)，下纸190、1245。

实施例1

按下述重量份数称取各原料：

石膏熟料：100份；改性淀粉：0.8份；膨胀珍珠岩：15份；可再分散乳胶粉：10份；EPS纤维：0.5份；水：65份。

按下述方法制备保温耐火纸面石膏板：

1)将石膏熟料加入混合铰刀，然后加入淀粉和EPS纤维，随后加入膨胀珍珠岩颗粒，充分混合后进入搅拌机，搅拌均匀；

2)可再分散乳胶粉与水混合，充分搅拌溶解后也进入搅拌机；

3)原料在搅拌机内充分搅拌，制得均匀料浆，连续浇注在两层纸板之间，经挤压成型制得石膏板湿板；

4)石膏板湿板经凝固、切断、干燥、锯边后而制得纸面石膏板成品。

实施例2

按下述重量份数称取各原料：石膏熟料：100份；改性淀粉：0.2份；膨胀珍珠岩：6份；可再分散乳胶粉(EVA：VAc/VeoVa＝1：:1)：1份；EPS纤维：0.1份；水：70份。

按实施例1采用的制备方法制备保温耐火纸面石膏板。

实施例3

按下述重量份数称取各原料：石膏熟料：100份；改性淀粉：0.4份；膨胀珍珠岩：9份；可再分散乳胶粉(EVA：VAc/VeoVa＝1：:1)：2份；EPS纤维：0.3份；水：75份。

按实施例1采用的方法制备保温耐火纸面石膏板：

实施例1-3制备的石膏板的各项性能见表1：

表1实施例1-3的石膏板物理性能

膨胀珍珠岩质量轻，体积大，(堆积密度150kg/m³)具有很好的保温作用，均匀分布在料浆内，可替代发泡剂，并降低板材单重；可再分散乳胶粉可增加料浆粘稠度，避免料浆泌水分层，对膨胀珍珠岩起到稳定作用，避免其上浮，增强护面纸与芯材的粘结，膨胀珍珠岩颗粒和石膏料浆很好地融合在一起，大大改善了石膏板的隔热耐火性能，EPS纤维均匀交织分散在料浆内，可有效避免膨胀珍珠岩上浮，并起到耐火作用，不仅增强了石膏板的韧性与强度，更大大提高了石膏板的遇火稳定性。

与市场流通耐火纸面石膏板进行比较:本发明提供的耐火纸面石膏板与市场常见的耐火纸面石膏板的单重基本相同，均为7.0kg/㎡左右，断裂荷载基本相同，硬度基本相同，粘结性能基本相同，抗冲击性基本相同，优点在于增强了保温隔热性能，大大提高了遇火稳定性，提高了安全系数和舒适度。一般市场流通耐火纸面石膏板，遇火稳定性为20分钟左右，导热系数0.2-0.3W/(m·K)，但本发明的耐火纸面石膏板遇火稳定性高达56分钟，导热系数低至0.07W/(m·K)。

显然，采用上述配方和制备方法，本发明制得的纸面石膏板粘结性能满足国家标准要求；石膏板的强度其余各项指标均满足国家标准要求，大大提高了板材遇火稳定性和保温隔热性能。

Claims (9)

1.一种保温耐火的纸面石膏板，包括两层护面纸面和两层护面纸面之间的石膏板，其特征在于，所述石膏板由以下重量分数的原料制成：石膏熟料：100份；改性淀粉：0.1-1份；膨胀珍珠岩：5-15份；可再分散乳胶粉：1-10份；EPS纤维：0.1-0.6份；水：50-100份。

2.如权利要求1所述的保温耐火纸面石膏板，其特征在于，所述石膏板由以下重量分数的原料制成：石膏熟料：100份；改性淀粉：0.2-0.5份；膨胀珍珠岩：6-10份；可再分散乳胶粉：1-3份；EPS纤维：0.1-0.3份；水：60-80份。

3.如权利要求1或2所述的保温耐火纸面石膏板，其特征在于，所述石膏板由以下重量分数的原料制成：石膏熟料：100份；改性淀粉：0.4份；膨胀珍珠岩：9份；可再分散乳胶粉：2份；EPS纤维：0.3份；水：75份。

4.如权利要求1-3任一所述的保温耐火纸面石膏板，其特征在于，所述石膏熟料由脱硫石膏制成。

5.如权利要求1-3任一所述的保温耐火纸面石膏板，其特征在于，所述膨胀珍珠岩的粒度在60目以下。

6.如权利要求1-3、5任一所述的保温耐火纸面石膏板，其特征在于，所述膨胀珍珠岩的粒度为20目以下。

7.如权利要求1-3任一所述的保温耐火纸面石膏板，其特征在于，所述可再分散乳胶粉为乙烯/醋酸乙烯酯的共聚胶粉和醋酸乙烯酯/叔碳酸乙烯酯共聚胶粉重量比1:1的混合物。

8.如权利要求1-3任一所述的保温耐火纸面石膏板，其特征在于，所述可再分散乳胶粉为乙烯/醋酸乙烯酯的共聚胶粉。

9.如权利要求1-8任一所述的保温耐火纸面石膏板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将石膏熟料加入混合铰刀，然后加入淀粉和EPS纤维，随后加入膨胀珍珠岩颗粒，充分混合后进入搅拌机，搅拌均匀；

2)可再分散乳胶粉与水混合，充分搅拌溶解后也进入搅拌机；

3)原料在搅拌机内充分搅拌，制得均匀料浆，连续浇注在两层纸板之间，经挤压成型制得石膏板湿板；

4)石膏板湿板经凝固、切断、干燥、锯边后而制得纸面石膏板成品。