CN107188509A - 一种轻质耐水石膏板及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种轻质耐水石膏板及其制备方法，包括以下按重量份计的原料：脱硫石膏粉40‑60份、水泥8‑12份、石英砂10‑20份、双飞粉15‑25份、玻璃碎渣5‑15份、轻质填充料10‑20份、纤维5‑15份、乳化蜡4‑8份、改性淀粉10‑20份、木质素1‑5份、木素磺酸钙1‑3份、十二烷基硫酸钠1‑3份、缓凝剂1‑5份，其制备方法是先将脱硫石膏粉、水泥等原料加适量水，搅拌后输送至陈化库陈化，得陈化料；再将陈化料与剩余原料混匀，压制得成型坯料；最后通过对所述成型坯料的养护、脱模、烘干以及整形，即可。本发明的石膏板制备工艺简单，成本低廉，抗折、抗拉及抗压强度高，具有良好的耐水防潮性，解决了现有技术中石膏板使用寿命低、易掉粉的问题。
Description
技术领域
本发明属于石膏板建材领域领域，具体涉及一种轻质耐水石膏板及其制备方法。
背景技术
石膏板是以建筑石膏为主要原料制成的一种材料。它是一种重量轻、强度较高、厚度较薄、加工方便以及隔音绝热和防火等性能较好的建筑材料，是当前着重发展的新型轻质板材之一。石膏板已广泛用于住宅、办公楼、商店、旅馆和工业厂房等各种建筑物的内隔墙、墙体覆面板(代替墙面抹灰层)、天花板、吸音板、地面基层板和各种装饰板等。目前，市面上的石膏板主要有纸面石膏板、装饰石膏板、石膏空心条板等。而这些类型的石膏板却存在成本高、易掉粉及实用强度较差的问题，且在一些产生水气和潮湿的室内环境中使用一段时间后石膏板会松散并脱落，使得原有的造型损坏，破坏了室内的美化环境，也严重影响人们的生活，因此，其耐水防潮性低也是亟待解决的问题。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种轻质耐水石膏板及其制备方法，该种石膏板制备工艺简单，成本低廉，抗折、抗压及剪切粘接强度高，具有良好的耐水防潮性，解决了现有技术中石膏板使用寿命低、易掉粉的问题。
为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现的：
一种轻质耐水石膏板，包括以下按重量份计的原料：脱硫石膏粉40-60份、水泥8-12份、石英砂10-20份、双飞粉15-25份、玻璃碎渣5-15份、轻质填充料10-20份、纤维5-15份、乳化蜡4-8份、改性淀粉10-20份、木质素1-5份、木素磺酸钙1-3份、十二烷基硫酸钠1-3份、缓凝剂1-5份；
所述改性淀粉的由下列重量份的原料制成：薯类淀粉20份、甲基丙烯酸5份、苯乙烯3份、过氧化氢3份、硬脂酸钠2份；其制备方法按照以下步骤进行：
1)按上述重量份配比称取原料；
2)将所述的甲基丙烯酸、苯乙烯和硬脂酸钠在超声波条件下进行乳化反应30-60min，制得乳化液；
3)将所述淀粉原料在超声波条件下，室温环境中通氮气保护，在温度为50～80℃时预热30～60min，维持温度50～80℃并加入过氧化氢反应10～15min，得反应物；
4)向步骤3)制得的反应物中加入步骤2)制得的乳化液，进行化学反应40～80min，即制得改性淀粉。
进一步地，所述石膏板包括以下按重量份计的原料：脱硫石膏粉50份、水泥10份、石英砂15份、双飞粉20份、玻璃碎渣10份、轻质填充料15份、纤维10份、乳化蜡6份、改性淀粉15份、木质素3份、木素磺酸钙2份、十二烷基硫酸钠2份、缓凝剂3份。
优选地，所述水泥为普通硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、矿渣水泥中的一种或几种按任意配比的混合物。
优选地，所述纤维为碳化硅纤维或蛇纹石棉纤维中的一种或者两种。
优选地，所述缓凝剂为柠檬酸钠、柠檬酸、多聚磷酸钠、酒石酸或动物蛋白钠盐中的一种或者几种按任意配比的混合物。
作为本发明的一种优化方案，所述乳化蜡由下列重量份的原料制成：石蜡20份、微晶蜡5份、山梨糖醇酐脂肪酸酯3份、松香酸盐2份、硅树脂聚醚乳液3份、聚乙烯醇3份；其制备方法是先将石蜡、微晶蜡加热到熔融状态，并混合在一起形成共混物，再将其余原料加入到75-85℃的热水中，并与所述石蜡和微晶蜡的共混物一起加入胶体磨中进行乳化，冷却至室温后得乳化蜡。
进一步地，所述石英砂及玻璃碎渣研磨至粒径≤1mm。
所述的一种轻质耐水石膏板的制备方法，按照以下步骤进行：
(1)按上述重量份配比称取原料；
(2)将脱硫石膏粉、水泥、石英砂、双飞粉、玻璃碎渣以及轻质填充料混匀加入重量比为8-12％的水，搅拌1～2h后输送至陈化库陈化，搅拌转速为600-800r/min，陈化时间为6-8h，得陈化料；
(3)将剩余原料加入到所述陈化料中搅拌均匀，之后转运至坯体模具内挤压成型制得成型坯料；
(4)最后通过对所述成型坯料的养护、脱模、烘干以及整形，即可。
进一步地，上述步骤(4)中的烘干操作是将成型坯料输送至干燥窑进行干燥，以10-20℃/min温度升高到320-380℃，保持40～60min。
本发明具有如下的有益效果：
(1)采用乳化蜡做防水剂，因乳化蜡可以通过石蜡填充在石膏浆体网状结构中，阻塞石膏中的气孔，从而起防水作用，由于该种防水作用是一种物理作用，因此它的防水效果不会受到石膏杂质的影响，应用于石膏板可大大提高石膏板的耐水防潮性；
(2)本发明采用玻璃碎渣和轻质填充料作为部分原料，不仅增加了成品石膏板的强度，还减少了生产成本，达到了石膏板质轻的效果；
(3)本发明的石膏板在生产过程中无甲醛产生，无污染，不会对环境及生产人员产生危害，同时在原料中加入了石英砂和碳化硅纤维或/和蛇纹石棉纤维，不仅增加了石膏板的强度及耐火隔音性，还具有良好的环保节能功能。另外，在原料中加入特制的改性淀粉，具有增加石膏板的干拉强度及提高板间材料的粘接性；
(4)本发明的石膏板不易掉粉，使用寿命长，即使处于水气大和潮湿的环境条件下，也不会发生表层材料脱落的情况。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的具体实施方式作进一步描述，以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例1
一种轻质耐水石膏板，称取以下原料：脱硫石膏粉40kg、水泥8kg、石英砂10kg、双飞粉15kg、玻璃碎渣5kg、轻质填充料10kg、纤维5kg、乳化蜡4kg、改性淀粉10kg、木质素1kg、木素磺酸钙1kg、十二烷基硫酸钠1kg、缓凝剂1kg；
上述改性淀粉称取以下原料：薯类淀粉20kg、甲基丙烯酸5kg、苯乙烯3kg、过氧化氢3kg、硬脂酸钠2kg；其制备方法按照以下步骤进行：
1)按上述重量称取原料；
2)将所述的甲基丙烯酸、苯乙烯和硬脂酸钠在超声波条件下进行乳化反应30min，制得乳化液；
3)将所述淀粉原料在超声波条件下，室温环境中通氮气保护，在温度为50℃时预热30min，维持温度50℃并加入过氧化氢反应10min，得反应物；
4)向步骤3)制得的反应物中加入步骤2)制得的乳化液，进行化学反应40min，即制得改性淀粉。
其中，所述水泥采用普通硅酸盐水泥；所述纤维采用碳化硅纤维；所述缓凝剂采用柠檬酸钠。
上述乳化蜡称取以下原料：石蜡20kg、微晶蜡5kg、山梨糖醇酐脂肪酸酯3kg、松香酸盐2kg、硅树脂聚醚乳液3kg、聚乙烯醇kg3kg；其制备方法是先将石蜡、微晶蜡加热到熔融状态，并混合在一起形成共混物，再将其余原料加入到75℃的热水中，并与所述石蜡和微晶蜡的共混物一起加入胶体磨中进行乳化，冷却至室温后得乳化蜡。
另外，上述石英砂及玻璃碎渣研磨至粒径≤1mm。
上述的一种轻质耐水石膏板的制备方法，按照以下步骤进行：
(1)按上述重量称取原料；
(2)将脱硫石膏粉、水泥、石英砂、双飞粉、玻璃碎渣以及轻质填充料混匀加入重量比为8％的水，搅拌1h后输送至陈化库陈化，搅拌转速为600r/min，陈化时间为6h，得陈化料；
(3)将剩余原料加入到所述陈化料中搅拌均匀，之后转运至坯体模具内挤压成型制得成型坯料；
(4)最后通过对所述成型坯料的养护、脱模、烘干以及整形，即可，其中，养护时间12h，烘干操作是将成型坯料输送至干燥窑进行干燥，以10℃/min温度升高到320℃，保持40min。
实施例2
一种轻质耐水石膏板，称取以下原料：脱硫石膏粉50kg、水泥10kg、石英砂15kg、双飞粉20kg、玻璃碎渣10kg、轻质填充料15kg、纤维10kg、乳化蜡6kg、改性淀粉15kg、木质素3kg、木素磺酸钙2kg、十二烷基硫酸钠2kg、缓凝剂3kg；
所述改性淀粉称取以下原料：薯类淀粉20kg、甲基丙烯酸5kg、苯乙烯3kg、过氧化氢3kg、硬脂酸钠2kg；其制备方法按照以下步骤进行：
1)按上述重量称取原料；
2)将所述的甲基丙烯酸、苯乙烯和硬脂酸钠在超声波条件下进行乳化反应45min，制得乳化液；
3)将所述淀粉原料在超声波条件下，室温环境中通氮气保护，在温度为65℃时预热45min，维持温度65℃并加入过氧化氢反应12min，得反应物；
4)向步骤3)制得的反应物中加入步骤2)制得的乳化液，进行化学反应60min，即制得改性淀粉。
其中，所述水泥采用普通硅酸盐水泥和硫铝酸盐水泥两者混合物，且两者之间的质量比为2:1；所述纤维采用碳化硅纤维和蛇纹石棉纤维两者混合物，且两者之间的质量比为1:1；所述缓凝剂采用柠檬酸和多聚磷酸钠两者混合物，且两者之间的质量比为3:1。
上述乳化蜡称取以下原料：石蜡20kg、微晶蜡5kg、山梨糖醇酐脂肪酸酯3kg、松香酸盐2kg、硅树脂聚醚乳液3kg、聚乙烯醇3kg；其制备方法是先将石蜡、微晶蜡加热到熔融状态，并混合在一起形成共混物，再将其余原料加入到80℃的热水中，并与所述石蜡和微晶蜡的共混物一起加入胶体磨中进行乳化，冷却至室温后得乳化蜡。
另外，上述石英砂及玻璃碎渣研磨至粒径≤1mm。
上述的一种轻质耐水石膏板的制备方法，按照以下步骤进行：
(1)按上述重量称取原料；
(2)将脱硫石膏粉、水泥、石英砂、双飞粉、玻璃碎渣以及轻质填充料混匀加入重量比为10％的水，搅拌1.5h后输送至陈化库陈化，搅拌转速为700r/min，陈化时间为7h，得陈化料；
(3)将剩余原料加入到所述陈化料中搅拌均匀，之后转运至坯体模具内挤压成型制得成型坯料；
(4)最后通过对所述成型坯料的养护、脱模、烘干以及整形，即可，其中，养护时间14h，烘干操作是将成型坯料输送至干燥窑进行干燥，以15℃/min温度升高到360℃，保持50min。
实施例3
一种轻质耐水石膏板，称取以下原料：脱硫石膏粉60kg、水泥12kg、石英砂20kg、双飞粉25kg、玻璃碎渣15kg、轻质填充料20kg、纤维15kg、乳化蜡8kg、改性淀粉20kg、木质素5kg、木素磺酸钙3kg、十二烷基硫酸钠3kg、缓凝剂5kg；
所述改性淀粉称取以下原料：薯类淀粉20kg、甲基丙烯酸5kg、苯乙烯3kg、过氧化氢3kg、硬脂酸钠2kg；其制备方法按照以下步骤进行：
1)按上述重量称取原料；
2)将所述的甲基丙烯酸、苯乙烯和硬脂酸钠在超声波条件下进行乳化反应60min，制得乳化液；
3)将所述淀粉原料在超声波条件下，室温环境中通氮气保护，在温度为80℃时预热60min，维持温度80℃并加入过氧化氢反应15min，得反应物；
4)向步骤3)制得的反应物中加入步骤2)制得的乳化液，进行化学反应80min，即制得改性淀粉。
其中，所述水泥采用矿渣水泥；所述纤维采用蛇纹石棉纤维；所述缓凝剂采用酒石酸和动物蛋白钠盐两者混合物，且两者之间的质量比为1:2。
上述乳化蜡称取以下原料：石蜡20kg、微晶蜡5kg、山梨糖醇酐脂肪酸酯3kg、松香酸盐2kg、硅树脂聚醚乳液3kg、聚乙烯醇3kg；其制备方法是先将石蜡、微晶蜡加热到熔融状态，并混合在一起形成共混物，再将其余原料加入到85℃的热水中，并与所述石蜡和微晶蜡的共混物一起加入胶体磨中进行乳化，冷却至室温后得乳化蜡。
另外，上述石英砂及玻璃碎渣研磨至粒径≤1mm。
上述的一种轻质耐水石膏板的制备方法，按照以下步骤进行：
(1)按上述重量称取原料；
(2)将脱硫石膏粉、水泥、石英砂、双飞粉、玻璃碎渣以及轻质填充料混匀加入重量比为12％的水，搅拌2h后输送至陈化库陈化，搅拌转速为800r/min，陈化时间为8h，得陈化料；
(3)将剩余原料加入到所述陈化料中搅拌均匀，之后转运至坯体模具内挤压成型制得成型坯料；
(4)最后通过对所述成型坯料的养护、脱模、烘干以及整形，即可，其中，养护时间16h，烘干操作是将成型坯料输送至干燥窑进行干燥，以20℃/min温度升高到380℃，保持60min。
应用实施例
性能检测：将实施例1-3制得石膏板分别命名为石膏板1、石膏板2和石膏板3，按照GB/T9775-2008石膏板检测方法进行性能检测，具体检测数据见下表1。
表1
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种轻质耐水石膏板，其特征在于，包括以下按重量份计的原料：脱硫石膏粉40-60份、水泥8-12份、石英砂10-20份、双飞粉15-25份、玻璃碎渣5-15份、轻质填充料10-20份、纤维5-15份、乳化蜡4-8份、改性淀粉10-20份、木质素1-5份、木素磺酸钙1-3份、十二烷基硫酸钠1-3份、缓凝剂1-5份；
所述改性淀粉的由下列重量份的原料制成：薯类淀粉20份、甲基丙烯酸5份、苯乙烯3份、过氧化氢3份、硬脂酸钠2份；其制备方法包括以下步骤：
1)按上述重量份配比称取原料；
2)将所述的甲基丙烯酸、苯乙烯和硬脂酸钠在超声波条件下进行乳化反应30-60min，制得乳化液；
3)将所述淀粉原料在超声波条件下，室温环境中通氮气保护，在温度为50～80℃时预热30～60min，维持温度50～80℃并加入过氧化氢反应10～15min，得反应物；
4)向步骤3)制得的反应物中加入步骤2)制得的乳化液，进行化学反应40～80min，即制得改性淀粉。
2.根据权利要求1所述的一种轻质耐水石膏板，其特征在于，包括以下按重量份计的原料：脱硫石膏粉50份、水泥10份、石英砂15份、双飞粉20份、玻璃碎渣10份、轻质填充料15份、纤维10份、乳化蜡6份、改性淀粉15份、木质素3份、木素磺酸钙2份、十二烷基硫酸钠2份、缓凝剂3份。
3.根据权利要求1所述的一种轻质耐水石膏板，其特征在于，所述水泥为普通硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、矿渣水泥中的一种或几种按任意配比的混合物。
4.根据权利要求1所述的一种轻质耐水石膏板，其特征在于，所述纤维为碳化硅纤维或蛇纹石棉纤维中的一种或者两种。
5.根据权利要求1所述的一种轻质耐水石膏板，其特征在于，所述缓凝剂为柠檬酸钠、柠檬酸、多聚磷酸钠、酒石酸或动物蛋白钠盐中的一种或者几种按任意配比的混合物。
6.根据权利要求1所述的一种轻质耐水石膏板，其特征在于，所述乳化蜡由下列重量份的原料制成：石蜡20份、微晶蜡5份、山梨糖醇酐脂肪酸酯3份、松香酸盐2份、硅树脂聚醚乳液3份、聚乙烯醇3份；其制备方法是先将石蜡、微晶蜡加热到熔融状态，并混合在一起形成共混物，再将其余原料加入到75-85℃的热水中，并与所述石蜡和微晶蜡的共混物一起加入胶体磨中进行乳化，冷却至室温后得乳化蜡。
7.根据权利要求1所述的一种轻质耐水石膏板，其特征在于，所述石英砂及玻璃碎渣研磨至粒径≤1mm。
8.一种根据权利要求1-7任意一项所述的轻质耐水石膏板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)按上述重量份配比称取原料；
(2)将脱硫石膏粉、水泥、石英砂、双飞粉、玻璃碎渣以及轻质填充料混匀加入重量比为8-12％的水，搅拌1～2h后输送至陈化库陈化，搅拌转速为600-800r/min，陈化时间为6-8h，得陈化料；
(3)将剩余原料加入到所述陈化料中搅拌均匀，之后转运至坯体模具内挤压成型制得成型坯料；
(4)最后通过对所述成型坯料的养护、脱模、烘干以及整形，即可。
9.根据权利要求8所述的一种轻质耐水石膏板的制备方法，其特征在于，步骤(4)中的烘干操作是将成型坯料输送至干燥窑进行干燥，以10-20℃/min温度升高到320-380℃，保持40～60min。
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