CN107382241A - 一种高强度石膏板及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高强度石膏板及其制备方法，涉及新型建材技术领域，该石膏板包括以下原料：改性石膏粉、左云粘土、钙长石粉、纳米电气石粉、重质碳酸钙粉、硼砂、碳化硅纤维、对羟苯甲酸异丙酯、有机硅乳液、偶联剂、防霉剂、消泡剂和粘接剂。其制备方法是通过对原料的混合、陈化、注模、自然养护、脱模、烘干以及整形制得的。该种石膏板制备简单，成本低廉，解决了现有石膏板材力学强度低的问题，即便长时间在水气和潮湿的环境下使用，板料强度也不会受太大影响甚至降低，使用寿命长，安全可靠，具有广阔的市场前景。

Description

一种高强度石膏板及其制备方法

技术领域

本发明涉及新型建材技术领域，具体涉及一种高强度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、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存在的最大不足就是力学强度低，特别是在水气和潮湿的室内环境中使用一段时间后材料会产生松散脱落，使得原有的造型损坏，不仅影响室内的美化环境，更是对人们的人身安全造成隐患，具有可靠性低、安全性差、使用寿命短的缺点。因此，作为新型建材的石膏板需要改进。

煅烧石膏、建筑石膏、脱硫石膏及半水石膏等石膏产品作为石膏板的主料，其表现的理化性质尤为重要，更是决定成品石膏板性能的关键，现有技术中，对石膏的改性报道很少见，但是石膏原料的有效合理地改性对石膏板行业的发展具有积极有利的影响。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种高强度石膏板及其制备方法，该种石膏板制备简单，成本低廉，解决了现有石膏板材力学强度低的问题，即便长时间在水气和潮湿的环境下使用，板料强度也不会受太大影响甚至降低，使用寿命长，安全可靠，具有广阔的市场前景。

为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现的：

一种高强度石膏板，包括以下按重量份计的原料：改性石膏粉80-120份、左云粘土20-40份、钙长石粉15-25份、纳米电气石粉10-20份、重质碳酸钙粉20-30份、硼砂10-20份、碳化硅纤维10-20份、对羟苯甲酸异丙酯4-8份、有机硅乳液3-7份、偶联剂1-5份、防霉剂1-5份、消泡剂1-3份和粘接剂1-3份；

所述改性石膏粉通过以下步骤制得：先将脱硫石膏在80～90℃温度下预烘干，之后输送至煅烧炉中，在温度为140～180℃温度下煅烧处理1-2h，输出冷却至50-70℃，加入相当于脱硫石膏重量3-5％的山梨坦单油酸酯和相当于脱硫石膏重量4-8％的液体石蜡搅拌混匀，之后再输送至冲击式磨粉机中研磨至粒径小于500μm，冷却后陈化即得。

进一步地，所述石膏板包括以下按重量份计的原料：改性石膏粉100份、左云粘土30份、钙长石粉20份、纳米电气石粉15份、重质碳酸钙粉25份、硼砂15份、碳化硅纤维15份、对羟苯甲酸异丙酯6份、有机硅乳液5份、偶联剂3份、防霉剂3份、消泡剂2份和粘接剂2份。

进一步地，所述改性石膏粉通过以下步骤制得：先将脱硫石膏在85℃温度下预烘干，之后输送至煅烧炉中，在温度为160℃温度下煅烧处理1.5h，输出冷却至60℃，加入相当于脱硫石膏重量4％的山梨坦单油酸酯和相当于脱硫石膏重量6％的液体石蜡搅拌混匀，之后再输送至冲击式磨粉机中研磨至粒径小于300μm，冷却后陈化即得。

优选地，所述偶联剂为硅烷偶联剂KH172、硅烷偶联剂KH550或硅烷偶联剂KH171中的一种。

优选地，所述防霉剂为四氯间苯二腈乳液。

优选地，所述消泡剂为聚二甲基硅氧烷、苯乙醇油酸酯或磷酸三丁酯中的一种。

优选地，所述粘接剂为乙基三甲氧基硅烷、N-羟甲基丙烯酰胺或丙烯酸甲酯中的一种。

上述的一种高强度石膏板的制备方法，按照以下步骤进行：

(1)按所述重量份配比预备原料；

(2)将所有原料输送至砂浆搅拌机中加入其总重量20-30％的水进行搅拌混合45-55min，搅拌转速为65-75r/min，得混料；再将偶联剂、防霉剂、消泡剂和粘接剂加入到所述混料中，继续搅拌20-30min，搅拌转速为60-70r/min，搅拌结束得浆料；

(3)将浆料输送至陈化库中陈化处理8-12h，陈化温度为42-46℃，陈化湿度为35-45％，得陈化物料；

(4)将陈化物料转运至坯体模具内挤压成型制得成型坯料；

(5)最后通过对成型坯料的自然养护、脱模、烘干以及整形，即可。

本发明具有如下的有益效果：该种石膏板制备简单，成本低廉，通过对生产原料及工艺的改进优化，加入改性的石膏粉，使得石膏板主料石膏具有良好的和易相容性，再经纳米电气石粉、钙长石粉、硼砂、碳化硅纤维等其它原料及助剂的强化协同处理，解决了现有石膏板材力学强度低的问题，即便长时间在水气和潮湿的环境下使用，板料强度也不会受太大影响甚至降低，板料造型不易受到损坏，耐冲击刮擦，不会产生掉料、裂纹等质量不良的现象，使用寿命长，安全可靠，具有广阔的市场前景。

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

一种高强度石膏板，预备以下原料待制备：改性石膏粉80kg、左云粘土20kg、钙长石粉15kg、纳米电气石粉10kg、重质碳酸钙粉20kg、硼砂10kg、碳化硅纤维10kg、对羟苯甲酸异丙酯4kg、有机硅乳液3kg、偶联剂1kg、防霉剂1kg、消泡剂1kg和粘接剂1kg；

上述的改性石膏粉通过以下步骤制得：称取80kg的脱硫石膏在80℃温度下预烘干，之后输送至煅烧炉中，在温度为140℃温度下煅烧处理1h，输出冷却至50℃，加入相当于脱硫石膏重量3％的山梨坦单油酸酯和相当于脱硫石膏重量4％的液体石蜡搅拌混匀，之后再输送至冲击式磨粉机中研磨至粒径400μm，冷却后陈化即制得本发明原料所需的改性石膏粉。

其中，上述的偶联剂采用硅烷偶联剂KH172；防霉剂采用四氯间苯二腈乳液；消泡剂采用聚二甲基硅氧烷；粘接剂采用乙基三甲氧基硅烷。

上述的一种高强度石膏板的制备方法，按照以下步骤进行：

(1)先将所有原料输送至砂浆搅拌机中加入其总重量20％的水进行搅拌混合45min，搅拌转速为65r/min，得混料；再将偶联剂、防霉剂、消泡剂和粘接剂加入到所述混料中，继续搅拌20min，搅拌转速为60r/min，搅拌结束得浆料；

(2)然后将浆料输送至陈化库中陈化处理8h，陈化温度为42℃，陈化湿度为35％，得陈化物料；

(3)之后将陈化物料转运至坯体模具内挤压成型制得成型坯料；

(4)最后通过对成型坯料的自然养护、脱模、烘干以及整形，即制得本发明的高强度石膏板。

实施例2

一种高强度石膏板，预备以下原料待制备：改性石膏粉100kg、左云粘土30kg、钙长石粉20kg、纳米电气石粉15kg、重质碳酸钙粉25kg、硼砂15kg、碳化硅纤维15kg、对羟苯甲酸异丙酯6kg、有机硅乳液5kg、偶联剂3kg、防霉剂3kg、消泡剂2kg和粘接剂2kg；

上述的改性石膏粉通过以下步骤制得：称取100kg的脱硫石膏在85℃温度下预烘干，之后输送至煅烧炉中，在温度为160℃温度下煅烧处理1.5h，输出冷却至60℃，加入相当于脱硫石膏重量4％的山梨坦单油酸酯和相当于脱硫石膏重量6％的液体石蜡搅拌混匀，之后再输送至冲击式磨粉机中研磨至粒径300μm，冷却后陈化即制得本发明原料所需的改性石膏粉。

其中，上述的偶联剂采用硅烷偶联剂KH550；防霉剂采用四氯间苯二腈乳液；消泡剂采用苯乙醇油酸酯；粘接剂采用N-羟甲基丙烯酰胺。

上述的一种高强度石膏板的制备方法，按照以下步骤进行：

(1)先将所有原料输送至砂浆搅拌机中加入其总重量25％的水进行搅拌混合50min，搅拌转速为70r/min，得混料；再将偶联剂、防霉剂、消泡剂和粘接剂加入到所述混料中，继续搅拌25min，搅拌转速为65r/min，搅拌结束得浆料；

(2)然后将浆料输送至陈化库中陈化处理10h，陈化温度为44℃，陈化湿度为40％，得陈化物料；

(3)之后将陈化物料转运至坯体模具内挤压成型制得成型坯料；

(4)最后通过对成型坯料的自然养护、脱模、烘干以及整形，即制得本发明的高强度石膏板。

实施例3

一种高强度石膏板，预备以下原料待制备：改性石膏粉120kg、左云粘土40kg、钙长石粉25kg、纳米电气石粉20kg、重质碳酸钙粉30kg、硼砂20kg、碳化硅纤维20kg、对羟苯甲酸异丙酯8kg、有机硅乳液7kg、偶联剂5kg、防霉剂5kg、消泡剂3kg和粘接剂3kg；

上述的改性石膏粉通过以下步骤制得：称取120kg的脱硫石膏在90℃温度下预烘干，之后输送至煅烧炉中，在温度为180℃温度下煅烧处理2h，输出冷却至70℃，加入相当于脱硫石膏重量5％的山梨坦单油酸酯和相当于脱硫石膏重量8％的液体石蜡搅拌混匀，之后再输送至冲击式磨粉机中研磨至粒径200μm，冷却后陈化即制得本发明原料所需的改性石膏粉。

其中，上述的偶联剂采用硅烷偶联剂KH171；防霉剂采用四氯间苯二腈乳液；消泡剂采用磷酸三丁酯；粘接剂采用丙烯酸甲酯。

上述的一种高强度石膏板的制备方法，按照以下步骤进行：

(1)先将所有原料输送至砂浆搅拌机中加入其总重量30％的水进行搅拌混合55min，搅拌转速为75r/min，得混料；再将偶联剂、防霉剂、消泡剂和粘接剂加入到所述混料中，继续搅拌30min，搅拌转速为70r/min，搅拌结束得浆料；

(2)然后将浆料输送至陈化库中陈化处理12h，陈化温度为46℃，陈化湿度为45％，得陈化物料；

(3)之后将陈化物料转运至坯体模具内挤压成型制得成型坯料；

(4)最后通过对成型坯料的自然养护、脱模、烘干以及整形，即制得本发明的高强度石膏板。

实施例4

强度性能检测

取上述实施例1-3制得石膏板与市售常见的纸面石膏板，通过摆钟式及落重式冲击试验测其抗压、抗折强度，具体检测结果数据见下表1；

表1

由上表1可知，本发明的石膏板相比市面上的纸面石膏板强度更高，且在水气和潮湿的环境下使用，板料强度也不会受太大影响甚至降低。

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 (8)

1.一种高强度石膏板，其特征在于，包括以下按重量份计的原料：改性石膏粉80-120份、左云粘土20-40份、钙长石粉15-25份、纳米电气石粉10-20份、重质碳酸钙粉20-30份、硼砂10-20份、碳化硅纤维10-20份、对羟苯甲酸异丙酯4-8份、有机硅乳液3-7份、偶联剂1-5份、防霉剂1-5份、消泡剂1-3份和粘接剂1-3份；

所述改性石膏粉通过以下步骤制得：先将脱硫石膏在80～90℃温度下预烘干，之后输送至煅烧炉中，在温度为140～180℃温度下煅烧处理1-2h，输出冷却至50-70℃，加入相当于脱硫石膏重量3-5％的山梨坦单油酸酯和相当于脱硫石膏重量4-8％的液体石蜡搅拌混匀，之后再输送至冲击式磨粉机中研磨至粒径小于500μm，冷却后陈化即得。

2.根据权利要求1所述的一种高强度石膏板，其特征在于，包括以下按重量份计的原料：改性石膏粉100份、左云粘土30份、钙长石粉20份、纳米电气石粉15份、重质碳酸钙粉25份、硼砂15份、碳化硅纤维15份、对羟苯甲酸异丙酯6份、有机硅乳液5份、偶联剂3份、防霉剂3份、消泡剂2份和粘接剂2份。

3.根据权利要求1所述的一种高强度石膏板，其特征在于，所述改性石膏粉通过以下步骤制得：先将脱硫石膏在85℃温度下预烘干，之后输送至煅烧炉中，在温度为160℃温度下煅烧处理1.5h，输出冷却至60℃，加入相当于脱硫石膏重量4％的山梨坦单油酸酯和相当于脱硫石膏重量6％的液体石蜡搅拌混匀，之后再输送至冲击式磨粉机中研磨至粒径小于300μm，冷却后陈化即得。

4.根据权利要求1所述的一种高强度石膏板，其特征在于，所述偶联剂为硅烷偶联剂KH172、硅烷偶联剂KH550或硅烷偶联剂KH171中的一种。

5.根据权利要求1所述的一种高强度石膏板，其特征在于，所述防霉剂为四氯间苯二腈乳液。

6.根据权利要求1所述的一种高强度石膏板，其特征在于，所述消泡剂为聚二甲基硅氧烷、苯乙醇油酸酯或磷酸三丁酯中的一种。

7.根据权利要求1所述的一种高强度石膏板，其特征在于，所述粘接剂为乙基三甲氧基硅烷、N-羟甲基丙烯酰胺或丙烯酸甲酯中的一种。

8.一种如权利要求1-7任意一项所述的高强度石膏板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)按所述重量份配比预备原料；

(2)将所有原料输送至砂浆搅拌机中加入其总重量20-30％的水进行搅拌混合45-55min，搅拌转速为65-75r/min，得混料；再将偶联剂、防霉剂、消泡剂和粘接剂加入到所述混料中，继续搅拌20-30min，搅拌转速为60-70r/min，搅拌结束得浆料；

(3)将浆料输送至陈化库中陈化处理8-12h，陈化温度为42-46℃，陈化湿度为35-45％，得陈化物料；

(4)将陈化物料转运至坯体模具内挤压成型制得成型坯料；

(5)最后通过对成型坯料的自然养护、脱模、烘干以及整形，即可。