CN107459317B - 一种高强纸面石膏板 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高强纸面石膏板，属于建筑材料领域。本发明将松脂岩、黑曜石等球磨后，过筛得混合球磨粉末，取毛竹片粉碎成毛竹纤维，与混合球磨粉末混合得改性粉末；取丙烯酸单体与去离子水混合，再通氮气排除空气后，用碱溶液调节pH值得基体混合液，与高锰酸钾、改性粉末、维生素C和N,N’‑亚甲基双丙烯酰胺水浴加热，过滤得滤饼，干燥得包覆改性颗粒，加入石膏粉、改性粉末和去离子水搅拌混合得石膏浆料，浇注至两层护面纸板制备的模具中，静置固化后，干燥得高强纸面石膏板。本发明的有益效果是：本发明纸面石膏板的石膏与护面纸粘结性能好，有效缩短了凝胶时间，所得产品具有较高的强度降，值得推广与使用。

Description

一种高强纸面石膏板
技术领域
本发明涉及一种高强纸面石膏板，属于建筑材料领域。
背景技术
纸面石膏板是以建筑石膏为主要原料，掺入适量添加剂与纤维做板芯，以特制的板纸为护面，经加工制成的板材。纸面石膏板具有重量轻、隔声、隔热、加工性能强、施工方法简便等优点，被广泛应用于工业、民用建筑中，尤其大量用作室内外装饰材料，如吊顶、隔墙等的材料。纸面石膏板的抗折强度和抗冲击强度主要取决于韧质纸构成的护面层的强度，而韧质纸构成的护面层吸湿性较强，一旦受潮其抗折强度、抗冲击强度会大大下降，从而引起板材的强度大大降低，甚至严重变形，影响纸面石膏板墙面的正常使用和美观。中国专利申请号CN201310498202.9公开了一种木炭环保纸面石膏板，该纸面石膏板由中间石膏基体和上下两侧的护面纸组成，石膏基体和护面纸之间通过粘结材料粘合而成。本发明制备的纸面石膏板环保无污染，能够有效地去除有害气体；并且在抗压抗折强度等方面大大提高，优于常规产品。中国专利申请号CN201410474788.X公开了一种轻质耐水纸面石膏板制备方法，包括如下步骤：a）将脱硫石膏打散炒制，制成熟石膏粉；b）将粉煤灰与熟石膏粉充分混合，并进行粉磨改性，制得熟料；c）所述熟料掺入水、发泡剂、氢化硅油、改性淀粉、STMP粉、纸纤维，充分搅拌制得均匀料浆；d）所述料浆连续浇注在两层护面纸之间，经挤压成型制得石膏板湿板；e）所述石膏板湿板经凝固、切断、干燥、锯边后制得纸面石膏板成品。该纸面石膏板提高了板材的耐水性与强度，质轻。但由于石膏与护面纸粘结性能差、凝胶时间长等技术问题，造成纸面石膏板强度降低。因此，如何实现一种高强度的纸面石膏板是业内亟待解决的技术问题，不仅对建筑材料领域具有积极的意义，也对纸面石膏板的发展具有积极的意义。
发明内容
本发明所要解决的技术问题：针对石膏与护面纸粘结性能差、凝胶时间长，造成纸面石膏板强度降低的弊端，提供了一种高强纸面石膏板。
为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：
一种高强纸面石膏板，由下列重量份物质组成：
45～50份石膏粉、10～15份包覆改性颗粒、5～10份改性粉末和65～70份去离子水，所述的改性粉末制备步骤为：
（1）按重量份数计，分别称量45～50份松脂岩、10～15份黑曜石、3～5份粉煤灰和5～8份硅灰混合球磨，过筛得混合球磨粉末；
（2）取毛竹片并用气流粉碎机粉碎至长度为2～3mm毛竹纤维，按质量比1:8，将毛竹纤维与混合球磨粉末混合得改性粉末。
所述包覆改性颗粒制备步骤为：
（1）按质量比1:1，将丙烯酸单体与去离子水混合并置于三口烧瓶中，在氮气气氛下调节pH至6.5～7.0，得基体混合液；
（2）按重量份数计，分别称量45～50份基体混合液、1～3份高锰酸钾、15～20份改性粉末、10～15份维生素C和55～60份N,N’-亚甲基双丙烯酰胺置于三口烧瓶中，水浴加热后静置冷却至室温，过滤并收集滤饼，真空冷冻干燥制备得包覆改性颗粒。
步骤（1）所述的调节pH采用的是质量分数30％氢氧化钠溶液。
步骤（2）所述的水浴加热温度为75～80℃。
所述的一种高强纸面石膏板，制备步骤为：分别称量石膏粉、包覆改性颗粒、改性粉末和去离子水搅拌混合，得石膏浆料，将石膏浆料浇注至两层护面纸板制备的模具中，固化处理，即可制备得一种高强纸面石膏板。
所述的搅拌混合速度为550～600r/min。
所述的固化处理为，在室温下静置固化3～5h后，再按2℃/min升温至在120～130℃下干燥3～5h。
本发明与其他方法相比，有益技术效果是：
（1）本发明通过黑曜石、松脂岩等材料，经高温加热后形成膨胀，在石膏浆料内部形成均匀存在的贯通状孔洞结构，由于孔洞结构内比表面积极大，物理反应活性较高，与半水石膏和水混合后，石膏进入空洞和颗粒外的结晶石膏相互交错，互相作用，支撑起整个芯体的结构，从而在快速固化石膏材料的同时，对石膏板材料进行有效的补强；
（2）本发明通过吸水性树脂包覆黑曜石和松脂岩制备的改性粉末，通过吸水膨胀后，树脂材料作为孔洞结构的内部填充材料进行有效的填充，形成均匀孔洞，再通过高温干燥后，由于水份蒸发，树脂填充收缩，但是高温使黑曜石等材料高温膨胀，将树脂材料撑大并再次填充孔洞，形成内部具有微球结构的石膏板材料，在受力弯曲或冲击时，有效将力转化为弹性势能，提高材料的力学性能。
具体实施方式
按重量份数计，分别称量45～50份松脂岩、10～15份黑曜石、3～5份粉煤灰和5～8份硅灰置于球磨罐中，在250～300r/min下球磨3～5h后，过200目筛得混合球磨粉末，取毛竹片并用气流粉碎机粉碎至长度为2～3mm毛竹纤维，按质量比1:8，将毛竹纤维与混合球磨粉末混合得改性粉末；按质量比1:1，将丙烯酸单体与去离子水混合并置于三口烧瓶中，通氮气排除空气后，再采用质量分数为30%氢氧化钠溶液滴加至三口烧瓶中，调节pH至6.5～7.0，得基体混合液，按重量份数计，分别称量45～50份基体混合液、1～3份高锰酸钾、15～20份改性粉末、10～15份维生素C和55～60份N,N’-亚甲基双丙烯酰胺置于三口烧瓶中，在75～80℃下水浴加热2～3h，静置冷却至室温，过滤并收集滤饼，真空冷冻干燥制备得包覆改性颗粒；按重量份数计，分别称量45～50份石膏粉、10～15份包覆改性颗粒、5～10份改性粉末和65～70份去离子水置于搅拌机中，在550～600r/min下搅拌混合3～5h，待搅拌混合完成后，得石膏浆料，将石膏浆料浇注至两层护面纸板制备的模具中，静置固化3～5h后，再以2℃/min速率程序升温至120～130℃，干燥3～5h，即可制备得一种高强纸面石膏板。
实例1
按重量份数计，分别称量45份松脂岩、10份黑曜石、3份粉煤灰和5份硅灰置于球磨罐中，在250r/min下球磨3h后，过200目筛得混合球磨粉末，取毛竹片并用气流粉碎机粉碎至长度为2mm毛竹纤维，按质量比1:8，将毛竹纤维与混合球磨粉末混合得改性粉末；按质量比1:1，将丙烯酸单体与去离子水混合并置于三口烧瓶中，通氮气排除空气后，再采用质量分数为30%氢氧化钠溶液滴加至三口烧瓶中，调节pH至6.5，得基体混合液，按重量份数计，分别称量45份基体混合液、1份高锰酸钾、15份改性粉末、10份维生素C和55份N,N’-亚甲基双丙烯酰胺置于三口烧瓶中，在75℃下水浴加热2h，静置冷却至室温，过滤并收集滤饼，真空冷冻干燥制备得包覆改性颗粒；按重量份数计，分别称量45份石膏粉、10份包覆改性颗粒、5份改性粉末和65份去离子水置于搅拌机中，在550r/min下搅拌混合3h，待搅拌混合完成后，得石膏浆料，将石膏浆料浇注至两层护面纸板制备的模具中，静置固化3h后，再以2℃/min速率程序升温至120℃，干燥3h，即可制备得一种高强纸面石膏板。
实例2
按重量份数计，分别称量48份松脂岩、13份黑曜石、4份粉煤灰和7份硅灰置于球磨罐中，在280r/min下球磨4h后，过200目筛得混合球磨粉末，取毛竹片并用气流粉碎机粉碎至长度为3mm毛竹纤维，按质量比1:8，将毛竹纤维与混合球磨粉末混合得改性粉末；按质量比1:1，将丙烯酸单体与去离子水混合并置于三口烧瓶中，通氮气排除空气后，再采用质量分数为30%氢氧化钠溶液滴加至三口烧瓶中，调节pH至6.8，得基体混合液，按重量份数计，分别称量48份基体混合液、2份高锰酸钾、18份改性粉末、13份维生素C和58份N,N’-亚甲基双丙烯酰胺置于三口烧瓶中，在78℃下水浴加热3h，静置冷却至室温，过滤并收集滤饼，真空冷冻干燥制备得包覆改性颗粒；按重量份数计，分别称量48份石膏粉、13份包覆改性颗粒、8份改性粉末和68份去离子水置于搅拌机中，在570r/min下搅拌混合4h，待搅拌混合完成后，得石膏浆料，将石膏浆料浇注至两层护面纸板制备的模具中，静置固化4h后，再以2℃/min速率程序升温至125℃，干燥4h，即可制备得一种高强纸面石膏板。
实例3
按重量份数计，分别称量50份松脂岩、15份黑曜石、5份粉煤灰和8份硅灰置于球磨罐中，在300r/min下球磨5h后，过200目筛得混合球磨粉末，取毛竹片并用气流粉碎机粉碎至长度为3mm毛竹纤维，按质量比1:8，将毛竹纤维与混合球磨粉末混合得改性粉末；按质量比1:1，将丙烯酸单体与去离子水混合并置于三口烧瓶中，通氮气排除空气后，再采用质量分数为30%氢氧化钠溶液滴加至三口烧瓶中，调节pH至7.0，得基体混合液，按重量份数计，分别称量50份基体混合液、3份高锰酸钾、20份改性粉末、15份维生素C和60份N,N’-亚甲基双丙烯酰胺置于三口烧瓶中，在80℃下水浴加热3h，静置冷却至室温，过滤并收集滤饼，真空冷冻干燥制备得包覆改性颗粒；按重量份数计，分别称量50份石膏粉、15份包覆改性颗粒、10份改性粉末和70份去离子水置于搅拌机中，在600r/min下搅拌混合5h，待搅拌混合完成后，得石膏浆料，将石膏浆料浇注至两层护面纸板制备的模具中，静置固化5h后，再以2℃/min速率程序升温至130℃，干燥5h，即可制备得一种高强纸面石膏板。
对照例：山东某公司生产的纸面石膏板。
将上述实施例所得高强纸面石膏板与对照例的纸面石膏板进行检测，具体检测如下：
1、护面纸与石膏芯粘结、纵、横向断裂荷载：按照GB/T9775标准进行测定；
2、抗折、抗压强度：按照GB/T 17669.3标准，将纸面石膏板在40℃的烘箱中干燥至恒重后进行抗折、抗压强度。
结果如表1所示。
表1：
Figure 413647DEST_PATH_IMAGE002
由上表可知，本发明高强纸面石膏板的石膏与护面纸粘结性能好，凝胶时间短，所得产品具有较高的强度，值得推广与使用。

Claims (6)

1.一种高强纸面石膏板，其特征在于，由下列重量份物质组成：
45～50份石膏粉、10～15份包覆改性颗粒、5～10份改性粉末和65～70份去离子水，所述的改性粉末制备步骤为：
（1）按重量份数计，分别称量45～50份松脂岩、10～15份黑曜石、3～5份粉煤灰和5～8份硅灰混合球磨，过筛得混合球磨粉末；
（2）取毛竹片并用气流粉碎机粉碎至长度为2～3mm毛竹纤维，按质量比1:8，将毛竹纤维与混合球磨粉末混合得改性粉末；
所述包覆改性颗粒制备步骤为：
（1）按质量比1:1，将丙烯酸单体与去离子水混合并置于三口烧瓶中，在氮气气氛下调节pH至6.5～7.0，得基体混合液；
（2）按重量份数计，分别称量45～50份基体混合液、1～3份高锰酸钾、15～20份改性粉末、10～15份维生素C和55～60份N,N’-亚甲基双丙烯酰胺置于三口烧瓶中，水浴加热后静置冷却至室温，过滤并收集滤饼，真空冷冻干燥制备得包覆改性颗粒。
2.根据权利要求1所述的一种高强纸面石膏板，其特征在于：包覆改性颗粒制备步骤（1）所述的调节pH采用的是质量分数30％氢氧化钠溶液。
3.根据权利要求1所述的一种高强纸面石膏板，其特征在于：包覆改性颗粒步骤（2）所述的水浴加热温度为75～80℃。
4.根据权利要求1所述的一种高强纸面石膏板，其特征在于，制备步骤为：分别称量石膏粉、包覆改性颗粒、改性粉末和去离子水搅拌混合，得石膏浆料，将石膏浆料浇注至两层护面纸板制备的模具中，固化处理，即可制备得一种高强纸面石膏板。
5.根据权利要求4所述的一种高强纸面石膏板，其特征在于：所述的搅拌混合速度为550～600r/min。
6.根据权利要求4所述的一种高强纸面石膏板，其特征在于：所述的固化处理为，在室温下静置固化3～5h后，再按2℃/min升温至在120～130℃下干燥3～5h。
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