CN110885255A - 一种轻质石膏板的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种轻质石膏板的制备方法,包括:(1)准备发泡剂,分散到去离子水中,搅拌发泡得到发泡体;(2)准备石膏熟料,将石膏熟料分散到发泡体中,搅拌得到石膏浆料,搅拌时间设定为30~90秒,搅拌速度设定为200~400转/分钟;(3)将步骤(2)中得到的石膏浆料置于超声环境中,超声处理30~210秒后停止,待石膏浆料凝固成型后得到石膏板,其中,超声波的频率设定为20000~40000赫兹;(4)烘干步骤(3)中得到的石膏板直到石膏板的质量停止下降,得到轻质石膏板。
Description
技术领域
本发明涉及石膏生产技术领域,尤其涉及一种具有高强度的轻质发泡石膏板的制造方法。
背景技术
石膏板是以建筑石膏为主要原材料制成的建筑装饰板材。石膏板作为一种新型建筑材料,在性能上具有质轻、防火、隔音、保温、隔热、加工性强良好(可刨、可钉、可锯)、施工方便、可拆装及增大使用面积等优点,因此广泛用于各种工业建筑、民用建筑,尤其是在高层建筑中可作为内墙材料和装饰装修材料。如:用于框架结构中的非承重墙、室内贴面板、吊顶等。随着我国节能政策的深入,石膏板的降容降耗成了行业发展趋势。业内通常的降容措施是优选高品质的发泡剂或添加一些助泡剂或稳泡剂,在制备石膏料浆的过程中进行降容处理。但在实际生产中发现,当石膏料浆的容重降低到一定程度时,会给石膏板的成型工序带来麻烦:当石膏板表面的泡沫过多时,容易出现石膏板边部立不起来,严重影响石膏板的外观质量。
因此,提供一种降低石膏板的容重的同时保持或增强石膏板的强度,制备得到的石膏板外表美观、成型率高的制备方法是本领域的技术人员急需解决的技术问题。
发明内容
为了解决上述技术问题,本发明提供了一种轻质石膏板的制备方法,所述方法能够保证石膏板的外观质量,同时还能降低石膏的容重并提高石膏板的强度。
根据本发明的一个方面,提供一种轻质石膏板的制备方法,包括:(1)准备发泡剂,分散到去离子水中,搅拌发泡得到发泡体。(2)准备石膏熟料,将石膏熟料分散到发泡体中,搅拌得到石膏浆料,搅拌时间设定为30~90秒,搅拌速度设定为200~400转/分钟。(3)将步骤(2)中得到的石膏浆料置于超声环境中,超声处理30~210秒后停止,待石膏浆料凝固成型后得到石膏板,其中,超声波的频率设定为20000~40000赫兹。(4)烘干步骤(3)中得到的石膏板直到石膏板的质量停止下降,得到轻质石膏板。
其中,步骤(1)包括:(1.1)准备发泡剂、减水剂及淀粉。(1.2)将10~20份发泡剂分散到80~130份离子水中配制成A液。(1.3)取20~40份A液,向20~40份A液中加入2~4份淀粉、0.5~5份减水剂以及250~300份去离子水,共同搅拌60~180秒得到泡沫体,搅拌速度设定为400~800转/分钟。
可选择地,步骤(1.1)中准备的淀粉为改性淀粉。
可选择地,步骤(1.1)中准备的减水剂为木质素磺酸钠盐减水剂、萘系高效减水剂、脂肪族高效减水剂、氨基高效减水剂、聚羧酸高效减水剂中的一种或几种。
可选择地,步骤(1.2)中向20~40份A液中加入2.2~3.8份改性淀粉、0.5~3份减水剂。
可选择地,步骤(2)中发泡体与石膏熟料的质量比为1:1.5~1:2.5。
其中,步骤(3)包括:(3.1)将步骤(2)中得到的石膏浆料注入石膏模具中,刮除模具边缘的多余的石膏浆料。(3.2)将石膏模具放入超声发生器中,将超声波的频率设定为20~40千赫兹,超声处理30~210秒后取出石膏模具。(3.3)待石膏模具中的石膏浆料冷却、凝固成型得到石膏板。
可选择地,步骤(4)包括:(4.1)将步骤(3)中得到的石膏板置于158~162摄氏度条件下进行一次烘干,一次烘干时间设定为20~40分钟。(4.2)将经一次烘干的石膏板转移到40~50摄氏度温度条件下进行二次烘干,直到石膏板的质量停止下降,得到轻质石膏板。
可选择地,步骤(4.2)中二次烘干将石膏板烘干至质量停止下降并维持恒重30~60分钟后停止,得到轻质石膏板。
作为本发明的优选示例,一种轻质石膏板的制备方法包括如下步骤:
1S称取10克发泡剂原液和90克水,混合均匀后得到A液备用,称取改性淀粉2~4克放入搅拌锅内,称取减水剂0.5~5克放入搅拌锅内,称取A液20~40克倒入搅拌锅内,称取水250~300克,用称量好的水将称取A液的容器洗2~3遍,洗液均倒入搅拌锅内。开启搅拌器,搅拌发泡1~2分钟,制备得到泡沫体系。
2S称取石膏熟料500克倒入步骤1S制备的泡沫体系中,静置0~1分钟后,开启搅拌器,搅拌30~60秒,得到石膏料浆。
3S将步骤2S制备的石膏料浆倒入成型模具内,并用刮刀刮去多余的料浆,然后将成型模具放入超声发生器中,开启超声发生器,10~120秒后取出成型模具,待石膏料浆终凝后脱模得到成型石膏板。
4S干燥步骤3S制备的石膏板,将石膏板放入160±2摄氏度的烘箱中烘30分钟后,将烘箱温度降至45±2摄氏度后,继续将石膏板烘至恒重。
其中,减水剂是一种在维持混凝土坍落度不变的条件下,能减少拌合用水量的混凝土外加剂。减水剂的组分多属于阴离子表面活性剂,有木质素磺酸盐、萘磺酸盐甲醛聚合物等,有增加料浆流动性等作用。
超声波在介质中的传播具有特点如下:超声波在介质的传播过程中,存在一个正负压强的交变周期,在正压相位时,超声波对介质分子挤压,改变介质原来的密度,使其增大;在负压相位时,使介质分子稀疏,进一步离散,介质的密度减小;当用足够大振幅的超声波作用于液体介质时,介质分子间的平均距离会超过使液体介质保持不变的临界分子距离,液体介质就会发生断裂,形成微泡。
本发明利用了超声波在介质中的传播特点,在石膏板成型的过程中进行适当的超声波处理,既能消除石膏板外围料浆中的部分泡沫,达到成型后的石膏板边角分明的目的,从而保证了石膏板的外观质量,同时能促进石膏板板芯料浆的泡孔分布更加均匀致密,从而增加石膏板的强度。
本发明中将发泡体与石膏熟料的质量比为控制于1:1.5~1:2.5之间,避免石膏成型时由于石膏板表面泡沫过多,导致石膏板成型困难,制得的石膏板存在板面酥软、板芯强度低等问题,本发明的轻质石膏板的制备方法制备得到的石膏板成型率高,具有良好的支撑强度。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1为现有技术中未经微波处理得到的轻质石膏板。
图2为本发明实施例中微波处理30秒得到的轻质石膏板。
图3为本发明实施例中微波处理60秒得到的轻质石膏板。
图4为本发明实施例中微波处理120秒得到的轻质石膏板。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征向量可以相互任意组合。
下面将通过具体实施例的方式详细解释本发明的轻质石膏板的制备方法。
一种轻质石膏板的制备方法,包括:
1S准备发泡剂,分散到去离子水中,搅拌发泡得到发泡体。
具体的,步骤1S包括:
1.1S准备发泡剂、淀粉、以及减水剂。
优选的,准备的淀粉为改性淀粉,在此条件下,改性淀粉作为粘结剂加入到石膏板制备过程中,改性淀粉的分子链具有迁移活性,在石膏板干燥过程中,起到保护石膏板、防潮等作用。
减水剂为木质素磺酸钠盐减水剂、萘系高效减水剂、脂肪族高效减水剂、氨基高效减水剂、聚羧酸高效减水剂中的一种或几种。在此条件下,能够保持相同流动性的情况下降低搅拌石膏浆料所需用水量或在相同用水量的情况下提高石膏浆料的流动性。
1.2S将10~20份发泡剂分散到80~130份离子水中配制成A液。
1.3S取20~40份A液,向20~40份A液中加入2~4份改性淀粉、0.5~5份减水剂以及250~300去离子水,共同搅拌60~180秒得到泡沫体,搅拌速度设定为400~800转/分钟。
优选地,向20~40份A液中加入2.2~3.8份改性淀粉,在此条件下制备得到的石膏板表面更加光滑,气孔更少。例如,在实际操作过程中,可以选择向20~40份A液中加入改性淀粉2.2份、2.5份、2.8份、3份、3.5份或3.8份。
优选地,向20~40份A液中加入0.5~3份石膏专用减水剂,在此条件下,能够降低配制石膏浆料的用水量,降低生产石膏板的干燥能耗,并能提石膏板的板芯强度。例如,在实际操作过程中,可以选择向20~40份A液中加入减水剂0.5份、1份、2份、2.5份、3份。
2S准备石膏熟料,将石膏熟料分散到发泡体中,搅拌得到石膏浆料,搅拌时间设定为30~90秒搅拌速度设定为200~400转/分钟;
优选地,发泡体与石膏熟料的质量比为1:1.5~1:2.5。在此条件下得到的石膏板成型率高,具有良好的支撑强度,避免石膏成型时由于石膏板表面泡沫过多,导致石膏板成型困难,制得的石膏板存在板面酥软、板芯强度低等问题。例如,在实际操作过程中,可以选择发泡体与石膏熟料的质量比为1:1.5、1:1.8、1:2、1:2.2或1:2.5。
优选地,搅拌速度设定为250~350转/分钟,搅拌时间设定为60~90秒,在此条件下石膏熟料与泡沫体充分混合,搅拌均匀,是的制备得到的石膏板各处孔隙大小、孔隙分布均匀。例如,在实际操作过程中,可以选择搅拌速度设定为250转/分钟、300转/分钟、350转/分钟。搅拌时间可以设定为60秒、70秒、80秒或90秒。
3S将步骤2S中得到的石膏浆料置于超声环境中,超声处理30~210秒后停止,待石膏浆料凝固成型后得到石膏板,其中,超声波的频率设定为20~40千赫兹。
具体的,步骤3S包括:
3.1S将步骤(2)中得到的石膏浆料注入石膏模具中,刮除模具边缘的多余的石膏浆料。
3.2S将石膏模具放入超声发生器中,将超声波的频率设定为20000~40000赫兹,超声处理30~210秒后取出石膏模具。
优选地,超声波的频率设定为24000~36000赫兹。在此条件下,既能消除石膏板外围料浆中的部分泡沫,达到成型后的石膏板边角分明的目的。例如,在实际操作过程中可以选择超声波的频率设定为24000赫兹、26000赫兹、28000赫兹、30000赫兹、32000赫兹、34000赫兹或36000赫兹。
优选地,超声处理时间设定为30~60秒,在此条件下制备得到的轻质石膏板表面气孔减少且具有良好的容重以及抗折强度。例如,在实际操作过程中,可以选择超声处理时间设定为30秒、35秒、40秒、45、50秒、55秒或60秒。
3.3S待石膏模具中的石膏浆料冷却、凝固成型得到石膏板。
4S烘干步骤3S中得到的石膏板直到石膏板的质量停止下降,得到轻质石膏板。
具体的,步骤4S包括:
4.1S将步骤3S中得到的石膏板置于158~162摄氏度条件下进行一次烘干,一次烘干时间设定为20~40分钟。优选地,一次烘干时间设定为30~38分钟,在此条件下,一次烘干已将石膏板中的大部分水分烘干,节约二次烘干时间,缩短石膏板生产周期。例如,在实际操作过程中,可以选择一次烘干时间为30分钟、32分钟、35分钟、36分钟或38分钟。
4.2S将经一次烘干的石膏板转移到40~50摄氏度温度条件下进行二次烘干,直到石膏板的质量停止下降,得到轻质石膏板。
步骤4.2S中二次烘干将石膏板烘干至质量停止下降并维持恒重30~60分钟后停止。优选地,二次烘干中,石膏板质量维持恒重40~45分钟后停止,在此条件下,避免石膏板生产周期过长,提高石膏板生产率。例如,在实际操作过程中,可以选择石膏板质量维持恒重40分钟、42分钟、43分钟、44分钟或45分钟后停止二次烘干,得到轻质石膏板。
下面进一步通过列表的方式,给出本发明部分实施例中制备得到的轻质石膏板的容重以及抗折强度参数。表1为超声处理后石膏板容重及抗折强度实验结果。
表1
从表1测试结果看出,超声处理60秒时制备得到的石膏板的板芯容重降低最佳,但超声30秒时制备得到的石膏板的抗折强度提升最大。
如图1~4所示,不经过超声处理得到的轻质石膏板表面均为大小不一的孔洞,石膏板表面呈蜂窝煤状。超声处理30秒得到的轻质石膏板表面气孔大量减少,超声处理60秒得到的轻质石膏板表面气孔更少,超声处理120秒得到的轻质石膏板表面表面仅有极少气孔,石膏板更加美观。在同样的超声频率的条件下,超声时间越久制备得到的石膏板的表面就越光滑,更少气孔,更加美观,但超声处理时间过长会导致板芯泡孔过于致密,不利于板芯的抗折强度的提升;同时会导致生产成本增高、浪费生产资源。因此,超声处理时间优选设定为30~60秒。
需要说明的是,在本文中,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,仅仅参照较佳实施例对本发明进行了详细说明。本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的精神和范围,均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (9)
1.一种轻质石膏板的制备方法,其特征在于,包括:
(1)准备发泡剂,分散到去离子水中,搅拌发泡得到发泡体;
(2)准备石膏熟料,将石膏熟料分散到发泡体中,搅拌得到石膏浆料,搅拌时间设定为30~90秒,搅拌速度设定为200~400转/分钟;
(3)将步骤(2)中得到的石膏浆料置于超声环境中,超声处理30~210秒后停止,待石膏浆料凝固成型后得到石膏板,其中,超声波的频率设定为20000~40000赫兹;
(4)烘干步骤(3)中得到的石膏板直到石膏板的质量停止下降,得到轻质石膏板。
2.如权利要求1所述的轻质石膏板的制备方法,其特征在于,步骤(1)包括:
(1.1)准备发泡剂、减水剂及淀粉;
(1.2)将10~20份发泡剂分散到80~130份离子水中配制成A液;
(1.3)取20~40份A液,向20~40份A液中加入2~4份淀粉、0.5~5份减水剂以及250~300份去离子水,共同搅拌60~180秒得到泡沫体,搅拌速度设定为400~800转/分钟。
3.如权利要求2所述的轻质石膏板的制备方法,其特征在于,步骤(1.1)中准备的所述淀粉为改性淀粉。
4.如权利要求2所述的轻质石膏板的制备方法,其特征在于,步骤(1.1)中准备的所述减水剂为木质素磺酸钠盐减水剂、萘系高效减水剂、脂肪族高效减水剂、氨基高效减水剂、聚羧酸高效减水剂中的一种或几种。
5.如权利要求2所述的轻质石膏板的制备方法,其特征在于,步骤(1.2)中向20~40份A液中加入2.2~3.8份改性淀粉、0.5~3份减水剂。
6.如权利要求1所述的轻质石膏板的制备方法,其特征在于,步骤(2)中所述发泡体与所述石膏熟料的质量比为1:1.5~1:2.5。
7.如权利要求1所述的轻质石膏板的制备方法,其特征在于,步骤(3)包括:
(3.1)将步骤(2)中得到的石膏浆料注入石膏模具中,刮除模具边缘的多余的石膏浆料;
(3.2)将石膏模具放入超声发生器中,将超声波的频率设定为20~40千赫兹,超声处理30~210秒后取出石膏模具;
(3.3)待石膏模具中的石膏浆料冷却、凝固成型得到石膏板。
8.如权利要求1所述的轻质石膏板的制备方法,其特征在于,步骤(4)包括:
(4.1)将步骤(3)中得到的石膏板置于158~162摄氏度条件下进行一次烘干,一次烘干时间设定为20~40分钟;
(4.2)将经一次烘干的石膏板转移到40~50摄氏度温度条件下进行二次烘干,直到石膏板的质量停止下降,得到轻质石膏板。
9.如权利要求8所述的轻质石膏板的制备方法,其特征在于,步骤(4.2)中所述二次烘干将所述石膏板烘干至质量停止下降并维持恒重30~60分钟后停止,得到轻质石膏板。
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