CN111559922B - 一种高强度高韧性纸面石膏板及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种高强度高韧性纸面石膏板及其制备方法。所述纸面石膏板中含有减水剂、木纤维和催化酶。所述方法包括：(1)将减水剂、木纤维加入水中，搅拌均匀；(2)在步骤(1)得到的混合液中加入催化酶，搅拌均匀后静置进行反应；(3)将石膏熟料、粘结剂与步骤(2)得到的混合液混合均匀，得到第一石膏料浆；(4)将第一石膏料浆与所述发泡剂混合均匀，得到第二石膏料浆并浇筑在下护面纸上，并在第二石膏料浆的上表面铺设上护面纸，成型，制得湿板；(5)待湿板凝固后，经过干燥得到纸面石膏板。本申请的纸面石膏板的强度和韧性均较高，制备方法工艺简单、成本低。

Description

一种高强度高韧性纸面石膏板及其制备方法
技术领域
本申请涉及建筑材料领域，尤指一种高强度高韧性纸面石膏板及其制备方法。
背景技术
纸面石膏板是一种用途大、用量广的常用建筑材料，广泛应用于住宅楼、办公楼和工业厂房等各种建筑物的内隔墙，具有质量轻、保温性好、加工方便等优点。但与木制板材相比，纸面石膏板强度较低、韧性较差。这是由于在纸面石膏板实际生产过程中，为提高料浆流动性，常加入大于理论用水量的拌合水，多余的拌合水在石膏板干燥过程中蒸发，导致石膏板中存在较多开放的水孔。这些开放水孔导致石膏晶体搭接致密性差，石膏板强度降低。同时，纸面石膏板是一种脆性材料。因此石膏板的发展和使用受限于其较低的强度和韧性。
发明内容
本申请提供了一种纸面石膏板及其制备方法，该纸面石膏板的强度和韧性均较高，其制备方法工艺简单、成本低。
本申请提供了一种高强度高韧性纸面石膏板，所述纸面石膏板中含有减水剂、木纤维和催化酶。
本申请的实施例中，所述纸面石膏板的制备原料可以包括：
Figure BDA0002514617790000011
Figure BDA0002514617790000021
在本申请中，各组分的添加量均是指纯的组分的添加量，例如，发泡剂可以以水溶液的形式添加到纸面石膏板中，但发泡剂的添加量为0.03-0.075重量份指的是纯的发泡剂(即发泡剂水溶液中的有效成分)的添加量，而不是发泡剂水溶液的添加量。
所述石膏熟料的主要成分为半水硫酸钙，由天然石膏或工业副产石膏制备而成，在本申请中，所述石膏熟料可采用本领域常用的方法制备得到。
本申请的实施例中，所述催化酶可以为多酚氧化酶，优选漆酶，漆酶是含四个铜离子的多酚氧化酶。
本申请的实施例中，所述减水剂可以为木质素磺酸盐类减水剂；
任选地，所述木质素磺酸盐类减水剂可以选自木质素磺酸钙和木质素磺酸钠中的任意一种或两种。
本申请的实施例中，所述木纤维的长度可以为6-10mm，直径可以为0.02-0.03mm。
本申请的实施例中，所述粘结剂可以为淀粉，任选地，选自改性玉米淀粉和改性木薯淀粉中的任意一种或两种；任选地，所述淀粉的糊化温度为70-75℃。
本申请的实施例中，所述发泡剂可以采用本领域中常用的发泡剂，优选产生的泡孔的平均直径为0.075-0.085mm的发泡剂。
本申请的实施例中，所述发泡剂可以以发泡剂水溶液的形式添加到纸面石膏板中，且所述发泡剂在所述发泡剂水溶液中的质量分数为1％-1.5％，优选地，质量分数为1.5％。
本申请还提供了如上所述的高强度高韧性纸面石膏板的制备方法，所述制备方法包括：
(1)将所述减水剂、所述木纤维加入所述水中，搅拌均匀；
(2)在步骤(1)得到的混合液中加入所述催化酶，搅拌均匀后静置进行反应；
(3)将所述石膏熟料、所述粘结剂与步骤(2)得到的混合液混合均匀，得到第一石膏料浆；
(4)将步骤(3)得到的第一石膏料浆与所述发泡剂混合均匀，得到第二石膏料浆，将所述第二石膏料浆浇筑在下护面纸上，并在所述第二石膏料浆的上表面铺设上护面纸，成型，制得湿板；
(5)待湿板凝固后，经过干燥得到所述纸面石膏板。
本申请的实施例中，所述步骤(2)中，所述反应的温度可以为40-45℃，时间可以为2-3h。
本申请的实施例中，所述步骤(1)中的搅拌时间可以为0.2-0.5h。
本申请将减水剂、催化酶和木纤维同时引入纸面石膏板中，这三种组分复合后获得了协同增效作用，使制得的纸面石膏板的强度和剪切力得到了明显提高；另外，减水剂的使用可以减少纸面石膏板制备过程的用水量，减少了开放水孔的形成，提高了纸面石膏板的强度和致密度。
本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请而了解。本申请的其他优点可通过在说明书中所描述的方案来实现和获得。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将对本申请的实施例进行详细说明。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可以相互任意组合。
以下实施例和对比例中所采用原料：
石膏熟料为脱硫石膏制备的熟料，脱硫石膏来源于浙江国华宁海发电厂；
减水剂为木质素磺酸钠或木质素磺酸钙，均产自济南瑞林化工有限公司；
催化酶为漆酶，购自河北仟盛生物科技有限公司；
发泡剂购自日本花王公司，牌号为FA201或DL281，它们产生的泡孔的平均直径为0.075-0.085mm；
料浆水为自来水；
其他原料如无特别说明，均为普通市售产品。
实施例1
本实施例提供了一种高强度高韧性纸面石膏板，该纸面石膏板由以下重量份的各组分制备而成：
石膏熟料100重量份、减水剂0.5重量份、木纤维1.0重量份、催化酶0.01重量份、淀粉0.3重量份、发泡剂0.03重量份(以质量分数为1.5％的发泡剂水溶液的形式添加，即发泡剂水溶液的添加量为2重量份)、料浆水65重量份。
其中，所述减水剂为木质素磺酸钠；所述木纤维的平均长度为6mm，直径为0.02mm；所述催化酶为漆酶；所述淀粉为改性木薯淀粉，其糊化温度为70℃；所述发泡剂的牌号为FA201。
本实施例的纸面石膏板通过如下方法制备得到：
(1)称取所述减水剂、所述木纤维加入所述料浆水中，搅拌0.2h，使其充分混合；
(2)称取所述催化酶，加入步骤(1)得到的混合液中，搅拌均匀后在45℃下静置反应2h；
(3)将所述石膏熟料、所述淀粉与步骤(2)得到的混合液混合均匀，形成第一石膏料浆；
(4)在混合机出口处添加所述发泡剂水溶液，将发泡剂水溶液与第一石膏料浆混合均匀，得到第二石膏料浆，将所述第二石膏料浆浇筑在护面纸上；使得所述第二石膏料浆与护面纸搭接粘牢成型，制得湿板；
(5)待湿板凝固后，进入干燥机，经过干燥得到厚度为12mm的纸面石膏板。
实施例2
本实施例提供了一种高强度高韧性纸面石膏板，该纸面石膏板由以下重量份的各组分制备而成：
石膏熟料100重量份、减水剂0.7重量份、木纤维2.0重量份、催化酶0.02重量份、淀粉0.4重量份、发泡剂0.05重量份(以质量分数为1.5％的发泡剂水溶液的形式添加，即发泡剂水溶液的添加量为3.33重量份)、料浆水63重量份。
其中，所述减水剂为木质素磺酸钙；所述木纤维的平均长度为8mm，直径为0.03mm；所述淀粉为改性玉米淀粉，其糊化温度为72℃；所述发泡剂的牌号为DL281。
本实施例的纸面石膏板通过如下方法制备得到：
(1)称取所述减水剂、所述木纤维加入所述料浆水中，搅拌0.3h，使其充分混合；
(2)称取所述催化酶，加入步骤(1)得到的混合液中，搅拌均匀后在40℃下静置反应3h；
(3)将所述石膏熟料、所述淀粉与步骤(2)得到的混合液混合均匀，形成第一石膏料浆；
(4)在混合机出口处添加所述发泡剂水溶液，将发泡剂水溶液与第一石膏料浆混合均匀，得到第二石膏料浆，将所述第二石膏料浆浇筑在护面纸上；使得所述第二石膏料浆与护面纸搭接粘牢成型，制得湿板；
(5)待湿板凝固后，进入干燥机，经过干燥得到厚度为12mm的纸面石膏板。
实施例3
本实施例提供了一种高强度高韧性纸面石膏板，该纸面石膏板由以下重量份的各组分制备而成：
石膏熟料100重量份、减水剂0.8重量份、木纤维3.0重量份、催化酶0.02重量份、淀粉0.6重量份、发泡剂0.075重量份(以质量分数为1.5％的发泡剂水溶液的形式添加，即发泡剂水溶液的添加量为5重量份)、料浆水60重量份。
其中，所述减水剂木质素磺酸钙；所述木纤维的平均长度为10mm，直径为0.03mm；所述催化酶为漆酶；所述淀粉为改性玉米淀粉，其糊化温度为72℃；所述发泡剂的牌号为DL281。
本实施例的纸面石膏板通过如下方法制备得到：
(1)称取所述减水剂、所述木纤维加入所述料浆水中，搅拌0.3h，使其充分混合；
(2)称取所述催化酶，加入步骤(1)得到的混合液中，搅拌均匀后在40℃下静置反应3h；
(3)将所述石膏熟料、所述淀粉与步骤(2)得到的混合液混合均匀，形成第一石膏料浆；
(4)在混合机出口处添加所述发泡剂水溶液，将发泡剂水溶液与第一石膏料浆混合均匀，得到第二石膏料浆，将所述第二石膏料浆浇筑在护面纸上；使得所述第二石膏料浆与护面纸搭接粘牢成型，制得湿板；
(5)待湿板凝固后，进入干燥机，经过干燥得到厚度为12mm的纸面石膏板。
对比例1
本对比例与实施例1的不同之处仅在于：不添加减水剂、料浆水的用量为70重量份。
对比例2
本对比例与实施例1的不同之处仅在于：料浆水的用量为70重量份。
对比例3
本对比例与实施例1的不同之处仅在于：不添加催化酶。
对比例4
本对比例与实施例1的不同之处仅在于：不添加木纤维。
性能测试
根据中国国家标准GB/T 9775-2008《纸面石膏板》，对上述实施例和对比例制备的纸面石膏板石膏进行断裂荷载、剪切力测试，测试结果如表1所示。
表1石膏板性能测试结果
Figure BDA0002514617790000071
由表1可知，本申请实施例1-3制备出的纸面石膏板的横、纵向断裂荷载均远高于中国国家标准GB/T 9775-2008的规定，明显优于对比例制备的石膏板，说明本申请实施例同时添加减水剂、催化酶、木纤维制备的纸面石膏板的强度、剪切力明显更高，减水剂、催化酶、木纤维复合后获得了协同增效作用。
虽然本申请所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本申请而采用的实施方式，并非用以限定本申请。任何本申请所属领域内的技术人员，在不脱离本申请所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本申请的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种高强度高韧性纸面石膏板，所述纸面石膏板中含有减水剂、木纤维和催化酶；
其中，所述纸面石膏板的制备原料包括：
Figure FDA0002970025260000011
所述高强度高韧性纸面石膏板通过如下制备方法获得，其中，所述制备方法包括：
(1)将所述减水剂、所述木纤维加入所述水中，搅拌均匀；
(2)在步骤(1)得到的混合液中加入所述催化酶，搅拌均匀后静置进行反应；
(3)将所述石膏熟料、所述粘结剂与步骤(2)得到的混合液混合均匀，得到第一石膏料浆；
(4)将步骤(3)得到的第一石膏料浆与所述发泡剂混合均匀，得到第二石膏料浆，将所述第二石膏料浆浇筑在下护面纸上，并在所述第二石膏料浆的上表面铺设上护面纸，成型，制得湿板；
(5)待湿板凝固后，经过干燥得到所述纸面石膏板。
2.根据权利要求1所述的高强度高韧性纸面石膏板，其中，在所述步骤(2)中，所述反应的温度为40-45℃，时间为2-3h。
3.根据权利要求1所述的高强度高韧性纸面石膏板，其中，所述催化酶为多酚氧化酶。
4.根据权利要求3所述的高强度高韧性纸面石膏板，其中，所述多酚氧化酶为漆酶。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的高强度高韧性纸面石膏板，其中，所述减水剂为木质素磺酸盐类减水剂；
所述木质素磺酸盐类减水剂选自木质素磺酸钙和木质素磺酸钠中的任意一种或两种。
6.根据权利要求1-4中任一项所述的高强度高韧性纸面石膏板，其中，所述木纤维的长度为6-10mm，直径为0.02-0.03mm。
7.根据权利要求1-4中任一项所述的高强度高韧性纸面石膏板，其中，所述粘结剂为淀粉，所述淀粉选自改性玉米淀粉和改性木薯淀粉中的任意一种或两种。
8.根据权利要求7所述的高强度高韧性纸面石膏板，其中，所述淀粉的糊化温度为70-75℃。
9.根据权利要求1-4中任一项所述的高强度高韧性纸面石膏板，其中，所述发泡剂产生的泡孔的平均直径为0.075-0.085mm。
10.根据权利要求9所述的高强度高韧性纸面石膏板，其中，所述发泡剂以发泡剂水溶液的形式添加到纸面石膏板中，且所述发泡剂在所述发泡剂水溶液中的质量分数为1％-1.5％。
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