CN111606656A - 一种石膏板及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本申请公开一种石膏板,以脱硫石膏为100重量份计,硅藻土为0.5‑5重量份,阴离子表面活性剂为0.01‑3重量份,碳酸盐或过碳酸盐为0.01‑2重量份,淀粉为0.1‑1.5重量份,胶粉为0.5‑2,纤维素为0.01‑0.08重量份,稳定剂为0.01‑0.08重量份。本申请还提供所述石膏板的制备方法。

Description

一种石膏板及其制备方法
技术领域
本申请涉及一种石膏板及其制备方法,特别涉及一种具有尺寸均匀的大气孔结构的石膏板及其制备方法。
背景技术
我国建筑用能已占到全社会终端能耗的27.5%,根据发达国家的经验,随着居民生活水平的提高,这一比例将逐步增加到40%左右。从国家发改委统计结果显示,我国要实现单位产值能耗下降,全社会需节约5.6亿吨标准煤,其中建筑节能需要实现节约标准煤1.1亿吨,大约占总节约量的20%。显而易见,建筑节能已成为全社会节能的重要组成部分。目前,我国使用最多的9.5mm的纸面石膏板,面密度为6.8kg/m2,燃材料单位消耗为0.53Kw·h/m2,生产过程中大量消耗标准煤,并且造成极大的环境污染,有悖于节能减排发展绿色经济的理念。
发泡剂就是能使其水溶液在机械作用力引入空气的情况下,产生大量泡沫的一类物质,这一类物质就是表面活性剂或者表面活性物质,发泡剂用水稀释数倍后用发泡机打成丰富细密的泡沫,和石膏浆混均后制成石膏板。当发泡剂与石膏水化时生成分子间作用力——氢键,产生空间位阻,造成石膏晶格结构缺陷,激发石膏活性,加速网络状石膏骨架的形成,从而达到增强石膏板强度,降低石膏板容量,大大节约原材料,充分改善石膏板物理性能之目的。
泡沫进入石膏料浆后,不仅受到表面张力的作用,而且还受到料浆阻力的作用,泡沫经历由小变大,再破裂的过程,直至料浆达到初凝,泡沫的形状被固化在硬化浆体中。
发泡剂在发泡过程中,发泡剂形成的泡沫的泡腔体积大小不一,小泡内的压力大于大泡内的压力,小泡会通过液膜向大泡里排气聚集,小泡变小甚至消失;大泡变大且液膜更加变薄,最后破裂。当环境释压时,泡腔内外压差加大,大泡通过液膜直接向大气排气,最后气泡破灭。因此,大泡的形成一是需要降低小泡沫的稳定性,有利于小气孔向大气孔的转化;二是大泡要避免进一步融合,形成更大泡或破泡,因此,制备石膏板,以减少大泡的提前破裂,也要避免料浆在搅拌过程中强力搅拌时重新形成小泡。
目前,在石膏板生产过程中存在发泡稳定性较差,泡孔尺寸难控制的问题。
发明内容
以下是对本文详细描述的主题的概述。本概述并非是为了限制权利要求的保护范围。
本申请提供了一种石膏板生产过程中纸面石膏板板芯泡孔从密实的小气孔结构转变成大气孔结构的制备方法,泡沫发泡高效、稳定持久,发泡尺寸均一可控,并且优化了纸面石膏板的力学性能。
具体地,本申请提供了一种石膏板,以脱硫石膏为100重量份计,硅藻土为0.5-5重量份,阴离子表面活性剂为0.01-3重量份,碳酸盐或碳酸氢盐为0.01-2重量份,淀粉为0.1-1.5重量份,胶粉为0.5-2,纤维素为0.01-0.08重量份,稳定剂为0.01-0.08重量份。
在本申请中,所述石膏板可以由脱硫石膏100重量份,硅藻土0.5-5重量份,阴离子表面活性剂0.01-3重量份,碳酸盐或碳酸氢盐0.01-2重量份,淀粉0.1-1.5重量份,胶粉0.5-2,纤维素0.01-0.08重量份,稳定剂0.01-0.08重量份组成。
在本申请中,所述石膏板可以包括脱硫石膏100重量份,硅藻土0.5-3重量份,阴离子表面活性剂0.01-2.5重量份,碳酸盐或碳酸氢盐0.01-2重量份,淀粉0.1-1重量份,胶粉0.5-1,纤维素0.01-0.06重量份,稳定剂0.01-0.05重量份。
在本申请中,所述石膏板可以由脱硫石膏100重量份,硅藻土0.5-3重量份,阴离子表面活性剂0.01-2.5重量份,碳酸盐或碳酸氢盐0.01-2重量份,淀粉0.1-1重量份,胶粉0.5-1,纤维素0.01-0.06重量份,稳定剂0.01-0.05重量份组成。
在本申请中,所述石膏板具有0.2mm-1.2mm的封闭的、圆形气孔结构。
在本申请中,所述阴离子表面活性剂可以是磺酸盐类发泡剂,例如十二烷基苯磺酸钠。
在本申请中,所述石膏粉可以为脱硫石膏粉。脱硫石膏是火电厂燃煤烟气经过湿法脱硫产生的工业副产品,是通过化学反应结晶形成的化学石膏。杂质不仅影响脱硫石膏脱水煅烧,而且也影响脱硫石膏以及石膏板的性能。水溶性盐过量会给石膏制品带来粘接、膨胀、返碱等质量问题。Na+、K+影响潮湿条件下纸面石膏板护面纸与板芯的粘接。一般情况下,脱硫石膏中Na+、K+不高于100ppm。
在本申请中,所述脱硫石膏的钠离子含量可以为0ppm-100ppm。
在本申请中,所述硅藻土可以为100目-600目,白色粉末,烘干后打散备用。
本申请中,萘磺酸盐发泡剂属于不稳定发泡剂,价格便宜,发泡快,为淡黄色液体。
本申请中,术语“碳酸盐”指的是碳酸盐正盐或酸式碳酸盐,也就是MCO3或MHCO3
在本申请中,所述碳酸盐可以为碳酸氢钙、碳酸氢铵、碳酸氢钠或碳酸钠,优选地为碳酸氢钠。
本申请中,胶粉可以为可分散性胶粉,白色粉末,例如瓦克、易来泰公司的生产的可再分散性乳胶粉。
在本申请中,所述稳定剂可以为阴离子型聚合物粘度改善剂,例如巴斯夫公司的生产的阴离子型聚合物粘度改善剂,如Starvis3003F、Starvis3070F、Starvis3040F。
本申请还提供所述石膏板的制备方法,所述制备方法包括:
(1)将脱硫石膏过80-100目筛,将硅藻土在干燥箱中烘干后,打散,备用;
(2)将过筛后的脱硫石膏、硅藻土、胶粉、淀粉、纤维素、稳定剂混合均匀备用。
(3)测试步骤(2)中的混合物的标准稠度扩展度,以确定所述混合物的标准稠度用水量;
(4)按所述标准稠度用水量,称取拌合水,将磺酸盐类发泡剂、碳酸盐或碳酸氢盐置于拌合水中,制成均匀水溶液,并将该溶液进入发泡系统进一步发泡;
(5)将步骤(2)中的混合物与步骤(4)水溶液搅拌,制备料浆;
(6)将步骤(5)中制备的料浆平铺在下纸上,在料浆初凝前盖上上纸,并施加压力;
(7)待终凝完成后脱模,并烘干。
在本申请的制备方法中,依据GB/T17669.3-1999标准测定建筑石膏的标准稠度扩展度:将石膏试样按下述步骤连续测定二次。先将稠度仪的筒体内部及玻璃板擦净,并保持湿润,垂直放置于玻璃板上。将估计的标准稠度用水量的水倒人搅拌碗中,称取石膏式样300g在5s内倒人水中。用拌合棒搅拌30s,得到均匀的石膏浆,然后边搅拌边迅速注入稠度仪简体内,用刮刀刮去溢浆,使浆面与筒体上端面齐平。从石膏式样与水接触开始至50s时,开动仪器提升按钮。待筒体提去后,测定料浆扩展成的试饼两垂直方向上的直径,计算其算术平均值。记录料浆扩展直径等于(180±5)mm时的加水量,石膏加工设备计算该加水量与石膏式样质量之比,以百分数表示。取二次测定结果平均值作为该石膏式样标准稠度用水量,精确至1%。
在本申请的制备方法中,在步骤(2)中,可以以任意顺序将过筛后的脱离石膏、硅藻土、胶粉、淀粉、纤维素、稳定剂混合均匀。
在本申请的制备方法中,在步骤(6)中,施加的压力可以为5kg-20kg。
在本申请的制备方法中,在步骤(7)中,可以在150℃-170℃干燥40min-80min。
在本申请的制备方法中,在步骤(7)中,可以在100℃-120℃干燥30min-40min。
在本申请的制备方法中,在步骤(7)中,可以在40℃-50℃烘干至恒重。
在本申请的制备方法中,在步骤(7)中,可以在150℃-170℃干燥40min-80min,在100℃-120℃干燥30min-40min,然后在40℃-50℃烘干至恒重.
本申请提供的纸面石膏板,泡孔均匀,质量轻,强度较高,板材粘结性能良好。
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。本申请的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
附图用来提供对本申请技术方案的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本申请的实施例一起用于解释本申请的技术方案,并不构成对本申请技术方案的限制。
图1采用手持式电子显微镜Dino-lite Digital Microscope获得的实施例1的纸面石膏板的照片。
图2采用手持式电子显微镜Dino-lite Digital Microscope获得的实施例2的纸面石膏板的照片。
图3采用手持式电子显微镜Dino-lite Digital Microscope获得的实施例3的纸面石膏板的照片。
图4采用手持式电子显微镜Dino-lite Digital Microscope获得的对比例1的纸面石膏板的照片。
图5采用手持式电子显微镜Dino-lite Digital Microscope获得的对比例2的纸面石膏板的照片。
图6是本申请实施例1-2和对比例1-2制备出的石膏板的吸湿曲线。
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,下文中将结合附图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。
实施例1
将脱硫石膏1000克过80目筛,硅藻土80-200目20克烘干备用。将过筛的脱硫石膏、硅藻土、木薯淀粉12克、可再分散性乳胶粉
Figure BDA0002047897920000061
5010N(购买自瓦克公司)10g克、纤维素(40000mPa.s)0.3g,稳定剂Starvis3003F0.1g混合均匀;测试混合粉的标准稠度用水量。称取拌合水,将十二烷基苯磺酸钠乳液(购自上海盛众精细化工有限公司,活性物含量30%-32%,pH值为5-8,外观:上下分层,上层浅黄色粘稠液体,下层为乳白色粘稠液体)2g,碳酸氢钠0.5g制成均匀水溶液,并将该溶液进入发泡系统进一步发泡。将混合粉与发泡系统出来的发泡水溶液(按混合粉的标准稠度用水量)一起搅拌,制备料浆。制备的料浆平铺在下纸上,在料浆初凝前盖上上纸,板材厚度为9.5mm,并给与10kg压力。待终凝完成脱模,并将上述板置于干燥箱烘干,在160℃干燥1小时,在110℃干燥0.5小时,然后在45℃烘干至恒重。
实施例2
将脱硫石膏1000克过80目筛,硅藻土80-200目20克烘干备用。将过筛的脱硫石膏、硅藻土、木薯淀粉12克、可再分散性乳胶粉
Figure BDA0002047897920000062
5010N(购买自瓦克公司)10g克、纤维素(40000mPa.s)0.3g,稳定剂Starvis3003F0.1g混合均匀;测试混合粉的标准稠度用水量。称取拌合水,将十二烷基苯磺酸钠乳液(购自上海盛众精细化工有限公司,活性物含量30%-32%,pH值为5-8,外观:上下分层,上层浅黄色粘稠液体,下层为乳白色粘稠液体)2g,碳酸氢钠0.3g制成均匀水溶液,并将该溶液进入发泡系统进一步发泡。将混合粉与发泡系统出来的发泡水溶液(按混合粉的标准稠度用水量)一起搅拌,制备料浆。制备的料浆平铺在下纸上,在料浆初凝前盖上上纸,板材厚度为9.5mm,并给与10kg压力。待终凝完成脱模,并将上述板置于干燥箱烘干,在160℃干燥1小时,在110℃干燥0.5小时,然后在45℃烘干至恒重。
实施例3
将脱硫石膏1000克过80目筛,硅藻土80-200目20克烘干备用。将过筛的脱硫石膏、硅藻土、木薯淀粉12克、可再分散性乳胶粉
Figure BDA0002047897920000071
5010N(购买自瓦克公司)10g克、纤维素(40000mPa.s)0.3g,稳定剂Starvis3003F0.1g混合均匀;测试混合粉的标准稠度用水量。称取拌合水,将萘磺酸盐类发泡剂2g,过碳酸钠0.3g制成均匀水溶液,并将该溶液进入发泡系统进一步发泡。将混合粉与发泡系统出来的发泡水溶液(按混合粉的标准稠度用水量)一起搅拌,制备料浆。制备的料浆平铺在下纸上,在料浆初凝前盖上上纸,板材厚度为9.5mm,并给与10kg压力。待终凝完成脱模,并将上述板置于干燥箱烘干,在160℃干燥1小时,在110℃干燥0.5小时,然后在45℃烘干至恒重。
对比例1
将脱硫石膏1000克过80目筛。将过筛的脱硫石膏、木薯淀粉12克混合均匀;测试混合粉的标准稠度用水量。称取拌合水,将萘磺酸盐类发泡剂2g,制成均匀水溶液,并将该溶液进入发泡系统进一步发泡。将混合粉与发泡系统出来的发泡水溶液(按混合粉的标准稠度用水量)一起搅拌,制备料浆。制备的料浆平铺在下纸上,在料浆初凝前盖上上纸,板材厚度为9.5mm,并给与10kg压力。待终凝完成脱模,并将上述板置于干燥箱烘干,在160℃干燥1小时,在110℃干燥0.5小时,然后在45℃烘干至恒重。
对比例2
将脱硫石膏1000克过80目筛,硅藻土80-200目20克烘干备用。将过筛的脱硫石膏、硅藻土、木薯淀粉6克、可再分散性乳胶粉
Figure BDA0002047897920000072
5010N(购买自瓦克公司)10g克、纤维素(40000mPa.s)0.35g,稳定剂Starvis3003F0.15g混合均匀;测试混合粉的标准稠度用水量。称取拌合水,将碳酸氢钠1g置于拌合水中,制成均匀水溶液,并将该溶液进入发泡系统进一步发泡。将混合粉与发泡系统出来的发泡水溶液(按混合粉的标准稠度用水量)一起搅拌,制备料浆。制备的料浆平铺在下纸上,在料浆初凝前盖上上纸,板材厚度为9.5mm,并给与10kg压力。待终凝完成脱模,并将上述板置于干燥箱烘干,在160℃干燥1小时,在110℃干燥0.5小时,然后在45℃烘干至恒重。
性能测试
按国家标准GB/T9775-2008测试板材的断裂载荷,握钉力在纸面石膏板的国家标准GB/T9775-2008中未标注,此项采纳美标ASTM C1396/C1396M14a。
表1实施例1-3和对比例1-2中制备出的石膏板的断裂载荷和握钉力
Figure BDA0002047897920000081
依据《GB/T17669-1999》测试石膏料浆形成的试块的力学强度。
表2实施例1-3和对比例1-2中制备出的石膏板的强度
Figure BDA0002047897920000082
从图1-图5可以看出,根据比例尺,对比例1的绝大部分泡孔直径均小于0.3mm,板芯以密集的尺寸均一(0.08mm-0.27mm)的小泡为主(图4),而实施例1和实施例2中尺寸为0.8mm左右的大泡孔为主,石膏料浆中泡孔的尺寸明显增大,发泡剂的发泡和稳泡效果增强;同时,实施例1和实施例2中的石膏板的强度明显增大(表1和表2)。对比例2中的气孔结构稳定性差,气孔易塌陷;制备的纸面石膏板,发泡气孔孔径分布不均匀、易出现孔连通现象(图5)。本申请改善发泡效果、增大泡孔尺寸、提高石膏板板芯强度又可以解决孔径不均、孔连通等问题。
依据GB/T10294-2008标准方法,采用DRPL-I导热系数测定仪测试实施例1-2和对比例中制备出的石膏板的导热系数,结果在表3中示出。
表3实施例1-3和对比例1-2制备出的石膏板的导热系数
项目 实施例1 实施例2 实施例3 对比例1 对比例2
导热系数w/m·k 0.119 0.132 0.168 0.197 0.107
依据GB/T20312-2006《建筑材料及制品的湿热性能吸湿性能的测定》测定实施例1-2和对比例1-2中制备出的石膏板的吸湿曲线图,结果如图6,从图6中可以看出,本申请的石膏板的吸湿率均大于普通石膏板,因此,吸湿性能均优于普通石膏板。
本申请人还发现,将上述纸面石膏板置于温度25℃、湿度90%的恒温恒湿箱2周,对比例1石膏板表面布满了霉菌,而实施例1表面肉眼看不到霉菌。说明本申请制备的石膏板在高湿环境中能有效抵制霉菌的生成。
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)

1.一种石膏板,以脱硫石膏为100重量份计,硅藻土为0.5-5重量份,阴离子表面活性剂为0.01-3重量份,碳酸盐或碳酸氢盐为0.01-2重量份,淀粉为0.1-1.5重量份,胶粉为0.5-2,纤维素为0.01-0.08重量份,稳定剂为0.01-0.08重量份。
2.根据权利要求1所述的石膏板,其中,所述轻质石膏板具有0.2mm-1.2mm的封闭的、圆形气孔结构。
3.根据权利要求1所述的石膏板,其中,所述阴离子表面活性剂是磺酸盐型发泡剂,例如十二烷基苯磺酸钠。
4.根据权利要求1所述的石膏板,其中,所述脱硫石膏的钠离子含量0ppm-100ppm。
5.根据权利要求1所述的石膏板,其中,所述硅藻土为100目-600目。
6.根据权利要求1所述的石膏板,其中,所述碳酸盐为碳酸氢钙、碳酸氢铵、碳酸氢钠或过碳酸钠。
7.根据权利要求1所述的石膏板,其中,所述稳定剂为阴离子型聚合物粘度改善剂,例如Starvis3003F、Starvis3070F、Starvis3040F。
8.权利要求1至7中任一项所述的石膏板的制备方法,所述制备方法包括:
(1)将脱硫石膏过80-100目筛,将硅藻土在干燥箱中烘干后,打散,备用;
(2)将过筛后的脱硫石膏、硅藻土、胶粉、淀粉、纤维素、稳定剂混合均匀备用;
(3)测试步骤(2)中的混合物的标准稠度扩展度,以确定所述混合物的标准稠度用水量;
(4)按所述标准稠度用水量,称取拌合水,将萘磺酸盐类发泡剂、碳酸盐或碳酸氢盐置于拌合水中,制成均匀水溶液,并将该溶液进入发泡系统进一步发泡;
(5)将步骤(2)中的混合物与步骤(4)水溶液搅拌,制备料浆;
(6)将步骤(5)中制备的料浆平铺在下纸上,在料浆初凝前盖上上纸,并施加压力;
(7)待终凝完成后脱模,并烘干。
9.根据权利要求8所述的制备方法,其中,在步骤(2)中,以任意顺序将过筛后的脱离石膏、硅藻土、胶粉、淀粉、纤维素、稳定剂混合均匀。
10.根据权利要求8所述的制备方法,其中,在步骤(7)中,在150℃-170℃干燥40min-80min,在100℃-120℃干燥30min-40min,然后在40℃-50℃烘干至恒重。
CN201910365020.1A 2019-04-30 2019-04-30 一种石膏板及其制备方法 Pending CN111606656A (zh)

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