CN111606677A - 一种变色石膏板及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种变色石膏板及其制备方法，所述变色石膏板的原料包括：石膏粉、变色硅胶；可选地，所述变色石膏板的原料还可以包括发泡剂以及减水剂。本发明提供的变色石膏板其制备方法包括以下步骤：将石膏粉、硅胶粉末和减水剂混合均匀；测试制得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；之后按照标准稠度用水量，将所述的混合物与水、发泡剂搅拌，制备料浆；最后将料浆成型，终凝后干燥至恒重，即得变色石膏板。所述变色石膏板表面无护面纸，力学性能以及耐火性能优良，同时所述石膏板还能够根据环境湿度变色，具有装饰、改善居住环境舒适度的功能。

Description

一种变色石膏板及其制备方法
技术领域
本文涉及建筑材料技术，尤指一种变色石膏板及其制备方法，所述变色石膏板为功能型智能石膏板，具体为一种具有湿敏效应的石膏板及其制备方法。
背景技术
近年来，石膏板作为一种新型的室内装饰装修材料被越来越多的人接受和使用，因为石膏板作为多孔建材制品本身对室内环境具有微调的作用，尤其是对室内湿度。但是，石膏板对室内湿环境调节的幅度有限，如何增大石膏板对室内湿环境的调节报道较少。此外，随着生活水平的提高，人们对智能环保型的室内装饰装修材料要求越来越多，但是这方面的研究较少。本发明开发了一种调湿能力强、且具有指示、改善室内环境湿度的石膏板制品。
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。
本申请提供一种功能变色石膏板及其制备方法。本申请提供的功能变色石膏板相比于普通石膏板，可以按照设计要求而出现预定的颜色变化，并可以在条件恢复时变回原来的颜色，满足特殊的视觉功能需求。可以在不增加较多成本的情况下，营造出不同的室内气氛，克服了传统墙纸图案单一和更换复杂等缺点。
本申请提供了一种变色石膏板，所述变色石膏板的原料包括：石膏粉、变色硅胶。可选地，所述变色石膏板可以由石膏粉和变色硅胶组成。
在本发明提供的变色石膏板中，所述变色石膏板的原料按质量份计包括：85-95份的石膏粉、1-15份的变色硅胶、0.01-0.05份发泡剂和0.05-0.3份的减水剂。可选地，所述变色石膏板由上述质量份的石膏粉、变色硅胶、发泡剂和减水剂组成。
在本发明提供的变色石膏板中，所述变色石膏板可以为层叠的层状结构，其中一层不包含变色硅胶，另一层包含变色硅胶，且包含变色硅胶的石膏层与空气环境接触，具备吸湿放湿的作用。
在本发明提供的变色石膏板中，所述变色硅胶粒度为80-600目。当变色硅胶的粒度过大或过小，均无法产生变色硅胶根据环境湿度变化而变色的效果。
在本发明提供的变色石膏板中，所述石膏粉为脱硫石膏粉；
在本发明提供的变色石膏板中，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。
在本发明提供的变色石膏板中，所述石膏粉的粒度为80-100目。
在本发明提供的变色石膏板中，所述减水剂选自嘧胺树脂系减水剂和聚羧酸系减水剂中的一种或两种。
在本发明提供的变色石膏板中，所述减水剂优选为聚羧酸类减水剂。
在本发明提供的变色石膏板中，所述发泡剂为烷基硫酸钠类发泡剂，例如阴离子表面活性剂等。
在本发明提供的变色石膏板中，所述石膏板厚度为9.5-20mm；
另一方面，本发明提供了一种上述变色石膏板的制备方法，其中，所述制备方法包括以下步骤：
(1)将石膏粉、硅胶粉末和减水剂混合均匀；
(2)测试步骤(1)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；
(3)按照标准稠度用水量，将步骤(1)中的混合物与水、发泡剂搅拌，制备料浆；
(4)将料浆成型，终凝后干燥至恒重，即得变色石膏板。
可选地，所述制备方法由上述步骤组成。
此外，当所述变色石膏板为层叠的层状结构，其中一层不包含变色硅胶，另一层包含变色硅胶时，制备方法包括以下步骤：
(1)将石膏粉、减水剂混合均匀；
(2)测试步骤(1)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；
(3)将石膏粉、变色硅胶粉末、减水剂混合均匀；
(4)测试步骤(3)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；
(5)按照步骤(2)测得的标准稠度用水量，将步骤(1)中的混合物与水、发泡剂搅拌，制备料浆；
(6)将步骤(5)制备的料浆置于模具成型；
(7)按照步骤(4)标准稠度用水量，将步骤(3)中的混合物与水、发泡剂搅拌，制备料浆；
(8)待步骤(6)形成的石膏板初凝后终凝前，将步骤(7)制备的料浆浇灌至其上表面，将料浆成型，凝固后干燥至恒重，即得变色石膏板。
在本发明提供的变色硅胶的制备方法中，所述石膏料浆成型凝固后干燥的干燥温度为40℃-50℃，烘干至恒重。
在本申请提供的制备方法中，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入搅拌碗中，称取石膏式样300g在5s内倒入水中。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％。
在本申请中提供的石膏板不涉及护面纸，省略了护面纸与石膏板粘结相关的烘干步骤，降低了烘干温度，节能环保。
与普通纸面石膏板不同，变色功能石膏板可以按照设计要求而出现预定的颜色变化，并可以在条件恢复时变回原来的颜色，满足特殊的视觉功能需求。可以在不增加较多成本的情况下，营造出不同的室内气氛，克服了传统墙纸图案单一和更换复杂等缺点。此外，功能性变色石膏板还可运用于对湿度、光照等有特殊要求的场所起到明确指示作用。
相比于现有石膏板，本申请的石膏板吸湿性能和放湿性能提高；面密度降低；料浆性能也有改进，施工性能不受影响。本申请制备出的石膏板还具有指示空气中的相对湿度的作用，具有装饰、改善居住环境舒适度的功能。
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、权利要求书以及附图中所描述的方案来实现和获得。
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为实施例1-3、对比例1的室内湿度变化曲线；
图2为本申请实施例1制备的变色石膏板吸湿后以及烘干后的表面颜色示意图。图2中左侧石膏板为吸湿后的石膏板，右侧石膏板为烘干后的石膏板。
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。
本申请实施例部分提供了一种变色石膏板，所述变色石膏板的原料包括：石膏粉、变色硅胶。可选地，所述变色石膏板可以由石膏粉和变色硅胶组成。
在本发明实施例中，所述变色石膏板的原料质量份计包括85-95份的石膏粉、1-15份的变色硅胶、0.01-0.05份发泡剂、0.05-0.3份的减水剂。可选地，所述变色石膏板由上述质量份的石膏粉、变色硅胶、发泡剂和减水剂组成。
在本发明实施例中，所述变色石膏板可以为层叠的层状结构，其中一层不包含变色硅胶，另一层包含变色硅胶，且包含变色硅胶的石膏层与空气环境接触，具备吸湿放湿的作用。
在本发明实施例中，所述变色硅胶粒度为80-600目。当变色硅胶的粒度过大或过小，均无法产生变色硅胶根据环境湿度变化而变色的效果。
在本发明实施例中，所述变色硅胶为蓝色硅胶或橙色硅胶，分别购自青岛硅创精细化工有限公司、上海威极包装材料公司。
在本发明实施例中，所述石膏粉为脱硫石膏粉；
在本发明实施例中，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。
在本发明实施例中，所述石膏粉的粒度为80-100目。
在本发明实施例中，所述减水剂选自嘧胺树脂系减水剂和聚羧酸系减水剂中的一种或两种。
在本发明实施例中，所述减水剂优选为聚羧酸类减水剂。
在本发明实施例中，所述发泡剂为烷基硫酸钠类发泡剂，例如阴离子表面活性剂等。
在本发明实施例中，所述石膏板厚度为9.5-20mm；
减水剂购自例如市售的
Figure BDA0002102563420000061
29、Melflux5691F、5581F等中的一种或多种。
在实施例中，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入搅拌碗中，称取石膏式样300g在5s内倒入水中。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％。
实施例1
(1)将石膏粉1000克过80目筛，50g变色硅胶破碎粉磨至80目。将处理后的石膏粉、变色硅胶粉末以及3g的减水剂(巴斯夫Melflux5691F)混合均匀；
(2)测试步骤(1)混合粉的标准稠度扩展度以此确定混合粉的标准稠度用水量。
(3)按标准稠度用水量，称取拌合水，将拌合水与混合粉、发泡剂(0.35g，
Figure BDA0002102563420000062
SASN812)制备料浆。
(4)制备的料浆置于型模中，板材厚度为9.5mm。待终凝完成后将板材置于烘箱，在45℃烘干至恒重。
实施例2
(1)将石膏粉600克过80目筛；将处理后的石膏粉和1g的减水剂(巴斯夫Melflux5691F)混合均匀。(2)测试混合粉的扩展度以此确定混合粉的标准稠度用水量。
(3)将石膏粉400克过80目筛。将石膏粉600克过80目筛，50g变色硅胶破碎粉磨至80目；将处理后的石膏粉、变色硅胶粉末以及2g的减水剂(巴斯夫Melflux5691F)混合均匀。
(4)测试步骤(3)制得得混合粉的扩展度以此确定混合粉的标准稠度用水量。
(5)按步骤(2)测得标准稠度用水量，称取拌合水，将拌合水与步骤(1)制得的混合粉、发泡剂(0.15g，
Figure BDA0002102563420000071
SASN812)制备料浆1。
(6)将步骤(5)制备的料浆1置于模具成型；
(7)按步骤(4)标准稠度用水量，称取拌合水，将拌合水与步骤(3)制得得混合粉、发泡剂(0.2g，
Figure BDA0002102563420000072
SASN812)制备料浆2。
(8)待步骤(6)形成的石膏板初凝后终凝前，将步骤(7)制备的料浆2浇灌至其上表面，将料浆成型，板材厚度为9.5mm。
(9)制备的料浆置于型模中，待板材终凝完成后将板材置于烘箱，在45℃烘干至恒重，即得变色石膏板。
实施例3
实施例3与实施例2的区别在于石膏板原料中变色硅胶材料粉磨至600目，其他原料以及制备步骤与实施例2相同。
对比例1
普通石膏板的制备方法：
将石膏粉1000克过80目筛。将处理后的石膏粉、3g的减水剂(巴斯夫Melflux5691F)混合均匀，测试混合粉的扩展度以此确定混合粉的标准稠度用水量。按标准稠度用水量，石膏粉与水、发泡剂(0.35g，
Figure BDA0002102563420000073
SASN812)一起搅拌，制备料浆。制备的料浆置于规则形状的模具，板材厚度为9.5mm。待终凝完成后脱模，并将上述板置于干燥箱烘干，在45℃烘干至恒重。
对比例2
对比例2与实施例2的区别在于石膏板原料中变色硅胶材料粉磨至800目，其他原料以及制备步骤与实施例2相同。
对比例3
对比例3与实施例1的区别在于石膏板原料中无减水剂，其他原料以及制备步骤与实施例1相同。
性能测试
吸放湿性能测试：依据GB/T20312-2006《建筑材料及制品的湿热性能吸湿性能的测定》，测试实施例和对比例中制备出的石膏板的吸放湿性能。
Figure BDA0002102563420000081
依据GB/T9775-2008《纸面石膏板》方法测试实施例1-2和对比例中制备出的石膏板的遇火稳定性，结果在表2中示出。
表2实施例1-3和对比例中制备出的石膏板的遇火稳定性
遇火稳定性/min
实施例1 158
实施例2 179
实施例3 188
对比例1 31
对比例2 152
对比例3 136
依据GB/T17669.3-1999标准方法测试实施例1-2和对比例中制备出的石膏板的力学性能，结果在表3中示出。
表3实施例1-3和对比例中制备出的石膏板的力学性能测试
抗折强度/MPa 抗压强度/MPa
实施例1 8.2 26.7
实施例2 8.8 24.1
实施例3 9.1 25.3
对比例1 7.61 22.03
对比例2 7.1 19.2
对比例3 6.9 19.4
从表2-3中可以看出，本申请实施例制备出的石膏板，其料浆性能相对于对比例得到改进，有利于板材的制备；同时，石膏板的力学性能并没受到影响。
图1的测试方法为，取上述制备纸面石膏板，截取尺寸为:200mm×200mm。将各实施例与对比例的石膏板贴满1m*1m*1m空间的四周围墙壁上，密闭空间的每个面均有直径为5mm的孔跟外界互通，通过图1可以发现本发明的石膏板能够在一定程度上稳定室内湿度，避免室内湿度过高或过低变化，有利于改善人居环境舒适度。
将上述实施例1制备的石膏板置于45℃-150℃烘箱烘干半个小时至两个小时，石膏板颜色呈蓝色，在气候箱中(湿度大于50RH％)放置2h后石膏板的颜色呈粉色。将变成粉色的石膏板(早上8：00，北京初春季节(湿度5-30RH％，温度5-20℃左右))置于空气中，半天，发现颜色变回蓝色。

Claims (10)

1.一种变色石膏板，其中，所述变色石膏板的原料包括：石膏粉、变色硅胶。
2.根据权利要求1所述的变色石膏板，其中，所述变色石膏板的原料按质量份计包括：85-95份的石膏粉、1-15份的变色硅胶、0.01-0.05份发泡剂和0.05-0.3份的减水剂。
3.根据权利要求1或2所述的变色石膏板，其中，所述变色硅胶粒度为80-600目。
4.根据权利要求1或2所述的变色石膏板，其中，所述石膏粉为脱硫石膏粉；可选地，所述石膏粉的粒度为80-100目。
5.根据权利要求2所述的变色石膏板，其中，所述减水剂选自嘧胺树脂系减水剂和聚羧酸系减水剂中的一种或两种。
6.根据权利要求2所述的变色石膏板，其中，所述发泡剂为烷基硫酸钠类发泡剂。
7.一种权利要求2-6中任一项所述的变色石膏板的制备方法，其中，所述制备方法包括以下步骤：
(1)将石膏粉、变色硅胶粉末和减水剂混合均匀；
(2)测试步骤(1)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；
(3)按照标准稠度用水量，将步骤(1)中的混合物与水、发泡剂搅拌，制备料浆；
(4)将料浆成型，终凝后干燥至恒重，即得变色石膏板。
8.根据权利要求7所述的变色石膏板的制备方法，其中，所述干燥为40℃-50℃烘干至恒重。
9.一种权利要求2-6中任一项所述的变色石膏板的制备方法，其中所述制备方法包括以下步骤：
(1)将石膏粉、减水剂混合均匀；
(2)测试步骤(1)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；
(3)将石膏粉、变色硅胶粉末、减水剂混合均匀；
(4)测试步骤(3)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；
(5)按照步骤(2)测得的标准稠度用水量，将步骤(1)中的混合物与水、发泡剂搅拌，制备料浆1；
(6)将步骤(5)制备的料浆1置于模具成型；
(7)按照步骤(4)标准稠度用水量，将步骤(3)中的混合物与水、发泡剂搅拌，制备料浆；
(8)待步骤(6)形成的石膏板初凝后终凝前，将步骤(7)制备的料浆浇灌至其上表面，将料浆成型，凝固后干燥至恒重，即得变色石膏板。
10.根据权利要求9所述的变色石膏板的制备方法，其中，步骤(8)中所述干燥为40℃-50℃烘干至恒重。
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