CN111620644B - 一种具有净化功能的纸面石膏板及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开一种纸面石膏板,所述纸面石膏板的原料包括:组分A 0.2‑1.0重量份、组分B 5‑20重量份,其中,组分A为沸石负载净醛剂,组分B为磷石膏和改性的沸石的混合物。该纸面石膏板的制备利用了部分磷石膏替代脱硫石膏。并且该纸面石膏板可以有效吸附甲醛,并净化甲醛。
Description
技术领域
本申请建筑领域,尤其涉及但不限于一种纸面石膏板及其制备方法。
背景技术
磷石膏是湿法制取磷酸过程的工业副产品,每生产1吨磷酸约产生5吨的磷石膏,目前我国磷石膏累计堆存量已超3亿吨。每年用于磷石膏堆放的费用高达数百万元。由于磷石膏含有有害物质,其大量排放,不仅增加费用,占用大面积场地进行堆放,而且污染环境,给人类健康和生态环境带来危害。因此,有必要消除磷石膏有害杂质的影响、改善其颗粒结构,开发资源化利用途径。
纸面石膏板具有质轻、防火、隔音、保温隔热、装饰性能良好(可刨、可钉、可锯)、加工方便、绿色环保、节省空间等优点,因此广泛用于各种工业建筑、民用建筑装修施工领域,尤其是在高层建筑中可作为内墙材料和装饰装修材料。目前国内生产纸面石膏板大多采用脱硫石膏和天然石膏,磷石膏制备纸面石膏板的报道较少。将磷石膏利用起来,制备纸面石膏板,是一种资源化利用途径。
纸面石膏板作为一种大宗建筑材料,广泛应用于室内装饰装修中。开发出具有净化甲醛功能的纸面石膏板成为必要。目前净醛石膏板主要是通过掺入吸附类物质或喷涂光触媒材料实现其净醛功能。单纯的吸附,能在短时间内降低甲醛含量,但是存在吸附饱和后污染源的二次释放的问题,因此本申请旨在解决甲醛在纸面石膏板内吸附饱和以后再次释放到空气,危害人类健康的问题。
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。
本申请提供了一种纸面石膏板及其制备方法,该纸面石膏板的制备利用了部分磷石膏替代脱硫石膏。并且该纸面石膏板可以有效吸附甲醛,并净化甲醛。
具体地,本申请提供了一种纸面石膏板,所述纸面石膏板的原料包括:组分A 0.2-1.0重量份、组分B 5-20重量份,其中,组分A为沸石负载净醛剂,组分B为磷石膏和改性的沸石的混合物。
在本申请中,所述组分A可以通过以下方法制得:
将沸石与净醛剂充分混合,在100W-500W功率,微波辐射30s-3min,其中所述沸石与所述净醛剂的重量比为1∶(1-3),
所述净醛剂可以为四针状氧化锌晶须、磷酸二氧化钛。
在本申请中,所述组分B可以通过以下方法制得:
以生石灰调节磷石膏的pH值;
将调节pH后的磷石膏在马沸炉中150℃-200℃煅烧1.5-3小时,冷却;优选2小时;
球磨5-10分钟,过180目-200目筛;
将沸石进行改性处理;
将过筛后的磷石膏和改性的沸石,以充分混合,陈化24-72小时,得到所述组分B。
在本申请中,所述pH值可以为6.5-8,
所述生石灰的添加量可以为所述磷石膏质量的0.2%-1%。
在本申请中,所述改性处理可以在300W-500W功率,微波辐射3min-10min条件下进行。
在本申请中,所述过筛后的磷石膏和所述改性的沸石的重量比可以为100∶(2-10)。
所述磷石膏可以是利用生石灰中和后煅烧,球磨,过筛,混入沸石,搅拌均匀,陈化一系列处理工艺制备的无害化石膏。
在本申请中,所述纸面石膏板,还可以包括,脱硫石膏100重量份、水60-75重量份、玻璃纤维0.02-0.1重量份、发泡剂0.1-2重量份、缓凝剂0.1-0.5重量份、淀粉0.2-2重量份。在本申请中,所述玻璃纤维可以选自中碱玻璃纤维,无碱玻璃纤维和抗碱玻璃纤维中的任一种或更多种,纤维长度9mm-15mm,纤维单丝直径为10μm-15μm,
所述发泡剂可以选自无机发泡剂十二烷基硫酸铵、碳酸氢钠、碳酸氢铵中的任一种或更多种,
所述缓凝剂可以选自柠檬酸、柠檬酸钠、六偏磷酸钠、硼砂,蛋白质类缓凝剂中的任一种或更多种。
在本申请中,所述缓凝剂可以为骨胶蛋白质缓凝剂、降解聚酰胺经钙盐化而成的蛋白质类石膏缓凝剂。
本申请还提供所述纸面石膏板的制备方法,所述制备方法包括:
步骤一、脱硫石膏打散并烘干,获得脱硫石膏熟料;
步骤二、将组分A、组分B与脱硫石膏熟料混合均匀;
步骤三、将水、改性淀粉以及玻璃纤维、发泡剂、缓凝剂混合,搅拌制成均匀的混合液;
步骤四、在步骤三中获得的混合液中加入步骤二获得的混合物,制成石膏料浆;
步骤五、将搅拌均匀的石膏料浆在离心力作用下甩至护面纸上,然后经成型刀挤压,在护面纸折成直角后,在成型板的挤压下与另一护面纸搭接,并粘牢形成湿板,随后所述湿板被引出,完成成型;
步骤六、成型后的湿板在传送皮带上凝固,切断后,进入干燥机,经过200℃-160℃,100℃-130℃,40℃-60℃三个干燥阶段;
步骤七:干燥后的板材合片、锯边、封边、包装,形成纸面石膏板。
在本申请的制备方法中,脱硫石膏生料进入锤式打散机磨体,在烘干的同时打散物料,旋转的转子将物料磨碎,热风将物料烘干。热气体与生石膏直接接触后发生热传导,生石膏(CaSO4·2H2O)受热后迅速脱水变为熟石膏(CaSO4·1/2H2O、CaSO4),是为脱硫石膏熟料。
所述脱硫石膏熟料中的氯离子含量可以不大于300ppm,所述脱硫石膏熟料的比表面积可以为3500cm2/g-4000cm2/g,
在本申请的某些实施方案中,将搅拌均匀的石膏料浆在离心力作用下甩入成型台上的下护面纸上,石膏料浆在凝固皮带牵引力的带动下经成型刀挤压,使下护面纸沿其辊出痕迹处折成直角后,下护面纸与料浆一起在成型板的挤压下与上护面纸搭接,并粘牢形成湿板,随后湿板在凝固皮带的牵引下被引出,完成成型。
沸石是一种具有联通孔道、呈架状构造的含水铝硅酸盐矿物,特殊晶体结构使得沸石吸附磷石膏中的有害重金属离子。本发明利用沸石拥有的离子交换、高效吸附等优异性能对磷石膏中的有害杂质起到一种负载、固化作用,使之不影响磷石膏作为建筑石膏的使用性能。另外,沸石负载净化剂制备的纸面石膏板在应用到室内空间后,能够在吸附室内甲醛的同时分解甲醛,净化效果更优。
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。本申请的目的和其他优点可通过在说明书以及权利要求书中所特别指出的结构来实现和获得。
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。
在下述实施例中,所使用的脱硫石膏熟料是由电厂烟气脱硫产生的固体废弃物脱硫石膏制成;磷石膏产自湖北兴发集团有限公司;沸石产自国投盛世有限公司;玻璃纤维购买自河北京杭矿产品有限公司,玻璃纤维的纤维长度为12mm,纤维单丝直径为10μm;发泡剂碳酸氢钠购买自济南亿昊化工有限公司;改性淀粉购买自济南元通化工有限公司;缓凝剂为降解聚酰胺经钙盐化而成的蛋白质类石膏缓凝剂,购买自上海钦和化工有限公司,净醛剂四针状氧化锌晶须购买自成都交大晶宇科技有限公司。
实施例1
磷石膏无害化处理制备磷石膏粉,具体步骤如下:
步骤1:以生石灰粉调节磷石膏的pH值至中性或弱碱性,以7.2为宜,生石灰添加量为磷石膏质量的0.6%。
步骤2:中和处理的磷石膏在马沸炉中160℃煅烧2小时,冷却。球磨5分钟,过100目筛。
步骤3:沸石进行改性处理:350W功率,微波辐射9min。
步骤4:磷石膏粉中加入沸石,磷石膏粉与沸石的重量比为100∶2,充分混合搅拌。陈化48小时,得到无害的磷石膏粉。
实施例2
磷石膏无害化处理制备磷石膏粉,具体步骤如下:
步骤1:以生石灰粉调节磷石膏的pH值至中性或弱碱性,以6.8为宜,生石灰添加量为磷石膏质量的0.2%。
步骤2:中和处理的磷石膏在马沸炉中180℃煅烧2小时,冷却。球磨5分钟,过100目筛。
步骤3:沸石进行改性处理:400W功率,微波辐射6min。
步骤4:磷石膏粉中加入沸石,磷石膏粉与沸石的重量比为100∶5,充分混合搅拌。陈化48小时,得到无害的磷石膏粉。
实施例3
磷石膏无害化处理制备磷石膏粉,具体步骤如下:
步骤1:以生石灰粉调节磷石膏的pH值至中性或弱碱性,以7.8为宜,生石灰添加量为磷石膏质量的0.8%。
步骤2:中和处理的磷石膏在马沸炉中190℃煅烧2小时,冷却。球磨5分钟,过100目筛。
步骤3:沸石进行改性处理:468W功率,微波辐射4min。
步骤4:磷石膏粉中加入沸石,磷石膏粉与沸石的重量比为100∶9,充分混合搅拌。陈化48小时,得到无害的磷石膏粉。
对比例1
不经处理的磷石膏
湖北兴发集团有限公司产磷石膏粉
对比例2
磷石膏加沸石,但是沸石不改性处理
磷石膏制备磷石膏粉,具体步骤如下:
步骤1:以生石灰粉调节磷石膏的pH值至中性或弱碱性,以7.8为宜,生石灰添加量为磷石膏质量的0.8%。
步骤2:中和处理的磷石膏在马沸炉中190℃煅烧2小时,冷却。球磨5分钟,过100目筛。
步骤3:磷石膏粉中加入沸石,磷石膏粉与沸石的重量比为100∶9,充分混合搅拌。陈化48小时,得到无害的磷石膏粉。
对比例3
市售普通建筑石膏粉
2.0级普通建筑石膏粉,购买自北新集团建材股份有限公司涿州分公司。
测试例1
参照国标GB/T9776-2008《建筑石膏》对实施例1-3及对比例1-3进行测试,检测磷石膏粉的物理力学性能,结果见表1。
表1本申请实施例1-3及对比例1-3制备出的磷石膏粉的物理力学性能
根据表1,采用本发明的磷石膏无害化处理工艺制备的磷石膏粉,在性能上能够满足普通2.0级建筑石膏的物理力学性能标准要求。
实施例4
采用实施例2制备的磷石膏粉(B组分)制备纸面石膏板,具体步骤如下:
步骤一:沸石负载净醛剂制备A组分:沸石与净醛剂充分混合,450W功率,微波辐射45s,其中沸石与净醛剂的比例为1∶1。
步骤二、打散并烘干脱硫石膏;
步骤三、称量纸面石膏板各组分,其中组分A 0.25重量份、组分B 10重量份、脱硫石膏熟料100重量份、水60重量份、玻璃纤维0.03重量份、发泡剂0.2重量份、缓凝剂0.2重量份、淀粉0.3重量份。步骤四、将组分A,组分B与脱硫石膏熟料混合均匀。
步骤五、将水、改性淀粉以及玻璃纤维、发泡剂、缓凝剂混合,搅拌制成均匀的混合液;
步骤六、在混合液中加入混合石膏粉体,制成石膏料浆。
步骤七、将搅拌均匀的料浆在离心力作用下甩入成型台上的所述下护面纸上,料浆在凝固皮带牵引力的带动下经成型刀挤压,使下护面纸沿其辊出痕迹处折成直角后,下护面纸与料浆一起在成型板的挤压下与所述上护面纸搭接,并粘牢形成湿板,随后湿板在凝固皮带的牵引下被引出,完成成型。
步骤八、成型后的湿板在传送皮带上凝固,切断后,进入干燥机,经过180℃、110℃、45℃三个干燥阶段。
步骤九:干燥后的板材合片、锯边、封边、包装,形成纸面石膏板。
实施例5
采用实施例2制备的磷石膏粉制备纸面石膏板,具体步骤如下:
步骤1:沸石负载净醛剂制备A组分:沸石与净醛剂充分混合,300W功率,微波辐射60s,其中沸石与净醛剂的比例为1∶2。
步骤二、打散并烘干脱硫石膏;
步骤三、称量纸面石膏板各组分,其中组分A 0.50重量份、组分B 18重量份、脱硫石膏熟料100重量份、水70重量份、玻璃纤维0.08重量份、发泡剂0.8重量份、缓凝剂0.5重量份、淀粉0.5重量份。
步骤四至步骤九与实施例4相同。
实施例6
采用实施例2制备的磷石膏粉制备纸面石膏板,具体步骤如下:
步骤1:沸石负载净醛剂制备A组分:沸石与净醛剂充分混合,110W功率,微波辐射2.5min,其中沸石与净醛剂的比例为1∶3。
步骤二、打散并烘干脱硫石膏;
步骤三、称量纸面石膏板各组分,其中组分A 0.9重量份、组分B 8重量份、脱硫石膏熟料100重量份、水75重量份、玻璃纤维0.05重量份、发泡剂1.6重量份、缓凝剂0.8重量份、淀粉2重量份。
步骤四至步骤九与实施例4相同。
对比例4
市售普通净醛纸面石膏板。
测试例2
参照中国国家标准GB/T9775-2008《纸面石膏板》对实施例4-6及对比例4的纸面石膏板进行测试,检测纸面石膏板的物理力学性能,结果见表2。
测试例3
参照标准JCT-1074-2008-室内空气净化功能涂覆材料净化性能,测试实施例4-6与对比例4石膏板的净化效率及甲醛净化效果持久性。结果见表3。
粘结性能判定标准:
粘结性能类别结合状况
I(1类)纸芯全部粘牢,不裸露石膏
II(2类)纸芯绝大部分粘牢,少部分裸露石膏
III(3类)纸芯部分分离,约50%裸露石膏
IV(4类)纸芯大部分分离,石膏表面有少量纸屑
V(5类)纸芯全部分离。
表2本申请实施例4-6及对比例4制备出的纸面石膏板的性能测试结果
表3本申请实施例4-6及对比例4制备出的石膏板的净化效率与净化持久性测试
从表2可以看出,本申请实施例制备的纸面石膏板,在性能上能够满足建材行业标准要求的物理力学性能。表3可以看出,本申请制备的纸面石膏板净化甲醛性能良好,可以作为净化板材使用。
本申请中的性能指标检测依据国家及行业标准。通过本申请的配方和制备工艺生产的磷石膏粉和纸面石膏板,均满足或高于国家和行业标准的要求。
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 (6)
1.一种纸面石膏板,所述纸面石膏板的原料包括:脱硫石膏100重量份,组分A 0.2-1.0重量份、组分B 5-20重量份,其中,组分A为沸石负载净醛剂,组分B为磷石膏和改性的沸石的混合物;
所述组分A通过以下方法制得:
将沸石与净醛剂在100 W-500 W功率,微波辐射30 s-3 min条件下充分混合,其中所述沸石与所述净醛剂的重量比为1:(1-3),
所述净醛剂为四针状氧化锌晶须、磷酸二氧化钛;
所述组分B通过以下方法制得:
以生石灰调节所述磷石膏的pH值,所述磷石膏的pH值为6.5-8,所述生石灰的添加量为所述磷石膏质量的0.2%-1%,
将调节pH后的所述磷石膏于150℃-200℃温度下,在马沸炉中煅烧1.5-3小时,冷却,优选2小时,
球磨5-10分钟,过180目-200目筛;
将沸石进行改性处理,所述改性处理在300 W-500 W功率,微波辐射3 min-10 min条件下进行;
将过筛后的所述磷石膏和所述改性的沸石充分混合,陈化24-72小时,得到所述组分B,其中,所述过筛后的磷石膏和所述改性的沸石的重量比为100:(2-10)。
2.根据权利要求1所述的纸面石膏板,还包括,水60-75重量份、玻璃纤维0.02-0.1重量份、发泡剂0.1-2重量份、缓凝剂0.1-0.5重量份、淀粉0.2-2重量份。
3.根据权利要求2所述的纸面石膏板,其中,所述玻璃纤维选自中碱玻璃纤维,无碱玻璃纤维和抗碱玻璃纤维中的任一种或更多种,纤维长度9 mm -15 mm,纤维单丝直径为10 μm -15 μm,
所述发泡剂选自无机发泡剂十二烷基硫酸铵、碳酸氢钠、碳酸氢铵中的任一种或更多种,
所述缓凝剂选自柠檬酸、柠檬酸钠、六偏磷酸钠、硼砂,蛋白质类缓凝剂中的任一种或更多种。
4.根据权利要求3所述的纸面石膏板,其中,所述缓凝剂为骨胶蛋白质缓凝剂、降解聚酰胺经钙盐化而成的蛋白质类石膏缓凝剂。
5.权利要求1-4中任一项所述的纸面石膏板的制备方法,所述制备方法包括:
步骤一、脱硫石膏打散并烘干,获得脱硫石膏熟料;
步骤二、将组分A、组分B与脱硫石膏熟料混合均匀;
步骤三、将水、改性淀粉以及玻璃纤维、发泡剂、缓凝剂混合,搅拌制成均匀的混合液;
步骤四、在步骤三中获得的混合液中加入步骤二获得的混合物,制成石膏料浆;
步骤五、将搅拌均匀的石膏料浆在离心力作用下甩至护面纸上,然后经成型刀挤压,在护面纸折成直角后,在成型板的挤压下与另一护面纸搭接,并粘牢形成湿板,随后所述湿板被引出,完成成型;
步骤六、成型后的湿板在传送皮带上凝固,切断后,进入干燥机,经过200℃-160℃,100℃-130℃,40℃-60℃三个干燥阶段;
步骤七:干燥后的板材合片、锯边、封边、包装,形成纸面石膏板。
6.根据权利要求5所述的制备方法,其中,所述脱硫石膏熟料中的氯离子含量不大于300 ppm,所述脱硫石膏熟料的比表面积为3500 cm2/g -4000 cm2/g。
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CN111620644A (zh) | 2020-09-04 |
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