CN111807801B - 一种纸面石膏板及其制备方法 - Google Patents

一种纸面石膏板及其制备方法 Download PDF

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Abstract

一种纸面石膏板，所述纸面石膏板包括板芯和护面纸，所述板芯原料按重量份计包括：石膏熟料100份、玻璃纤维0.05‑0.2份、水65‑85份、缓凝剂0.2‑1份、发泡剂0.1‑0.5份、淀粉0.2‑2份、海藻酸钠0.02‑0.5份。淀粉是纸面石膏板常用的粘结剂，通常与石膏料浆混合添加，在板材干燥过程中随板芯内多余自由水的蒸发迁移至板芯与护面纸的临界面，形成一层糊状薄膜将护面纸粘在板芯上。本申请纸面石膏板通过各组分协同作用，促进了石膏板芯与护面纸的粘结。在苛刻的测试条件下，板芯与护面纸不剥离，粘接效果好，板材力学性能优良。

Description

一种纸面石膏板及其制备方法
技术领域
本申请涉及但不限于建筑材料领域，特别涉及但不限于一种纸面石膏板及其制备方法。
背景技术
脱硫石膏是燃煤电厂烟气脱硫的产物，随着燃煤电厂烟气脱硫项目的推广，我国每年的脱硫石膏产量惊人。脱硫石膏广泛用于建材等行业，促进了国家环保循环经济的进一步发展，而且还大大降低了天然石膏的开采量，保护了资源。如果不能对脱硫石膏进行有效地处理与应用，不仅是对资源的浪费，还会对环境造成二次污染。
目前利用脱硫石膏制备纸面石膏板的技术较为成熟。护面纸提供了纸面石膏板70％的强度，护面纸和板芯的粘结不良会影响石膏板的力学性能及应用。因此存在对纸面石膏板粘结性能的改进需求。
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本申请的保护范围。
本申请提供了一种纸面石膏板及其制备方法。改性淀粉是纸面石膏板常用的粘结剂，通常与石膏料浆混合添加，在板材干燥过程中随板芯内多余自由水的蒸发迁移至板芯与护面纸的临界面，形成一层糊状薄膜将护面纸粘在板芯上。本申请通过各组分协同作用，促进了石膏板芯与护面纸的粘结。在苛刻的测试条件下，板芯与护面纸不剥离，粘接效果好，板材力学性能优良。
本申请提供了一种纸面石膏板，所述板芯原料按重量份计包括：石膏熟料100份、玻璃纤维0.05-0.2份、水65-85份、缓凝剂0.2-1份、发泡剂0.1-0.5份、淀粉0.2-2份、海藻酸钠0.02-0.5份。可选地，所述纸面石膏板的原料由石膏熟料、玻璃纤维、水、缓凝剂、发泡剂、淀粉和海藻酸钠组成。
在所述板芯制备过程中，海藻酸钠先与水混合均匀，再与其他板芯原料混合，制备纸面石膏板。
在本申请提供的纸面石膏板中，所述石膏熟料的比表面积为3500-4000cm2/g；可选地，所述石膏熟料中的氯离子含量不超过300ppm。
在本申请提供的纸面石膏板中，所述淀粉选自改性马铃薯淀粉、改性木薯淀粉及改性玉米淀粉中的一种或多种，优选改性玉米淀粉。
在本申请提供的纸面石膏板中，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一种或多种。
在本申请提供的纸面石膏板中，所述玻璃纤维的长度为9-15mm，所述玻璃纤维的单丝直径为10-15μm。
在本申请提供的纸面石膏板中，所述缓凝剂选自柠檬酸、柠檬酸钠、六偏磷酸钠、硼砂和蛋白质类缓凝剂中的一种或多种。
在本申请提供的纸面石膏板中，所述缓凝剂选自蛋白质类缓凝剂中的一种或多种，所述蛋白质类缓凝剂包括骨胶蛋白质缓凝剂和降解聚酰胺经钙盐化而成的蛋白质类石膏缓凝剂。
在本申请提供的纸面石膏板中，所述发泡剂选自十二烷基硫酸铵、碳酸氢钠和碳酸氢铵中的一种或多种。
又一方面，本申请提供了上述的纸面石膏板的制备方法，包括：
步骤一、将所述石膏熟料、所述玻璃纤维混合，搅拌均匀，制成混合物；
步骤二、将所述水和所述海藻酸钠混合，搅拌均匀，制成粘稠状液体；将所述粘稠状液体与所述发泡剂、所述缓凝剂、所述淀粉混合，搅拌制成均匀的混合液；
步骤三、将步骤二制成的所述混合液与步骤一制成的所述混合物混合并搅拌均匀，制成石膏料浆；
步骤四、将步骤三制成的所述石膏料浆浇筑在护面纸上，搭接粘牢成型，制得石膏板，并干燥至恒重。
在本申请提供的纸面石膏板的制备方法中，可选地，所述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；
在本申请提供的纸面石膏板的制备方法中，可选地，成型后的湿板凝固，切断后，进入干燥机，经过180℃至155℃、100℃至130℃、45℃至60℃三个干燥阶段；
在本申请提供的纸面石膏板的制备方法中，可选地，干燥后的板材合片、锯边、封边、包装，形成纸面石膏板。
又一方面，本申请提供了海藻酸钠在纸面石膏板中促进板芯和护面纸粘接的应用。所述护面纸和板芯的粘结性能主要来自粘结剂，海藻酸钠需要和粘结剂配合使用，以促进板芯和护面纸的粘结。可选地，所述粘结剂为淀粉。
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发明实现和获得。
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。
本申请实施例中提供了一种纸面石膏板，所述板芯原料按重量份计包括：石膏熟料100份、玻璃纤维0.05-0.2份、水65-85份、缓凝剂0.2-1份、发泡剂0.1-0.5份、淀粉0.2-2份、海藻酸钠0.02-0.5份。可选地，所述纸面石膏板的原料由石膏熟料、玻璃纤维、水、缓凝剂、发泡剂、淀粉和海藻酸钠组成。
在本申请实施例中，所述石膏熟料的比表面积为3500-4000cm2/g；可选地，所述石膏熟料中的氯离子含量不超过300ppm。
在本申请实施例中，所述淀粉选自改性马铃薯淀粉、改性木薯淀粉及改性玉米淀粉中的一种或多种，优选改性玉米淀粉。
在本申请实施例中，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一种或多种。
在本申请实施例中，所述玻璃纤维的长度为9-15mm，所述玻璃纤维的单丝直径为10-15μm。
在本申请实施例中，所述缓凝剂选自柠檬酸、柠檬酸钠、六偏磷酸钠、硼砂和蛋白质类缓凝剂中的一种或多种。
在本申请实施例中，所述缓凝剂选自蛋白质类缓凝剂中的一种或多种，所述蛋白质类缓凝剂包括骨胶蛋白质缓凝剂和降解聚酰胺经钙盐化而成的蛋白质类石膏缓凝剂。
在本申请实施例中，所述发泡剂选自十二烷基硫酸铵、碳酸氢钠和碳酸氢铵中的一种或多种。
又一方面，在本申请实施例中，海藻酸钠先与水混合均匀，再与其他板芯原料混合，制备纸面石膏板。上述的纸面石膏板的制备方法，包括：
步骤一、将所述石膏熟料、所述玻璃纤维混合，搅拌均匀，制成混合物；
步骤二、将所述水和所述海藻酸钠混合，搅拌均匀，制成粘稠状液体；将所述粘稠状液体与所述发泡剂、所述缓凝剂、所述淀粉混合，搅拌制成均匀的混合液；
步骤三、将步骤二制成的所述混合液与步骤一制成的所述混合物混合并搅拌均匀，制成石膏料浆；
步骤四、将步骤三制成的所述石膏料浆浇筑在护面纸上，搭接粘牢成型，制得石膏板，并干燥至恒重。
在本申请实施例中，可选地，所述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；
在本申请实施例中，可选地，成型后的湿板凝固，切断后，进入干燥机，经过180℃至155℃、100℃至130℃、45℃至60℃三个干燥阶段；
在本申请实施例中，可选地，干燥后的板材合片、锯边、封边、包装，形成纸面石膏板。
在下述实施例中，所使用的脱硫石膏熟料为普通市售产品，氯离子含量≤300ppm；脱硫石膏熟料比表面积在3500-4000cm2/g，结晶水含量在5.0-5.5重量％，初凝时间1’-1’30”，终凝3’30”-5’。
玻璃纤维购买自河北京杭矿产品有限公司，无碱玻璃纤维，中碱玻璃纤维和抗碱玻璃纤维的纤维长度10mm、纤维单丝直径10μm；
发泡剂碳酸氢钠、十二烷基硫酸铵、碳酸氢铵购买自济南亿昊化工有限公司；
改性玉米淀粉购买自济南元通化工有限公司；改性马铃薯淀粉，改性木薯淀粉购买自广州健科生物科技有限公司；
缓凝剂降解聚酰胺经钙盐化而成的蛋白质类石膏缓凝剂，为意大利SICIT2000石膏缓凝剂Plast Retard PE，购买自上海钦和化工有限公司。
缓凝剂：柠檬酸，柠檬酸钠，六偏磷酸钠，硼砂，购买自国药集团化学试剂有限公司；品牌：沃凯。
海藻酸钠(分析纯)购买自国药集团化学试剂有限公司；品牌：沪试。
实施例1
制备纸面石膏板，步骤如下：
步骤一、称取脱硫石膏熟料100重量份、中碱玻璃纤维0.08重量份、水68重量份、缓凝剂Plast Retard PE0.3重量份、发泡剂碳酸氢钠0.18重量份、改性玉米淀粉0.8重量份、海藻酸钠0.05重量份。
步骤二、将所述脱硫石膏熟料、玻璃纤维混合均匀；
步骤三、将所述水和海藻酸钠混合，搅拌均匀，制成粘稠状液体。然后加入发泡剂、缓凝剂、淀粉混合，搅拌制成均匀的混合液；
步骤四、在步骤三所述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、成型后的湿板凝固，切断后，进入干燥机，经过160℃，0.5小时；110℃，1小时；45℃，24小时三个干燥阶段；
步骤七、干燥后的板材合片、锯边、封边、包装，形成纸面石膏板。
实施例2
制备纸面石膏板，步骤如下：
步骤一、称取脱硫石膏熟料100重量份、无碱玻璃纤维0.2重量份、水75重量份、柠檬酸0.6重量份、十二烷基硫酸铵0.3重量份、改性玉米淀粉0.6重量份、海藻酸钠0.3重量份。
步骤二至步骤七同实施例1
实施例3
制备纸面石膏板，步骤如下：
步骤一、称取脱硫石膏熟料100重量份、抗碱玻璃纤维0.1重量份、水78重量份、柠檬酸钠0.8重量份、碳酸氢铵0.2重量份、改性木薯淀粉1.2重量份、海藻酸钠0.28重量份。
步骤二至步骤七同实施例1。
实施例4
制备纸面石膏板，步骤如下：
步骤一、称取脱硫石膏熟料100重量份、中碱玻璃纤维0.2重量份、水80重量份、六偏磷酸钠0.5重量份、碳酸氢钠0.4重量份、改性马铃薯淀粉0.6重量份、海藻酸钠0.4重量份。
步骤二至步骤七同实施例1。
实施例5
制备纸面石膏板，步骤如下：
步骤一、称取脱硫石膏熟料100重量份、无碱玻璃纤维0.06重量份、水82重量份、硼砂0.4重量份、十二烷基硫酸铵0.3重量份、改性木薯淀粉1.5重量份、海藻酸钠0.3重量份。
步骤二至步骤七同实施例1。
对比例1
纸面石膏板制备过程中不添加海藻酸钠，其他原料配比及制备步骤同实施例1。
对比例2
纸面石膏板制备过程中不添加海藻酸钠，其他原料配比及制备步骤同实施例2。
对比例3
市售普通不含海藻酸钠的纸面石膏板。
对比例4
纸面石膏板制备过程中不添加淀粉，其他原料用量配比及制备步骤同实施例1。
对比例5
制备纸面石膏板，步骤如下：
步骤一、称取实施例1相同用量配比的原料。
步骤二、将所述脱硫石膏熟料、海藻酸钠、发泡剂碳酸氢钠、蛋白质类缓凝剂、淀粉、玻璃纤维混合均匀；
步骤三、将步骤二所得混合物中加入水，制成石膏料浆；
步骤四、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；
步骤五、成型后的湿板凝固，切断后，进入干燥机，经过160℃，0.5小时；110℃，1小时；45℃，24小时三个干燥阶段；
步骤六、干燥后的板材合片、锯边、封边、包装，形成纸面石膏板。
测试例1
粘结性能共分5级，A级：纸板粘结牢固，掀起后不分离；B级：小部分分离，大部分完好；C级：一半粘牢，一半分离；D级：大部分分离，仅小部分粘牢；E级：纸板全部分离。
参照中国国家标准GB/T9775-2008《纸面石膏板》对实施例、对比例的纸面石膏板进行测试，纸面石膏板厚度为9.5mm，检测纸面石膏板的干粘结性能。
湿热粘结性能测试方法如下：将制得的纸面石膏板在100℃的水浴锅中，进行热蒸汽养护12分钟，采用划等边三角形的方法测试纸面石膏板的粘接性能，在1分钟内测试完毕。
高湿环境测试：将制得的石膏板在高湿条件(温度为(23±2)℃，相对湿度为90±3)下进行养护，达到规定龄期1周后，采用划等边三角形的方法测试纸面石膏板的粘接性能。
表1纸面石膏板粘结性能测试结果
Figure BDA0002557924650000081
Figure BDA0002557924650000091
从表1可以看出，本申请实施例制备的纸面石膏板，粘结性能优良。
测试例2
参照中国国家标准GB/T9775-2008《纸面石膏板》对实施例、对比例的纸面石膏板进行测试测试条件为：温度(25±5)℃，相对湿度(50±5)％的实验环境条件，检测纸面石膏板的物理力学性能，纸面石膏板厚度为9.5mm，结果见表2。
表2纸面石膏板性能测试结果
Figure BDA0002557924650000092
Figure BDA0002557924650000101
从表2可以看出，本申请实施例1、2、3、4、5制备的纸面石膏板，能够满足中国国家标准，并且实施例1、2的物理力学性能分别高于对比例1、2制备的纸面石膏板。说明，海藻酸钠的添加在一定程度上提高了板材的力学性能。
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)

1.一种纸面石膏板，所述纸面石膏板包括板芯和护面纸，所述板芯原料按重量份计包括：石膏熟料100份、玻璃纤维0.05-0.2份、水65-85份、缓凝剂0.2-1份、发泡剂0.1-0.5份、淀粉0.2-2份、海藻酸钠0.02-0.5份；
所述纸面石膏板的制备方法包括，将所述水和所述海藻酸钠混合，搅拌均匀，制成粘稠状液体；将所述粘稠状液体与所述发泡剂、所述缓凝剂、所述淀粉混合，搅拌制成均匀的混合液。
2.根据权利要求1所述的纸面石膏板，其中，所述石膏熟料的比表面积为3500-4000cm2/g。
3.根据权利要求1所述的纸面石膏板，其中，所述淀粉选自改性马铃薯淀粉、改性木薯淀粉及改性玉米淀粉中的一种或多种。
4.根据权利要求1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一种或多种。
5.根据权利要求4所述的纸面石膏板，其中，所述玻璃纤维的长度为9-15mm，所述玻璃纤维的单丝直径为10-15μm。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的纸面石膏板，其中，所述缓凝剂选自柠檬酸、柠檬酸钠、六偏磷酸钠、硼砂和蛋白质类缓凝剂中的一种或多种。
7.根据权利要求6中所述的纸面石膏板，其中，所述缓凝剂选自蛋白质类缓凝剂中的一种或多种，所述蛋白质类缓凝剂包括骨胶蛋白质缓凝剂和降解聚酰胺经钙盐化而成的蛋白质类石膏缓凝剂。
8.根据权利要求1至4中任一项所述的纸面石膏板，其中，所述发泡剂选自十二烷基硫酸铵、碳酸氢钠和碳酸氢铵中的一种或多种。
9.一种权利要求1至8中任一项所述的纸面石膏板的制备方法，包括：
步骤一、将所述石膏熟料、所述玻璃纤维混合，搅拌均匀，制成混合物；
步骤二、将所述水和所述海藻酸钠混合，搅拌均匀，制成粘稠状液体；将所述粘稠状液体与所述发泡剂、所述缓凝剂、所述淀粉混合，搅拌制成均匀的混合液；
步骤三、将步骤二制成的所述混合液与步骤一制成的所述混合物混合并搅拌均匀，制成石膏料浆；
步骤四、将步骤三制成的所述石膏料浆浇筑在护面纸上，搭接粘牢成型，制得石膏板，并干燥至恒重。
10.海藻酸钠和淀粉在纸面石膏板中促进板芯和护面纸粘接的应用。
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