CN112851402A - 一种建筑用耐火石膏板及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种建筑用耐火石膏板，以重量份计，其原料包括：玻璃纤维20‑40份、硅藻土30‑45份、硅酸铝20‑35份、脱硫石膏50‑65份、发泡剂15‑25份、氧化铁20‑35份、氯乙烯树脂20‑35份、造孔剂10‑15份和增韧剂10‑15份。本发明增加了石膏板的耐火性，改善了石膏因在水中溶解度大，软化系数低，吸潮后强度变低的缺陷。
Description
技术领域
本发明涉及石膏板技术领域，尤其涉及一种建筑用耐火石膏板及其制备方法。
背景技术
耐火材料属于无机非金属，其机械韧性也较差，虽然在使用过程中耐火材料几乎不需要进行移动，但是其较差的机械韧性也影响到了其高温时候的抗热震性能，在急冷急热和使用的间隙由于较大的温差耐火材料极易在热胀冷缩作用下发生开裂、剥落等影响耐火材料完整性的情况，降低了耐火材料的使用寿命。
发明内容
本发明为了解决现有技术的上述不足，提出了一种建筑用耐火石膏板及其制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：一种建筑用耐火石膏板，以重量份计，其原料包括：玻璃纤维20-40份、硅藻土30-45份、硅酸铝20-35份、脱硫石膏50-65份、发泡剂15-25份、氧化铁20-35份、氯乙烯树脂20-35份、造孔剂10-15份和增韧剂10-15份，硅酸铝具有良好的防火性，氧化铁具有良好的耐污浊气体，耐高温、耐碱性，由于氧化铁不溶于水，改善了石膏因在水中溶解度大，软化系数低，吸潮后强度变低的缺陷，氯乙烯树脂增加石膏板的机械性能。
一种建筑用耐火石膏板的制备方法，包括以下步骤：
1)将脱硫石膏放入煅烧设备内进行煅烧，煅烧温度为150-170℃，15-30min后磨料加工，粒径过筛至250目以下，获得脱硫石膏粉；
2)将硅藻土30-45份、硅酸铝20-35份、玻璃纤维20-40份、氧化铁20-35份、氯乙烯树脂20-35份和离子水30-45份常温下搅拌至浆状，获得混合浆；
3)依次将混合浆、脱硫石膏粉和发泡剂15-25份放进搅拌机内，均匀搅拌后挤压成型，制得初步防火石膏板。
4)将初步防火石膏板放入烘干机内进行烧结加工，烧结时间为35-45min，初始温度为100-120℃，烘干至3-6min时，向机体内添加增韧剂10-15份的同时将温度快速提升至450-550℃，烘干至13-16min时添加造孔剂10-15份，烘干结束后获得防火石膏板，在烧结时，硅藻土、硅酸铝和氧化铁之间形成桥接，提高了烧结后石膏板的强度以及耐火性，在烧结过程中，添加增韧剂，使得成型的生胚密度更高，在烧结后期中，添加造孔剂，使成型的石膏板中留有保温隔热的孔，烧结初型时快速提高温度，使其表面形成马氏体结构。
优选的，步骤4中，烘干温度为350-550℃，烘干加工结束后，对其缓慢冷却，冷却速度为5℃/s。
优选的，其方法包括，步骤5：防火石膏板冷却至15-25℃时，放入烘干机中，温度为550-700℃，25-30min后，对其缓慢冷却，冷却速度为10℃/s，采用淬火加高温回火的方法，提高石膏板机械性能韧性。
优选的，步骤1中，发泡剂为十八烷基硫酸钠或硬脂酸钠。
优选的，增韧剂为乙丙橡胶，造孔剂为淀粉胶黏剂。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
1.增加了石膏板的耐火性，改善了石膏因在水中溶解度大，软化系数低，吸潮后强度变低的缺陷；
2.氯乙烯树脂增加了石膏板的机械性能；
3.采用淬火加高温回火的方法，提高石膏板机械性能韧性；
4.原材料价格便宜，降低了制作成本。
具体实施方式
下面结合实施例对发明进行详细的说明。
实施例1
本发明提出的一种建筑用耐火石膏板，其特征在于，以重量份计，其原料包括：玻璃纤维20份、硅藻土30份、硅酸铝20份、脱硫石膏50份、发泡剂15份、氧化铁20份、氯乙烯树脂20份、造孔剂10份和增韧剂10份。
实施例2
一种建筑用耐火石膏板，其特征在于，以重量份计，其原料包括：玻璃纤维30份、硅藻土40份、硅酸铝31份、脱硫石膏55份、发泡剂20份、氧化铁25份、氯乙烯树脂30份、造孔剂12份和增韧剂12份。
实施例3
一种建筑用耐火石膏板，其特征在于，以重量份计，其原料包括：玻璃纤维40份、硅藻土45份、硅酸铝35份、脱硫石膏65份、发泡剂25份、氧化铁35份、氯乙烯树脂35份、造孔剂15份和增韧剂15份。
对比例1
脱硫石膏50份、硅藻土30份、发泡剂20份、柠檬香茅草15份、聚苯乙烯15份。
将实施例1、实施例2、实施例3和对比例1的原料分别用相同制备方法制备出的石膏板进行对比，具体数据如表1；
表1
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 对比例1 | |
| 抗压强度MPa | 60.2 | 62.7 | 63.4 | 54.8 |
| 耐火极限 | 80min | 95min | 113min | 58min |
| 抗折强度MPa | 38.1 | 40.4 | 41.9 | 32.8 |
从表1可知，实施例3为最优方案，对比例1的抗压强度、抗折强度和耐火极限均小于本发明的实施例，由此可见，硅酸铝和氧化铁的结合，有效的增加了石膏板的抗压性、耐火性和抗折性。
实施例4
一种建筑用耐火石膏板的制备方法，包括以下步骤：
1)将脱硫石膏放入煅烧设备内进行煅烧，煅烧温度为150℃，15min后磨料加工，粒径过筛至250目以下，获得脱硫石膏粉；
2)将硅藻土30份、硅酸铝20份、玻璃纤维20份、氧化铁20份、氯乙烯树脂20份和离子水30份常温下搅拌至浆状，获得混合浆；
3)依次将混合浆、脱硫石膏粉和发泡剂15份放进搅拌机内，均匀搅拌后挤压成型，制得初步防火石膏板。
4)将初步防火石膏板放入烘干机内进行烧结加工，烧结时间为35min，初始温度为100℃，烘干至3min时，向机体内添加增韧剂(乙丙橡胶)10份的同时将温度快速提升至450℃，烘干至13min时添加造孔剂(淀粉胶黏剂)10份，烘干结束后获得防火石膏板，
实施例5
一种建筑用耐火石膏板的制备方法，包括以下步骤：
1)将脱硫石膏放入煅烧设备内进行煅烧，煅烧温度为160℃，25min后磨料加工，粒径过筛至250目以下，获得脱硫石膏粉；
2)将硅藻土35份、硅酸铝30份、玻璃纤维25份、氧化铁30份、氯乙烯树脂30份和离子水40份常温下搅拌至浆状，获得混合浆；
3)依次将混合浆、脱硫石膏粉和发泡剂20份放进搅拌机内，均匀搅拌后挤压成型，制得初步防火石膏板。
4)将初步防火石膏板放入烘干机内进行烧结加工，烧结时间为40min，初始温度为110℃，烘干至5min时，向机体内添加增韧剂(乙丙橡胶)14份的同时将温度快速提升至500℃，烘干至15min时添加造孔剂(淀粉胶黏剂)13份，烘干结束后获得防火石膏板，
实施例6
一种建筑用耐火石膏板的制备方法，包括以下步骤：
1)将脱硫石膏放入煅烧设备内进行煅烧，煅烧温度为170℃，30min后磨料加工，粒径过筛至250目以下，获得脱硫石膏粉；
2)将硅藻土45份、硅酸铝35份、玻璃纤维40份、氧化铁35份、氯乙烯树脂35份和离子水45份常温下搅拌至浆状，获得混合浆；
3)依次将混合浆、脱硫石膏粉和发泡剂(十八烷基硫酸钠)25份放进搅拌机内，均匀搅拌后挤压成型，制得初步防火石膏板。
4)将初步防火石膏板放入烘干机内进行烧结加工，烧结时间为45min，初始温度为120℃，烘干至6min时，向机体内添加增韧剂(乙丙橡胶)15份的同时将温度快速提升至550℃，烘干至16min时添加造孔剂(淀粉胶黏剂)15份，烘干结束后获得防火石膏板，
对比例2
一种耐火石膏板的制备方法，将脱硫石膏50份进行煅烧，煅烧温度为156℃，25min后磨料加工，获得脱硫石膏粉，将硅藻土30份、发泡剂20份、柠檬香茅草15份、聚苯乙烯15份和脱硫石膏粉加水30份混合搅拌至奖状，获得混合浆，浆混合浆放入烘干机内进行烧结加工，烧结时间为30,min，温度为250℃，烘干结束后，获得防火石膏板。
将实施例4、实施例5、实施例6和对比例2制备出的石膏板进行对比，具体数据如表2；
表2
| 实施例4 | 实施例5 | 实施例6 | 对比例2 | |
| 抗压强度MPa | 62.2 | 64.3 | 65.9 | 54.8 |
| 耐火极限 | 85min | 102min | 123min | 67min |
| 抗折强度MPa | 40.1 | 41.4 | 43.7 | 34.8 |
从表2可知，实施例6为最优方案，对比例2的抗压强度、抗折强度和耐火极限均小于本发明的实施例，由此可见，在烧结过程中加入增韧剂和造孔剂可增加其耐火性能，烧结初型时快速提高温度，使其表面形成马氏体结构。
实施例7
本实施例与实施例6基本一致，不同之处在于：
步骤4中，烘干温度为550℃，烘干加工结束后，对其缓慢冷却，冷却速度为5℃/s，其方法包括，步骤5：防火石膏板冷却至25℃时，放入烘干机中，温度为700℃，30min后，对其缓慢冷却，冷却速度为10℃/s，采用淬火加高温回火的方法，提高石膏板机械性能韧性。
实施例8
本实施例与实施例6基本一致，不同之处在于：
发泡剂为硬质酸钠。
将实施例6、实施例7和实施例8制备出的石膏板进行对比，具体数据如表3；
表3
| 实施例6 | 实施例7 | 实施例8 | |
| 抗压强度MPa | 65.9 | 68.4 | 64.7 |
| 耐火极限 | 123min | 123min | 123min |
| 抗折强度MPa | 43.7 | 45.9 | 42.8 |
从表3可知，实施例7的抗压强度和抗折强度大于实施例6，实施例7采用淬火加高温回火的方法，提高石膏板机械性能韧性，且发泡剂采用十八烷基硫酸钠效果更好。
在不出现冲突的前提下，本领域技术人员可以将上述附加技术特征自由组合以及叠加使用。
上述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利和保护范围应以所附权利要求书为准。
Claims (6)
1.一种建筑用耐火石膏板，其特征在于，以重量份计，其原料包括：玻璃纤维20-40份、硅藻土30-45份、硅酸铝20-35份、脱硫石膏50-65份、发泡剂15-25份、氧化铁20-35份、氯乙烯树脂20-35份、造孔剂10-15份和增韧剂10-15份。
2.如权利要求1所述的一种建筑用耐火石膏板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将脱硫石膏放入煅烧设备内进行煅烧，煅烧温度为150-170℃，15-30min后磨料加工，粒径过筛至250目以下，获得脱硫石膏粉；
2)将硅藻土30-45份、硅酸铝20-35份、玻璃纤维20-40份、氧化铁20-35份、氯乙烯树脂20-35份和离子水30-45份常温下搅拌至浆状，获得混合浆；
3)依次将混合浆、脱硫石膏粉和发泡剂15-25份放进搅拌机内，均匀搅拌后挤压成型，制得初步防火石膏板。
4)将初步防火石膏板放入烘干机内进行烧结加工，烧结时间为35-45min，初始温度为100-120℃，烘干至3-6min时，向机体内添加增韧剂10-15份的同时将温度快速提升至450-550℃，烘干至13-16min时添加造孔剂10-15份，烘干结束后获得防火石膏板。
3.如权利要求2所述的一种建筑用耐火石膏板的制备方法，其特征在于，所述步骤4中，烘干加工结束后，对其冷却，冷却速度为5℃/s。
4.如权利要求3所述的一种建筑用耐火石膏板的制备方法，其特征在于，所述方法还包括：
步骤5)在所述防火石膏板冷却至15-25℃时，放入烘干机中，温度为550-700℃，25-30min后，对其缓慢冷却，冷却速度为10℃/s，将所得石膏板作为最终产物。
5.如权利要求2所述的一种建筑用耐火石膏板的制备方法，其特征在于，所述步骤1中，所述发泡剂为十八烷基硫酸钠或硬脂酸钠。
6.如权利要求2所述的一种建筑用耐火石膏板的制备方法，其特征在于，所述增韧剂为乙丙橡胶，所述造孔剂为淀粉胶黏剂。
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