CN113698163A - 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

本申请公开了一种纸面石膏板，包括板芯和护面纸，所述板芯分为第一区域和第二区域，所述第一区域包含沸石及陶粒，所述第二区域包含沸石不包含陶粒；所述第二区域与上护面纸和下护面纸中的一种或两种接触。本申请提供的纸面石膏板可以调节降低室内环境温度的波动。

Description

一种纸面石膏板及其制备方法
技术领域
本文涉及但不限于一种石膏建材，尤其涉及但不限于一种具有调湿功能的纸面石膏板及其制备方法。
背景技术
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。
调湿材料是指不需要借助任何人工能源和机械设备，依靠自身的吸放湿性能，感应所调空间空气温湿度的变化，自动调节空气相对湿度的材料。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。研制具有调湿能力的纸面石膏板，对于改善居住在热湿环境中人的舒适性、提高物品的保存质量、降低间歇式空调的能耗，有重要意义。
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。
本申请提供了一种调湿纸面石膏板及其制备方法，该纸面石膏板是由脱硫石膏制备而成，调节室内环境湿度波动。
本申请提供了一种纸面石膏板，包括板芯和护面纸，所述板芯分为第一区域和第二区域，所述第一区域包含沸石及陶粒，所述第二区域包含沸石不包含陶粒；所述第二区域与上护面纸和下护面纸中的一种或两种接触。
在本申请提供的一种实施方式中，可选地，所述第一区域仅与上护面纸接触，或者不与上护面纸或下护面纸接触。
在本申请提供的一种实施方式中，
所述第一区域包括：石膏熟料水化形成的二水石膏、沸石、陶粒；
所述第二区域包括：石膏熟料水化形成的二水石膏、沸石和粘结剂，所述第二区域不包括陶粒；
在本申请提供的一种实施方式中，所述第一区域还包括粘结剂、玻璃纤维、缓凝剂和发泡剂；
在本申请提供的一种实施方式中，所述第二区域还包括玻璃纤维、缓凝剂和发泡剂；
在本申请提供的一种实施方式中，所述纸面石膏板整体中，所述石膏熟料、所述陶粒、所述沸石、所述粘结剂、所述玻璃纤维、所述缓凝剂和所述发泡剂的重量比为：100:(3至5):(1至5):(0.2至1):(0至0.2):(0至1):(0至0.5)；
在本申请提供的一种实施方式中，所述石膏熟料、所述陶粒、所述沸石、所述粘结剂、所述玻璃纤维、所述缓凝剂和所述发泡剂的重量比为100:(3至5):(1至5):(0.2至1):(0.05至0.2):(0.2至1):(0.1至0.5)。
可选地，所述石膏熟料与水的重量比为100:(55至70)。
在本申请提供的一种实施方式中，所述脱硫石膏是氯离子含量≤400mg/kg的烟气脱硫石膏。所述脱硫石膏熟料的比表面积为3500cm2/g至4000cm2/g。
在本申请提供的一种实施方式中，所述第一区域和所述第二区域中的石膏熟料的重量比为(10至25):(75至90)；
所述第一区域和所述第二区域中的沸石的重量比为(10至25):(75至90)；
所述第一区域和所述第二区域中的粘结剂的重量比为(15至25):(75至85)；
所述第一区域和所述第二区域中的玻璃纤维的重量比为(15至25):(75至85)；
所述第一区域和所述第二区域中的缓凝剂的重量比为(10至25):(75至90)；
所述第一区域和所述第二区域中的发泡剂的重量比为(10至20):(75至90)；
在本申请提供的一种实施方式中，所述陶粒的粒径为0.5mm至2mm；
在本申请提供的一种实施方式中，所述陶粒的筒压强度为2.5MPa至4MPa，所述陶粒的堆积密度为400kg·m-3至600kg·m-3；所述陶粒是以工业废渣、劣质页岩等为原料，掺入少量粘结剂、添加剂，经混合成球、高温烧结等工艺制成的一种常规人造轻骨料。
在本申请提供的一种实施方式中，所述沸石的粒度范围为200至500目。
在本申请提供的一种实施方式中，所述玻璃纤维的长度为9至15mm，单丝直径为10至15μm；
在本申请提供的一种实施方式中，所述玻璃纤维选自无碱玻璃纤维、中碱玻璃纤维和抗碱玻璃纤维中的任意一种或更多种。
在本申请提供的一种实施方式中，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；
在本申请提供的一种实施方式中，所述蛋白类缓凝剂包括骨胶蛋白质类缓凝剂，所述骨胶蛋白质类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。
在本申请提供的一种实施方式中，所述发泡剂选自十二烷基硫酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、a-烯基磺酸钠、过氧化氢中的一种或几种；
在本申请提供的一种实施方式中，所述粘结剂为改性淀粉；优选地，所述改性淀粉的糊化温度为50至70℃。
又一方面，本申请提供了上述的纸面石膏板的制备方法，包括如下步骤：
1)称量所述石膏熟料、所述玻璃纤维和所述沸石，混合均匀，记为A料；
2)将一部分A料与所述陶粒混合均匀，记为B料；
3)将所述缓凝剂、所述发泡剂和所述粘结剂混合均匀，即为C料；
4)将余下的A料与一部分C料混合均匀后，即得所述第二区域的石膏料浆；
5)将余下的C料与所述B料混合均匀后，即得所述第一区域的石膏料浆；
6)将所述第二区域的石膏料浆与上护面纸或下护面纸中的部分或全部搭接粘牢成型，所述石膏板的余下部分为第一料浆，制得纸面石膏板湿板；
7)将所述纸面石膏板湿板干燥后即得所述纸面石膏板。
在本申请提供的一种实施方式中，步骤1)中所述沸石还经过去离子水洗涤，并在200℃至500℃下煅烧1h至3h，再使用0.5mol/L至2mol/L无机盐水溶液流动态冲洗沸石，所述无机盐水溶液的体积不小于沸石体积的10倍；再将所述沸石用去离子水洗涤后，真空干燥至恒重，所述真空干燥的温度为40℃至60℃。
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。
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；沸石产自国投盛世有限公司，粒度为325目；玻璃纤维购买自河北京杭矿产品有限公司，所述玻璃纤维为无碱玻璃纤维，平均长度为10mm，平均单丝直径为12μm；陶粒购买自天津市武清区彤上轻质建材厂，陶粒的平均粒径为1.0mm，筒压强度为3MPa，堆积密度为500kg/m3。发泡剂购买自济南亿昊化工有限公司，所述发泡剂为十二烷基硫酸钠；改性淀粉购买自济南元通化工有限公司，所述改性淀粉的糊化温度为60℃，所述淀粉的粘度为3500mPa·s。采用中国化工行业标准HG/T 3932—2007中的测试方法，样品浓度为5％，温度为25℃，转子号为3，转速为6r/min。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。
实施例1
制备纸面石膏板，具体步骤如下：
步骤一、预处理沸石，将其活化，其方法如下：沸石用去离子水洗涤三遍，去除沸石表面的可溶性无机物；马沸炉300℃焙烧2小时，除去有机物，冷却至室温；配制1mol/L的NaCl溶液，流动态冲洗沸石，所用NaCl溶液体积不小于沸石体积的10倍；沸石用去离子水洗涤3次，45℃真空干燥烘干至恒重。
步骤二、称量所述纸面石膏板的原料：脱硫石膏熟料100重量份、陶粒3重量份、沸石1.5重量份、水57重量份、玻璃纤维0.06重量份、缓凝剂0.3重量份、发泡剂0.15重量份、淀粉0.25重量份。
步骤三、将20wt.％的脱硫石膏熟料、20wt.％的玻璃纤维和20wt.％沸石与全部的陶粒混合均匀(即部分A料与陶粒混合形成B料)；加入20wt.％的水、20wt.％的缓凝剂、20wt.％的发泡剂、20wt.％的淀粉(即部分C料)搅拌均匀，用于组成第一区域。
步骤四、将80wt.％的石膏熟料、80wt.％的玻璃纤维、80wt.％的沸石混合均匀(剩余的A料)，加入80wt.％的水、80wt.％的缓凝剂、80wt.％的发泡剂、80wt.％的淀粉搅拌均匀(即部分C料)，用于组成第二区域。
步骤五、先浇筑第二区域做为石膏板的下层，再浇筑第一区域，为石膏板上层。
步骤六、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。
步骤七、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。
步骤八：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，具体步骤如下：
制备纸面石膏板，具体步骤同实施例1。
所述纸面石膏板的原料包括如下组分：脱硫石膏熟料100重量份、陶粒4重量份、沸石3重量份、水60重量份、玻璃纤维0.09重量份、缓凝剂0.5重量份、发泡剂0.3重量份、淀粉0.5重量份。
实施例3
制备纸面石膏板，具体步骤同实施例1。
所述纸面石膏板的原料包括如下组分：脱硫石膏熟料100重量份、陶粒5重量份、沸石5重量份、水67重量份、玻璃纤维0.18重量份、缓凝剂0.8重量份、发泡剂0.4重量份、淀粉0.8重量份。
对比例1
市售普通纸面石膏板。
对比例2
制备纸面石膏板，具体步骤同实施例1。
本实施例和实施例1的区别仅在于：步骤二、称量所述纸面石膏板的原料：脱硫石膏100重量份、沸石4.5重量份、水57重量份、玻璃纤维0.06重量份、缓凝剂0.3重量份、发泡剂0.15重量份、淀粉0.25重量份。
对比例3
制备纸面石膏板，具体步骤同实施例1。
本实施例和实施例1的区别仅在于：步骤二、称量所述纸面石膏板的原料：脱硫石膏100重量份、陶粒4.5重量份、水57重量份、玻璃纤维0.06重量份、缓凝剂0.3重量份、发泡剂0.15重量份、淀粉0.25重量份。
对比例4
制备纸面石膏板，具体步骤同实施例1。
本实施例和实施例1的区别在于步骤二、步骤三、步骤四。
步骤二、称量所述纸面石膏板的原料：脱硫石膏熟料100重量份、陶粒6重量份、沸石1.5重量份、水57重量份、玻璃纤维0.06重量份、缓凝剂0.3重量份、发泡剂0.15重量份、淀粉0.25重量份。
步骤三、将20wt.％的脱硫石膏熟料、20wt.％的玻璃纤维和20wt.％沸石与50wt.％的陶粒混合均匀；加入20wt.％的水、20wt.％的缓凝剂、20wt.％的发泡剂、20wt.％的淀粉搅拌均匀，用于组成第一区域。
步骤四、将80wt.％的石膏熟料、80wt.％的玻璃纤维、80wt.％的沸石、50wt.％的陶粒混合均匀，加入80wt.％的水、80wt.％的缓凝剂、80wt.％的发泡剂、80wt.％的淀粉搅拌均匀，用于组成第二区域。
测试例1
参照中国国家标准GB/T9775-2008《纸面石膏板》对实施例1至3及对比例1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1。
表1纸面石膏板的性能测试结果
Figure BDA0003182621250000071
Figure BDA0003182621250000081
从表1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。
测试例2
参照标准JC/T 2082-2011《调湿功能室内建筑装饰材料》，纸面石膏板属于第III类建筑装饰材料(厚度大于3mm的装饰材料及制品)。测试实施例1至3与对比例纸面石膏板的调湿性能，结果见表2。
表2产品调湿功能测试结果
Figure BDA0003182621250000091
Figure BDA0003182621250000101
测试例3
将实施例1至3及对比例1至4的纸面石膏板应用在室内空间，实施例1至3的石膏板能够满足标准对第III类建筑装饰材料的要求，而对比例1至4不满足。
另外，在全年范围内：使用实施例1至3调湿板后室内相对湿度在35％到76％之间波动，对比例1至4石膏板的室内空间相对湿度在13％到100％之间波动，调湿板能减小室内相对湿度的日波动及年波动；
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纸面石膏板，均满足或高于国家标准的要求，并且具有调节室内湿度的作用，优化室内空气环境。
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，包括板芯和护面纸，所述板芯分为第一区域和第二区域，所述第一区域包含沸石及陶粒，所述第二区域包含沸石不包含陶粒；所述第二区域与上护面纸和下护面纸中的一种或两种接触。
2.根据权利要求1所述的纸面石膏板，其中，
所述第一区域包括：石膏熟料水化形成的二水石膏、沸石、陶粒；
所述第二区域包括：石膏熟料水化形成的二水石膏、沸石和粘结剂；
可选地，所述第一区域还包括粘结剂、玻璃纤维、缓凝剂和发泡剂；
可选地，所述第二区域还包括玻璃纤维、缓凝剂和发泡剂。
3.根据权利要求2所述的纸面石膏板，其中，
所述纸面石膏板整体中，所述石膏熟料、所述陶粒、所述沸石、所述粘结剂、所述玻璃纤维、所述缓凝剂和所述发泡剂的重量比为：100:(3至5):(1至5):(0.2至1):(0至0.2):(0至1):(0至0.5)；
可选地，所述石膏熟料、所述陶粒、所述沸石、所述粘结剂、所述玻璃纤维、所述缓凝剂和所述发泡剂的重量比为100:(3至5):(1至5):(0.2至1):(0.05至0.2):(0.2至1):(0.1至0.5)。
4.根据权利要求2或3所述的纸面石膏板，其中，
所述第一区域和所述第二区域中的石膏熟料的重量比为(10至25):(75至90)；
所述第一区域和所述第二区域中的沸石的重量比为(10至25):(75至90)；
所述第一区域和所述第二区域中的粘结剂的重量比为(15至25):(75至85)；
所述第一区域和所述第二区域中的玻璃纤维的重量比为(15至25):(75至85)；
所述第一区域和所述第二区域中的缓凝剂的重量比为(10至25):(75至90)；
所述第一区域和所述第二区域中的发泡剂的重量比为(10至20):(75至90)。
5.根据权利要求2至3中任一项所述的纸面石膏板，其中，所述陶粒的粒径为0.5mm至2mm；
可选地，所述陶粒的筒压强度为2.5MPa至4MPa，所述陶粒的堆积密度为400kg·m-3至600kg·m-3
可选地，所述沸石的粒度范围为200至500目。
6.根据权利要求2或3所述的纸面石膏板，其中，所述玻璃纤维的长度为9至15mm，单丝直径为10至15μm；可选地，所述玻璃纤维选自无碱玻璃纤维、中碱玻璃纤维和抗碱玻璃纤维中的任意一种或更多种。
7.根据权利要求2或3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，蛋白质类缓凝剂；
可选地，所述蛋白类缓凝剂包括骨胶蛋白质类缓凝剂，所述骨胶蛋白质类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。
8.根据权利要求2或3所述的纸面石膏板，其中，所述发泡剂选自十二烷基硫酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、a-烯基磺酸钠、过氧化氢中的一种或几种；
可选地，所述粘结剂为改性淀粉；优选地，所述改性淀粉的糊化温度为50至70℃。
9.根据权利要求2至8中任一项所述的纸面石膏板的制备方法，包括如下步骤：
1)称量所述石膏熟料、所述玻璃纤维和所述沸石，混合均匀，记为A料；
2)将一部分A料与所述陶粒混合均匀，记为B料；
3)将所述缓凝剂、所述发泡剂和所述粘结剂混合均匀，即为C料；
4)将余下的A料与一部分C料混合均匀后，即得所述第二区域的石膏料浆；
5)将余下的C料与所述B料混合均匀后，即得所述第一区域的石膏料浆；
6)将所述第二区域的石膏料浆与上护面纸或下护面纸中的部分或全部搭接粘牢成型，所述石膏板的余下部分为第一料浆，制得纸面石膏板湿板；
7)将所述纸面石膏板湿板干燥后即得所述纸面石膏板。
10.根据权利要求9所述的纸面石膏板的制备方法，其中，步骤1)中所述沸石还经过去离子水洗涤，并在200℃至500℃下煅烧1h至3h，再使用0.5mol/L至2mol/L无机盐水溶液流动态冲洗沸石，所述无机盐水溶液的体积不小于沸石体积的10倍；再将所述沸石用去离子水洗涤后，真空干燥至恒重，所述真空干燥的温度为40℃至60℃。
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