CN113735542A - 一种纸面石膏板及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种纸面石膏板，包括板芯和护面纸，所述板芯包括石膏熟料水化得到的二水石膏、玻璃纤维和淀粉和气凝胶毡；所述气凝胶毡上设置有贯通的孔，所述贯通的孔与所述护面纸的垂线方向平行；所述石膏料浆的原料按重量份计包括：石膏熟料100份、玻璃纤维0.05份至0.2份、淀粉0.2份至1份；气凝胶毡具有优异的保温隔热、耐火性能，但是材料本身的疏水特性，使其与纸面石膏板的结合很困难。本申请将均匀布置孔洞的气凝胶毡设置在石膏板芯中间，上下两层石膏浆体在孔洞处连接凝固，料浆中的玻璃纤维对连接起到加强作用。

Description

一种纸面石膏板及其制备方法

技术领域

本文涉及但不限于石膏建筑材料，尤其涉及但不限于一种耐火纸面石膏板及其制备方法。

背景技术

纸面石膏板具有轻质、呼吸性能好、装饰性能好(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。近年来高层建筑着火时有发生，延长内墙装饰装修材料，特别是纸面石膏板的遇火稳定性尤为重要。

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。

本申请提供了一种耐火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，利用了气凝胶毡绝热防火的特点。

本申请提供了一种纸面石膏板，包括板芯和护面纸，所述板芯包括石膏熟料水化得到的二水石膏、玻璃纤维和淀粉和气凝胶毡；

所述气凝胶毡上设置有贯通的孔，所述贯通的孔与所述护面纸的垂线方向平行；

所述石膏料浆的原料按重量份计包括：石膏熟料100份、玻璃纤维0.05份至0.2份、淀粉0.2份至1份；

在本申请提供的一种实施方式中，所述石膏料浆按石膏熟料100重量份计还包括：发泡剂0.1份至0.3份；

在本申请提供的一种实施方式中，所述石膏料浆按石膏熟料100重量份计还包括：水65份至80份。

在本申请提供的一种实施方式中，所述气凝胶毡的体积占所述纸面石膏板体积的4％至14％；

在本申请提供的一种实施方式中，所述气凝胶毡的长度为所述纸面石膏板长度的70％至90％、所述气凝胶毡的宽度为所述纸面石膏板宽度的60％至80％、所述气凝胶毡的厚度为所述纸面石膏板厚度的8％至20％。

在本申请提供的一种实施方式中，所述气凝胶毡的密度为180kg/m³至220kg/m³。

在本申请提供的一种实施方式中，所述贯通的孔的体积之和为所述气凝胶毡体积的45％至70％；

所述贯通的孔的直径为10mm至20mm，相邻的所述贯通的孔的圆心距离间隔40mm至80mm；

在本申请提供的一种实施方式中，所述贯通的孔在所述气凝胶毡中均匀分布。

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；

在本申请提供的一种实施方式中，所述玻璃纤维长度9mm至15mm，所述玻璃纤维单丝直径为10μm至15μm。

在本申请提供的一种实施方式中，所述淀粉的粘度为1000mPa·s至5000mPa·s。所述粘度的测试方法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。

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，蛋白质类缓凝剂中的一种或多种；可选地，优选骨胶蛋白质缓凝剂，降解聚酰胺经钙盐化而成的蛋白质类石膏缓凝剂。

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，包括如下步骤：

1)将所述石膏熟料、所述玻璃纤维和所述淀粉加入到混合机内，混合均匀后加入水，混合，制得石膏料浆；

2)将所述气凝胶毡铺设在下护面纸上，将步骤1)制得的所述石膏料浆倒在所述气凝胶毡表面，使得石膏料浆表面平整；

再向石膏料浆表面覆盖上护面纸，上下护面纸与石膏料浆搭接粘牢成型，烘干，制成纸面石膏板。

在本申请提供的一种实施方式中，所述气凝胶毡铺设在所述下护面纸的中心。

在本申请提供的一种实施方式中，步骤2)中所述石膏料浆倒在所述气凝胶毡表面后，气凝胶毡上浮至所述纸面石膏板厚度的15％至50％范围内；

在本申请提供的一种实施方式中，步骤3)中所述石膏料浆的初凝时间为90秒至150秒，终凝时间为3分30秒至6分30秒。

又一方面，本申请提供了一种在纸面石膏板中设置气凝胶毡的方法，包括以下步骤：

所述气凝胶毡设置有贯穿的孔洞，所述气凝胶毡放置在下护面纸上，向气凝胶毡表面倒石膏料浆，所述石膏料浆穿过所述所述孔洞进入气凝胶毡与下护面纸的空间中，气凝胶毡上浮，通过控制所述石膏料浆的凝结时间，控制所述气凝胶毡在纸面石膏板中固定的位置。

气凝胶毡具有优异的保温隔热、耐火性能，但是材料本身的疏水特性，使其与纸面石膏板的结合很困难。本申请将均匀布置孔洞的气凝胶毡设置在石膏板芯中间，上下两层石膏浆体在孔洞处连接凝固，料浆中的玻璃纤维对连接起到加强作用。石膏料浆中的淀粉，在板材烘干过程中向护面纸与板芯的连接处迁移糊化，使上下护面纸与石膏芯粘接好。石膏层与气凝胶毡层，内部连接，外部封装，板材整体性好。

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；

在下述实施例中，纸面石膏板长2400mm、宽1200mm、高12mm。

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，所述玻璃纤维的平均长度为10mm，所述玻璃纤维的平均单丝直径为10μm；发泡剂为十二烷基硫酸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，所述改性淀粉的粘度为3500mPa·s，粘度测试方法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；气凝胶毡购买自广东埃力生高新科技有限公司，气凝胶毡的密度为200kg/m³，气凝胶毡的长度为石膏板长度的80％，宽度为石膏板宽度的70％，厚度为石膏板厚度的12％，气凝胶毡的体积占石膏板总体积的8％。

实施例1

制备纸面石膏板，具体步骤如下：

步骤一、气凝胶毡上设置直径范围为10mm的圆形孔洞，相邻孔的圆心距离间隔40mm；孔洞的体积之和占气凝胶毡体积的46％。所述贯通的孔在所述气凝胶毡中均匀分布。

步骤二、称量脱硫石膏熟料100重量份、水58重量份、玻璃纤维0.07重量份、发泡剂0.15重量份、淀粉0.6重量份。

步骤三、淀粉加入到水中，充分混合搅拌，制成淀粉水。随后加入发泡剂，搅拌均匀，成为A料。

步骤四、玻璃纤维与脱硫石膏混合均匀，成为B料。

步骤五、A料与B料混合搅拌均匀制成石膏料浆，控制石膏料浆的初凝时间为98秒，终凝时间为3分50秒。

步骤六、将所述气凝胶毡铺设在下护面纸中心，将步骤五制得的所述石膏料浆倒在所述气凝胶毡表面，通过振动使得石膏料浆表面平整；

再向石膏料浆表面覆盖上护面纸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。

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。

气凝胶毡上设置直径范围为20mm的圆形孔洞，相邻孔的圆心距离间隔80mm，所述孔洞的体积之和占气凝胶毡体积的56％。所述贯通的孔在所述气凝胶毡中均匀分布。

所述纸面石膏板的原料包括如下组分：称量脱硫石膏熟料100重量份、水68重量份、玻璃纤维0.12重量份、、发泡剂0.2重量份、淀粉0.6重量份。

实施例3

制备纸面石膏板，具体步骤同实施例1。

气凝胶毡上设置直径范围为15mm的圆形孔洞，相邻孔的圆心距离间隔60mm。所述孔洞的体积之和占气凝胶毡体积的65％。所述贯通的孔在所述气凝胶毡中均匀分布。

所述纸面石膏板的原料包括如下组分：称量脱硫石膏熟料100重量份、水75重量份、玻璃纤维0.18重量份、发泡剂0.24重量份、淀粉0.6重量份。

对比例1

制备纸面石膏板，气凝胶毡不设置均匀分布的贯通孔，其他原料组成与制备步骤同实施例1。气凝胶毡不会上浮，无法基于对比例1的实施方案制备纸面石膏板。

对比例2

制备纸面石膏板，玻璃纤维0.25份，其他原料组成与制备步骤同实施例1。

对比例3

市售普通纸面石膏板。

对比例4

市售耐火纸面石膏板。

测试例1

参照中国国家标准GB/T9775-2008《纸面石膏板》对实施例1-3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

从表1可以看出，本申请实施例1、2、3制备的纸面石膏板，在力学性能方面能够满足国家标准要求，耐火性能也好于市售耐火纸面石膏板，气凝胶毡上浮至纸面石膏板厚度的15％至50％范围内。对比例1制备的石膏板由于气凝胶毡无法与上下两层的石膏芯搭接，结合力差，导致裁板切割时开裂，无法使用。对比例2制备的石膏板耐火性能较好，但是力学性能不能满足国标要求。

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 (10)

1.一种纸面石膏板，包括板芯和护面纸，所述板芯包括石膏熟料水化得到的二水石膏、玻璃纤维和淀粉和气凝胶毡；

所述气凝胶毡上设置有贯通的孔，所述贯通的孔与所述护面纸的垂线方向平行；

所述石膏料浆的原料按重量份计包括：石膏熟料100份、玻璃纤维0.05份至0.2份、淀粉0.2份至1份；

可选地，所述石膏料浆按石膏熟料100重量份计还包括：发泡剂0.1份至0.3份。

2.根据权利要求1所述的纸面石膏板，其中，所述气凝胶毡的体积占所述纸面石膏板体积的4％至14％；

可选地，所述气凝胶毡的长度为所述纸面石膏板长度的70％至90％、所述气凝胶毡的宽度为所述纸面石膏板宽度的60％至80％、所述气凝胶毡的厚度为所述纸面石膏板厚度的8％至20％。

3.根据权利要求1所述的纸面石膏板，其中，所述气凝胶毡的密度为180kg/m³至220kg/m³。

4.根据权利要求1所述的纸面石膏板，其中，所述贯通的孔的体积之和为所述气凝胶毡体积的45％至70％；

所述贯通的孔的直径为10mm至20mm，相邻的所述贯通的孔的圆心距离间隔40mm至80mm；

可选地，所述贯通的孔在所述气凝胶毡中均匀分布。

5.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；

可选地，所述玻璃纤维长度9mm至15mm，所述玻璃纤维单丝直径为10μm至15μm。

6.根据权利要求1所述的纸面石膏板，其中，所述淀粉的粘度为1000mPa·s至5000mPa·s。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的纸面石膏板的制备方法，包括如下步骤：

1)将所述石膏熟料、所述玻璃纤维和所述淀粉加入到混合机内，混合均匀后加入水，混合，制得石膏料浆；

2)将所述气凝胶毡铺设在下护面纸上，将步骤1)制得的所述石膏料浆倒在所述气凝胶毡表面，使得石膏料浆表面平整；

再向石膏料浆表面覆盖上护面纸，上下护面纸与石膏料浆搭接粘牢成型，烘干，制成纸面石膏板。

8.根据权利要求7所述的纸面石膏板的制备方法，其中，所述气凝胶毡铺设在所述下护面纸的中心。

9.根据权利要求7所述的纸面石膏板的制备方法，其中，步骤2)中所述石膏料浆倒在所述气凝胶毡表面后，气凝胶毡上浮至所述纸面石膏板厚度的15％至50％范围内；

可选地，步骤3)中所述石膏料浆的初凝时间为90秒至150秒，终凝时间为3分30秒至6分30秒。

10.一种在纸面石膏板中设置气凝胶毡的方法，包括以下步骤：

所述气凝胶毡设置有贯穿的孔洞，所述气凝胶毡放置在下护面纸上，向气凝胶毡表面倒石膏料浆，所述石膏料浆穿过所述所述孔洞进入气凝胶毡与下护面纸的空间中，气凝胶毡上浮，通过控制所述石膏料浆的凝结时间，控制所述气凝胶毡在纸面石膏板中固定的位置。