CN114230296A - 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及其制备方法，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、空心微球状的丙烯腈类共聚物0.3至10份；所述石膏熟料水化后，部分制得的二水石膏晶体穿过所述空心微球的壳层，插入所述空心微球内部。本申请提供的纸面石膏板解决了石膏板材泡孔分布不均匀问题；解决了石膏板材韧性问题，提高了石膏板材的折压比，使板材具有更好的柔韧性能；在提高石膏板材力学强度的基础上，实现了石膏板的轻质化。本申请提供的纸面石膏板具有较低的导热系数，具有良好的隔热保温效果。

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节能建筑材料领域，尤其设计但不限于一种纸面石膏板及其制备方法。
背景技术
纸面石膏板是我国应用最为广泛的绿色建材之一。近年来从市场需求和行业发展趋势出发，各个石膏公司都相继努力实现在力学性能满足要求的前提下降低石膏板的单重，提高石膏板全寿命周期的绿色度的同时赋予纸面石膏板更多的功能。
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。
本申请通过优化石膏芯材配方，制备一种环保、节能型的建筑功能型装饰装修墙体材料，不但可以有效地提高我国建筑物室内人居环境舒适度，而且还能够提升我国建筑能源的综合利用率。
本申请提供了一种纸面石膏板及其制备方法，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、空心微球状的丙烯腈类共聚物0.3至10份；
所述石膏熟料水化后部分制得的二水石膏晶体穿过所述空心微球的壳层，插入所述空心微球内部。
本申请提供的一种实施方式中，所述板芯原料按重量份计包括：石膏熟料100份，减水剂0至0.3份、淀粉0.3份至1份，胶粉1份至10份、丙烯腈类共聚物0.3份至10份和料浆水50份至85份。
本申请提供的一种实施方式中，所述空心微球装的丙烯腈类共聚物的真密度为0.01g/cm3至0.1g/cm3；
本申请提供的一种实施方式中，所述丙烯腈类共聚物除了丙烯腈单体还可以包括以下单体中的任意一种或更多种：苯乙烯、丁二烯、丙烯酸酯、甲基丙烯酸。
所述空心微球装的丙烯腈类共聚物中残留单体＜100ppm。
本申请提供的一种实施方式中，所述减水剂选自聚羧酸减水剂、苯磺酸盐系减水剂、萘系减水剂和三聚氰胺系减水剂中的一种或多种。
本申请提供的一种实施方式中，所述淀粉为改性淀粉，可选地，所述改性淀粉选自改性马铃薯淀粉、改性木薯淀粉和改性玉米淀粉中的任意一种或更多种；
本申请提供的一种实施方式中，所述淀粉的糊化温度为70℃至75℃。
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。所述淀粉粘度的测量方法为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。
本申请提供的一种实施方式中，所述胶粉选自醋酸乙烯酯-乙烯共聚物、醋酸乙烯酯均聚物和丙烯酸共聚物中的任意一种或更多种。
本申请提供的一种实施方式中，所述空心微球的平均直径在10μm至100μm；
本申请提供的一种实施方式中，所述空心微球的壳体的厚度在0.1μm至20μm；
本申请提供的一种实施方式中，所述空心微球内部为碳氢化合物，优选地，所述碳氢化合物选自异丁烷、异戊烷和异辛烷的任意一种或更多种。
本申请提供的一种实施方式中，所述石膏熟料为过80目筛的石膏熟料，石膏粉熟料粉的比表面积3000cm2/g至3000cm2/g。Cl离子、Na离子、Mg离子等杂质离子含量符合GB/T37785-2019标准要求；
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)将所述空心微球、所述胶粉和所述减水剂混合均匀，得到混合物1；
2)将所述石膏熟料和淀粉混合均匀，得到混合物2；
3)将混合物1与混合物2混合均匀，得到混合物3；
4)将混合物3与料浆水混合均匀，制成石膏料浆；
5)将所述石膏料浆浇筑在护面纸上，搭接粘牢成型，制得石膏板湿板，并干燥至恒重制得纸面石膏板。
本申请提供的一种实施方式中，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；第一阶段的干燥时间为0.5h至1.5h；第二干燥阶段的干燥时间为0.5h至1.5h；第三干燥阶段为干燥至恒重。
在本申请提供的一种实施方式中，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，本申请提供了空心微球状的丙烯腈类共聚物在制备纸面石膏板内孔隙中的应用。
本申请有益效果如下：
解决了石膏板材泡孔分布不均匀问题；解决了石膏板材韧性问题，提高了石膏板材的折压比，使板材具有更好的柔韧性能；在提高石膏板材力学强度的基础上，实现了石膏板的轻质化。
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。
附图说明
附图用来提供对本申请技术方案的理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本申请的技术方案，并不构成对本申请技术方案的限制。
图1为实施例1制备的纸面石膏板板芯表观形貌。
图2为实施例1制备的纸面石膏板板芯丙烯腈类共聚物与石膏晶粒结合示意图。
图3为实施例1制备的纸面石膏板板芯进一步放大的示意图。
图4为用手持低倍电子显微镜下实施例1的石膏板芯的表观形貌。
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，所述减水剂为聚羧酸系减水剂，购自巴斯夫(中国)有限公司，牌号2651F；
所述胶粉为可再分散性乳胶粉(醋酸乙烯酯与乙烯共聚胶粉(VAC/E))，购自瓦克化学(中国)有限公司，5010N牌号；
空心微球状的丙烯腈类共聚物，购自北京森昌泰和科技有限责任公司，F36D牌号；为空心微球状，平均粒径为10μm至50μm；空心微球壳体的平均厚度为2μm至15μm所述空心微球内部的气体为异戊烷气体。
所述淀粉为改性玉米淀粉。所述改性玉米淀粉的糊化温度为70℃，粘度为3500mpa.s；淀粉粘度的测量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。
实施例1
将减水剂0.1重量份，胶粉10重量份，丙烯腈类共聚物15重量份，混合均匀。
将500重量份过80目筛的脱硫石膏熟料和淀粉3重量份混合均匀。
将上述两种预混粉混合在一起，取料浆水300重量份(可以为标准稠度用水量)将上述预混粉与料浆水一起搅拌，制备石膏料浆。然后迅速将制备的石膏料浆平铺在下纸上，在料浆初凝前盖上上护面纸搭接粘牢成型(终凝)并进行烘干(第一阶段为160℃0.5个小时，第二阶段为110℃0.5小时，第三阶段为45℃烘干至恒重)。
从图1可以看出，板材芯均匀分布了尺寸均一的聚丙烯腈类共聚物，还有一些胶状物质，在微球表面、微球和石膏晶体的衔接部分有胶状物质。
从图2中可以看出，空心微球跟石膏晶粒结合的极好，有部分的石膏晶体甚至都粘结到空心微球的内部。
从图3中可以看出，进一步放大板材芯(图3)，可以清楚的看到成片状薄膜状的胶质物附在石膏晶体的外表面。
实施例2
将减水剂0.2重量份，胶粉15重量份，丙烯腈类共聚物25重量份，混合均匀。
将500重量份过80目筛的脱硫石膏熟料和淀粉4重量份混合均匀。
将上述两种预混粉混合在一起，取料浆水300重量份将上述预混粉与料浆水一起搅拌，制备石膏料浆。然后迅速将制备的石膏料浆平铺在下护面纸上搭接粘牢成型(终凝)并进行烘干(第一阶段为160℃0.5个小时，第二阶段为110℃1小时，45℃烘干至恒重)。
实施例3
将减水剂0.1重量份，胶粉10重量份，丙烯腈类共聚物9重量份，混合均匀。
将500重量份过80目筛的脱硫石膏熟料和淀粉3重量份混合均匀。
将上述两种预混粉混合在一起，取料浆水320重量份将上述预混粉与料浆水一起搅拌，制备料浆。然后迅速将制备的石膏料浆平铺在下护面纸上搭接粘牢成型(终凝)并进行烘干(第一阶段为160℃0.5个小时，第二阶段为110℃0.5小时，第三阶段为45℃烘干至恒重)。
实施例4
将减水剂0.06重量份，胶粉5重量份，丙烯腈类共聚物2.5重量份，混合均匀。
将500重量份过80目筛的脱硫石膏熟料和淀粉3重量份混合均匀。
将上述两种预混粉混合在一起，取料浆水330重量份将上述预混粉与料浆水一起搅拌，制备石膏料浆。然后迅速将制备的石膏料浆平铺在下护面纸上，在料浆初凝前盖上上护面纸搭接粘牢成型(终凝)并进行烘干(第一阶段为160℃0.5个小时，第二阶段为110℃0.5小时，第三阶段为45℃烘干至恒重)。
实施例5
将减水剂0.5重量份，胶粉20重量份，丙烯腈类共聚物40重量份，混合均匀。
将500重量份过80目筛的脱硫石膏熟料和淀粉4重量份混合均匀。
将上述两种预混分混合在一起，取料浆水300重量份将上述预混粉与料浆水一起搅拌，制备石膏料浆。然后迅速将制备的石膏料浆平铺在下护面纸上，在料浆初凝前盖上上护面纸搭接粘牢成型并进行烘干(第一阶段为160℃0.5个小时，第二阶段为110℃1小时，第三阶段为45℃烘干至恒重)。
对比例1
对比例1与实施例1的区别仅在于使用了石膏板常用的发泡剂，所述发泡剂为十二烷基苯磺酸钠乳液发泡剂(购自上海盛众精细化工有限公司，活性物含量30％至32％，pH值为5至8，外观：上下分层，上层浅黄色粘稠液体，下层为乳白色粘稠液体)；不涉及丙烯腈类聚合物。
所述发泡剂的用量为本领域常规用量，与石膏熟料的重量比为2:1000；发泡剂的添加方式为本领域常规添加方式，具体为在石膏料浆各组分混合均匀后，铺设到下护面纸前，石膏料浆与发泡剂均匀混合，其他的制备工艺与实施例1相同。
对比例2
与实施例1的区别仅在于，不使用聚丙烯腈类共聚物。
按国家标准GB/T9775-2008测试板材的断裂载荷，握钉力在纸面石膏板的国家标准GB/T9775-2008中未标注，握钉力采纳美标ASTM C1396/C1396M14a，结果见表1。依据《GB/T17669-1999》测试石膏料浆形成的试块的力学强度，结果见表2。依据GB/T10294-2008标准方法，采用DRPL-I导热系数测定仪测试实施例和对比例中制备出的石膏板的导热系数，结果见表3。
表1实施例和对比例板材性能测试
Figure BDA0003377005800000071
表2实施例和对比例料浆制备的试块的强度
Figure BDA0003377005800000072
Figure BDA0003377005800000081
表3实施例和对比例的性能测试
导热系数w/m·k
实施例1 0.15
实施例2 0.11
实施例3 0.179
实施例4 0.193
实施例5 0.08
对比例1 0.213
对比例2 0.191

Claims (10)

1.一种纸面石膏板，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、空心微球状的丙烯腈类共聚物0.3至10份；
所述石膏熟料水化后，部分制得的二水石膏晶体穿过所述空心微球的壳层，插入所述空心微球内部。
2.根据权利要求1所述的纸面石膏板，其中，所述板芯原料按重量份计包括：石膏熟料100份，减水剂0至0.3份、淀粉0.3份至1份，胶粉1份至10份、丙烯腈类共聚物0.3份至10份和料浆水50份至85份。
3.根据权利要求2所述的纸面石膏板，其中，所述空心微球装的丙烯腈类共聚物的真密度为0.01g/cm3至0.1g/cm3。
4.根据权利要求2所述的纸面石膏板，其中，所述减水剂选自聚羧酸减水剂、苯磺酸盐系减水剂、萘系减水剂和三聚氰胺系减水剂中的一种或多种。
5.根据权利要求2所述的纸面石膏板，其中，所述淀粉为改性淀粉，可选地，所述改性淀粉选自改性马铃薯淀粉、改性木薯淀粉和改性玉米淀粉中的任意一种或更多种；
可选地，所述淀粉的糊化温度为70℃至75℃；
可选地，所述淀粉的粘度为1000mPa·s至5000mPa·s。
6.根据权利要求2至4中任一项所述的纸面石膏板，其中，所述胶粉选自醋酸乙烯酯-乙烯共聚物、醋酸乙烯酯均聚物和丙烯酸共聚物中的一种或多种。
7.根据权利要求2至4中任一项所述的纸面石膏板，其中，所述空心微球的平均直径在10μm至100μm；
可选地，所述空心微球的壳体的厚度在0.1μm至20μm；
可选地，所述空心微球内部为碳氢化合物，优选地，所述碳氢化合物选自异丁烷、异戊烷和异辛烷的任意一种或更多种。
8.根据权利要求2至7中任一项所述的纸面石膏板的制备方法，包括如下步骤：
1)将所述空心微球、所述胶粉和所述减水剂混合均匀，得到混合物1；
2)将所述石膏熟料和淀粉混合均匀，得到混合物2；
3)将混合物1与混合物2混合均匀，得到混合物3；
4)将混合物3与料浆水混合均匀，制成石膏料浆；
5)将所述石膏料浆浇筑在护面纸上，搭接粘牢成型，制得石膏板湿板，并干燥至恒重制得纸面石膏板。
9.空心微球状的丙烯腈类共聚物在制备纸面石膏板内孔隙中的应用。
10.根据权利要求9所述的应用，其中，所述空心微球的平均直径在10μm至100μm；
可选地，所述空心微球的壳体的厚度在0.1μm至20μm；
可选地，所述空心微球内部为碳氢化合物，优选地，所述碳氢化合物选自异丁烷、异戊烷和异辛烷的任意一种或更多种。
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常双君: "《烟火技术及应用》", 31 October 2019, 北京理工大学出版社 *
强涛涛: "《合成革化学品》", 31 July 2016, 中国轻工业出版社 *
杨晓东: "《建筑材料检测》", 31 March 2018, 中国建材工业出版社 *

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