CN114368957B - 高原环境下石膏板生产方法、纸面石膏板 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种高原环境下石膏板生产方法、纸面石膏板，包括以下步骤：步骤S10：搅拌混合原料得到石膏浆料，将所得石膏浆料灌注入两层护面纸之间，成形后切断得到多个石膏浆块；步骤S20：石膏浆块在干燥一区中干燥10～20分钟，干燥一区的出口温度为123～130℃；步骤S30：出干燥一区的石膏浆块进入干燥二区中干燥25～35分钟，干燥二区的出口温度为96～103℃，出干燥二区的石膏板经过切边，包边后出产。通过在石膏浆料中添加上述糊化温度较低的淀粉，能有效提高石膏浆料块在烘干过程中的淀粉迁移速率，同时配合烘干温度的调整，能减少石膏浆料块表面水分的蒸发速率，保证烘干后护面纸与石膏块间的粘结强度，减少废品率，生产后石膏板的废品率可降低至2％。

Description

高原环境下石膏板生产方法、纸面石膏板
技术领域
本申请涉及石膏板生产技术领域，特别是一种高原环境下石膏板生产方法、纸面石膏板。
背景技术
石膏板是一种轻质建筑板材。由石膏、填充料外加粘结、发泡剂等和水经辊压干燥后，与铺设的纸面材料粘结后制成纸面石膏板。石膏板质轻、耐火性好,又具有一定的装饰性,而且可锯、可刨、可钉,安装方便,已广泛用作隔墙、天花板及钢、木结构的防火保护。
现有市面上用量最多的纸面石膏板又有普通纸面石膏板、耐水纸面石膏板、耐火纸面石膏板3种。纸面石膏板主要性能指标(以12mm板厚为例):含水率不大于2.0％或3.0％,单位面积重量11.5～12.0kg/m2,纵向断裂荷载539～690N,横向断裂荷载206～176N,隔声量28dB,导热系数0.194～0.209W/(m·K)。可用于内隔墙、墙体复合面板、顶棚等。对于相对湿度大于75％的厕所、浴室等应选用防水产品。
现有石膏板多在平原区域生产，该区域由于海拔较低，干燥过程中水的沸点较高，能充分挥发并保证混合料中粘结淀粉从板体内部向板体表面迁移发挥粘结剂作用。但在高原环境下例如昆明地区位于高原地段，大气压80.735kpa，水沸温度94℃，石膏板在恒速干燥过程中板体表面水分流失速度大于淀粉迁移速度，导致淀粉迁移至板面后石膏板表层水分已流失，石膏芯脱离护面纸，出现粘接差现象造成大量废品，导致生产合格率仅为90.47％，全年累计废品量为9.9万平米，造成严重的经济损失。
另一方面，在空气湿度高达90％的贵州省区域使用现有纸面石膏板时，石膏板受潮后纵向挠度可达8mm，横向挠度可达20mm，导致石膏板严重变形，无法正常销售使用。
发明内容
本申请提供了一种高原环境下石膏板生产方法、纸面石膏板，用于解决现有技术中存在的高原地区生产纸面石膏板时由于淀粉迁移速率过低导致干燥后护面纸无法与石膏板相粘结导致废品率过高；在空气湿度达到90％的地区使用石膏板时，石膏板容易受潮变形影响石膏板的正常使用的技术问题。
本申请提供了一种高原环境下石膏板生产方法，包括以下步骤：
步骤S10：搅拌混合原料得到石膏浆料，将所得石膏浆料灌注入两层护面纸之间，成形后切断得到多个石膏浆块；
步骤S20：石膏浆块在干燥一区中干燥10～20分钟，干燥一区的出口温度为223～228℃；
步骤S30：出干燥一区的石膏浆块进入干燥二区中干燥25～35分钟，干燥二区的出口温度为96～103℃，出干燥二区的石膏板经过切边，包边后出产；
干燥一区和干燥二区中所用干燥机的循环风机频率为48～52HZ；
所述原料包括：淀粉和脱硫石膏粉，所用淀粉的指标为：糊化温度≤65℃；碱性流动度为12～15S；水分含量≤12％；pH值为6～8；上、下纸粘结能力均为I级。
采用该条件的淀粉，能有效改善淀粉在石膏板材中的迁移速率，有效提高产品合格率至95.05％。采用该条件进行干燥，能有效控制石膏板浆块中水分的迁移速率，避免干燥后石膏浆块与护面纸相接面上过于干燥，导致无法通过淀粉实现粘结导致废品率过高的问题。采用上述方法能有效提高护面纸与石膏浆块表面的粘结强度，避免护面纸与石膏板的分离问题。
本申请中未详述的石膏浆料中所用其他原料可以按现有纸面石膏板生产中常用成分和比例添加。例如包括：脱硫石膏料、白乳胶、减水剂、缓凝剂或其他成分。
本申请技术方案发现降低石膏板中所加淀粉的糊化温度和碱性流动性，能提升淀粉的迁移速率，降低干燥时板材的干燥温度，从而降低产品废品率。
优选的，所述淀粉的糊化温度为61～65℃。
更优选的，淀粉糊化温度为61～62℃；碱性流动度为14.3～14.7S。在此条件下，淀粉在石膏板材中的迁移效果最优，使得有效提高产品合格率至95.05％。
优选的，在步骤S10的石膏浆料中添加淀粉并与水混合。采用湿加淀粉后，淀粉能以更高的速率迁移至石膏板材表面，从而获得较好的粘结效果，有效降低产品的废品率。
优选的，所述石膏浆料中包括：玻璃纤维，每平米所述石膏板中玻璃纤维添加量≥7g。通过在石膏板中添加玻璃纤维后，能增强板材抗折强度，提升板材物理性能抑制石膏板吸潮形变。
优选的，所述石膏浆料中包括：石膏晶体稳定剂、硼酸，其中石膏晶体稳定剂的添加量为10～16g/m2、硼酸的添加量为4～8g/m2。
优选的，所述石膏晶体稳定剂为三偏磷酸钠和酒石酸，三偏磷酸钠的添加量为8～12g/m2；酒石酸的添加量为2～4g/m2。
本申请中单位g/m2是指在每平米生产所得的石膏板中对应物质的添加量(g)。
添加石膏晶体稳定剂后能降低石膏晶体膨胀系数，提高板材的强度和韧性。同时配合硼酸使用，淀粉在硼酸溶液中石膏浆料混合体系中的糊化温度会有所降低，从而有效增强干燥过程中石膏晶体间的结合紧密性，降低石膏板的受潮挠度。
通过添加石膏晶体稳定剂和硼酸后，还能有效削弱石膏粉内Mg2+、Al3+离子的电场强度，避免造成水分子变形断裂，减少氢离子的释放，减少石膏晶体吸水，避免在高湿环境下使用时石膏板变形，挠度增大。
最优选的，三偏磷酸钠、硼酸、酒石酸的最优添加量分别为11g/m2、8g/m2、4g/m2。按此比例添加后，能有效提高淀粉的迁移速率，同时减少石膏的吸水变形率，减少石膏板使用过程挠度增大。
本申请的另一方面还提供了一种纸面石膏板，石膏板按上述方法制得。
优选的，在空气湿度为90％的环境下安装所述纸面石膏板使用24小时后，石膏板纵向挠度≤2mm、横向挠度≤5mm。
采用上述方法生产所得石膏板能有效耐受高湿环境正常使用，有效缩小石膏板各向挠度，减少后续石膏板使用中投诉比例，提高产品质量。同时按上述方法生产所得石膏板的合格率可达98％，有效降低废品率。
优选的，所述纸面石膏板所用石膏浆料由：脱硫石膏粉、淀粉、玻璃纤维、三偏磷酸钠和酒石酸组成，三偏磷酸钠的添加量为8～12g/m2、酒石酸的添加量为2～4g/m2、硼酸的添加量为4～8g/m2；每平米所述石膏板中玻璃纤维添加量≥7g；
所用淀粉的指标为：糊化温度≤65℃；碱性流动度为12～15S；水分含量≤12％；pH值为6～8；上、下纸粘结能力均为I级。
本申请能产生的有益效果包括：
1)本申请所提供的高原环境下石膏板生产方法，通过在石膏浆料中添加上述糊化温度较低的淀粉，能有效提高石膏浆料块在烘干过程中的淀粉迁移速率，同时配合烘干温度的调整，能减少石膏浆料块表面水分的蒸发速率，保证烘干后护面纸与石膏块间的粘结强度，减少废品率，生产后石膏板的废品率可降低至2％，有效减少经济损失，提高产品质量。
2)本申请所提供的高原环境下石膏板生产方法，通过在石膏浆料中添加玻璃纤维，从而能增强板材抗折强度，提升板材物理性能抑制石膏板吸潮形变。
3)本申请所提供的高原环境下石膏板生产方法，通过添加石膏晶体稳定剂后能降低石膏晶体膨胀系数，提高板材的强度和韧性。同时配合硼酸使用，淀粉在硼酸溶液中石膏浆料混合体系中的糊化温度会有所降低，从而有效增强干燥过程中石膏晶体间的结合紧密性，降低石膏板的受潮挠度，提高石膏板的使用环境湿度。
具体实施方式
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。因此，基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
实施例
以下实施例中所用物料如无特殊说明，均为商业渠道获得。
以下实施例中所用淀粉的各项性能测定方法如下：
1PH值的测定
1.1仪器：烧杯﹑PH试纸、磁力搅拌器
1.2分析步骤：准备100ml去离子水，称取5克试样，将烧杯放在磁力搅拌器上，启动搅拌器，缓慢倒入5g样品充分溶解，溶解后，过滤，用PH试纸测其滤液PH值。
2水分的测定
2.1仪器：称量瓶﹑恒温干燥箱﹑分析天平﹑干燥器
2.2步骤：称取约1克试样，放入已恒重的称量瓶中，然后将称量瓶放入已升温至105℃的恒温干燥箱里，开盖烘6小时后，盖好盖取出，于干燥器内冷却至室温后称重，再放入烘箱烘1h，再冷却称重，如此反复，直至前后两次称重之差不大于0.2mg为恒重。按下式计算：
Figure GDA0003833061610000051
式中G1---烘前试样的质量，g
G2---烘后试样的质量，g
X----淀粉中水分质量百分数，％
最后结果取两平行实验的平均值，同一实验室允许误差为0.15％；不同实验室允许误差为0.20％。
3流动度(粘度)的测定
3.1仪器与设备：涂4粘度计(QND-4B)，磁力搅拌器，天平(200g/0.01g)，烧杯(150ml),秒表。
3.2试剂：
称取9克样品待用，称取去离子水或自来水150ml于烧杯中，将烧杯放在磁力搅拌器上，启动搅拌器，缓慢倒入9g样品后搅拌60s，静止60s待测。用手指堵住涂4料杯下口，将溶液倒满涂4杯，松手同时计时，当流下最后一滴时停止计时，做三次平行试验，最后取平均值。(一般为10-14S)
4.糊化温度的检测方法
4.1仪器：200毫升烧杯，水浴锅，温度计，磁力搅拌器
4.2量60毫升水，20克板型粉，将烧杯放在磁力搅拌器上，启动搅拌器，缓慢倒入60g样品充分溶解，溶解后将溶液放入水浴锅加温，在加温过程中搅拌不能停止(用玻璃棒手动搅拌)，等淀粉溶液逐渐变稠的时候，注意观察温度计，变成浆湖时的温度就是糊化温度(变性淀粉的糊化温度一般为60-70度，板型淀粉的糊化温度一般为常温)
5.粘结性能的测定(做石膏板)
5.1仪器：瓷钵、搅拌片、量筒、烘箱
5.2步骤：用量筒量取350ml自来水，倒入瓷钵内；称取3g板型淀粉和500g熟石膏粉，将两者混合均匀后，用30秒左右时间均匀将其倒入到盛有350ml水的瓷钵里(水：石膏粉＝8:10)，静置30秒(咱们的石膏凝结太快一般不要静置，直接搅拌即可)，用搅拌片搅拌1～2min(咱们的到不了这个程度，最多也就20---35秒所以时间要自己把握好)，在不断搅拌的同时将石膏浆倒在已事先铺好的护面纸上(里层纸朝上是都用下纸的情况，纸一定要提前浸水)，再盖上一层护面纸(里层纸朝下)后，压上压板及重物；待石膏浆终凝后(15分钟—20分钟)，移去重物和压板，拿出小板，放入已升温至200±2℃的烘箱内烘30min，然后降温至110±2℃(开盖“门”调好温度后关闭电源15分左右，不拿出板，在开电源达到110度后开始计时)再烘1h，最后降温至45±2℃(也是开盖“门”关电源降温)烘至小板恒重即一夜取出，根据《板材粘结性能检测方法》检测小板的干粘结和湿热结合，做为淀粉试样的粘结性能。(若当天出结果：200℃烘30分钟，100℃烘4小时)
附：板材粘结性能检测方法
1干结合检测：将上面的小板划为两块，一块在板的正反面分别用到划“×”，然后沿划开的面撕开，观察干粘结情况。
2判定标准
1类，纸芯全部粘牢，掀起纸后部露石膏芯
2类，纸绝大部分粘牢，有少部分露芯
3类，纸芯部分分离，约有50％粘牢
4类，纸芯大部分不粘，芯上有少量纸屑
5类，纸芯全部脱离
实施例1～4
实施例1～4按以下操作步骤进行：
步骤S10：搅拌混合原料得到石膏浆料，将所得石膏浆料灌注入两层护面纸之间，成形后切断得到多个石膏浆块；
步骤S20：石膏浆块在干燥一区中干燥；
步骤S30：出干燥一区的石膏浆块进入干燥二区中干燥，出干燥二区的石膏板经过切边，包边后出产；
实施例1～4中所用工艺参数如下表1所列：
表1
Figure GDA0003833061610000071
实施例1～4中所用石膏浆料中添加物料如下表2所示：
表2
Figure GDA0003833061610000072
Figure GDA0003833061610000081
对比例1
与实施例1的区别在于：干燥一区的出口温度为230℃；干燥二区出口温度为105℃；干燥一区、二区所用干燥循环风机频率为55HZ。
对比例2
与实施例1的区别在于：石膏浆料中未添加玻璃纤维、石膏晶体稳定剂、硼酸。
对比例3
与实施例1的区别在于：淀粉的糊化温度为66℃；碱性流动度为16S。
实施例1～4及对比例1～3中所得石膏板样本，按《GB/T9775—2008》附录B.3进行处理后，分别检测石膏板在环境湿度90％条件下的纵向、横向受潮挠度(mm)、石膏板护面纸脱落板数量占总产品比例。
表3
Figure GDA0003833061610000082
Figure GDA0003833061610000091
由上表可见，采用本申请提供方法生产所得石膏板废品比例得到有效降低，单这一项所能带来的经济价值，按年产3000万平米，计算所能带来的经济效果为60万元，由此可知，本申请提供方法能有效减少废品率，提高产品质量，尤其适用于高湿度地区使用，且该生产工艺尤其适用于海拔较高地区使用。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种高原环境下石膏板生产方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S10：搅拌混合原料得到石膏浆料，将所得石膏浆料灌注入两层护面纸之间，成形后切断得到多个石膏浆块；
步骤S20：石膏浆块在干燥一区中干燥10~20分钟，干燥一区的出口温度为123~130℃；
步骤S30：出干燥一区的石膏浆块进入干燥二区中干燥25~35分钟，干燥二区的出口温度为96~103℃，出干燥二区的石膏板经过切边，包边后出产；
所述干燥一区和干燥二区中所用干燥机的循环风机频率为48~52HZ；
所述原料包括：淀粉和脱硫石膏粉，所用淀粉的指标为：碱性流动度为12~15S；水分含量≤12%；pH值为6~8；上、下纸粘结能力均为I级；
所述高原环境中大气压80.735kpa，水沸温度94℃；
所述淀粉的糊化温度为61~65℃。
2.根据权利要求1所述的高原环境下石膏板生产方法，其特征在于，所述淀粉糊化温度为61~62℃；碱性流动度为14.3~14.7S。
3.根据权利要求1所述的高原环境下石膏板生产方法，其特征在于，所述石膏浆料中包括：玻璃纤维，每平米所述石膏板中玻璃纤维添加量≥7g。
4.根据权利要求3所述的高原环境下石膏板生产方法，其特征在于，所述石膏浆料中包括：石膏晶体稳定剂、硼酸，其中石膏晶体稳定剂的添加量为10~16g/m2、硼酸的添加量为4~8g/m2。
5.根据权利要求4所述的高原环境下石膏板生产方法，其特征在于，所述石膏晶体稳定剂为三偏磷酸钠和酒石酸，三偏磷酸钠的添加量为8~12g/m2；酒石酸的添加量为2~4g/m2。
6.根据权利要求5所述的高原环境下石膏板生产方法，其特征在于，所述三偏磷酸钠的添加量为11g/m2；硼酸的添加量为8g/m2；酒石酸的添加量为4g/m2。
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