CN114905808A - 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

本发明公开了一种纸面石膏板及其制备方法，纸面石膏板包括板芯和护面纸；所述板芯的原料按重量份计由以下组分组成：石膏熟料100份、纤维0.3‑0.6份、改性淀粉0.3‑0.6份、减水剂0.5‑1份、发泡剂0.01‑0.035份、增效剂2‑3.6份和水58‑65份。本发明提供的纸面石膏板中，通过增效剂和阻燃涂料的协同增效作用，提高了纸面石膏板的强度、韧性、耐冲击性能和阻燃性能，且制备工艺简单，适合推广使用。

Description

一种纸面石膏板及其制备方法
技术领域
本发明涉及石膏建筑材料技术领域，具体涉及一种纸面石膏板及其制备方法。
背景技术
纸面石膏板是以石膏为主要原料，是一种重量轻、加工方便以及隔音绝热和防火等性能较好的建筑材料，主要用于室内的隔墙和吊顶。纸面石膏板是一种脆性材料。因此石膏板的发展和使用受限于其较低的强度和韧性。
目前，提高纸面石膏板强度与韧性的方式主要包括采用更高强度的护面纸、在石膏板中添加玻璃纤维。然而，采用强度更高的护面纸不能提高板芯的强度；玻璃纤维虽然有出色的力学性能，但玻纤表面光滑，性脆，与石膏晶体结合难以形成强界面，难以大幅提高板材韧性。
目前市场上的石膏板强度较差，进行弯折时非常容易脆断，韧性不好。为了更好的使用，通常配合更高强度的护面纸，不过护面纸不能提高板芯的强度，也不能提高整体的抗冲击能力。
发明内容
本发明的目的在于提供一种纸面石膏板及其制备方法。
本发明所解决的技术问题为：
(1)如何提高石膏板板芯的强度和脆性，以及整体的抗冲击能力。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种纸面石膏板，包括板芯和护面纸；所述板芯的原料按重量份计由以下组分组成：石膏熟料100份、纤维0.3-0.6份、改性淀粉0.3-0.6份、减水剂0.5-1份、发泡剂0.01-0.035份、增效剂2-3.6份和水58-65份。
作为本发明进一步的方案：改性淀粉选自改性玉米淀粉和改性木薯淀粉中的任意一种或两种。
作为本发明进一步的方案：增效剂由聚乳酸、纳米级无机矿粉、磷酸三(二溴丙基)酯、多孔硅酸钠和水组成。
作为本发明进一步的方案：增效剂原料按重量份计包括：聚乳酸100份、纳米级无机矿粉0.5-0.8份、磷酸三(二溴丙基)酯6-9份、多孔硅酸钠3-5份和水20-30份。
作为本发明进一步的方案：所述增效剂由以下步骤制备而得：
a、将纳米级无机矿粉和磷酸三(二溴丙基)酯加入水中进行混合，得到混合溶液；
b、将多孔硅酸钠加入到所述混合溶液中，搅拌均匀后过滤、干燥；
c、将聚乳酸与干燥后的原料进行混合，得到所述增效剂。
作为本发明进一步的方案：纤维为玻璃纤维和改性天然纤维中的一种或多种。
作为本发明进一步的方案：减水剂为聚羧酸减水剂或萘系减水剂中的一种或多种。
作为本发明进一步的方案：发泡剂为十二烷基硫酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、a-烯基磺酸钠或过氧化氢中的一种或多种混合。
本发明还公开了一种纸面石膏板的制备方法,包括如下步骤：
(1)将增效剂加入到水中，搅拌均匀得到混合液A；
(2)将石膏熟料、纤维、改性淀粉、减水剂、发泡剂加入到混合液A中搅拌均匀，制得混合浆料B；
(3)将上、下两张护面纸的内表面均涂抹阻燃涂料；
(4)将混合浆料B浇筑在上、下两张护面纸之间，制成湿板；
(5)待湿板凝固后，进入干燥机，经过干燥后即得纸面石膏板。
作为本发明进一步的方案：阻燃涂料由二氧化硅气凝胶粉末和环氧树脂涂料混合而成。
本发明提供的纸面石膏板中，通过增效剂和阻燃涂料的协同增效作用，提高了纸面石膏板的强度、韧性、耐冲击性能和阻燃性能，且制备工艺简单，适合推广使用。本发明通过将纳米级无机矿粉、磷酸三(二溴丙基)酯、多孔硅酸钠混合在聚乳酸内制成颗粒状的增效剂，提高了聚乳酸的结晶度和耐热性能；增效剂结晶成核后，增效剂颗粒的活动被聚乳酸的晶粒结构所限制，磷酸三(二溴丙基)酯和纳米级无机矿粉被困在晶格内部，使得冲击强度的提高。同时磷酸三(二溴丙基)酯中的溴、磷相互协同可以提升阻燃效果；通过在护面纸上喷涂有环氧树脂涂料和二氧化硅气凝胶粉末的混合阻燃涂料，二氧化硅气凝胶粉末通过与环氧树脂涂料混合附着在护面纸上，使护面纸上形成一层二氧化硅气凝胶粉末隔热层，提高了纸面石膏板的屏障保温、隔热和阻燃效果。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1是本发明纸面石膏板制备方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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它实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供了一种纸面石膏板，包括板芯和护面纸；所述板芯的原料按重量份计由以下组分组成：石膏熟料100份、纤维0.3-0.6份、改性淀粉0.3-0.6份、减水剂0.5-1份、发泡剂0.01-0.035份、增效剂2-3.6份和水58-65份。优选的，所述板芯的原料按重量份计由以下组分组成：石膏熟料100份、纤维0.5份、改性淀粉0.5份、减水剂0.8份、发泡剂0.02份、增效剂2.7份和水62份
在本发明的实施例中，改性淀粉选自改性玉米淀粉和改性木薯淀粉中的任意一种或两种。
在本发明的实施例中，增效剂由聚乳酸、纳米级无机矿粉、磷酸三(二溴丙基)酯、多孔硅酸钠和水组成。
在本发明的实施例中，增效剂原料按重量份计包括：聚乳酸100份、纳米级无机矿粉0.6份、磷酸三(二溴丙基)酯6-9份、多孔硅酸钠3-5份和水20-30份。优选的，聚乳酸100份、纳米级无机矿粉0.6份、磷酸三(二溴丙基)酯7份、多孔硅酸钠4份和水24份组成。
在本发明的实施例中，纤维为玻璃纤维和改性天然纤维中的一种或多种。
在本发明的实施例中，减水剂为聚羧酸减水剂或萘系减水剂中的一种或多种。
在本发明的实施例中，发泡剂为十二烷基硫酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、a-烯基磺酸钠或过氧化氢中的一种或多种混合。
请参阅图1，本发明实施例还提供了一种纸面石膏板的制备方法,包括如下步骤：
(1)将增效剂加入到水中，搅拌均匀得到混合液A；
(2)将石膏熟料、纤维、改性淀粉、减水剂、发泡剂加入到混合液A中搅拌均匀，制得混合浆料B；
(3)将上、下两张护面纸的内表面均涂抹阻燃涂料；
(4)将混合浆料B浇筑在上、下两张护面纸之间，制成湿板；
(5)待湿板凝固后，进入干燥机，经过干燥后即得纸面石膏板。
在本发明的实施例中，阻燃涂料由二氧化硅气凝胶粉末和环氧树脂涂料混合而成。
在下述实施例中，除增效剂外，其他成分均由市场采购而得。所述增效剂是由以下步骤制备而得：
a、将纳米级无机矿粉和磷酸三(二溴丙基)酯加入水中进行混合，得到混合溶液；
b、将多孔硅酸钠加入到所述混合溶液中，搅拌均匀后过滤、干燥；
c、将聚乳酸与干燥后的原料进行混合，得到所述增效剂。
实施例1
在本实施例中，包括板芯和护面纸；所述板芯的原料按重量份计由以下组分组成：石膏熟料100份、纤维0.3份、改性淀粉0.3份、减水剂0.5份、发泡剂0.01份、增效剂2份和水58份。
其中，改性淀粉为改性玉米淀粉，所述淀粉粘度为4300mPa·s，购自晋州市东亚建材有限公司。纤维为玻璃纤维。所述减水剂为聚羧酸系减水剂，购自湖北山树风建材科技有限公司，SSF-4000。增效剂原料按重量份计包括：聚乳酸100份、纳米级无机矿粉0.6份、磷酸三(二溴丙基)酯6份、多孔硅酸钠3份和水20份。
本实施例的高强度、高韧性、阻燃性能好的纸面石膏板通过以下方法制备得到：
(1)将增效剂2份加入到水58份中，搅拌均匀得到混合液A；
(2)将石膏熟料100份、纤维0.3份、改性淀粉0.3份、减水剂0.5份和发泡剂0.01份加入到混合液A中搅拌均匀，制得混合浆料B；
(3)将上、下两张护面纸的内表面均涂抹阻燃涂料；
(4)将混合浆料B浇筑在上、下两张护面纸之间，制成湿板；
(5)待湿板凝固后，进入干燥机，经过干燥后即得纸面石膏板。
在本实施例中，阻燃涂料由二氧化硅气凝胶粉末和环氧树脂涂料按照1:600的重量份比例混合而成。
实施例2
在本实施例中，包括板芯和护面纸；所述板芯的原料按重量份计由以下组分组成：石膏熟料100份、纤维0.6份、改性淀粉0.6份、减水剂1份、发泡剂0.035份、增效剂3.6份和水65份。
其中，改性淀粉为改性玉米淀粉，所述淀粉粘度为4300mPa·s，购自晋州市东亚建材有限公司。纤维为玻璃纤维。所述减水剂为聚羧酸系减水剂，购自湖北山树风建材科技有限公司，SSF-4000。增效剂原料按重量份计包括：聚乳酸100份、纳米级无机矿粉0.6份、磷酸三(二溴丙基)酯6份、多孔硅酸钠3份和水20份。
本实施例的高强度、高韧性、阻燃性能好的纸面石膏板通过以下方法制备得到：
(1)将增效剂3.6份加入到水65份中，搅拌均匀得到混合液A；
(2)将石膏熟料100份、纤维0.6份、改性淀粉0.6份、减水剂1份和发泡剂0.035份加入到混合液A中搅拌均匀，制得混合浆料B；
(3)将上、下两张护面纸的内表面均涂抹阻燃涂料；
(4)将混合浆料B浇筑在上、下两张护面纸之间，制成湿板；
(5)待湿板凝固后，进入干燥机，经过干燥后即得纸面石膏板。
在本实施例中，阻燃涂料由二氧化硅气凝胶粉末和环氧树脂涂料按照1:600的重量份比例混合而成。
实施例3
在本实施例中，包括板芯和护面纸；所述板芯的原料按重量份计由以下组分组成：石膏熟料100份、纤维0.4份、改性淀粉0.4份、减水剂0.6份、发泡剂0.015份、增效剂2.5份和水60份。
其中，改性淀粉为改性木薯淀粉，所述淀粉粘度为4000mPa·s，购自晋州市东亚建材有限公司。纤维为改性天然纤维。所述减水剂为萘系减水剂，购自湖北山树风建材科技有限公司。增效剂原料按重量份计包括：聚乳酸100份、纳米级无机矿粉0.6份、磷酸三(二溴丙基)酯7份、多孔硅酸钠3份和水22份。
本实施例的高强度、高韧性、阻燃性能好的纸面石膏板通过以下方法制备得到：
(1)将增效剂2.5份加入到水60份中，搅拌均匀得到混合液A；
(2)将石膏熟料100份、纤维0.4份、改性淀粉0.4份、减水剂0.6份和发泡剂0.015份加入到混合液A中搅拌均匀，制得混合浆料B；
(3)将上、下两张护面纸的内表面均涂抹阻燃涂料；
(4)将混合浆料B浇筑在上、下两张护面纸之间，制成湿板；
(5)待湿板凝固后，进入干燥机，经过干燥后即得纸面石膏板。
在本实施例中，阻燃涂料由二氧化硅气凝胶粉末和环氧树脂涂料按照1:600的重量份比例混合而成。
实施例4
在本实施例中，包括板芯和护面纸；所述板芯的原料按重量份计由以下组分组成：石膏熟料100份、纤维0.5份、改性淀粉0.5份、减水剂0.9份、发泡剂0.03份、增效剂3份和水63份。
其中，改性淀粉为改性木薯淀粉和改性玉米淀粉按照1:1混合而成，所述淀粉粘度为4000mPa·s，购自晋州市东亚建材有限公司。纤维为改性天然纤维和玻璃纤维的组合物。所述减水剂为萘系减水剂和聚羧酸减水剂的组合物，均购自湖北山树风建材科技有限公司。增效剂原料按重量份计包括：聚乳酸100份、纳米级无机矿粉0.6份、磷酸三(二溴丙基)酯8份、多孔硅酸钠5份和水27份。
本实施例的高强度、高韧性、阻燃性能好的纸面石膏板通过以下方法制备得到：
(1)将增效剂3份加入到水63份中，搅拌均匀得到混合液A；
(2)将石膏熟料100份、纤维0.5份、改性淀粉0.5份、减水剂0.9份和发泡剂0.03份加入到混合液A中搅拌均匀，制得混合浆料B；
(3)将上、下两张护面纸的内表面均涂抹阻燃涂料；
(4)将混合浆料B浇筑在上、下两张护面纸之间，制成湿板；
(5)待湿板凝固后，进入干燥机，经过干燥后即得纸面石膏板。
在本实施例中，阻燃涂料由二氧化硅气凝胶粉末和环氧树脂涂料按照1:600的重量份比例混合而成。
实施例5
在本实施例中，包括板芯和护面纸；所述板芯的原料按重量份计由以下组分组成：石膏熟料100份、纤维0.5份、改性淀粉0.5份、减水剂0.8份、发泡剂0.02份、增效剂2.7份和水62份。
其中，改性淀粉为改性木薯淀粉，所述淀粉粘度为4000mPa·s，购自晋州市东亚建材有限公司。纤维为改性天然纤维。所述减水剂为萘系减水剂，购自湖北山树风建材科技有限公司。增效剂原料按重量份计包括：聚乳酸100份、纳米级无机矿粉0.6份、磷酸三(二溴丙基)酯7份、多孔硅酸钠4份和水24份。
本实施例的高强度、高韧性、阻燃性能好的纸面石膏板通过以下方法制备得到：
(1)将增效剂2.7份加入到水62份中，搅拌均匀得到混合液A；
(2)将石膏熟料100份、纤维0.5份、改性淀粉0.5份、减水剂0.8份和发泡剂0.02份加入到混合液A中搅拌均匀，制得混合浆料B；
(3)将上、下两张护面纸的内表面均涂抹阻燃涂料；
(4)将混合浆料B浇筑在上、下两张护面纸之间，制成湿板；
(5)待湿板凝固后，进入干燥机，经过干燥后即得纸面石膏板。
在本实施例中，阻燃涂料由二氧化硅气凝胶粉末和环氧树脂涂料按照1:600的重量份比例混合而成。
对比例1
本对比例与实施例5的不同之处在于：不添加增效剂，其余原料与实施例5相同。在制备纸面石膏板时，将石膏熟料100份、纤维0.5份、改性淀粉0.5份、减水剂0.8份和发泡剂0.02份加入到水62份中，搅拌均匀，制得混合浆料B；将上、下两张护面纸的内表面均涂抹阻燃涂料；将混合浆料B浇筑在上、下两张护面纸之间，制成湿板；待湿板凝固后，进入干燥机，经过干燥后即得纸面石膏板。
对比例2
本对比例与实施例5的不同之处在于：在制备过程中将阻燃涂料替换为环氧树脂涂料。其他成分完全相同。
对比例3
本对比例与实施例5的不同之处在于：不添加增效剂，其余原料与实施例5相同，且在制备过程中将阻燃涂料替换为环氧树脂涂料。
对比例4
本对比例与实施例5的不同之处在于：不添加增效剂，在制备过程中也不使用阻燃涂料。
测试例
对实施例5以及对比例1-4制备的厚度为12mm的纸面石膏板进行性能测试，测试结果如表1。
Figure BDA0003610235610000091
Figure BDA0003610235610000101
测试结果表明，本发明提供的纸面石膏板与普通纸面石膏板相比，断裂载荷、剪切力、耐冲击性能以及阻燃性能明显提高。
以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (10)

1.一种纸面石膏板，其特征在于，包括板芯和护面纸；所述板芯的原料按重量份计由以下组分组成：石膏熟料100份、纤维0.3-0.6份、改性淀粉0.3-0.6份、减水剂0.5-1份、发泡剂0.01-0.035份、增效剂2-3.6份和水58-65份。
2.根据权利要求1所述的纸面石膏板,其特征在于，所述改性淀粉选自改性玉米淀粉和改性木薯淀粉中的任意一种或两种。
3.根据权利要求1所述的纸面石膏板,其特征在于，所述增效剂由聚乳酸、纳米级无机矿粉、磷酸三(二溴丙基)酯、多孔硅酸钠和水组成。
4.根据权利要求3所述的纸面石膏板,其特征在于，所述增效剂原料按重量份计包括：聚乳酸100份、纳米级无机矿粉0.5-0.8份、磷酸三(二溴丙基)酯6-9份、多孔硅酸钠3-5份和水20-30份。
5.根据权利要求3所述的纸面石膏板,其特征在于，所述增效剂由以下步骤制备而得：
a、将纳米级无机矿粉和磷酸三(二溴丙基)酯加入水中进行混合，得到混合溶液；
b、将多孔硅酸钠加入到所述混合溶液中，搅拌均匀后过滤、干燥；
c、将聚乳酸与干燥后的原料进行混合，得到所述增效剂。
6.根据权利要求1所述的纸面石膏板,其特征在于，所述纤维为玻璃纤维和改性天然纤维中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的纸面石膏板,其特征在于，所述减水剂为聚羧酸减水剂或萘系减水剂中的一种或多种。
8.根据权利要求1所述的纸面石膏板,其特征在于，所述发泡剂为十二烷基硫酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、a-烯基磺酸钠或过氧化氢中的一种或多种混合。
9.一种如权利要求1-8任意一项所述的纸面石膏板的制备方法,其特征在于，包括如下步骤：
(1)将所述增效剂加入到所述水中，搅拌均匀得到混合液A；
(2)将石膏熟料、纤维、改性淀粉、减水剂、发泡剂加入到混合液A中搅拌均匀，制得混合浆料B；
(3)将上、下两张护面纸的内表面均涂抹阻燃涂料；
(4)将混合浆料B浇筑在上、下两张护面纸之间，制成湿板；
(5)待湿板凝固后，进入干燥机，经过干燥后即得纸面石膏板。
10.根据权利要求9所述的纸面石膏板的制备方法,其特征在于，所述阻燃涂料由二氧化硅气凝胶粉末和环氧树脂涂料混合而成。
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