CN115043639A - 一种高强度高耐火纸面石膏板及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种高强度高耐火纸面石膏板及其制备方法，所述纸面石膏板由石膏熟料水化形成的二水石膏、无定型二氧化硅和粘结剂组成。所述制备方法包括以下步骤：将所述石膏熟料、所述无定型二氧化硅和所述粘结剂混合后再与水混合制得石膏料浆，再将所述石膏料浆与发泡剂混合均匀，再将所述石膏料浆与护面纸搭接粘牢成型并干燥后即得所述纸面石膏板。
Description
技术领域
本申请涉及但不限于建筑材料技术领域，尤其涉及但不限于一种高强度高耐火纸面石膏板及其制备方法。
背景技术
纸面石膏板重量轻，厚度薄，具有加工方便、隔音绝热等性能，是当前重点发展的轻质板材之一。目前纸面石膏板已作为内隔墙、天花板、吸音板及各种装饰板材广泛应用于住宅、办公楼宇、商店、宾馆、工业厂房等建筑物。但由于石膏板耐火性能的局限性，其应用仍存在较大限制。
石膏板板芯主要成分为二水石膏，遇火时，二水石膏会释放出分子中的结晶水，可有效抑制火宅中建筑物及空气温度的升高。但是石膏板在高温火焰的持续作用下，会发生收缩开裂，最终塌落并失去隔火能力。目前提高石膏板强度的主要方法是掺加大量玻璃纤维，并使用减水剂降低石膏板成型时用水量，但此方法制备的板材重量大，生产、运输及安装成本均较高；提高石膏板耐火性能的主要方法是使用耐火纸并在板芯添加一定量的耐火纤维，但由于耐火纸及耐火纤维的耐高温能力有限，当纤维在高温下逐渐软化失效后，石膏板板芯还是会在裂缝处断裂。
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权利要求的保护范围。
本申请提供了一种纸面石膏板，由石膏熟料水化形成的二水石膏、无定型二氧化硅和粘结剂组成。
在本申请提供的纸面石膏板中，所述石膏熟料为100重量份，所述无定型二氧化硅为2重量份至3重量份，所述粘结剂为0.2重量份至0.8重量份。
在本申请提供的纸面石膏板中，所述纸面石膏板还包括发泡剂，所述石膏熟料为100重量份，所述发泡剂的用量为0.03重量份至0.05重量份。
在本申请提供的一种实施方式中，制备纸面石膏板所使用的水的用量为石膏料浆达到标准稠度时的用水量。
在本申请提供的纸面石膏板中，所述无定型二氧化硅的颗粒尺寸为30nm至700nm。
在本申请提供的纸面石膏板中，所述无定型二氧化硅为硅微粉和液硅中的任意一种或两种；
硅微粉或液硅的来源可以是铁合金厂和单晶硅厂生产中除尘而得的副产品。
在本申请提供的纸面石膏板中，所述液硅中的无定型二氧化硅的固含量为40wt.％至60wt.％。
在本申请提供的纸面石膏板中，所述粘结剂为淀粉；
在本申请提供的一种实施方式中，所述淀粉选自改性玉米淀粉或改性木薯淀粉；
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。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。
所述淀粉经加热糊化后会迁移至护面纸与石膏芯接触层，使护面纸与石膏芯牢固地粘结在一起。
在本申请提供的一种实施方式中，石膏熟料可以为脱硫石膏熟料。
在本申请提供的纸面石膏板中，所述发泡剂由阴离子表面活性剂和稳泡剂组成，所述阴离子表面活性剂选自十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠中的任意一种或更多种；
所述稳泡剂为硅树脂聚醚乳液或聚乙烯醇；所述表面活性剂和稳泡剂的重量比为2:(0.8至1)。
发泡剂形成的气孔与水蒸发形成的开放气孔不同，将发泡剂加入石膏板中后，可形成闭合的小孔，少量添加发泡剂时可提高石膏板的韧性。
又一方面，本申请提供了上述的纸面石膏板的制备方法，包括以下步骤：
将所述石膏熟料、所述无定型二氧化硅和所述粘结剂混合均匀后再与水混合制得石膏料浆，将所述石膏料浆与护面纸搭接粘牢成型并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，待石膏料浆出搅拌机时，将发泡剂与料浆混合均匀后连续浇筑在两层护面纸之间，经挤压成型制得纸面石膏板湿板，所述石膏板经凝固、切断、干燥、锯边后制得所述高强度高耐火纸面石膏板。
又一方面，本申请提供了一种无定型二氧化硅在纸面石膏板中用于提高纸面石膏板耐火性能的应用。
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。
以下实施例中所采用的原料，如无特别说明，均为普通市售产品。
所述液硅购自埃肯公司，EMSAC500牌号，其固含量为45％；其中无定型二氧化硅的颗粒尺寸为30nm至700nm；
所述构成发泡剂的表面活性剂为阴离子表面活性剂，成分为十二烷基苯磺酸钠，购自贝亚特化工，牌号为LAS-P60；
所述构成发泡剂的稳泡剂为硅树脂聚醚乳液，购自优索化工，牌号为FM-550；所述表面活性剂和稳泡剂的重量比为2:1。
所述改性玉米淀粉购自任丘市北方化工有限公司，牌号：α-淀粉。所述淀粉的粘度符合1000mPa·s至5000mPa·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。
实施例1
本实施例提供了一种高强度高耐火纸面石膏板，所述纸面石膏板由脱硫石膏熟料100重量份、埃肯液硅2.0重量份、改性玉米淀粉0.3重量份、十二烷基苯磺酸钠和硅树脂聚醚乳液复合配制得到的发泡剂0.03重量份(其中，十二烷基硫酸钠与硅树脂聚醚乳液的重量比为2:0.8)制成。
本实施例的高强度高耐火纸面石膏板通过以下方法制备得到：
(1)将脱硫石膏熟料经球磨机球磨，得到比表面积为3800cm2/g的脱硫石膏熟料，冷却后备用；
(2)将脱硫石膏熟料、液硅、改性玉米淀粉加入搅拌机，与65重量份料浆水进行搅拌混合；
(3)将步骤(2)得到的料浆从搅拌机输出，同时在料浆的出口处向料浆中加入发泡剂；
(4)将步骤(3)得到的料浆的上下两面附上护面纸，经挤压成型、凝固、切割和干燥，得到厚度为9.5mm和12.0mm的所述高强度高耐火纸面石膏板。
实施例2
本实施例提供了一种高强度高耐火纸面石膏板，所述纸面石膏板由脱硫石膏熟料100重量份、埃肯液硅2.5重量份、改性玉米淀粉0.5重量份、十二烷基苯磺酸钠和硅树脂聚醚乳液复合配制得到的发泡剂0.04重量份(其中，十二烷基硫酸钠与硅树脂聚醚乳液的重量比为2:1)与68重量份料浆水混合制成。
本实施例的高强度高耐火纸面石膏板的制备方法与实施例1相同。
实施例3
本实施例提供了一种高强度高耐火纸面石膏板，所述纸面石膏板由脱硫石膏熟料100重量份、埃肯液硅3.0重量份、改性玉米淀粉0.8重量份、十二烷基苯磺酸钠和硅树脂聚醚乳液复合配制得到的发泡剂0.05重量份重量比为2:1)与66重量份料浆水混合制成。
本实施例的高强度高耐火纸面石膏板的制备方法与实施例1相同。
对比例1
本对比例与实施例1的不同之处仅在于：纸面石膏板中不添加液硅。
对比例2
本对比例与实施例1的不同之处仅在于：所述液硅的用量为4重量份，其他原料的来源，组成与权利要求1完全相同。
对比例3
本对比例与实施例1的不同之处仅在于：所述液硅的用量为1重量份，其他原料的来源，组成与权利要求1完全相同。
性能测试
根据中国国家标准GB/T 9775-2008测试上述实施例和对比例制备的9.5mm厚纸面石膏板的力学性能和遇火稳定性。测试结果如表1所示。
表1 9.5mm石膏板力学性能与遇火稳定性
根据中国国家标准GB/T 9775-2008测试上述实施例和对比例制备的12mm厚纸面石膏板的力学性能和遇火稳定性。测试结果如表2所示。
表2 12mm石膏板力学性能与遇火稳定性
可以看出，与对比例的不添加无定型二氧化硅制备的纸面石膏板、无定型二氧化硅添加不足或过量制备的纸面石膏板相比，本申请实施例制备的纸面石膏板的力学强度和遇火稳定性明显更高，本申请以简便的方法制备出了高强度高耐火纸面石膏板。
Claims (10)
1.一种纸面石膏板，其特征在于，由石膏熟料水化形成的二水石膏、无定型二氧化硅和粘结剂组成。
2.根据权利要求1所述的纸面石膏板，其特征在于，所述石膏熟料为100重量份，所述无定型二氧化硅为2重量份至3重量份，所述粘结剂为0.2重量份至0.8重量份。
3.根据权利要求1所述的纸面石膏板，其特征在于，所述纸面石膏板还包括发泡剂，所述石膏熟料为100重量份，所述发泡剂的用量为0.03重量份至0.05重量份。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的纸面石膏板，其特征在于，所述无定型二氧化硅的颗粒尺寸为30nm至700nm。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的纸面石膏板，其特征在于，所述无定型二氧化硅为硅微粉和液硅中的任意一种或两种。
6.根据权利要求5所述的纸面石膏板，其特征在于，所述液硅中的无定型二氧化硅的固含量为40wt.％至60wt.％。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的纸面石膏板，其特征在于，所述粘结剂为淀粉；
可选地，所述淀粉选自改性玉米淀粉或改性木薯淀粉。
8.根据权利要求3所述的纸面石膏板，其特征在于，所述发泡剂由阴离子表面活性剂和稳泡剂组成，所述阴离子表面活性剂选自十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠中的任意一种或更多种；
所述稳泡剂为硅树脂聚醚乳液或聚乙烯醇；所述表面活性剂和稳泡剂的重量比为2:(0.8至1)。
9.根据权利要求1至7中任一项所述的纸面石膏板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将所述石膏熟料、所述无定型二氧化硅和所述粘结剂混合后再与水混合制得石膏料浆，再将所述石膏料浆与所述发泡剂混合均匀，再将所述石膏料浆与护面纸搭接粘牢成型并干燥后即得所述纸面石膏板。
10.一种无定型二氧化硅在纸面石膏板中用于提高纸面石膏板耐火性能的应用。
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