CN115432985A - 轻质抗挠纸面石膏板及其制备方法 - Google Patents

轻质抗挠纸面石膏板及其制备方法 Download PDF

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Abstract

一种轻质抗挠纸面石膏板及其制备方法，所述纸面石膏板的制备原料包括：熟石膏100重量份、离子阻滞剂0.05重量份至1重量份、纤维0.1重量份至2重量份、粘结剂0.15重量份至1.5重量份、发泡剂0.01重量份至0.5重量份、晶体调整剂0.01重量份至1重量份、水50重量份至90重量份。本申请实施例的纸面石膏板及其制备方法可以采用含有较多杂质离子的建筑石膏制备出轻质、力学性能好、抗挠的纸面石膏板。

Description

轻质抗挠纸面石膏板及其制备方法
技术领域
本申请涉及但不限于石膏板制备技术，尤指一种轻质抗挠纸面石膏板及其制备方法。
背景技术
工业副产石膏在中国国内排放量大，利用率低，主要问题是工业副产石膏品质不稳定，且含有大量的杂质离子。杂质离子不仅影响石膏脱水煅烧，也会影响石膏板的性能。目前，70％的纸面石膏板用于房屋吊顶，因此板材抗挠性能是评价纸面石膏板质量的一个重要指标。在潮湿条件下，杂质离子的水溶性盐会吸潮，造成纸面石膏板护面纸与板芯的不粘接，还会造成板材下陷，直接影响房屋装修质量。
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。
本申请提供了一种轻质抗挠纸面石膏板及其制备方法，该纸面石膏板及其制备方法可以采用含有较多杂质离子的建筑石膏制备出轻质、力学性能好、抗挠的纸面石膏板。
本申请提供了一种轻质抗挠纸面石膏板，所述轻质抗挠纸面石膏板的制备原料包括：
Figure BDA0003856417890000011
Figure BDA0003856417890000021
在本申请的实施例中，所述晶体调整剂可以为三偏磷酸钠、硼酸和酒石酸的混合物。
在本申请的实施例中，在所述晶体调整剂中，以所述三偏磷酸钠为1重量份计，所述硼酸可以为0.2重量份至0.7重量份，所述酒石酸可以为0.1重量份至0.5重量份。
在本申请的实施例中，所述离子阻滞剂可以选自聚乙烯醇、羧甲基纤维素、聚丙烯酰胺、海藻酸钠和醋酸乙烯-乙烯共聚乳液中的任意一种或多种。
在本申请的实施例中，所述熟石膏可以为工业副产石膏的熟料。
在本申请的实施例中，所述熟石膏可以为脱硫石膏熟料和磷石膏熟料中的任意一种或两种。
在本申请的实施例中，所述熟石膏中CaSO4·1/2H2O的含量可以≥60质量％。
在本申请的实施例中，所述熟石膏中CaSO4·1/2H2O的含量可以≥80质量％。
在本申请的实施例中，所述纤维可以选自玻璃纤维和聚丙烯纤维中的任意一种或多种。
在本申请的实施例中，所述纤维的长度可以在3mm至15mm范围内。
在本申请的实施例中，所述粘结剂可以为改性淀粉。
在本申请的实施例中，所述粘结剂可以选自改性玉米淀粉、改性木薯淀粉和预糊化淀粉中的任意一种或多种。
在本申请的实施例中，所述发泡剂可以选自十二烷基苯磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠和动植物蛋白类发泡剂中的任意一种或多种。
本申请实施例还提供了如上所述的轻质抗挠纸面石膏板的制备方法，所述制备方法包括：
将所述熟石膏与所述离子阻滞剂混合，得到干混料；
将所述粘结剂、所述纤维、所述晶体调整剂与一部分水混合，得到湿混料；
将所述发泡剂、压缩空气与剩余的水混合后进行发泡，得到发泡溶液；
将所述干混料、所述湿混料和所述发泡溶液混合，得到料浆；
在所述料浆的上、下表面附上护面纸，成型，干燥，得到所述轻质抗挠纸面石膏板。
在本申请的实施例中，所述发泡剂与用于发泡的水的重量比例可以为1:30至100。
在本申请的实施例中，所述压缩空气的压力可以为0.2MP至0.5MPa。
本申请实施例的纸面石膏板及其制备方法通过干法添加离子阻滞剂，可以有效抑制建筑石膏中的杂质离子向纸面石膏板表层迁移，从而降低建筑石膏中的杂质离子的不良影响，降低了对建筑石膏原料的品质要求，而且制备出的纸面石膏板的面密度低(轻质)，力学强度高，护面纸与板芯的粘接性能好，板材的抗挠性能好(受潮挠度低)，而且制备方法简单，无需大幅改动现有的纸面石膏板生产线。
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更加清楚，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，下文中将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。
本申请实施例提供了一种轻质抗挠纸面石膏板，所述轻质抗挠纸面石膏板的制备原料包括：
Figure BDA0003856417890000041
在本申请的实施例中，所述轻质抗挠纸面石膏板的制备原料可以由下述组分组成：
Figure BDA0003856417890000042
在本申请的实施例中，以所述熟石膏为100重量份计，所述离子阻滞剂可以为0.05重量份至1重量份，例如，可以为0.05重量份、0.1重量份、0.2重量份、0.3重量份、0.4重量份、0.5重量份、0.6重量份、0.7重量份、0.8重量份、0.9重量份、1重量份。
在本申请的实施例中，以所述熟石膏为100重量份计，所述晶体调整剂可以为0.01重量份至1重量份，例如，可以为0.01重量份、0.05重量份、0.1重量份、0.2重量份、0.3重量份、0.4重量份、0.5重量份、0.6重量份、0.7重量份、0.8重量份、0.9重量份、1重量份。
在本申请的实施例中，所述晶体调整剂可以为三偏磷酸钠、硼酸和酒石酸的混合物。
在本申请的实施例中，在所述晶体调整剂中，以所述三偏磷酸钠为1重量份计，所述硼酸可以为0.2重量份至0.7重量份，所述酒石酸可以为0.1重量份至0.5重量份。
例如，所述硼酸可以为0.2重量份、0.3重量份、0.4重量份、0.5重量份、0.6重量份、0.7重量份，所述酒石酸可以为0.1重量份、0.2重量份、0.3重量份、0.4重量份、0.5重量份。
在本申请的实施例中，所述离子阻滞剂可以选自聚乙烯醇、羧甲基纤维素、聚丙烯酰胺、海藻酸钠和醋酸乙烯-乙烯共聚乳液中的任意一种或多种。
在本申请的实施例中，所述熟石膏可以为工业副产石膏的熟料。
在本申请的实施例中，所述熟石膏可以为脱硫石膏熟料和磷石膏熟料中的任意一种或两种。
在本申请的实施例中，所述熟石膏中CaSO4·1/2H2O的含量可以≥60质量％，例如，所述熟石膏中CaSO4·1/2H2O的含量≥80质量％。
在本申请的实施例中，所述纤维可以选自玻璃纤维和聚丙烯纤维中的任意一种或多种。
在本申请的实施例中，所述纤维的长度在3mm至15mm范围内。
在本申请的实施例中，所述粘结剂可以为改性淀粉。
在本申请的实施例中，所述粘结剂可以选自改性玉米淀粉、改性木薯淀粉和预糊化淀粉中的任意一种或多种。
在本申请的实施例中，所述发泡剂可以选自十二烷基苯磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠和动植物蛋白类发泡剂中的任意一种或多种。
在本申请的实施例中，所述轻质抗挠纸面石膏板的厚度可以为9.5mm或12mm等。
应理解，除了熟石膏、离子阻滞剂、纤维、粘结剂、发泡剂、晶体调整剂和水之外，本申请的纸面石膏板的制备原料还可以包括本领域中常用的纸面石膏板添加剂，例如，促凝剂、减水剂等。
本申请还提供了如上所述的轻质抗挠纸面石膏板的制备方法，所述制备方法包括：
将所述熟石膏与所述离子阻滞剂混合，得到干混料；
将所述粘结剂、所述纤维、所述晶体调整剂与一部分水混合，得到湿混料；
将所述发泡剂、压缩空气与剩余的水混合后进行发泡，得到发泡溶液；
将所述干混料、所述湿混料和所述发泡溶液混合，得到料浆；
在所述料浆的上、下表面附上护面纸，成型，干燥，得到所述轻质抗挠纸面石膏板。
在本申请的实施例中，所述发泡剂与用于发泡的水的重量比例可以为1:30至100。
在本申请的实施例中，所述压缩空气的压力可以为0.2MP至0.5MPa。
本申请实施例的纸面石膏板及其制备方法通过干法添加离子阻滞剂，可以有效抑制建筑石膏中的杂质离子向纸面石膏板表层迁移，从而降低建筑石膏中的杂质离子的不良影响，降低了对建筑石膏原料的品质要求，而且制备出的纸面石膏板的面密度低(轻质)，力学强度高，护面纸与板芯的粘接性能好，板材的抗挠性能好(受潮挠度低)，而且制备方法简单，无需大幅改动现有的纸面石膏板生产线。
实施例和对比例
原料来源为：
熟石膏：脱硫建筑石膏熟料，北新建材(陕西)有限公司；
护面纸：山东博汇纸业股份有限公司，180g/m2；
离子阻滞剂：聚乙烯醇或醋酸乙烯-乙烯共聚乳液，上海臣启化工科技有限公司；
聚丙烯纤维：北京弗特恩科技有限公司，长度为3mm、9mm；
玻璃纤维：中国巨石股份有限公司，长度为3mm、15mm；
粘结剂：改性玉米淀粉或预糊化淀粉，沈阳雪公胶粘剂科技有限公司；
发泡剂：十二烷基苯磺酸钠，东明俱进化工有限公司；
发泡剂：巴斯夫(中国)有限公司，牌号为812；
三偏磷酸钠：武汉麦可欣科技有限公司；
硼酸：上海德翼化工有限公司；
酒石酸：上海诺博添加剂有限公司。
脱硫建筑石膏的化学分析如表1所示。
表1脱硫建筑石膏的化学分析
Figure BDA0003856417890000071
实施例和对比例的纸面石膏板的制备原料分别如表2和表3所示。
表2实施例纸面石膏板的制备原料及其添加量
Figure BDA0003856417890000072
Figure BDA0003856417890000081
表3对比例纸面石膏板的制备原料及其添加量
Figure BDA0003856417890000082
Figure BDA0003856417890000091
注：“/”表示不添加。
纸面石膏板的制备过程为：
(1)按照表2和表3中的原料和添加量，将熟石膏与离子阻滞剂混合，得到干混料；
(2)按照表2和表3中的原料和添加量，将粘结剂、纤维、晶体调整剂与搅拌水混合，得到湿混料；
(3)按照表2和表3中的原料和添加量，将发泡剂与发泡用水、0.2-0.5MPa的压缩空气混合后再进行发泡，得到发泡溶液；
(4)按照表2和表3中的原料和添加量，将步骤(1)得到的干混料与步骤(2)得到的湿混料混合，得到混合料；
(5)在所述混合料中加入步骤(3)得到的发泡溶液，形成含有泡孔的料浆；以及
(6)将上述具有泡孔的料浆倒在下护面纸上，并在料浆的上表面附上护面纸，成型，在160℃下干燥30min，在110℃干燥90min，然后在45℃烘干至恒重，得到厚度为9.5mm的纸面石膏板。
依据中国国家标准GB/T 9775-2008《纸面石膏板》检测了上述实施例和对比例制备的石膏板的横向断裂载荷、纵向断裂载荷、石膏板面密度、干粘接性能、受潮挠度，以及反映石膏板受潮后粘接性能的湿热粘接性能。湿热粘接性能测试采用蒸气加热后十字刀划纸面石膏板的检测方式，将水浴锅设置为100℃，当温度达到98℃时，将石膏板放入水浴锅的支架上，蒸气加热10min，石膏板从水浴锅内拿出后，迅速用壁纸刀在石膏板上交差划两刀，掀起三角顶端向上撕拽，查看护面纸与石膏的粘接情况。检测结果如表4所示。
表4纸面石膏板的力学性能与粘接性能
Figure BDA0003856417890000101
注：粘接性能划分为5类，Ⅰ类：纸板粘接牢固，掀起后不分离；Ⅱ类：小部分分离，大部分完好；Ⅲ类：一半粘牢，一半分离；Ⅳ类：大部分分离，仅小部分粘牢；Ⅴ类：纸板全部分离。
与实施例的纸面石膏板相比，对比例1和对比例3的纸面石膏板中未添加离子阻滞剂，纸面石膏板的粘接性能明显降低，在同样低密度石膏板中，石膏板强度更是大幅度下降，甚至达不到中国国家标准GB/T 9775-2008《纸面石膏板》的要求。
与实施例的纸面石膏板相比，对比例1和对比例2的纸面石膏板中未添加晶体调整剂，纸面石膏板的受潮挠度明显升高，抗挠性能明显下降，说明晶体调整剂可以提高纸面石膏板的抗挠性能。
对比例2的纸面石膏板在实施例1的基础上去掉了晶体调整剂，纸面石膏板的力学性能变化不大，但抗挠性能明显降低，说明晶体调整剂对提高纸面石膏板的抗挠性能有帮助。
对比例5的纸面石膏板在实施例1的基础上去掉了硼酸，纸面石膏板的力学性能和粘接性能几乎没有影响，抗挠性能降低了，说明在没有硼酸的条件下离子阻滞剂也可以抑制建筑石膏中的杂质离子向纸面石膏板表层迁移，硼酸对提高纸面石膏板的抗挠性能有帮助。
对比例6的纸面石膏板没有添加酒石酸，对比例6的纸面石膏板没有添加三偏磷酸钠，它们的纸面石膏板的力学性能和抗挠性能明显较低，说明酒石酸和三偏磷酸钠是提高纸面石膏板的力学性能和抗挠性能的重要外加剂。
对比例7至对比例9的纸面石膏板仅添加三偏磷酸钠、酒石酸或硼酸，纸面石膏板的力学性能和抗挠性能明显较低；对比例9的纸面石膏板仅添加硼酸，纸面石膏板的湿热粘接性能相对于实施例1明显降低了。
由对比例4至9可知，晶体调整剂中需要同时含有三偏磷酸钠、硼酸、酒石酸才能有效提高纸面石膏板的抗挠性能，仅添加三偏磷酸钠、硼酸和酒石酸中的一种或两种，均不能有效提高纸面石膏板的抗挠性能。
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)

1.一种轻质抗挠纸面石膏板，其特征在于，所述轻质抗挠纸面石膏板的制备原料包括：
Figure FDA0003856417880000011
2.根据权利要求1所述的轻质抗挠纸面石膏板，其中，所述晶体调整剂为三偏磷酸钠、硼酸和酒石酸的混合物。
3.根据权利要求2所述的轻质抗挠纸面石膏板，其中，在所述晶体调整剂中，以所述三偏磷酸钠为1重量份计，所述硼酸为0.2重量份至0.7重量份，所述酒石酸为0.1重量份至0.5重量份。
4.根据权利要求1所述的轻质抗挠纸面石膏板，其中，所述离子阻滞剂选自聚乙烯醇、羧甲基纤维素、聚丙烯酰胺、海藻酸钠和醋酸乙烯-乙烯共聚乳液中的任意一种或多种。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的轻质抗挠纸面石膏板，其中，所述熟石膏为工业副产石膏的熟料；任选地，所述熟石膏为脱硫石膏熟料和磷石膏熟料中的任意一种或两种。
6.根据权利要求5所述的轻质抗挠纸面石膏板，其中，所述熟石膏中CaSO4·1/2H2O的含量≥60质量％；任选地，所述熟石膏中CaSO4·1/2H2O的含量≥80质量％。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的轻质抗挠纸面石膏板，其中，所述纤维选自玻璃纤维和聚丙烯纤维中的任意一种或多种；任选地，所述纤维的长度在3mm至15mm范围内。
8.根据权利要求1至4中任一项所述的轻质抗挠纸面石膏板，其中，所述粘结剂为改性淀粉；任选地，所述粘结剂选自改性玉米淀粉、改性木薯淀粉和预糊化淀粉中的任意一种或多种。
9.根据权利要求1至4中任一项所述的轻质抗挠纸面石膏板，其中，所述发泡剂选自十二烷基苯磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠和动植物蛋白类发泡剂中的任意一种或多种。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的轻质抗挠纸面石膏板的制备方法，其特征在于，包括：
将所述熟石膏与所述离子阻滞剂混合，得到干混料；
将所述粘结剂、所述纤维、所述晶体调整剂与一部分水混合，得到湿混料；
将所述发泡剂、压缩空气与剩余的水混合后进行发泡，得到发泡溶液；
将所述干混料、所述湿混料和所述发泡溶液混合，得到料浆；
在所述料浆的上、下表面附上护面纸，成型，干燥，得到所述轻质抗挠纸面石膏板；
任选地，所述发泡剂与用于发泡的水的重量比例为1:30至100；
所述压缩空气的压力为0.2MP至0.5MPa。
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