CN115594477A

CN115594477A - 一种防火型石膏板及其制作方法

Info

Publication number: CN115594477A
Application number: CN202211256366.6A
Authority: CN
Inventors: 饶睦敏; 李明飞; 孙婉妹; 姚家伟; 王元强; 尧瑶; 刘国军; 陈创庭
Original assignee: Guangdong Energy Group Science And Technology Research Institute Co ltd
Current assignee: Guangdong Energy Group Science And Technology Research Institute Co ltd
Priority date: 2022-10-13
Filing date: 2022-10-13
Publication date: 2023-01-13

Abstract

本发明提供了一种防火型石膏板及其制作方法，涉及石膏板领域。防火型石膏板包括阻燃石膏层、第一导热层和第二导热层，第一导热层设置于阻燃石膏层的一侧，第二导热层设置于阻燃石膏层的另一侧；阻燃石膏层包括石膏成分和碱式碳酸铜成分，阻燃石膏层的内部发泡形成有封闭气孔，封闭气孔的内部密封填充有阻燃气体。当阻燃石膏层发生受热分解时，块状石膏变为粉末状，封闭气孔中的阻燃气体随之释放出来，碱式碳酸铜反应释放出的二氧化碳气体与阻燃石膏层分解释放出的阻燃气体共同组成了阻燃气氛。该防火型石膏板的生产工艺难度低，保证了石膏板在常温时的结构强度，且高温情况下石膏板释放出的气体量大，起到了有效抑制燃烧和防火的作用。

Description

一种防火型石膏板及其制作方法

技术领域

本发明涉及石膏板技术领域，特别是涉及一种防火型石膏板及其制作方法。

背景技术

石膏板是以建筑石膏为主要原料制成的轻质板材，具有重量轻、强度高、易于加工、隔音绝热等特性，广泛用于室内空间分隔、室内环境装饰等。

如授权公告号为CN214739478U、授权公告日为2021.11.16的中国实用新型专利公开了一种具有防水防火能力的一体化外墙保温装饰板，具体公开了一体化外墙保温装饰板包括防潮层，防潮层的顶面粘接有隔音层，隔音层的顶面粘接有钢板层，钢板层的顶面粘接有夹板层，夹板层的顶面粘接有保温层，保温层的表面铺设有隔水层，隔水层的顶面粘接有饰面层，饰面层的表面粘接有防水层。夹板层的内部填充有碳酸钠粉末，夹板层的内部设置有九个橡胶球，九个橡胶球的内部均填充有盐酸溶液。

当火焰燃烧到夹板层时，火焰将橡胶球烧破，橡胶球内部的盐酸溶液流出与碳酸钠粉末接触并产生大量二氧化碳气体将火焰熄灭，防火性能更好。但是，由于现有装饰板的夹板层中设置有橡胶球，生产工艺难度大，板材本身的结构强度低；而且，橡胶球内填充的盐酸溶液体积小，与碳酸钠粉末反应产生的二氧化碳气体少，难以起到抑制燃烧和防火的作用。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种防火型石膏板及其制作方法，以解决现有装饰板的生产工艺难度大，板材本身的结构强度低；而且，橡胶球内填充的盐酸溶液体积小，与碳酸钠粉末反应产生的二氧化碳气体少，难以起到抑制燃烧和防火作用的问题。

本发明的防火型石膏板的技术方案为：

防火型石膏板包括阻燃石膏层、第一导热层和第二导热层，所述第一导热层设置于所述阻燃石膏层的一侧，所述第二导热层设置于所述阻燃石膏层的另一侧；

所述阻燃石膏层包括石膏成分和碱式碳酸铜成分，所述阻燃石膏层的内部发泡形成有封闭气孔，所述封闭气孔的内部密封填充有阻燃气体。

进一步的，所述阻燃石膏层采用半水石膏粉末和碱式碳酸铜粉末经混合、制浆、成型以及烘干工艺制成。

进一步的，所述阻燃石膏层还包括改性淀粉成分、缓凝剂成分和玻璃纤维，所述玻璃纤维掺混于石膏原料中。

进一步的，所述阻燃石膏层还包括发泡成分，所述发泡成分与所述半水石膏粉末、所述碱式碳酸铜粉末均匀混合，且所述发泡成分用于在所述阻燃石膏层的内部发泡形成二氧化碳气孔或惰性气体气孔。

进一步的，所述发泡成分包括发泡剂、稳泡剂、水和压缩二氧化碳或惰性气体，其中，发泡剂为十二烷基硫酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、α－烯基磺酸钠中的任意一种，所述稳泡剂为硅树脂聚醚乳液类稳泡剂，以增加产生泡沫的稳定性。

进一步的，所述第一导热层和所述第二导热层为材质相同的金属层，所述金属层采用铜、锡、铁、铝及其合金材料中任意一种。

进一步的，所述阻燃石膏层中还掺混有铁粉。

本发明的用于上述防火型石膏板的制作方法的技术方案为：

用于上述防火型石膏板的制作方法，包括以下步骤：

S1、按比例配置石膏粉末和碱式碳酸铜粉末；

S2、向石膏粉末和碱式碳酸铜粉末中加入发泡成分和配料，混合制成石膏原料；

S3、向石膏原料中加入促凝剂溶液，搅拌均匀制成浆料；

S4、浆料浇注于模具或模压成型，待浆料固化成型，烘干，使第一导热层、第二导热层分别与浆料结合形成石膏板。

进一步的，在S2中，所述配料包括改性淀粉、缓凝剂、水和玻璃纤维，所述改性淀粉用于使阻燃石膏层与导热层粘合，所述缓凝剂用于降低石膏粉末的水合速度，以防止浆料快速凝固；所述玻璃纤维掺混于浆料中以形成支撑骨架。

进一步的，所述发泡成分包括发泡剂、稳泡剂、水和压缩二氧化碳或惰性气体，在S2前，先将发泡剂、稳泡剂和水加入发泡制备机中搅拌均匀，并通入压缩二氧化碳或惰性气体，产生稳定泡沫，以备S2使用。

有益效果：该防火型石膏板采用了阻燃石膏层、第一导热层和第二导热层的构型设计，通过第一导热层和第二导热层可将外界热量快速地传导至阻燃石膏层，由于阻燃石膏层包括石膏成分和碱式碳酸铜成分，石膏成分主要为CaSO₄·2H₂O，碱式碳酸铜成分主要为Cu₂(OH)₂CO₃，当温度上升至100℃以上时，CaSO₄·2H₂O开始析出结晶水，并且，因水的比热容大，能够吸收大量的热量。

当温度上升至200℃以上时，Cu₂(OH)₂CO₃发生相应的化学反应：Cu₂(OH)₂CO₃＝2CuO+H₂O+CO₂↑，此反应为吸收热量，反应产出的水能够进一步吸热；而且，每221g重量的碱式碳酸铜完全反应可生成约2.24L体积的二氧化碳(在0℃、100kpa的标准状态下)，在200℃、标准大气压下，可产生约3.88L体积的二氧化碳，利用碱式碳酸铜释放出的大量二氧化碳气体，来阻隔燃烧物周围的氧气，使燃烧物失去燃烧条件，达到灭火目的。

此外，阻燃石膏层的内部发泡形成有封闭气孔，封闭气孔的内部密封填充有阻燃气体，当阻燃石膏层发生受热分解时，块状石膏变为粉末状，封闭气孔中的阻燃气体随之释放出来，碱式碳酸铜反应释放出的二氧化碳气体与阻燃石膏层分解释放出的阻燃气体共同组成了阻燃气氛。该防火型石膏板的生产工艺难度低，保证了石膏板在常温时的结构强度，且高温情况下石膏板释放出的气体量大，起到了有效抑制燃烧和防火的作用。

附图说明

图1为本发明的防火型石膏板的具体实施例中防火型石膏板的立体示意图；

图2为本发明的防火型石膏板的具体实施例中防火型石膏板的立体分解图；

图3为本发明的防火型石膏板的具体实施例中防火型石膏板的阻燃石膏层的剖面示意图；

图4为本发明的防火型石膏板的具体实施例中防火型石膏板处于应用状态时的立体示意图；

图5为本发明的防火型石膏板的具体实施例中防火型石膏板的制作方法的工艺流程图。

图中：1－阻燃石膏层、10－封闭气孔、2－第一导热层、3－第二导热层、4－易燃物体。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

本发明的防火型石膏板的具体实施例，如图1至图5所示，防火型石膏板包括阻燃石膏层1、第一导热层2和第二导热层3，第一导热层2设置于阻燃石膏层1的一侧，第二导热层3设置于阻燃石膏层1的另一侧；阻燃石膏层1包括石膏成分和碱式碳酸铜成分，阻燃石膏层1的内部发泡形成有封闭气孔10，封闭气孔10的内部密封填充有阻燃气体。

该防火型石膏板采用了阻燃石膏层1、第一导热层2和第二导热层3的构型设计，通过第一导热层2和第二导热层3可将外界热量快速地传导至阻燃石膏层1，由于阻燃石膏层1包括石膏成分和碱式碳酸铜成分，石膏成分主要为CaSO₄·2H₂O，碱式碳酸铜成分主要为Cu₂(OH)₂CO₃，当温度上升至100℃以上时，CaSO₄·2H₂O开始析出结晶水，并且，因水的比热容大，能够吸收大量的热量。

此外，阻燃石膏层1的内部发泡形成有封闭气孔10，封闭气孔10的内部密封填充有阻燃气体，当阻燃石膏层1发生受热分解时，块状石膏变为粉末状，封闭气孔中的阻燃气体随之释放出来，碱式碳酸铜反应释放出的二氧化碳气体与阻燃石膏层1分解释放出的阻燃气体共同组成了阻燃气氛。该防火型石膏板的生产工艺难度低，保证了石膏板在常温时的结构强度，且高温情况下石膏板释放出的气体量大，起到了有效抑制燃烧和防火的作用。

在本实施例中，阻燃石膏层1采用半水石膏粉末和碱式碳酸铜粉末经混合、制浆、成型以及烘干工艺制成，需要注意的是，应使用不含硫、磷等元素的高纯度石膏粉。并且，阻燃石膏层1还包括改性淀粉成分、缓凝剂成分和玻璃纤维(统称为“配料”)，玻璃纤维掺混于石膏原料中。改性淀粉用于使阻燃石膏层1与导热层粘合，缓凝剂用于降低石膏粉末的水合速度，以防止浆料快速凝固；玻璃纤维掺混于浆料中以形成支撑骨架。

作为进一步的优选方案，阻燃石膏层1还包括发泡成分，发泡成分与半水石膏粉末、碱式碳酸铜粉末均匀混合，且发泡成分用于在阻燃石膏层的内部发泡形成二氧化碳气孔或惰性气体气孔。具体的，发泡成分包括发泡剂、稳泡剂、水和压缩二氧化碳或惰性气体，其中，发泡剂为十二烷基硫酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、α－烯基磺酸钠中的任意一种，稳泡剂为硅树脂聚醚乳液类稳泡剂，以增加产生泡沫的稳定性。将发泡剂、稳泡剂和水按比例加入发泡制备机中搅拌均匀，通入压缩二氧化碳或氮气等惰性气体，产生稳定泡沫以作备用。

另外，第一导热层2和第二导热层3为材质相同的金属层，金属层采用铜、锡、铁、铝及其合金材料中任意一种，如图5所示，第一导热层2、第二导热层3均与易燃物体4接触。阻燃石膏层1中还掺混有铁粉，其中，在密闭环境中，铁粉与氧气发生氧化反应，可有效地消耗环境中的氧气，从而在燃烧物周围营造出缺氧或无氧环境，抑制火灾发生进一步扩大的情况。

用于上述的防火型石膏板的制作方法，包括以下步骤：

S1、按比例配置石膏粉末和碱式碳酸铜粉末。

S2、向石膏粉末和碱式碳酸铜粉末中加入发泡成分和配料，混合制成石膏原料；发泡成分包括发泡剂、稳泡剂、水和压缩二氧化碳或惰性气体，在S2前，先将发泡剂、稳泡剂和水加入发泡制备机中搅拌均匀，并通入压缩二氧化碳或惰性气体，产生稳定泡沫，以备S2使用。

在S2中，配料包括改性淀粉、缓凝剂、水和玻璃纤维，改性淀粉用于使阻燃石膏层与导热层粘合，缓凝剂用于降低石膏粉末的水合速度，以防止浆料快速凝固；玻璃纤维掺混于浆料中以形成支撑骨架。

S3、向石膏原料中加入促凝剂溶液，搅拌均匀制成浆料，在制备浆料过程中，应当检测浆料的pH值，pH值应控制在中性或弱碱性，保证石膏板中的碱式碳酸铜含量达到设定要求。

S4、浆料浇注于模具或模压成型，待浆料固化成型，烘干，使第一导热层、第二导热层分别与浆料结合形成石膏板。在此步骤中，需要对模具中的浆料烘干处理，并注意控制烘干温度，使板材中的游离水分缓慢蒸发，防止石膏粉末中的结晶水析出。

本发明的防火型石膏板的制作方法的具体实施例，与本发明的防火型石膏板的具体实施方式中用于上述的防火型石膏板的制作方法的具体实施例相同，在此不再赘述。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种防火型石膏板，其特征是，包括阻燃石膏层、第一导热层和第二导热层，所述第一导热层设置于所述阻燃石膏层的一侧，所述第二导热层设置于所述阻燃石膏层的另一侧；

2.根据权利要求1所述的防火型石膏板，其特征是，所述阻燃石膏层采用半水石膏粉末和碱式碳酸铜粉末经混合、制浆、成型以及烘干工艺制成。

3.根据权利要求1所述的防火型石膏板，其特征是，所述阻燃石膏层还包括改性淀粉成分、缓凝剂成分和玻璃纤维，所述玻璃纤维掺混于石膏原料中。

4.根据权利要求2所述的防火型石膏板，其特征是，所述阻燃石膏层还包括发泡成分，所述发泡成分与所述半水石膏粉末、所述碱式碳酸铜粉末均匀混合，且所述发泡成分用于在所述阻燃石膏层的内部发泡形成二氧化碳气孔或惰性气体气孔。

5.根据权利要求4所述的防火型石膏板，其特征是，所述发泡成分包括发泡剂、稳泡剂、水和压缩二氧化碳或惰性气体，其中，发泡剂为十二烷基硫酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、α－烯基磺酸钠中的任意一种，所述稳泡剂为硅树脂聚醚乳液类稳泡剂，以增加产生泡沫的稳定性。

6.根据权利要求1所述的防火型石膏板，其特征是，所述第一导热层和所述第二导热层为材质相同的金属层，所述金属层采用铜、锡、铁、铝及其合金材料中任意一种。

7.根据权利要求1所述的防火型石膏板，其特征是，所述阻燃石膏层中还掺混有铁粉。

8.一种用于权利要求1所述的防火型石膏板的制作方法，其特征是，包括以下步骤：

S1、按比例配置石膏粉末和碱式碳酸铜粉末；

S3、向石膏原料中加入促凝剂溶液，搅拌均匀制成浆料；

9.根据权利要求8所述的防火型石膏板的制作方法，其特征是，在S2中，所述配料包括改性淀粉、缓凝剂、水和玻璃纤维，所述改性淀粉用于使阻燃石膏层与导热层粘合，所述缓凝剂用于降低石膏粉末的水合速度，以防止浆料快速凝固；所述玻璃纤维掺混于浆料中以形成支撑骨架。

10.根据权利要求8所述的防火型石膏板的制作方法，其特征是，所述发泡成分包括发泡剂、稳泡剂、水和压缩二氧化碳或惰性气体，在S2前，先将发泡剂、稳泡剂和水加入发泡制备机中搅拌均匀，并通入压缩二氧化碳或惰性气体，产生稳定泡沫，以备S2使用。