CN104529367A - 一种增强石膏板及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种增强石膏板及其制备方法，所述石膏板包括石膏基材层，及嵌入石膏基材层内的三维增强纤维织物，所述三维增强纤维织物由上层，中间层和下层构成，所述上层和下层为网格状平板纤维层，中间层为“8”字形纤维骨架，“8”字形纤维骨架的上、下两端分别与上、下层的平板纤维层连接。本发明通过采用三维增强纤维织物作为产品筋材增强，从结构上看，实现了玻璃纤维的三维定向增强，使板材结构受力均匀，与采用网格布铺设或短纤维喷射、浇注等工艺相比，极大幅度提升抗折、抗压强度，为大规格尺寸板材生产提供力学保证。本发明的制备方法工艺简单，得到的产品性能良好。

Description

一种增强石膏板及其制备方法

技术领域

本发明涉及建材领域，具体涉及一种增强石膏板及其制备方法。

背景技术

近年来，石膏板以其质轻、不燃、具有“呼吸”功能等优点而备受用户的青睐，广泛应用于房屋内墙装饰，而现有内墙石膏板强度较低，在运输过程中板材易破碎，安装后墙体易开裂等，给施工带来不便；同时也造成了巨大的损失。

虽然现有技术存在加入纤维来对石膏板进行增强，但由于其纤维布设不合理的问题，石膏板的机械强度仍然不能满足许多使用场合的要求。

现有技术的纤维的使用方式分为短纤维、纤维毡和网格布三种。将短纤维混入石膏配料中实现增强的方式，由于受现有的混料工艺的限制，短纤维难以均匀混入石膏配料的问题，导致强度分布不均匀的现象比较明显。将短纤维毡粘结在石膏板芯表面能适当改善石膏板的强度，但这种粘结结构不能使短纤维毡起到真正的加强功能，因此对于石膏板的强度改善十分有限。纤维网格布增强，由于受纤维网格布生产技术的限制，所以纤维的密度和加强筋的分布均匀度难以达到理想的程度。

因此，要实现石膏板的强度再提高，需从新的方向出发，才能有望获得新的突破口。申请人经研究得出：在实际使用过程中，石膏板的强度失效主要表现在开裂和断裂，而断裂往往发生在开裂处。避免开裂的有效措施是，尽可能避免石膏板的内应力集中和尽可能均匀石膏板的强度分布，在此所述内应力是指石膏板在制作过程或使用过程中产生的内应力，强度分布是沿石膏板的长度和宽度方向的分布。

进一步地，目前的石膏板大多采用天然石膏为主体，而天然石膏的产量有限，产地也有很大的局限性，致使石膏板的生产地区一般都远离消费地区，必然造成生产成本的增加，而且随着需求的增加，使得天然石膏矿产开采泛滥并面临枯竭，因此，亟需寻求另一种材料来取代天然石膏。

脱硫石膏又称排烟脱硫石膏、硫石膏或FGD石膏，主要成分和天然石膏一样，为二水硫酸钙CaSO₄·2H₂O，含量≥93%。脱硫石膏是燃煤或油的工业企业在治理烟气中的二氧化硫后而得到的工业副产石膏，其加工利用的意义非常重大。它不仅有力地促进了国家环保循环经济的进一步发展，而且还大大降低了矿石膏的开采量，保护了资源。而且脱硫石膏的一些性能如：抗折、抗压等，远远优天然石膏，因此是天然石膏的一种最佳替代品。但由于脱硫石膏存在含水量较大、标稠用水量大、颗粒级配差、沁水、容重大等性能上的缺陷，使用时需要进行相应的调整，因此目前脱硫石膏还没有得到很好应用。目前大部分的脱硫石膏还是采用堆积、填埋法处理，对土地、地下水和大气环境造成严重的污染。

故如果能够利用脱硫石膏生产石膏板，则可大幅减少天然石膏的开采量，有利于节约能源、节约土地，并为电厂烟气脱硫后的废料处理开辟新路，有利于减少二氧化硫的排放量，保护环境。

进一步的，目前高档会所或家居装修均采用木板做装饰材料，以突显高端、大气的装饰效果，但普通木板易吸潮、发霉，会影响家装效果。另外，木板易燃烧，一旦发生火灾，后果不堪设想，给人们的生活带来重大的安全隐患。因此人们更倾向于使用具有防火功能的石膏板，但现有内墙装饰用的石膏板表面纹理单一，不能很好的满足人们的需求，尤其是原木木纹纹理，由于其装饰效果高贵等优点，一直受到人们的青睐，因此若能在石膏板表面模拟原木表面天然的纹理则能更好的迎合消费者需求。

进一步的，国内现有家居建筑物内墙用石膏板，由于技术原因，其面层的耐水性、耐碱性和耐候性不足，易刮伤、变形且难清理和维护，尤其是容易在表面附着金黄色葡萄球菌等有害菌类产生臭味、污染空气，影响美观。且在墙体装饰阶段通常采用色漆涂料为着色剂，这些涂料中挥发出的有机物（甲醛、苯系物等）在室内持久而缓慢，严重威胁了人们的身体健康。因此如何减少室内挥发性有机化合物（VOC）含量，构建绿色家居已成为当代人类刻不容缓的重任之一。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种增强石膏板，通过改变增强纤维的结构，进一步地，还在石膏板基材中添加功能外加剂，有效提高石膏板的强度。

本发明解决其技术问题的解决方案是：一种增强石膏板，包括石膏基材层，石膏基材层内嵌有三维增强纤维织物；所述三维增强纤维织物由上层、中间层和下层构成，所述上层和下层为网格状平板结构且靠近石膏基材层的上表面或下表面，所述中间层为“8”字形纤维骨架，“8”字形纤维骨架的上、下两端分别与网格状平板结构的上、下层相连接。

三维增强纤维织物是由纤维编织而成的，中间层的“8”字形纤维骨架高度可以在2~25mm内根据工艺要求而变化，上、下两层的平板纤维层厚度也可以调节，及编织用纤维粗细也可以调节。

优选地，所述三维增强纤维织物是玻璃纤维、碳纤维或玄武岩纤维织物；即所述三维增强纤维织物是由玻璃纤维、碳纤维或玄武岩纤维编织而成的。

进一步地，所述增强石膏板还包括仿木纹涂层，所述仿木纹涂层位于石膏基材层之上。

进一步地，所述石膏板还包括纳米二氧化钛绿色环保涂层，所述纳米二氧化钛绿色环保涂层位于石膏基材层或仿木纹涂层之上。

进一步地，所述石膏板还包括气凝胶层，所述气凝胶层位于所述石膏基材层之下，是将气凝胶复合隔热毡粘附在石膏板表面而形成，气凝胶隔热毡通常是由纳米气凝胶与无机纤维复合而成，可以起到保温、隔热的效果。

优选地，所述气凝胶层厚度3~10mm，25℃时，导热系数为0.020W/m·K 。

进一步地，为了提高石膏板的韧性，所述的石膏基材层中含有功能外加剂，所述功能外加剂为双酚A型环氧树脂、酚醛环氧树脂、可再分散乳胶粉或纤维素醚。

概括起来讲，所述石膏板至少包括石膏基材层和嵌入石膏基材层中的三维增强织物，进一步的，可以包括仿木纹涂层、纳米二氧化钛绿色环保涂层和气凝胶层中的至少一层。当同时包括仿木纹涂层和纳米二氧化钛绿色环保涂层时，纳米二氧化钛绿色环保涂层位于仿木纹涂层之上。为了提高韧性，所述石膏板中可以含有功能外加剂双酚A型环氧树脂、酚醛环氧树脂、可再分散乳胶粉或纤维素醚。

本发明的另一方面，还提供了一种石膏板的制备方法，包括步骤，

1）石膏基材层浆体制备：将α-高强脱硫石膏粉、隔热保温材料、功能外加剂、缓凝剂、分散剂和水照下述重量百分配比混合，充分搅拌均匀，获得石膏浆体；

α-高强脱硫石膏粉              65-75%

隔热保温材料                   0-9%

功能外加剂                     1-4%

缓凝剂                         0.1-0.3%

分散剂                         0.1-0.5%

水                             20-25%

所述α-高强脱硫石膏粉为电厂烟气脱硫石膏经加工煅烧而成，优选纯度≥90%、白度≥90%、标稠≤35、细度≤ 1000目；

所述隔热保温材料为聚酰亚胺、中空玻璃微球或蛭石粉；

所述功能外加剂为双酚A型环氧树脂、酚醛环氧树脂、可再分散乳胶粉或纤维素醚；

所述缓凝剂为柠檬酸或柠檬酸盐；

所述分散剂为三聚磷酸钠、六偏磷酸钠或聚丙烯酸；

2）石膏基材层成型：在模具内部涂一层脱模剂，再喷涂上述石膏浆体；待石膏浆体初凝后，放入三维增强纤维织物，再缓慢倒入剩余石膏浆料，轻轻震荡至表面平整光洁后静置一段时间；

3）石膏基材层养护：将成型好的石膏基材层常温养护4小时后，进行脱模；脱模后的产品置于养护室养护1天。

进一步的，本发明的石膏板的制备方法还可以包括以下3个步骤中的至少一个，所述3个步骤分别是：

4）仿木纹涂层制备：采用喷涂或者水转印技术在石膏基材层的上表面得到所需的木纹图案，干燥后，在木纹图案表面喷涂丙烯酸清漆，100℃烘干，从而得到具有仿木纹涂层的石膏板；

5）纳米二氧化钛绿色环保涂层制备：在所得到的石膏基材层的上表面或仿木纹涂层的上表面喷涂含有纳米二氧化钛的溶液，并干燥，形成纳米二氧化钛绿色环保涂层；所述溶液是由以下重量百分比的组分组成的：

纳米二氧化钛                     1-5%

成膜剂                         30-40%

分散剂                         1.5-7.5%

去离子水                       50-65%

所述纳米二氧化钛为锐钛矿结构的纳米二氧化钛；

所述成膜剂为硅酸盐或硅酸酯；

所述溶液的pH为7~11；

6）气凝胶层制备：利用建筑用胶将气凝胶复合隔热毡粘贴固定在石膏基材层的下表面，形成气凝胶层。

即，按照上述概括，本发明的石膏板的制备方法可以包括：

方案一、一种石膏板的制备方法，包括步骤，

1）石膏基材层浆体制备；

2）石膏基材层成型；

3）石膏基材层养护；

4）仿木纹涂层制备。

方案二、一种石膏板的制备方法，包括步骤

1）石膏基材层浆体制备；

2）石膏基材层成型；

3）石膏基材层养护；

5）纳米二氧化钛绿色环保涂层制备。

方案三、一种石膏板的制备方法，包括步骤：

1）石膏基材层浆体制备；

2）石膏基材层成型；

3）石膏基材层养护；

6）气凝胶层制备。

方案四、一种石膏板的制备方法，包括以下步骤，

1）石膏基材层浆体制备；

2）石膏基材层成型；

3）石膏基材层养护；

4）仿木纹涂层制备；

5）纳米二氧化钛绿色环保涂层制备。

方案五、一种石膏板的制备方法，包括步骤：

1）石膏基材层浆体制备；

2）石膏基材层成型；

3）石膏基材层养护；

4）仿木纹涂层制备；

6）气凝胶层制备。

方案六、一种石膏板的制备方法，包括以下步骤，

1）石膏基材层浆体制备；

2）石膏基材层成型；

3）石膏基材层养护；

5）纳米二氧化钛绿色环保涂层制备；

6）气凝胶层制备。

方案七、一种石膏板的制备方法，包括以下步骤，

1）石膏基材层浆体制备；

2）石膏基材层成型；

3）石膏基材层养护；

4）仿木纹涂层制备；

5）纳米二氧化钛绿色环保涂层制备；

6）气凝胶层制备。

各步骤的具体实施方法按照前述的详细步骤进行操作。

本发明的有益效果是：

（a）本发明通过采用三维增强纤维织物作为产品筋材增强，从结构上看，实现了玻璃纤维的三维定向增强，使板材结构受力均匀，与采用网格布铺设或短纤维喷射、浇注等工艺相比，极大幅度提升抗折、抗压强度，为大规格尺寸板材生产提供力学保证。

（b）本发明的石膏基材层中由α-高强脱硫石膏粉浆料加工而成，同时浆料中加入功能外加剂，能有效改善石膏板的韧性，能使石膏板具有在成型过程初终凝合适、在运输过程中不易破碎、安装施工后长久不变形等优点。

（c）本发明的石膏基材层用的α-高强脱硫石膏粉采用电厂尾气脱硫石膏高温煅烧加工而成，不仅使得天然矿产石膏的使用量得到缓冲，也解决了电厂废弃物脱硫石膏对环境的污染问题，变废为宝，实现了资源的再利用，从思想上符合“可持续发展”的基本国策，是一种有利于生态环境的可持续发展的产品。

（d）本发明的石膏板表面还具有天然木材美感的木纹纹理涂层，高贵大方，不燃且阻燃，防火等级高，使得室内家装建材更具人性化；本发明石膏板还具有纳米二氧化钛绿色环保涂层，具有净化室内空气、杀菌等作用，并有自清洁功能等优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他设计方案和附图。

图1-4是本发明实施例的石膏板结构示意图。

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。本发明创造中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。

参照图1，本发明一实施例的石膏板，包括石膏基材层1，石膏基材层1内嵌有三维增强纤维织物2；三维增强纤维织物2由上层21、中间层22和下层23构成，上层21和下层23为网格状平板结构且靠近石膏基材层1的上表面或下表面，中间层22为“8”字形纤维骨架，“8”字形纤维骨架的上、下两端分别与网格状平板结构的上层21和下层23相连接。

参照图2-4，给出了本发明实施例的其他结构的石膏板的结构示意图。

如图2（a），一种石膏板，同包括石膏基材层1，嵌入石膏基材层1内的三维增强纤维织物2，还包括位于石膏基材层1之上的仿木纹涂层3。

如图2（b），一种石膏板，包括石膏基材层1，嵌入石膏基材层内的三维增强纤维织物2，还包括位于石膏基材层1之上的纳米二氧化钛绿色环保涂层4。

如图2（c），一种石膏板，包括石膏基材层1，嵌入石膏基材层内的三维增强纤维织物2，还包括位于石膏基材层1之下的气凝胶层5。

如图3（a），一种石膏板，在图2（a）示意的结构基础上，进一步还包括纳米二氧化钛绿色环保涂层4，纳米二氧化钛绿色环保涂层4位于仿木纹涂层3之上。

如图3（b），一种石膏板，在图2（b）示意的结构基础上，进一步还包括气凝胶层5，气凝胶层5位于石膏基材层1之下。

如图3（c），一种石膏板，在图2（c）示意的结构基础上，进一步还包括仿木纹涂层3，仿木纹涂层3位于石膏基材层1之上。

如图4，一种石膏板，在图3（a）示意的结构基础上，进一步还包括气凝胶层5，气凝胶层5位于石膏基材层1之下。

优选地，为了提高石膏板的韧性，上述实施例中的石膏基材层1中可以添加功能外加剂，所述功能外加剂为双酚A型环氧树脂、酚醛环氧树脂、可再分散乳胶粉或纤维素醚。

上述实施例中的三维增强纤维织物2是由玻璃纤维、碳纤维或玄武岩纤维编织而成的，中间层22的“8”字形纤维骨架高度可以在2~25mm内根据工艺要求而变化，上、下两层的平板纤维层厚度也可以调节，及编织用纤维粗细也可以调节。

仿木纹涂层3是采用喷涂或者水转印技术在石膏基材层1的上表面得到所需的木纹图案，干燥后，在木纹图案表面喷涂丙烯酸清漆，100℃烘干，制备得到。所采用的喷涂或水转印技术为本领域技术人员常用的技术，其中喷涂包括喷木纹漆或者喷墨；由于木纹漆中多含有机溶剂，故优选喷墨方式喷涂，更环保；或者水转印技术制得。如若采用水转印技术，具体做法可以如下：

1）制作水转印木纹花纸。根据需要的木纹图案进行电脑处理后输出底片制印版，然后在水转印底纸上进行图案印刷，在印好图案的底纸上再印刷封面油；或者直接利用彩色激光打印机将所需木纹图案打印到水转印底纸上。

2）木纹花纸浸泡。把印制好的木纹花纸置入水中，浸泡30s后取出，等它可以滑动即可。注意浸泡时间不要太长，否则会溶解纸表面的胶。

3）图案转贴。首先将石膏板的表面进行抛光打磨处理，然后将浸泡好的木纹花纸转贴到其上，刮除多余的水分，送入干燥室。

4）干燥。将贴有水转印木纹花纸的石膏板拉入干燥室内，于60~100℃下干燥30min，取下木纹花纸即可。

5）采用市售水性丙烯酸清漆，按其工艺比例进行调配，喷涂至石膏板表面，100℃烘干即可。

所述纳米二氧化钛绿色环保涂层4含有纳米二氧化钛的溶液喷涂在石膏基材层1或仿木纹涂层3表面上制备得到的。由于纳米二氧化钛具有光催化效果，将其喷涂在石膏板表面，则可以分解房屋装修过程中产生的有害物质，净化室内空气，也具有杀菌作用，同时可以防尘防污垢，易于清洁、保养和维护。

所述气凝胶层5，是将气凝胶复合隔热毡粘附在石膏板表面而形成，气凝胶隔热毡通常是由纳米气凝胶与无机纤维复合而成，可以起到保温、隔热的效果。

优选地，所述气凝胶层5厚度为3~10mm，25℃时，导热系数为0.020W/m·K。

下面结合优选的具体实施例，进一步说明本发明的石膏板的结构、制备方法和性能等。

以下实施例中，所用到的α-高强脱硫石膏粉为电厂烟气脱硫石膏经加工煅烧而成，按其纯度≥90%、白度≥ 90%、标稠≤ 35、细度≤ 1000目。

实施例1：

1）石膏基材层1浆体制备：将72kgα-高强脱硫石膏粉、3kg双酚A型环氧树脂、0.1kg柠檬酸、0.5kg丙烯酸乳液、24.4kg水，充分搅拌均匀，获得石膏浆体。

2）石膏基材层1成型：在模具内部涂一层脱模剂，再喷涂上述石膏浆体。待石膏浆体初凝后，放入三维增强纤维织物2，再缓慢倒入剩余石膏浆料，轻轻震荡至表面平整光洁后静置一段时间，所述三维增强纤维织物2由玻璃纤维纺织而成，中间层22高度12mm。

3）石膏基材层1养护：将成型好的石膏基材层常温养护4小时后，进行脱模；脱模后的产品置于养护室养护1天后，制备得到石膏基材层1。

得到的石膏板尺寸为300mm×300mm×18mm，产品结构如图1所示。

实施例2：

1）石膏基材层1浆体制备：将70kgα-高强脱硫石膏粉、6kg聚酰亚胺、3kg酚醛环氧树脂、0.1kg柠檬酸、0.4kg丙烯酸乳液、20.5kg水，充分搅拌均匀，获得石膏浆体。

2）石膏基材层1成型：在模具内部涂一层脱模剂，再喷涂上述石膏浆体。待石膏浆体初凝后，放入三维增强纤维织物2，再缓慢倒入剩余石膏浆料，轻轻震荡至表面平整光洁后静置一段时间，所述三维增强纤维织物2由玻璃纤维纺织而成，中间层22高度12mm。

3）石膏基材层1养护：将成型好的石膏基材层常温养护4小时后，进行脱模；脱模后的产品置于养护室养护1天后，制备得到石膏基材层1。

4）仿木纹层3的制备：根据工艺要求，按照前述的水转印技术在石膏基材层的上表面得到所需的木纹图案， 80℃干燥30min；然后采用市售水性丙烯酸清漆，按其工艺比例进行调配，喷涂至木纹图案表面，100℃烘干。

得到的石膏板尺寸为300mm×300mm×18mm，产品结构如图2（a）所示。

实施例3：

1）石膏基材层1浆体制备：将65kgα-高强脱硫石膏粉、8kg玻璃微球、2kg可再分散乳胶粉、0.2kg柠檬酸盐、0.1kg三聚磷酸钠、26.7kg水，充分搅拌均匀，获得石膏浆体。

2）石膏基材层1成型：在模具内部涂一层脱模剂，再喷涂上述石膏浆体。待石膏浆体初凝后，放入三维增强纤维织物2，再缓慢倒入剩余石膏浆料，轻轻震荡至表面平整光洁后静置一段时间，所述三维增强纤维织物2由玻璃纤维纺织而成，中间层22高度12mm。

3）石膏基材层1养护：将成型好的石膏基材层常温养护4小时后，进行脱模；脱模后的产品置于养护室养护1天后，制备得到石膏基材层1。

4）仿木纹层3制备：根据工艺要求，通过木纹喷漆技术将所需木纹的图案直接喷涂形成在石膏基材层上表面，干燥后；采用市售水性丙烯酸清漆，按其工艺比例进行调配，喷涂至石膏板表面，100℃烘干即可。

5）纳米二氧化钛绿色环保涂层4制备：将4kg钙钛矿型纳米二氧化钛、35kg硅酸盐、6kg 阴离子表面活性剂、63kg去离子水进行混合，充分搅拌均匀，并用NaOH水溶液调节溶液pH=10，即获得具有光催化活性的稳定的纳米二氧化钛水溶液。再将其倒入喷枪中，均匀喷涂至仿木纹层3的表面，自然干燥成膜即可。

得到的石膏板尺寸为300mm×300mm×18mm，产品结构如图3（a）所示。

实施例4：

1）石膏基材层1浆体制备：将71kg物料α-高强脱硫石膏粉、7kg蛭石粉、1kg酚醛环氧树脂、0.1kg柠檬酸、0.1kg六偏磷酸钠、20.8kg水，充分搅拌均匀，获得石膏浆体。

2）石膏基材层1成型：在模具内部涂一层脱模剂，再喷涂上述石膏浆体。待石膏浆体初凝后，放入三维增强纤维织物2，再缓慢倒入剩余石膏浆料，轻轻震荡至表面平整光洁后静置一段时间，所述三维增强纤维织物2由玄武岩纤维纺织而成，中间层22高度20mm。

3）石膏基材层1养护：将成型好的石膏基材层1常温养护4小时后，进行脱模；脱模后的产品置于养护室养护1天后，制备得到石膏基材层1。

5）纳米二氧化钛绿色环保涂层4制备：将5kg钙钛矿型纳米二氧化钛、36kg硅酸盐、7.5kg 阳离子表面活性剂、50.5kg去离子水进行混合，充分搅拌均匀，并用NaOH水溶液调节溶液pH=7，即获得具有光催化活性的稳定的纳米二氧化钛水溶液。再将其倒入喷枪中，均匀喷涂至石膏基材层1的表面，自然干燥成膜即可。

得到的石膏板尺寸为300mm×300mm×25mm，产品结构如图2（b）所示。

实施例5：

1）石膏基材层1浆体制备：将69kgα-高强脱硫石膏粉、1kg酚醛环氧树脂、0.1kg柠檬酸、0.5kg聚丙烯酸乳液、29.4kg水，充分搅拌均匀，获得石膏浆体。

2）石膏基材层1成型：在模具内部涂一层脱模剂，再喷涂上述石膏浆体。待石膏浆体初凝后，放入三维增强纤维织物2，再缓慢倒入剩余石膏浆料，轻轻震荡至表面平整光洁后静置一段时间，所述三维增强纤维织物2由碳纤维纺织而成，中间层22高度8mm。

3）石膏基材层1养护：将成型好的石膏基材层1常温养护4小时后，进行脱模；脱模后的产品置于养护室养护1天后，制备得到石膏基材层1。

6）气凝胶层5的制备：利用建筑用胶将6mm厚的气凝胶复合隔热毡粘贴固定在石膏基材层1的下表面，形成气凝胶层5。

得到的石膏板尺寸为300mm×300mm×18mm，产品结构如图2（c）所示。

实施例6：

1）石膏基材层1浆体制备：将75kgα-高强脱硫石膏粉、4kg玻璃微球、0.1kg酚醛环氧树脂、0.3kg柠檬酸、0.3kg聚丙烯酸乳液、21.6kg水，充分搅拌均匀，获得石膏浆体。

2）石膏基材层1成型：在模具内部涂一层脱模剂，再喷涂上述石膏浆体。待石膏浆体初凝后，放入三维增强纤维织物2，再缓慢倒入剩余石膏浆料，轻轻震荡至表面平整光洁后静置一段时间，所述三维增强纤维织物2由玻璃纤维纺织而成，中间层22高度8mm。

3）石膏基材层1养护：将成型好的石膏基材层常温养护4小时后，进行脱模；脱模后的产品置于养护室养护1天后，制备得到石膏基材层1。

5）纳米二氧化钛绿色环保涂层4制备：将5kg钙钛矿型纳米二氧化钛、31kg硅酸酯、7.5kg PEG、57.5kg去离子水进行混合，充分搅拌均匀，并用NaOH水溶液调节溶液pH=8，即获得具有光催化活性的稳定的纳米二氧化钛水溶液。再将其倒入喷枪中，均匀喷涂至石膏基材层1的表面，自然干燥成膜即可。

6）气凝胶层5的制备：利用建筑用胶将6mm厚的气凝胶复合隔热毡粘贴固定在石膏基材层1的下表面，形成气凝胶层5。

得到的石膏板尺寸为300mm×300mm×18mm，产品结构如图3（b）所示。

实施例7：

1）石膏基材层1浆体制备：将72kgα-高强脱硫石膏粉、3kg双酚A型环氧树脂、0.1kg柠檬酸、0.5kg聚丙烯酸乳液、24.4kg水，充分搅拌均匀，获得石膏浆体。

2）石膏基材层1成型：在模具内部涂一层脱模剂，再喷涂上述石膏浆体。待石膏浆体初凝后，放入三维增强纤维织物2，再缓慢倒入剩余石膏浆料，轻轻震荡至表面平整光洁后静置一段时间，所述三维增强纤维织物2由玻璃纤维纺织而成，中间层22高度8mm。

3）石膏基材层1养护：将成型好的石膏基材层1常温养护4小时后，进行脱模；脱模后的产品置于养护室养护1天后，制备得到石膏基材层1。

4）仿木纹层3的制备：根据工艺要求，按照前述的水转印技术在石膏基材层1的上表面得到所需的木纹图案，80℃干燥30min；然后采用市售水性丙烯酸清漆，按其工艺比例进行调配，喷涂至木纹图案表面，100℃烘干。

5）纳米二氧化钛绿色环保涂层4制备：将5kg钙钛矿型纳米二氧化钛、30kg硅酸酯、7.5kg 阴离子表面活性剂、58.5kg去离子水进行混合，充分搅拌均匀，并用NaOH水溶液调节溶液pH=11，即获得具有光催化活性的稳定的纳米二氧化钛水溶液。再将其倒入喷枪中，均匀喷涂至仿木纹层3的表面，自然干燥成膜即可。

6）气凝胶层5的制备：利用建筑用胶将10mm厚的气凝胶复合隔热毡粘贴固定在石膏基材层1的下表面，形成气凝胶层5。

得到的石膏板尺寸为300mm×300mm×25mm，产品结构如图4所示。

对比例1：

1）采用与实施例1相同的原料配比制备获得石膏浆体。

2）在模具内部涂一层脱模剂，再喷涂上述石膏浆体。待石膏浆体初凝后，放入与实施例1中三维增强纤维织物的下层平板纤维层结构一致的玻璃纤维板，再缓慢倒入约三分之二的石膏浆料，轻轻震荡至表面平整光洁后静置一段时间，再放入与实施例1中三维增强纤维织物的下层平板纤维层结构一致的玻璃纤维板，然后缓慢倒入余下浆料，轻轻震荡至表面平整光洁后静置一段时间。

然后参照实施例1一致的方法，成型，脱模得到石膏基材层，并喷涂仿木纹层和纳米二氧化钛绿色环保涂层，最后得到尺寸为300mm×300mm×18mm的玻璃纤维布增强石膏板。

本发明实施例1-3中与对比例1中得到的石膏板，经过测试，测试结果如下：

以上举例说明了本发明的石膏板的制备方法，但是其实施的步骤顺序并不局限于本发明实施例中描述的顺序，任何其他等同的变换顺序也属于本发明保护的范围。

以上对本发明的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (9)

1.一种增强石膏板，其特征在于：包括石膏基材层，石膏基材层内嵌有三维增强纤维织物；所述三维增强纤维织物由上层、中间层和下层构成，所述上层和下层为网格状平板结构且靠近石膏基材层的上表面或下表面，所述中间层为“8”字形纤维骨架，“8”字形纤维骨架的上、下两端分别与网格状平板结构的上、下层相连接。

2.根据权利要求1所述的增强石膏板，其特征在于：所述三维增强纤维织物是玻璃纤维、碳纤维或玄武岩纤维织物。

3.根据权利要求1所述的增强石膏板，其特征在于：还包括仿木纹涂层，所述仿木纹涂层位于石膏基材层之上。

4.根据权利要求1或3所述的增强石膏板，其特征在于：还包括纳米二氧化钛绿色环保涂层，所述纳米二氧化钛绿色环保涂层位于石膏基材层或仿木纹涂层之上。

5.根据权利要求1所述的增强石膏板，其特征在于：还包括气凝胶层，所述气凝胶层位于所述石膏基材层之下。

6.根据权利要求5所述的增强石膏板，其特征在于：所述气凝胶层厚度为3~10mm；25℃时，导热系数为0.020W/m·K。

7.根据权利要求1所述的增强石膏板，其特征在于：所述的石膏基材层中含有功能外加剂，所述功能外加剂为双酚A型环氧树脂、酚醛环氧树脂、可再分散乳胶粉或纤维素醚。

8.一种增强石膏板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）制备石膏基材层浆体：将α-高强脱硫石膏粉、隔热保温材料、功能外加剂、缓凝剂、分散剂和水照下述重量百分配比混合，充分搅拌均匀，获得石膏浆体；

α-高强脱硫石膏粉              65-75%

隔热保温材料                   0-9%

功能外加剂                     1-4%

缓凝剂                         0.1-0.3%

分散剂                         0.1-0.5%

水                             20-25%

所述α-高强脱硫石膏粉采用电厂尾气脱硫石膏高温煅烧加工而成，纯度≥90%、白度≥90%、标稠≤ 35、细度≤1000目；

所述隔热保温材料为聚酰亚胺、中空玻璃微球或蛭石粉；

所述功能外加剂为双酚A型环氧树脂、酚醛环氧树脂、可再分散乳胶粉或纤维素醚；

所述缓凝剂为柠檬酸或柠檬酸盐；

所述分散剂为三聚磷酸钠、六偏磷酸钠或聚丙烯酸；

2）石膏基材层成型：在模具内部涂一层脱模剂，再喷涂上述石膏浆体；待石膏浆体初凝后，放入三维增强纤维织物，再缓慢倒入剩余石膏浆料，轻轻震荡至表面平整光洁后静置一段时间；

3）石膏基材层养护：将成型好的石膏基材层常温养护4小时后，进行脱模；脱模后的产品置于养护室养护1天，得到所述石膏基材层。

9.根据权利要求8所述的增强石膏板的制备方法，其特征在于，还包括以下3个步骤中的至少一个，所述3个步骤分别是：

4）仿木纹涂层制备：采用喷涂或者水转印技术在石膏基材层的上表面得到所需的木纹图案，干燥后，在木纹图案表面喷涂丙烯酸清漆，100℃烘干，从而得到具有仿木纹涂层的石膏板；

5）纳米二氧化钛绿色环保涂层制备：在所得到的石膏基材层的上表面或仿木纹涂层的上表面喷涂含有纳米二氧化钛的溶液，并干燥，形成纳米二氧化钛绿色环保涂层；所述溶液是由以下重量百分比的组分组成的：

纳米二氧化钛                      1-5%

成膜剂                         30-40%

分散剂                         1.5-7.5%

去离子水                       50-65%

所述纳米二氧化钛为锐钛矿结构的纳米二氧化钛；

所述成膜剂为硅酸盐或硅酸酯；

所述溶液的pH为7~11；

6）气凝胶层制备：利用建筑用胶将气凝胶复合隔热毡粘贴固定在石膏基材层的下表面，形成气凝胶层。