CN111018461A - 一种耐水磷石膏板及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种耐水磷石膏板，包括以下组分，所述各组分的含量以质量比表示如下：磷石膏熟料400‑600质量份；胶粉0.5‑1.5质量份；有机硅油0.05‑2质量份；白水泥2‑9质量份；改性淀粉2.5‑5质量份；发泡剂0.2‑0.5质量份；减水增强剂0.04‑4质量份；水200‑380质量份。该耐水磷石膏板能够保证有效去除磷石膏中水溶磷对有机硅油的疏水性能的影响，从而保证了磷石膏板浸水2小时后，其吸水率不大于10％。同时，磷石膏熟料中掺入白水泥后，两者的和易性好，用于磷石膏板制备时，不会出现泌水，鼓包等问题，并能提高磷石膏板的强度。

Description

一种耐水磷石膏板及其制备方法
技术领域
本发明涉及石膏板制备领域，尤其涉及一种耐水磷石膏板及其制备方法。
背景技术
在磷酸生产过程中，每生产一吨磷酸副产五吨磷石膏，随着我国工业的飞速发展，工业废渣磷石膏的排放量逐年增加，成山堆放的磷石膏给当地的水源污染带来极大危害。
磷石膏的主要组分是二水硫酸钙，同时还含有水溶磷、共晶磷、有机磷、水溶氟、二氧化硅、铁铝等金属化合物等杂质，这些杂质的存在影响磷石膏的使用性能，尤其是水溶磷的存在，业内在生产耐水石膏板时通常避免使用磷石膏。
石膏制品行业中通常使用生石灰对磷石膏进行处理后再用于生产，但生石灰处理后的磷石膏用于石膏板生产时，容易出现泌水，鼓包等问题，会影响石膏板的质量。
发明内容
本发明旨在解决上面描述的问题。本发明的目的是提供一种耐水磷石膏板，该耐水磷石膏板能够保证有效去除磷石膏中水溶磷对有机硅油的疏水性能的影响，从而保证了磷石膏板浸水2小时后，其吸水率不大于10％。同时，磷石膏熟料中掺入白水泥后，两者的和易性好，用于磷石膏板制备时，不会出现泌水，鼓包等问题，并能提高磷石膏板的强度。
根据本发明的一个方面，本发明提供了一种耐水磷石膏板，包括以下组分，所述各组分的含量以质量比表示如下：
Figure BDA0001822388420000021
其中，包括以下组分，所述各组分的含量以质量比表示如下：
Figure BDA0001822388420000022
其中，
所述胶粉选自淀粉醚类胶粉、乙烯/醋酸乙烯酯的共聚胶粉和醋酸乙烯酯/叔碳酸乙烯酯共聚胶粉中的一种或多种；
所述有机硅油选自甲基硅油、含氢硅油的一种或多种；
所述发泡剂选自十二烷基硫酸盐、十二烷基磺酸盐、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐、松香皂类化合物组成的组中的一种或多种；
所述减水增强剂选自木质素磺酸钠盐减水剂、萘系高效减水剂、脂肪族高效减水剂、氨基高效减水剂、聚羧酸高效减水剂中的一种或几种。
其中，
所述胶粉为淀粉醚类胶粉；
所述有机硅油为含氢硅油；
所述发泡剂为十二烷基磺酸盐。
其中，包括以下组分，所述各组分的含量以质量比表示如下：
Figure BDA0001822388420000031
本发明提供的耐水磷石膏板，包括磷石膏熟料400-600质量份，优选地，为450-550质量份，进一步优选地，为480-520质量份；
还包括0.5-1.5质量份的胶粉，胶粉为淀粉醚类胶粉、乙烯/醋酸乙烯酯的共聚胶粉和醋酸乙烯酯/叔碳酸乙烯酯共聚胶粉中的一种或多种，优选的，选用淀粉醚类石膏板专用胶粉；胶粉对石膏料浆起到适当的保水增稠作用，给白水泥提供充分的反应时间。优选的，胶粉的含量为0.5-1.2质量份，进一步优选的，为0.5-1.2质量份。
本发明的耐水磷石膏板还包括有机硅油0.5-1.5质量份，有机硅油为甲基硅油、含氢硅油的一种或多种，优选的，有机硅油选用含氢硅油；有机硅油可以增强石膏制品的耐水性能，其掺量根据石膏板的吸水率来衡量，普通耐水石膏板吸水率控制在10％以内，高级耐水石膏板的吸水率控制在5％以内，用量过高增加生产成本，同时硅油掺量超过一定量将影响石膏板的强度等性能，或过低会达不到耐水板的指标要求。
本发明的创新点之一在于在该耐水磷石膏板中添加了2-9质量份的白水泥，通过添加适量的白水泥可以在磷石膏熟料水化时，利用其水化热来促进白水泥与磷石膏熟料中的水溶磷反应，生成不溶的磷酸盐，从而有效的去除磷石膏中水溶磷对有机硅油的疏水性能的影响。并且，发明人在研究中发现，添加以上质量份的白水泥，与磷石膏熟料的和易性好；在用于磷石膏板制备时，不会出现泌水，鼓包等问题，并能提高磷石膏板的强度。优选地，白水泥的含量为3-8质量份，进一步优选地，为4.5-8质量份。白水泥的含量过高将影响石膏板的强度或过低将达不到除磷效果，导致石膏板的吸水率达不到10％以内。
此外，本发明的磷石膏板还包括2.5-5质量份的改性淀粉，0.2-0.5质量份的发泡剂，0.04-4质量份的减水增强剂以及200-380质量份的水。
改性淀粉是天然淀粉经过适当化学处理，引入某些化学基团使分子结构及理化性质发生变化，生成淀粉衍生物。本发明采用的改性淀粉为改性玉米淀粉或木薯改性淀粉，作为护面纸与石膏板板芯的粘结剂。其含量优选的为3-4.5质量份，进一步优选的，为3-3.5质量份。
发泡剂选自十二烷基硫酸盐、十二烷基磺酸盐、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐、松香皂类化合物组成的组中的一种或多种，优选的地，为十二烷基磺酸盐。发泡剂作为有机硅油的乳化分散剂，含量过高增加生产成本或过低达不到硅油的乳化分散要求。其含量优选的，为0.2-0.4质量份。
根据本发明的另一个方面，提供一种耐水磷石膏板的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备有机硅油乳化剂：
称取预定含量的发泡剂和其含量8-10倍的水，搅拌1-3分钟后静置备用；
(2)制备有机硅油防水剂：
称取改性淀粉、胶粉和减水增强剂放入搅拌锅内；
然后用烧杯称取有机硅油，将所述步骤(1)制备的有机硅油乳化剂倒入所述烧杯中，搅拌1-3分钟后倒入搅拌锅内；
称取预定质量的水，取1/3-1/2的水分2-4次倒入烧杯中搅拌清洗，将洗液全部倒入搅拌锅内；400～800转/分钟搅拌速度下搅拌1-3分钟；将剩余的水倒入所述搅拌锅内，100～200转/分钟搅拌速度下搅拌1-3分钟；
在初始选择较快的转速主要是为了保证硅油在水中可以充分分散乳化；而已经乳化好的硅油在水中比较容易分散，并且此时搅拌锅中混合液的液面较高，搅拌速度快了容易引起液体的飞溅，采用100～200转/分钟的转速即可保证完全地分散乳化。
(3)制备石膏料浆：
称取磷石膏熟料和白水泥，混合均匀后加入搅拌锅中搅拌1-3分钟；
(4)石膏板成型：
将所述步骤(3)制备的石膏浆料倒入成型模具，加压至石膏浆料终凝，制得石膏板；
(5)石膏板干燥：
将所述步骤(4)制备好的石膏板放入已升温至(160±2)℃的烘箱中烘30min，然后将烘箱降温至(105±5)℃继续烘30～40min，最后将烘箱降温至(45±2)℃将板烘至恒重。
通常情况下，改性淀粉、胶粉及减水增强剂是以干粉状态与建筑石膏混匀后再加入到乳化硅油与水的混合液中，本发明地石膏板制备过程中，采用将改性淀粉、胶粉及减水增强剂提前加入到水中与硅油一起分散乳化，可以更好地起到每种外加剂的协同作用。
参照附图来阅读对于实施例的以下描述，本发明的其他特性特征和优点将变得清晰。
附图说明
并入到说明书中并且构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且与描述一起用于解释本发明的原理，在这些附图中，类似的附图标记用于表示类似的要素，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，而不是全部实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了根据本发明的一个实施例制备的耐水磷石膏板；
图2示出了添加生石灰的对比例的磷石膏板；
图3示出了另一添加生石灰的对比例的磷石膏板。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。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。
本发明的耐水磷石膏板通过以下步骤制备：
(1)制备有机硅油乳化剂：
称取0.5-4g的发泡剂和其含量8-10倍的水，搅拌1-3分钟后静置备用；
(2)制备有机硅油防水剂：
称取2.5-4g改性淀粉、0.5-0.75g胶粉及0.04-4g减水增强剂放入搅拌锅内；
然后用烧杯称取0.75-2g有机硅油，将步骤(1)制备的有机硅油乳化剂倒入所述烧杯中，搅拌1-3分钟后倒入搅拌锅内；
称取220-340g水，取1/3-1/2的水分2-4次倒入烧杯中搅拌清洗，将洗液全部倒入搅拌锅内；400～800转/分钟搅拌速度下搅拌1-3分钟；将剩余的水倒入所述搅拌锅内，100～200转/分钟搅拌速度下搅拌1-3分钟；
(3)制备石膏料浆：
称取400-600g磷石膏熟料和2-9g白水泥，混合均匀后加入搅拌锅中搅拌1-3分钟；
(4)石膏板成型：
将所述步骤(3)制备的石膏浆料倒入铺好护面纸下纸的成型模具，然后依次盖上护面纸上纸及压板，待所述石膏浆料终凝后，撤掉压板和成型模具制得石膏板。
(5)石膏板干燥：
将所述步骤(4)制备好的石膏板放入已升温至(160±2)℃的烘箱中烘30min，然后将烘箱降温至(105±5)℃继续烘30～40min，最后将烘箱降温至(45±2)℃将板烘至恒重。
实施例
表1示出了本发明的耐水磷石膏板的各组分含量的具体实施例。需要指出的是，表1中数据并不对本发明的耐水磷石膏板各组分的含量范围造成限制。
表1各组分含量的具体实施例
Figure BDA0001822388420000071
Figure BDA0001822388420000081
测试例
1、石膏板吸水率和抗折强度测定
以实施例5中组分含量为基准，改变白水泥的添加量，以检测白水泥的添量对石膏板吸水率和抗折强度的影响。
将步骤(5)制备的石膏板裁成200mm×240mm的试件，用电子秤称量试件质量(G1)，然后浸入温度为(25±5)℃的水中。试件用支架悬置，不与水槽底部紧贴，试件上表面距水面30mm。浸水2h后取出试件，用半湿毛巾吸去试件表面附着水分，称量试件质量(G2)。记录每个试件在浸水前和浸水后的质量，并按式(1)计算吸水率。
X＝(G2-G1)×100/G1………………………(1)
式中:
X—吸水率，％；
G1—试件浸水前的质量，单位为克(g)；
G2—试件浸水后的质量，单位为克(g)。
表2石膏板浸水2h后吸水率和抗折结果测定结果
Figure BDA0001822388420000082
Figure BDA0001822388420000091
从上表可以看出，本发明的耐水磷石膏板的耐水性能满足磷石膏板浸水2h后，其吸水率不大于10％；当白水泥掺量为1.4％时，耐水效果最优。当白水泥的添加量大于1.4％时，磷石膏板耐水效果开始相对减弱，并且抗折强度也会降低。
2、各实施例石膏板吸水率和抗折强度测定
表3示出了实施例1-10的石膏试块的吸水率以及抗折强度情况。测试方法同1。
表3各实施例石膏板浸水2h后吸水率和抗折结果测定结果
Figure BDA0001822388420000092
对比例
图1-3分别示出了添加了白水泥和生石灰的磷石膏板。
从图中可以看出，图1，添加了1.4％白水泥的磷石膏板没有出现泌水、鼓包等问题，说明磷石膏熟料和白水泥的和易性好。而图2和图3，添加了生石灰的磷石膏板，则有明显的鼓包、泌水的情况。
综上所述，本发明提供的耐水磷石膏板能够保证有效去除磷石膏中水溶磷对有机硅油的疏水性能的影响，从而保证了磷石膏板浸水2小时后，其吸水率不大于10％。同时，磷石膏熟料中掺入白水泥后，两者的和易性好，用于磷石膏板制备时，不会出现泌水，鼓包等问题，并能提高磷石膏板的强度。
上面描述的内容可以单独地或者以各种方式组合起来实施，而这些变型方式都在本发明的保护范围之内。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种耐水磷石膏板，其特征在于，包括以下组分，所述各组分的含量以质量比表示如下：
Figure FDA0001822388410000011
2.如权利要求1所述的耐水磷石膏板，其特征在于，包括以下组分，所述各组分的含量以质量比表示如下：
Figure FDA0001822388410000012
3.如权利要求1或2所述的耐水磷石膏板，其特征在于，
所述胶粉选自淀粉醚类胶粉、乙烯/醋酸乙烯酯的共聚胶粉和醋酸乙烯酯/叔碳酸乙烯酯共聚胶粉中的一种或多种；
所述有机硅油选自甲基硅油、含氢硅油的一种或多种；
所述发泡剂选自十二烷基硫酸盐、十二烷基磺酸盐、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐、松香皂类化合物组成的组中的一种或多种；
所述减水增强剂选自木质素磺酸钠盐减水剂、萘系高效减水剂、脂肪族高效减水剂、氨基高效减水剂、聚羧酸高效减水剂中的一种或几种。
4.如权利要求3所述的耐水磷石膏板，其特征在于，
所述胶粉为淀粉醚类胶粉；
所述有机硅油为含氢硅油；
所述发泡剂为十二烷基磺酸盐。
5.如权利要求4所述的耐水磷石膏板，其特征在于，包括以下组分，所述各组分的含量以质量比表示如下：
Figure FDA0001822388410000021
6.如权利要求1-4任一项所述的耐水磷石膏板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)制备有机硅油乳化剂：
称取预定含量的发泡剂和其含量8-10倍的水，搅拌1-3分钟后静置备用；
(2)制备有机硅油防水剂：
称取改性淀粉、胶粉及减水增强剂放入搅拌锅内；
然后用烧杯称取有机硅油，将所述步骤(1)制备的有机硅油乳化剂倒入所述烧杯中，搅拌1-3分钟后倒入所述搅拌锅内；
称取预定质量的水，取1/3-1/2的水分2-4次倒入所述烧杯中搅拌清洗，将洗液全部倒入所述搅拌锅内；在第一搅拌速度下搅拌1-3分钟；将剩余的水倒入所述搅拌锅内，在第二搅拌速度下搅拌1-3分钟；
(3)制备石膏料浆：
称取磷石膏熟料和白水泥，混合均匀后加入所述搅拌锅中搅拌1-3分钟；
(4)石膏板成型：
将所述步骤(3)制备的石膏浆料倒入成型模具，加压至所述石膏浆料终凝，制得石膏板。
7.如权利要求6所述的耐水磷石膏板的制备方法，其特征在于，还包括以下步骤：
(5)石膏板干燥：
将所述步骤(4)制备好的石膏板放入烘箱中将烘至恒重。
8.如权利要求6所述的耐水磷石膏板的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，所述第一搅拌速度为400～800转/分钟，所述第二搅拌速度为100～200转/分钟。
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