CN111606674B - 一种高隔声纸面石膏板及其制备方法 - Google Patents

一种高隔声纸面石膏板及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种高隔声纸面石膏板及其制备方法；纸面石膏板原料按质量份计包括：100份石膏熟料、0.1‑0.3份减水剂、0.2‑0.8份改性淀粉、0.1‑0.5份胶粉、0.2‑0.5份隔音材料，0.03‑0.05份发泡剂和70‑90份的水。所述制备方法包括，称取石膏熟料、减水剂、改性淀粉、胶粉、隔音材料、发泡剂和水混合加入搅拌机混合均匀，得到石膏浆料；将搅拌均匀的石膏浆料与护面纸搭接粘牢成型，制得湿板；待湿板凝固后，进入干燥机，经过干燥后的湿板即为纸面石膏板。本发明制得的纸面石膏板隔声性能好，力学性能优良，横、纵向断裂载荷较普通纸面石膏板分别提升50％、65％。

Description

一种高隔声纸面石膏板及其制备方法
技术领域
本文涉及建筑材料技术领域以及隔声技术领域，具体涉及一种高隔声纸 面石膏板及其制备方法。
背景技术
纸面石膏板是以建筑石膏为主要原料，掺入适量添加剂与纤维做板芯， 以特制的板纸为护面，经加工制成的板材。石膏板具有无污染、加工性能强、 施工方法简便的优点，广泛应用于建筑室内装饰中。近年来，随着我国发展， 各地兴建高层建筑，这些建筑要求尽量减少墙厚以增加使用面积，因此提高 石膏板墙的隔声量，成为实际应用中迫切需要解决的问题。
半水石膏水化时理论用水量为0.186，但在纸面石膏板实际生产过程中， 为提高料浆流动性，常加入大于理论用水量的拌合水，多余的拌合水在石膏 板干燥过程中蒸发，导致石膏板中存在较多开放的气孔。石膏板中水蒸气蒸 发引起的开放气孔导致石膏晶体搭接致密性差，石膏板面密度降低、隔声性 能较差。
因此开发一种隔声性能较好的纸面石膏板已成为必要。
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。
本申请提供了一种高隔声纸面石膏板及其制备方法，可以在纸面石膏板 厚度不变的条件下，提高纸面石膏板的隔声性能。
墙板的空气隔声效果遵从质量定律：当入射声波遇到墙板表面时，一部 分被反射，一部分被吸收，另一部分透过墙板到另一个空间。假定墙板无限 大，声波通过振动，带动墙板振动，引起墙板另一面的空气相应的振动。墙 板的振动主要由其质量、劲度、阻尼和频率决定。质量越大隔声效果越好。
本申请提供了一种高隔声纸面石膏板，其中，所述纸面石膏板包括板芯 以及板芯外侧的护面纸，所述板芯的原料按质量份计包括：100份石膏熟料、 0.1-0.3份减水剂、0.2-0.8份改性淀粉、0.1-0.5份胶粉、0.2-0.5份隔音材料， 0.03-0.05份发泡剂和70-90份的水。
在本发明提供的高隔声纸面石膏板中，所述石膏熟料的比表面积为 3200-4800cm2/g。
在本发明提供的高隔声纸面石膏板中，所述减水剂选自聚羧酸减水剂、 苯磺酸盐系减水剂、萘系减水剂和三聚氰胺系减水剂中的一种或多种。
在本发明提供的高隔声纸面石膏板中，所述改性淀粉选自改性玉米淀粉、 改性高粱淀粉、改性木薯淀粉和改性马铃薯淀粉中的一种或多种。
在本发明提供的高隔声纸面石膏板中，所述胶粉为醋酸乙烯酯-乙烯共聚 物、乙烯-丙烯酸酯共聚物中的一种或多种，
在本发明提供的高隔声纸面石膏板中，所述隔音材料包含第一组分以及 第二组分，所述第一组分选自玻璃纤维；所述玻璃纤维选自中无碱玻璃纤维 和抗碱玻璃纤维中的任意一种；
在本发明提供的高隔声纸面石膏板中，所述第二组份选自聚丙烯丁基橡 胶。
在本发明提供的高隔声纸面石膏板中，所述玻璃纤维的长度为10-20mm， 所述玻璃纤维单丝直径为5-20μm；
在本发明提供的高隔声纸面石膏板中，所述第一组分与第二组份的质量 比为2-4:1。
在本发明提供的高隔声纸面石膏板中，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一种或多种；所述稳泡剂为硅树脂聚醚 乳液；所述表面活性剂和稳泡剂的质量比为1:(0.8-1)。
另一方面，本发明提供了上述高隔声纸面石膏板的制备方法，包括如下 步骤：
1)称取石膏熟料、减水剂、改性淀粉、胶粉、隔音材料、发泡剂和水混 合加入搅拌机混合均匀，得到石膏浆料；
2)将搅拌均匀的石膏浆料与护面纸搭接粘牢成型，制得湿板；
3)待湿板凝固后，进入干燥机，经过干燥后的湿板即为纸面石膏板。
在本发明提供的高隔声纸面石膏板的制备方法中，步骤3)中所述的干燥 为干燥温度递减的两个以上的干燥阶段。
在本发明提供的高隔声纸面石膏板的制备方法中，步骤3)中所述的干燥 共有三个干燥阶段，第一干燥阶段的干燥时间为0.5-1h，干燥温度为 150-200℃；第二干燥阶段的干燥时间为0.5-1.5h，干燥温度为100-130℃；第 三干燥阶段的干燥时间为12-36h，干燥温度为45-60℃。
其中，所述石膏熟料由脱硫石膏制成，所述制成熟料的方法可采用本领 域常用的方法进行，在本发明中，可以将脱硫石膏先在锤式打散机内高温快 速烘干并煅烧部分结晶水，再间接换热慢速煅烧剩余结晶水。
本发明提供的高隔声纸面石膏板，通过原料各组分的协同作用，改善了 石膏浆体工作性与流动度，在保证石膏浆体流动度的情况下减少石膏水化拌 和水用量，改善了料浆的和易性。此外，提高石膏板的致密度，增加单位面 积板材的质量，进而增加石膏板隔声性能。而且，本发明提供的纸面石膏板 韧性好，提高了板材的内聚强度、抗折强度并提升板材耐水性。
本发明制得的纸面石膏板隔声性能好，力学性能优良，横、纵向断裂载 荷较普通纸面石膏板分别提升50％、65％。
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、权利要求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。
本发明实施例提供了一种高隔声纸面石膏板，所述纸面石膏板包括板芯 以及板芯外侧的护面纸，所述板芯的原料按质量份计包括：100份石膏熟料、 0.1-0.3份减水剂、0.2-0.8份改性淀粉、0.1-0.5份胶粉、0.2-0.5份隔音材料， 0.03-0.05份发泡剂和70-90份的水。
在本发明实施例中，所述石膏熟料的比表面积为3200-4800cm2/g。
在本发明实施例中，所述减水剂选自聚羧酸减水剂、苯磺酸盐系减水剂、 萘系减水剂和三聚氰胺系减水剂中的一种或多种。
在本发明实施例中，所述改性淀粉选自改性玉米淀粉、改性高粱淀粉、 改性木薯淀粉和改性马铃薯淀粉中的一种或多种。
在本发明实施例中，所述胶粉为醋酸乙烯酯-乙烯共聚物、乙烯-丙烯酸酯 共聚物中的一种或两种。
在本发明实施例中，所述隔音材料包含第一组分以及第二组分，所述第 一组分选自玻璃纤维；所述玻璃纤维选自中无碱玻璃纤维和抗碱玻璃纤维中 的任意一种；
在本发明实施例中，所述第二组份选自聚丙烯丁基橡胶；
在本发明实施例中，所述玻璃纤维的长度为10-20mm，所述玻璃纤维单 丝直径为5-20μm；
在本发明实施例中，所述第一组分与第二组份的质量比为2-4:1。
在本发明实施例中，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 乙烯醚硫酸钠中的一种或多种；所述稳泡剂为硅树脂聚醚乳液；所述表面活 性剂和稳泡剂的质量比为1:(0.8-1)。
在本申请的实施方式中，石膏熟料是脱硫石膏先在锤式打散机内高温快速 烘干并煅烧部分结晶水，再间接换热慢速煅烧剩余结晶水后制得的半水石膏； 减水剂为市售高效减水剂；改性淀粉为改性玉米淀粉；胶粉为市售胶粉；玻 璃棉和聚丙烯丁基橡胶共混纤维均为市售材料。
实施例1
本实施例制得的纸面石膏板，其原料中，所述石膏熟料的比表面积为 3200cm2/g；所述隔音材料中第一组分为无碱玻璃纤维，第二组份为锦润橡胶 生产的聚丙烯丁基橡胶共混纤维；第一组分和第二组份的质量比为2:1；所述 玻璃纤维的长度为10mm，所述玻璃纤维的单丝直径为5μm。所述发泡剂由 富腾化工生产的十二烷基硫酸钠和大迈化工生产的硅树脂聚醚乳液配制而 成；二者的质量比为1:1。所述改性淀粉为改性玉米淀粉，所述胶粉为瓦克化 学生产的5010N胶粉；所述减水剂为巴斯夫生产的312减水剂；
本实施例制得的纸面石膏板，具体制备步骤如下：
1)按质量份计称量石膏熟料100份、减水剂0.1份、改性淀粉0.2份、 发泡剂0.03份、胶粉0.5份、隔音材料0.5份以及水89份，在搅拌机中混合 均匀，得到石膏浆料；
2)将搅拌均匀的石膏浆料在离心力作用下甩入成型台上的下护面纸上， 料将在凝固皮带牵引力的带动下经成型刀挤压，使下护面纸沿其辊出痕迹处 折成指教后，下护面纸与料浆一起在成型板的挤压下与所述上护面纸搭接， 并粘牢形成湿板，随后湿板在凝固皮带的牵引下被引出，完成成型。
3)湿板在传送皮带上凝固，切断后，进入干燥机，经过三个干燥阶段。 第一阶段的干燥时间为0.5h，干燥温度为180℃；第二干燥阶段的干燥时间为 1h，干燥温度为110℃；第三干燥阶段的干燥时间为32h，干燥温度为45℃。
4)干燥后的板材合片、锯边、封边、包装，形成纸面石膏板。
实施例2
本实施例制得的纸面石膏板，其原料中，所述石膏熟料的比表面积为 3800cm2/g；所述隔音材料中第一组分为抗碱玻璃纤维，第二组份为锦润橡胶 生产的聚丙烯丁基橡胶；第一组分和第二组份的质量比为3:1；所述玻璃纤维 的长度为15mm，所述玻璃纤维的单丝直径为10μm。所述发泡剂由富腾化工 生产的十二烷基苯磺酸钠和大迈化工生产的硅树脂聚醚乳液配制而成；二者 的质量比为1:1。所述改性淀粉为改性木薯淀粉，所述胶粉为瓦克化学生产的 5044N胶粉；所述减水剂为巴斯夫生产的F10型三聚氰胺减水剂；
本实施例制得的纸面石膏板，具体制备步骤如下：
1)按质量份计称量石膏熟料100份、减水剂0.2份、改性淀粉0.5份、 发泡剂0.04份、胶粉0.2份、隔音材料0.4份以及水80份，在搅拌机中混合 均匀，得到石膏浆料；
2)将搅拌均匀的石膏浆料在离心力作用下甩入成型台上的下护面纸上， 料将在凝固皮带牵引力的带动下经成型刀挤压，使下护面纸沿其辊出痕迹处 折成指教后，下护面纸与料浆一起在成型板的挤压下与所述上护面纸搭接， 并粘牢形成湿板，随后湿板在凝固皮带的牵引下被引出，完成成型。
3)湿板在传送皮带上凝固，切断后，进入干燥机，经过三个干燥阶段。 第一阶段的干燥时间为0.7h，干燥温度为180℃；第二干燥阶段的干燥时间为 1h，干燥温度为120℃；第三干燥阶段的干燥时间为28h，干燥温度为50℃。
4)干燥后的板材合片、锯边、封边、包装，形成纸面石膏板。
实施例3
本实施例制得的纸面石膏板，其原料中，所述石膏熟料的比表面积为 4200cm2/g；所述隔音材料中第一组分为抗碱玻璃纤维，第二组份为锦润橡胶 生产的聚丙烯丁基橡胶；第一组分和第二组份的质量比为4:1；所述玻璃纤维 的长度为20mm，所述玻璃纤维的单丝直径为18μm。所述发泡剂由富腾化工 生产的十二烷基硫酸钠和大迈化工生产的硅树脂聚醚乳液配制而成；二者的 质量比为1:1。所述改性淀粉为改性玉米淀粉，所述胶粉为瓦克化学生产的 5544N胶粉；所述减水剂为西卡公司生产的KS-05型萘系减水剂；
本实施例制得的纸面石膏板，具体制备步骤如下：
1)按质量份计称量石膏熟料100份、减水剂0.3份、改性淀粉0.8份、 发泡剂0.05份、胶粉0.3份、隔音材料0.2份以及水70份，在搅拌机中混合 均匀，得到石膏浆料；
2)将搅拌均匀的石膏浆料在离心力作用下甩入成型台上的下护面纸上， 料将在凝固皮带牵引力的带动下经成型刀挤压，使下护面纸沿其辊出痕迹处 折成指教后，下护面纸与料浆一起在成型板的挤压下与所述上护面纸搭接， 并粘牢形成湿板，随后湿板在凝固皮带的牵引下被引出，完成成型。
3)湿板在传送皮带上凝固，切断后，进入干燥机，经过三个干燥阶段。 第一阶段的干燥时间为1h，干燥温度为150℃；第二干燥阶段的干燥时间为 0.6h，干燥温度为105℃；第三干燥阶段的干燥时间为32h，干燥温度为45℃。
4)干燥后的板材合片、锯边、封边、包装，形成纸面石膏板。
对比例1
对比例1与实施例2的纸面石膏板，区别仅在于：不添加减水剂；除不 添加减水剂外，其他材料及组份和制备方法与实施例2相同。
对比例2
对比例2与实施例2的纸面石膏板，区别仅在于：不添加隔音材料；除 不添加隔音材料外，其他材料及组份和制备方法与实施例2相同。
测试例1
参照中国国家标准GB/T 19889-2005《声学建筑和建筑构件隔声测量》、 GB/T9775-2008《纸面石膏板》对实施例，对比例的纸面石膏板进行测试，检 测纸面石膏板的隔声性能及力学性能，结果见表1。由表可知，相较于对比例， 以实施例制备的纸面石膏板隔声性能及力学强度均有较大提高，说明本发明 方法可行。
表1实施例及对比例性能测试
Figure BDA0002102529070000071
Figure BDA0002102529070000081
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，但本申请的专利保护范围，仍须以所附的权利 要求书所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种高隔声纸面石膏板，其中，所述纸面石膏板包括板芯以及板芯外侧的护面纸，所述板芯的原料按质量份计包括：100份石膏熟料、0.1-0.3份减水剂、0.2-0.8份改性淀粉、0.1-0.5份胶粉、0.2-0.5份隔音材料，0.03-0.05份发泡剂和70-90份的水；所述隔音材料包含第一组分以及第二组分，所述第一组分选自玻璃纤维；
所述第二组分选自聚丙烯丁基橡胶；
所述玻璃纤维的长度为10-20 mm，所述玻璃纤维单丝直径为5-20 μm；
所述第一组分与第二组分的质量比为2-4:1。
2.根据权利要求1所述的高隔声纸面石膏板，其中，所述胶粉为醋酸乙烯酯-乙烯共聚物、乙烯-丙烯酸酯共聚物中的一种或两种。
3.根据权利要求1所述的高隔声纸面石膏板，其中，所述石膏熟料的比表面积为3200-4800cm2/g。
4.根据权利要求1所述的高隔声纸面石膏板，其中，所述减水剂选自聚羧酸减水剂、苯磺酸盐系减水剂、萘系减水剂和三聚氰胺系减水剂中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的高隔声纸面石膏板，其中，所述改性淀粉选自改性玉米淀粉、改性高粱淀粉、改性木薯淀粉和改性马铃薯淀粉中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的高隔声纸面石膏板，其中，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一种或多种；所述稳泡剂为硅树脂聚醚乳液；所述表面活性剂和稳泡剂的质量比为1:（0.8-1）。
7.根据权利要求1所述的高隔声纸面石膏板，其中，所述玻璃纤维选自无碱玻璃纤维和抗碱玻璃纤维中的任意一种。
8.一种权利要求1至7中任意一项所述的高隔声纸面石膏板的制备方法，其中，包括如下步骤：
1）称取石膏熟料、减水剂、改性淀粉、胶粉、隔音材料、发泡剂和水混合加入搅拌机混合均匀，得到石膏浆料；
2）将搅拌均匀的石膏浆料与护面纸搭接粘牢成型，制得湿板；
3）待湿板凝固后，进入干燥机，经过干燥后的湿板即为纸面石膏板。
9.根据权利要求7所述的高隔声纸面石膏板的制备方法，其中，
步骤3）中所述的干燥为干燥温度递减的两个以上的干燥阶段。
10.根据权利要求8或9所述的高隔声纸面石膏板的制备方法，其中，步骤3）中所述的干燥共有三个干燥阶段，第一干燥阶段的干燥时间为0.5-1h，干燥温度为150-200℃；第二干燥阶段的干燥时间为0.5-1.5h，干燥温度为100-130℃；第三干燥阶段的干燥时间为12-36h，干燥温度为45-60℃。
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