CN113651585A - 一种高强石膏基阻燃板及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种高强石膏基阻燃板，由石膏基体与设置于所述石膏基体两侧的护面纸组成，所述石膏基体由包括以下组分的原料制备而成：石膏100重量份；粘合剂5～20重量份；纤维1～5重量份；淀粉0.1～2重量份；减水剂0.2～2重量份；憎水剂0.1～1重量份；增强剂0.1～1重量份；填料0.1～2重量份；水60～70重量份；所述粘合剂选自丙烯酸均聚物、聚丙烯酸甲酯、聚丙烯酸丁酯、聚醋酸乙烯酯、聚乙烯醇、乙酸乙烯‑乙烯共聚乳液、苯丙乳液和纯丙乳液中的两种以上。与现有技术相比，本发明提供的高强石膏基阻燃板采用特定含量组成的石膏基体，整体实现较好的相互作用，产品具有致密的板芯结构，兼具高密度及高强度性能，握钉力高，且防火性能优异，能够达到A2级别的阻燃效果。
Description
技术领域
本发明涉及纸面石膏板技术领域，更具体地说，是涉及一种高强石膏基阻燃板及其制备方法。
背景技术
纸面石膏板是一种以石膏和护面纸为主要原料生产的室内装修材料，它以质轻、防火、环保、施工便捷等优点而越来越受到建筑市场青睐。
传统纸面石膏板在强度/握钉力、防火等级方面(B1级)都存在偏低的现象，虽然可以满足大部分的使用环境，但是一些对石膏板质量要求更高的场合则明显无法适应。因此，开发一种强度/握钉力更高，防火性能更加优异、稳定的纸面石膏板是建筑行业的当务之急。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种高强石膏基阻燃板及其制备方法，本发明提供的高强石膏基阻燃板强度高、握钉力高，且防火性能优异。
本发明提供了一种高强石膏基阻燃板，由石膏基体与设置于所述石膏基体两侧的护面纸组成，所述石膏基体由包括以下组分的原料制备而成：
石膏100重量份；
粘合剂5～20重量份；
纤维1～5重量份；
淀粉0.1～2重量份；
减水剂0.2～2重量份；
憎水剂0.1～1重量份；
增强剂0.1～1重量份；
填料0.1～2重量份；
水60～70重量份；
所述粘合剂选自丙烯酸均聚物、聚丙烯酸甲酯、聚丙烯酸丁酯、聚醋酸乙烯酯、聚乙烯醇、乙酸乙烯-乙烯共聚乳液、苯丙乳液和纯丙乳液中的两种以上。
优选的，所述纤维选自聚丙烯纤维、聚氯乙烯纤维、玻璃纤维、木质纤维和聚酰胺纤维中的一种或多种。
优选的，所述淀粉选自阳离子淀粉、阴离子淀粉、氧化淀粉、酸化淀粉、膨化淀粉、磷酸酯淀粉和双醛淀粉中的一种或多种。
优选的，所述减水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、氨基高效减水剂和聚羧酸高效减水剂中的一种或多种。
优选的，所述憎水剂选自乳化硅油、乳化沥青、石蜡、高含氢硅油和氧化石蜡离子乳液中的一种或多种。
优选的，所述增强剂选自硫酸钙、钙矾石、普通硅酸盐水泥、特种水泥、灰钙粉和α高强石膏粉中的一种或多种。
优选的，所述填料选自滑石粉、粉煤灰、重钙、硅微粉、膨润土和硅藻土中的一种或多种。
本发明提供了一种上述技术方案所述的高强石膏基阻燃板的制备方法，包括以下步骤：
a)将石膏、粘合剂、纤维、淀粉、减水剂、憎水剂、增强剂、填料和水混合，得到浆料；
b)将步骤a)得到的浆料置于护面纸中成型，再经凝固、干燥，得到高强石膏基阻燃板。
优选的，步骤a)中所述混合的方式为搅拌；所述搅拌的转速为240r/min～450r/min，时间为0.1min～0.6min。
优选的，步骤b)中所述干燥的温度为110℃～320℃，时间为28min～42min。
本发明提供了一种高强石膏基阻燃板，由石膏基体与设置于所述石膏基体两侧的护面纸组成，所述石膏基体由包括以下组分的原料制备而成：石膏100重量份；粘合剂5～20重量份；纤维1～5重量份；淀粉0.1～2重量份；减水剂0.2～2重量份；憎水剂0.1～1重量份；增强剂0.1～1重量份；填料0.1～2重量份；水60～70重量份；所述粘合剂选自丙烯酸均聚物、聚丙烯酸甲酯、聚丙烯酸丁酯、聚醋酸乙烯酯、聚乙烯醇、乙酸乙烯-乙烯共聚乳液、苯丙乳液和纯丙乳液中的两种以上。与现有技术相比，本发明提供的高强石膏基阻燃板采用特定含量组成的石膏基体，整体实现较好的相互作用，产品具有致密的板芯结构，兼具高密度及高强度性能，握钉力高，且防火性能优异，能够达到A2级别的阻燃效果。实验结果表明，本发明提供的10mm/12mm高强石膏基阻燃板横向断裂载荷为470N/680N以上，纵向断裂载荷为700N/880N以上，端头硬度为470N/570N以上，棱边硬度为520N/550N以上；握钉力达到830N/1000N以上，遇火稳定性更是达到了≥180min(A2级)。
此外，本发明提供的制备方法工艺简单，条件温和易控，适合大规模生产，因此具有广阔的应用前景。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。
本发明提供了一种高强石膏基阻燃板，由石膏基体与设置于所述石膏基体两侧的护面纸组成，所述石膏基体由包括以下组分的原料制备而成：
石膏100重量份；
粘合剂5～20重量份；
纤维1～5重量份；
淀粉0.1～2重量份；
减水剂0.2～2重量份；
憎水剂0.1～1重量份；
增强剂0.1～1重量份；
填料0.1～2重量份；
水60～70重量份；
所述粘合剂选自丙烯酸均聚物、聚丙烯酸甲酯、聚丙烯酸丁酯、聚醋酸乙烯酯、聚乙烯醇、乙酸乙烯-乙烯共聚乳液、苯丙乳液和纯丙乳液中的两种以上。
在本发明中，所述高强石膏基阻燃板由石膏基体与设置于所述石膏基体两侧的护面纸组成；本发明对所述护面纸的种类和来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的用于制备纸面石膏板的护面纸即可。
在本发明中，所述石膏基体由包括石膏、粘合剂、纤维、淀粉、减水剂、憎水剂、增强剂、填料和水的原料制备而成，优选由石膏、粘合剂、纤维、淀粉、减水剂、憎水剂、增强剂、填料和水制备而成。
在本发明中，所述石膏优选采用本领域技术人员熟知的市售建筑石膏粉即可，本发明对此没有特殊限制。在本发明中，所述高强石膏基阻燃板包括100重量份的石膏。
在本发明中，所述粘合剂选自丙烯酸均聚物、聚丙烯酸甲酯、聚丙烯酸丁酯、聚醋酸乙烯酯、聚乙烯醇、乙酸乙烯-乙烯共聚乳液、苯丙乳液和纯丙乳液中的两种以上，优选为丙烯酸均聚物、聚丙烯酸甲酯、聚丙烯酸丁酯、聚醋酸乙烯酯、聚乙烯醇、乙酸乙烯-乙烯共聚乳液、苯丙乳液和纯丙乳液中的两种，更优选为聚丙烯酸丁酯和纯丙乳液。本发明对所述粘合剂的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的上述丙烯酸均聚物、聚丙烯酸甲酯、聚丙烯酸丁酯、聚醋酸乙烯酯、聚乙烯醇、乙酸乙烯-乙烯共聚乳液、苯丙乳液和纯丙乳液的市售商品即可。在本发明中，所述高强石膏基阻燃板包括5～20重量份的粘合剂，优选为11重量份～16.5重量份。
在本发明中，所述纤维优选选自聚丙烯纤维、聚氯乙烯纤维、玻璃纤维、木质纤维和聚酰胺纤维中的一种或多种，更优选为聚丙烯纤维。本发明对所述纤维的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的上述聚丙烯纤维、聚氯乙烯纤维、玻璃纤维、木质纤维和聚酰胺纤维的市售商品即可。在本发明中，所述高强石膏基阻燃板包括1～5重量份的纤维，优选为3重量份～4.2重量份。
在本发明中，所述淀粉优选选自阳离子淀粉、阴离子淀粉、氧化淀粉、酸化淀粉、膨化淀粉、磷酸酯淀粉和双醛淀粉中的一种或多种，更优选为酸化淀粉。本发明对所述淀粉的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的上述阳离子淀粉、阴离子淀粉、氧化淀粉、酸化淀粉、膨化淀粉、磷酸酯淀粉和双醛淀粉的市售商品即可。在本发明中，所述高强石膏基阻燃板包括0.1～2重量份的淀粉，优选为1.2重量份～1.8重量份。
在本发明中，所述减水剂优选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、氨基高效减水剂和聚羧酸高效减水剂中的一种或多种，更优选为萘系高效减水剂。本发明对所述减水剂的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的上述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、氨基高效减水剂和聚羧酸高效减水剂的市售商品即可。在本发明中，所述高强石膏基阻燃板包括0.2～2重量份的减水剂，优选为0.8重量份～1.2重量份。
在本发明中，所述憎水剂优选选自乳化硅油、乳化沥青、石蜡、高含氢硅油和氧化石蜡离子乳液中的一种或多种，更优选为乳化硅油。本发明对所述憎水剂的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的上述乳化硅油、乳化沥青、石蜡、高含氢硅油和氧化石蜡离子乳液的市售商品即可。在本发明中，所述高强石膏基阻燃板包括0.1～1重量份的憎水剂，优选为0.3重量份～0.85重量份。
在本发明中，所述增强剂优选选自硫酸钙、钙矾石、普通硅酸盐水泥、特种水泥、灰钙粉和α高强石膏粉中的一种或多种，更优选为灰钙粉。本发明对所述增强剂的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的上述硫酸钙、钙矾石、普通硅酸盐水泥、特种水泥、灰钙粉和α高强石膏粉的市售商品即可。在本发明中，所述高强石膏基阻燃板包括0.1～1重量份的增强剂，优选为0.6重量份～0.95重量份。
在本发明中，所述填料优选选自滑石粉、粉煤灰、重钙、硅微粉、膨润土和硅藻土中的一种或多种，更优选为膨润土。本发明对所述填料的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的上述滑石粉、粉煤灰、重钙、硅微粉、膨润土和硅藻土的市售商品即可。在本发明中，所述高强石膏基阻燃板包括0.1～2重量份的填料，优选为0.7重量份～1.8重量份。
本发明对所述水没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的去离子水即可。在本发明中，所述高强石膏基阻燃板包括60～70重量份的水。
本发明提供的高强石膏基阻燃板采用特定含量组成的石膏基体，整体实现较好的相互作用，使得石膏板板芯及板芯与护面纸之间具有高强度的粘结力；优异的防火性阻燃性能和抗折强度，不易下垂；优异的防水性能，拓展了该石膏板的应用范围；以及面密度增加，减少了石膏板内部的空隙率，使得该石膏板的力学性能和防水阻燃性能得到提高，同时增强了石膏板的拉拔力；表现在宏观上就是产品具有致密的板芯结构，兼具高密度及高强度性能，握钉力高，且防火性能优异，能够达到A2级别的阻燃效果。
本发明提供了一种上述技术方案所述的高强石膏基阻燃板的制备方法，包括以下步骤：
a)将石膏、粘合剂、纤维、淀粉、减水剂、憎水剂、增强剂、填料和水混合，得到浆料；
b)将步骤a)得到的浆料置于护面纸中成型，再经凝固、干燥，得到高强石膏基阻燃板。
本发明首先将石膏、粘合剂、纤维、淀粉、减水剂、憎水剂、增强剂、填料和水混合，得到浆料。在本发明中，所述石膏、粘合剂、纤维、淀粉、减水剂、憎水剂、增强剂、填料和水与上述技术方案中的相同，在此不再赘述。
在本发明中，所述混合的方式优选为搅拌，采用本领域技术人员熟知的搅拌机即可；所述搅拌的转速优选为240r/min～450r/min，更优选为300r/min～340r/min；所述搅拌的时间优选为0.1min～0.6min，更优选为0.2min～0.4min。
得到所述浆料后，本发明将得到的浆料置于护面纸中成型，再经凝固、干燥，得到高强石膏基阻燃板。本发明对所述成型的规格没有特殊限制，根据产品预期规格进行相应限定即可。成型后的浆料能够逐渐凝固，最后经干燥得到产品。
在本发明中，所述干燥的温度优选为110℃～320℃，更优选为180℃～260℃；所述干燥的时间优选为28min～42min，更优选为32min～38min。
本发明提供的制备方法工艺简单，条件温和易控，适合大规模生产，因此具有广阔的应用前景。
本发明提供了一种高强石膏基阻燃板，由石膏基体与设置于所述石膏基体两侧的护面纸组成，所述石膏基体由包括以下组分的原料制备而成：石膏100重量份；粘合剂5～20重量份；纤维1～5重量份；淀粉0.1～2重量份；减水剂0.2～2重量份；憎水剂0.1～1重量份；增强剂0.1～1重量份；填料0.1～2重量份；水60～70重量份；所述粘合剂选自丙烯酸均聚物、聚丙烯酸甲酯、聚丙烯酸丁酯、聚醋酸乙烯酯、聚乙烯醇、乙酸乙烯-乙烯共聚乳液、苯丙乳液和纯丙乳液中的两种以上。与现有技术相比，本发明提供的高强石膏基阻燃板采用特定含量组成的石膏基体，整体实现较好的相互作用，产品具有致密的板芯结构，兼具高密度及高强度性能，握钉力高，且防火性能优异，能够达到A2级别的阻燃效果。实验结果表明，本发明提供的10mm/12mm高强石膏基阻燃板横向断裂载荷为470N/680N以上，纵向断裂载荷为700N/880N以上，端头硬度为470N/570N以上，棱边硬度为520N/550N以上；握钉力达到830N/1000N以上，遇火稳定性更是达到了≥180min(A2级)。
此外，本发明提供的制备方法工艺简单，条件温和易控，适合大规模生产，因此具有广阔的应用前景。
为了进一步说明本发明，下面通过以下实施例进行详细说明。本发明以下实施例所用原料均为市售；其中，所述改性淀粉为酸化淀粉。
实施例1
将100重量份的建筑石膏，5重量份的聚丙烯酸丁酯，6重量份的纯丙乳液，3重量份的聚丙烯纤维，1.5重量份的改性淀粉，1.2重量份的萘系高效减水剂，0.3重量份的乳化硅油，0.6重量份的灰钙粉，0.7重量份的膨润土和60～70重量份的水在搅拌机内以300r/min的转速搅拌0.25min至均匀，得到料浆；然后将上述浆料均匀分摊在护面纸上成型、凝固，进入干燥机进行干燥，干燥温度为210℃，时间为32min，得到10mm/12mm厚的高强石膏基阻燃板。
实施例2
将100重量份的建筑石膏，7重量份的聚丙烯酸丁酯，8重量份的纯丙乳液，4重量份的聚丙烯纤维，1.2重量份的改性淀粉，0.8重量份的萘系高效减水剂，0.4重量份的乳化硅油，0.8重量份的灰钙粉，1.3重量份的膨润土和60～70重量份的水在搅拌机内以340r/min的转速搅拌0.3min至均匀，得到料浆；然后将上述浆料均匀分摊在护面纸上成型、凝固，进入干燥机进行干燥，干燥温度为190℃，时间为38min，得到10mm/12mm厚的高强石膏基阻燃板。
实施例3
将100重量份的建筑石膏，8重量份的聚丙烯酸丁酯，6.8重量份的纯丙乳液，4.2重量份的聚丙烯纤维，1.6重量份的改性淀粉，0.95重量份的萘系高效减水剂，0.72重量份的乳化硅油，0.79重量份的灰钙粉，1.7重量份的膨润土和60～70重量份的水在搅拌机内以280r/min的转速搅拌0.4min至均匀，得到料浆；然后将上述浆料均匀分摊在护面纸上成型、凝固，进入干燥机进行干燥，干燥温度为260℃，时间为30min，得到10mm/12mm厚的高强石膏基阻燃板。
实施例4
将100重量份的建筑石膏，7.5重量份的聚丙烯酸丁酯，9重量份的纯丙乳液，3.6重量份的聚丙烯纤维，1.8重量份的改性淀粉，1.1重量份的萘系高效减水剂，0.85重量份的乳化硅油，0.95重量份的灰钙粉，1.8重量份的膨润土和60～70重量份的水在搅拌机内以360r/min的转速搅拌0.3min至均匀，得到料浆；然后将上述浆料均匀分摊在护面纸上成型、凝固，进入干燥机进行干燥，干燥温度为250℃，时间为36min，得到10mm/12mm厚的高强石膏基阻燃板。
对比例1
10mm/12mm厚的普通纸面石膏板，由泰山石膏有限公司提供。
对比例2
10mm/12mm厚的普通纸面石膏板，由泰山石膏有限公司提供。
对比例3
10mm/12mm厚的防火纸面石膏板，由泰山石膏有限公司提供。
对实施例1～4提供的10mm/12mm厚的高强石膏基阻燃板及对比例1～3提供的10mm/12mm厚的纸面石膏板的各项性能进行测试，结果参见表1～2所示。
表1 10mm厚的产品性能数据
表2 12mm厚的产品性能数据
所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种高强石膏基阻燃板，由石膏基体与设置于所述石膏基体两侧的护面纸组成，其特征在于，所述石膏基体由包括以下组分的原料制备而成：
石膏100重量份；
粘合剂5～20重量份；
纤维1～5重量份；
淀粉0.1～2重量份；
减水剂0.2～2重量份；
憎水剂0.1～1重量份；
增强剂0.1～1重量份；
填料0.1～2重量份；
水60～70重量份；
所述粘合剂选自丙烯酸均聚物、聚丙烯酸甲酯、聚丙烯酸丁酯、聚醋酸乙烯酯、聚乙烯醇、乙酸乙烯-乙烯共聚乳液、苯丙乳液和纯丙乳液中的两种以上。
2.根据权利要求1所述的高强石膏基阻燃板，其特征在于，所述纤维选自聚丙烯纤维、聚氯乙烯纤维、玻璃纤维、木质纤维和聚酰胺纤维中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的高强石膏基阻燃板，其特征在于，所述淀粉选自阳离子淀粉、阴离子淀粉、氧化淀粉、酸化淀粉、膨化淀粉、磷酸酯淀粉和双醛淀粉中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的高强石膏基阻燃板，其特征在于，所述减水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、氨基高效减水剂和聚羧酸高效减水剂中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的高强石膏基阻燃板，其特征在于，所述憎水剂选自乳化硅油、乳化沥青、石蜡、高含氢硅油和氧化石蜡离子乳液中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的高强石膏基阻燃板，其特征在于，所述增强剂选自硫酸钙、钙矾石、普通硅酸盐水泥、特种水泥、灰钙粉和α高强石膏粉中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的高强石膏基阻燃板，其特征在于，所述填料选自滑石粉、粉煤灰、重钙、硅微粉、膨润土和硅藻土中的一种或多种。
8.一种权利要求1～7任一项所述的高强石膏基阻燃板的制备方法，包括以下步骤：
a)将石膏、粘合剂、纤维、淀粉、减水剂、憎水剂、增强剂、填料和水混合，得到浆料；
b)将步骤a)得到的浆料置于护面纸中成型，再经凝固、干燥，得到高强石膏基阻燃板。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，步骤a)中所述混合的方式为搅拌；所述搅拌的转速为240r/min～450r/min，时间为0.1min～0.6min。
10.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，步骤b)中所述干燥的温度为110℃～320℃，时间为28min～42min。
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