一种轻质高强纤维石膏板及其制备方法技术

一种轻质高强纤维石膏板及其制备方法。该轻质高强纤维石膏板，由以下原料制成：脱硫石膏α粉、托贝莫来石浆料、混合纤维、减水剂、缓凝剂、有机憎水剂、流变剂、改性淀粉和水。其制备方法包括下列步骤：（1）将托贝莫来石浆料、流变剂与水混合，得混合浆料A；（2）向所述混合浆料A中加入混合纤维、缓凝剂、减水剂、有机憎水剂和改性淀粉，搅拌均匀，得混合浆料B；（3）向所述混合浆料B中加入脱硫石膏α粉，得石膏浆料；（4）将所述石膏浆料倒入压力成型机中，进行成型，然后烘干，养护绝干，即成。本发明专利技术轻质高强纤维石膏板容重低，抗折强度和抗压强度高，耐火等级高，生产成本低，制备方法简单。

【技术实现步骤摘要】
一种轻质高强纤维石膏板及其制备方法
本专利技术涉及一种石膏板及其制备方法，尤其涉及一种轻质高强纤维石膏板及其制备方法。
技术介绍
作为传统胶凝材料，石膏因其具有质轻、隔热、隔音、尺寸稳定等优良性能，应用广泛。石膏板广泛用于住宅、办公楼、商店、旅馆和工业厂房等各种建筑物的内隔墙、墙体覆面板（代替墙面抹灰层）、天花板、吸音板、地面基层板及各种装饰板等。但是，目前市场上的石膏板普遍存在容重高，耐水性差，强度低、防火等级低等问题，不便于施工，实用性能较差。CN111268986A公开了一种含a高强磷石膏的轻质夹心无纸面石膏板，由以下重量份的原料制备而成：a高强磷石膏10～20份、建筑石膏80～90份、玻璃纤维网格布1～3份、石灰3～10份、重钙3～10份、复合发泡剂0.02～0.8份、复合稳泡剂0.01～0.12份。该石膏板的强度低，容重偏大。CN109896819A公开了一种复合改性脱硫石膏板及其制备方法，包括质量比为1:0.36-0.48的混合料A及混合液B，混合料A包括：煅烧脱硫石膏、粉煤灰、煅烧高岭土、熟料、生石灰及木质素纤维；混合液B包括：减水剂、纤维素醚、改性防水剂及水；制备时分别制备混合料A及混合液B，随后将混合物A和混合液B按质量比混合搅拌，经压制、养护后，制得复合改性脱硫石膏板。该石膏板制备方法复杂，生产成本高。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是，克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种耐火等级高，容重低，抗折强度和抗压强度适宜，生产成本低的轻质高强纤维石膏板。本专利技术进一步要解决的技术问题是，提供一种操作简便的轻质高强纤维石膏板的制备方法。本专利技术解决其技术问题采用的技术方案是，一种轻质高强纤维石膏板，由以下原料制成：脱硫石膏α粉、托贝莫来石浆料、混合纤维、减水剂、缓凝剂、有机憎水剂、流变剂、改性淀粉和水。进一步，由以下重量份的原料制成：脱硫石膏α粉40~90份、托贝莫来石浆料200~500份、混合纤维2.5~10份、减水剂0.1~1.5份、缓凝剂0.1~1.5份、有机憎水剂0.1~0.5份、流变剂0.15~0.3份、改性淀粉1~10份和水20-60份。进一步，所述混合纤维由聚丙烯纤维和纸浆纤维组成；两者的质量比优选为1.0~2.5∶1。聚丙烯纤维能提高板材的抗裂性、抗渗性和抗折强度，纸浆纤维能提高板材的抗冲击能力和韧性，由两者复合而成的混合纤维强度高且韧性强。进一步，所述托贝莫来石浆料与混合纤维的质量比为40~100∶1，优选50~90∶1。托贝莫来石是一种水化硅酸钙，具有容重小、导热系数低、耐高温和耐磨等优点。进一步，所述减水剂为聚羧酸减水剂、三聚氰胺类减水剂、萘磺酸盐减水剂、氨基磺酸盐系高效减水剂和密胺系减水剂的一种或几种。减水剂能大幅降低脱硫石膏α粉的标准稠度用水量，使作为凝胶材料的石膏的强度得到提升。进一步，所述缓凝剂为六偏磷酸钠、多聚磷酸钠、柠檬酸、柠檬酸钠、酒石酸和酒石酸钾的一种或几种。当模压成型后，膏体内的水分已经大大降低，加之因为减水剂的使用会减少脱硫石膏α粉的标准稠度用水量，因此必须通过添加缓凝剂来适当延长石膏水化的时间，使半水石膏在生成二水石膏晶体的过程中逐渐长大，交错生长，形成强度高的轻质高强纤维石膏板。进一步，所述有机憎水剂为甲基硅酸钠、硅丙乳液、聚乙烯醇、触变剂、石蜡和多聚物树脂的一种或几种。有机憎水剂能降低石膏板的吸水率、增强其防水效果、抗压强度，同时还能增加砂浆间的粘结性，改进石膏板的力学性能。进一步，所述流变改性剂为亲水性纳米二氧化硅和聚乙二醇的一种或两种。由于托贝莫来石浆料为一种假塑性流体，添加流变剂，能使过滤后的托贝莫来石稳定悬浮，具有良好的流变性能，有利于浆料的混合。进一步，所述改性淀粉为石膏专用型高取代羟丙基淀粉醚。改性淀粉能促进混合纤维、托贝莫来石颗粒和脱硫石膏α粉的粘结性能，增强石膏板的柔韧性。进一步，所述托贝莫来石浆料的制备方法，包括以下步骤：（1）将钙质原料和石英砂原料按Ca元素与Si元素摩尔比为1∶0.8~1.05混合，然后加水配制成浓度为10~30%的悬浮液，再加入浓度为20~35%的烧碱溶液作为催化剂，得水固比值为10~30的混合浆液；（2）将步骤（1）所得的混合浆料在密闭容器中进行合成反应，搅拌速度为50-100rpm，反应温度为150～220℃，反应压力为1~5Mpa，反应时间为8～12h，得浆料；（3）将步骤（2）所得的浆料送至水洗池，进行水洗，然后进行固液分离，收集固体，即得固含量为10%~25%的托贝莫来石浆料。托贝莫来石浆料干燥后的容重为100-200kg/m3。进一步，所述脱硫石膏α粉的制备方法，包括下列步骤：（1）将脱硫石膏原料与复合外加剂混合均匀，得混合料；（2）将步骤（1）所得的混合料在密闭容器中进行脱水和结晶反应，反应的温度为120～150℃，反应的压力为0.2~0.5Mpa，反应的时间为2~5h，然后进行干燥，得短柱状α石膏晶体；（3）将步骤（2）所得的短柱状α石膏晶体，用球磨机粉磨改性，将α石膏晶体粉磨至细度为80~200目，然后成化，即得脱硫石膏α粉。进一步，所述复合外加剂由无机外加剂和有机外加剂按质量比15~30:1混合而成；所述复合外加剂占脱硫石膏原料总重量的0.8~2.5%。进一步，所述无机外加剂为硫酸钾、硫酸铝、硫酸铝钾、磷酸钙、氯化钾和硫酸钠的一种或几种；所述有机外加剂为柠檬酸钠、酒石酸钾钠、琥珀酸、柠檬酸、草酸、EDTA（四元羧酸）、酒石酸（2，3-二羟基丁二酸）、马来酸和木质素磺酸钠的一种或几种。外加剂能够促使脱硫石膏在脱水反应溶解时重结晶的晶体朝短柱状生成，只有短柱状的脱硫石膏α粉才具有低的标准用水量和高的抗折抗压强度。进一步，所述干燥的温度为100～110℃；所述干燥的时间为2~4h，脱水反应和干燥均在同一密闭容器内进行。本专利技术进一步解决其技术问题采用的技术方案是，一种轻质高强纤维石膏板的制备方法，包括下列步骤：（1）将托贝莫来石浆料、流变剂与水混合，不断搅拌，得混合浆料A；（2）向步骤（1）所得的混合浆料A中加入混合纤维、缓凝剂、减水剂、有机憎水剂和改性淀粉混合，搅拌均匀，得混合浆料B；（3）向步骤（2）所得的混合浆料B中加入脱硫石膏α粉，混合均匀，得石膏浆料；（4）将步骤（3）所得的石膏浆料倒入压力成型机中，进行成型，成型机中有预先设计好的模具，通过压滤去除多余水分，然后将压制成型的石膏板进行烘干，养护绝干，即得轻质高强纤维石膏板。进一步，步骤（3）中，所述脱硫石膏α粉的标准稠度用水量在0.3~0.5，初凝时间＞3min，终凝时间＜30min，附着水含量＜0.5%。进一步，步骤（4）中，所述烘干的温度为38~42℃；所述烘干的时间为4h；所述养护的温度为常温。烘干过程要求严格控制，干燥不宜，会导致石膏板易变形，影响其外观及质量。进一步，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种轻质高强纤维石膏板，其特征在于，由以下原料制成：脱硫石膏α粉、托贝莫来石浆料、混合纤维、减水剂、缓凝剂、有机憎水剂、流变剂、改性淀粉和水。/n

【技术特征摘要】
1.一种轻质高强纤维石膏板，其特征在于，由以下原料制成：脱硫石膏α粉、托贝莫来石浆料、混合纤维、减水剂、缓凝剂、有机憎水剂、流变剂、改性淀粉和水。


2.根据权利要求1所述的轻质高强纤维石膏板，其特征在于，由以下重量份的原料制成：脱硫石膏α粉40~90份、托贝莫来石浆料200~500份、混合纤维2.5~10份、减水剂0.1~1.5份、缓凝剂0.1~1.5份、有机憎水剂0.1~0.5份、流变剂0.15~0.3份、改性淀粉1~10份和水20~60份。


3.根据权利要求1或2所述的轻质高强纤维石膏板，其特征在于，所述混合纤维由聚丙烯纤维和纸浆纤维组成，两者的质量比为1.0~2.5∶1。


4.根据权利要求1~3之一所述的轻质高强纤维石膏板，其特征在于，所述托贝莫来石浆料与混合纤维的质量比为40~100∶1。


5.根据权利要求1~4之一所述的轻质高强纤维石膏板，其特征在于，所述减水剂为聚羧酸减水剂、三聚氰胺类减水剂、萘磺酸盐减水剂、氨基磺酸盐系高效减水剂和密胺系减水剂的一种或几种；所述缓凝剂为六偏磷酸钠、多聚磷酸钠、柠檬酸、柠檬酸钠、酒石酸和酒石酸钾的一种或几种；所述有机憎水剂为甲基硅酸钠、硅丙乳液、聚乙烯醇、触变剂、石蜡和多聚物树脂的一种或几种；所述流变改性剂为亲水性纳米二氧化硅和聚乙二醇的一种或两种；所述改性淀粉为石膏专用型高取代羟丙基淀粉醚。


6.根据权利要求1~5之一所述的轻质高强纤维石膏板，其特征在于，所述托贝莫来石浆料的制备方法，包括以下步骤：
（1）将钙质原料和石英砂原料按Ca元素与Si元素摩尔比为1∶0.8~1.05混合，然后加水配制成浓度为10~30%的悬浮液，再加入浓度为20~35%的烧碱溶液作为催化剂，得水固比值为10~30的混合浆液；
（2）将步骤（1）所得的混合浆液置于密闭容器中进行合成反应，搅拌速度为...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄兴，张小勇，谢志鹏，
申请(专利权)人：湖南愿景住宅工业科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43