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CN109956700B - 一种耐水纸面石膏板 - Google Patents

一种耐水纸面石膏板 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种耐水纸面石膏板，包括复合防水剂，所述复合防水剂包含以下组分：硅油、甲基硅树脂、硅烷偶联剂、聚氨酯乳液以及石灰或水泥的一种或多种。通过添加复合防水剂，该耐水石膏板具有优异的耐水性能。同时也具有轻质、力学性能优的特点。

Description

一种耐水纸面石膏板
技术领域
本发明涉石膏板制备领域，尤其涉及一种耐水纸面石膏板。
背景技术
石膏板具有相对重量轻、强度较高、厚度较薄、加工方便以及隔音绝热和防火等性能，是当前着重发展的新型轻质板材之一。目前，石膏板已广泛用于住宅、办公楼、商店、旅馆和工业厂房等各种建筑物的内隔墙、天花板、吸音板、地面基层板和各种装饰板等。
但是石膏板本身存在防水防潮性能差、受潮后强度损失大、易发生翘曲变形等不足之处。如果石膏板不进行防水处理，24h吸水率可达50％，甚至更高。目前，对石膏板的防水处理主要有以下几种：
(1)石膏板表面处理主要是对石膏板表面喷涂防水剂或增加防水饰面；但是此种方法对施工要求很高，一旦石膏板表面出现缺陷，防水效果会大大折扣。
(2)掺杂无机胶凝材料在石膏中掺杂无机胶凝材料可以使石膏水化过程中生成耐水性水化产物，是石膏由单一的结晶结构变成晶胶结构，可以对石膏晶体产生包裹和支撑作用，提高耐水性。但是此种方法会造成石膏板密度增大；无机胶凝材料与石膏水化速度不一致，会影响石膏板强度等不利因素。
(3)掺加高分子聚合物掺加具有憎水基团的有机物、聚合物树脂或硅油。但是存在成本高，会降低石膏板强度，增加石膏板重量的问题。
发明内容
本发明旨在提供了一种耐水纸面石膏板，通过在石膏浆料中添加复合防水剂使得所制得的石膏板具有优异的耐水性能。同时也具有轻质、力学性能优的特点。
根据本发明的一个方面，本发明提供了一种耐水纸面石膏板，包括复合防水剂，复合防水剂包含以下组分：硅油、甲基硅树脂、硅烷偶联剂、聚氨酯乳液以及石灰或水泥的一种或多种；
复合防水剂的制备方法包括以下步骤：将硅油与等重量的水用胶体磨进行搅拌后，加入甲基硅树脂、硅烷偶联剂、聚氨酯乳液，调剂pH值至7.5-9之间，40-50℃以1600-2000r/min的转速搅拌0.2-0.4h；加入石灰或水泥的一种或多种，2000-2500r/min搅拌0.5-1h，即得所述复合防水剂。
其中，基于100重量份石膏熟料，所述复合防水剂中各组分的含量为
Figure BDA0001507329550000021
其中，所述甲基硅树脂和聚氨酯乳液的重量配比为1：(1-2)。
其中，所述甲基硅树脂和聚氨酯乳液的重量配比为1:1。
其中，基于100重量份石膏熟料，还包括
Figure BDA0001507329550000022
其中，所述发泡剂为植物类发泡剂，具体为茶皂素发泡剂、皂角苷发泡剂中的一种或其混合物。
其中，所述各组分的含量为：
Figure BDA0001507329550000023
Figure BDA0001507329550000031
其中，所述各组分的含量为：
Figure BDA0001507329550000032
其中，所述各组分的含量为：
Figure BDA0001507329550000033
Figure BDA0001507329550000041
本发明的耐水纸面石膏板，包括复合防水剂，所述复合防水剂包含以下组分：硅油、甲基硅树脂、硅烷偶联剂、聚氨酯乳液以及石灰或水泥的一种或多种；复合防水剂的制备方法包括以下步骤：将硅油与等量的水用胶体磨进行搅拌后，加入甲基硅树脂、硅烷偶联剂、聚氨酯乳液，调剂pH值至7.5-9之间，40-50℃下以1600-2000r/min的转速搅拌0.2-0.4h；加入石灰或水泥的一种或多种，2000-2500r/min搅拌0.5-1h，即得所述复合防水剂。
复合防水剂中的硅油具有良好的憎水性和热稳定性，将硅油加水胶体磨搅拌，进行初步乳化；硅油中体积较大的、属于疏水性基团的烷基R伸向外侧，从而起到抗水作用。通常硅油的添加量越大，石膏板耐水性能越好；但是添加量越多，石膏板的力学性能会受到影响，综合考虑，硅油的添加量为0.1-5重量份；优选的，为0.2-2重量份。
甲基硅树脂属于有机硅树脂，具有优良的憎水性，可以在高低温环境使用，同时具有透气性；优选的，选用市售粉状产品。甲基硅树脂内部含有活性基团，通过实验发现，相较于其他有机硅树脂，添加0.01-2重量份的甲基硅树脂可与石膏表面发生交联作用，形成抗水性交联薄膜。聚氨酯乳液为水性聚氨酯乳液，其作为高分子聚合物的水分散体加入到石膏浆料中，随水分干燥后形成连续的憎水的有机网状结构膜包覆在石膏试块中。将初步乳化后的硅油，加入甲基硅树脂、硅烷偶联剂、聚氨酯乳液，调剂pH值至7.5-9之间，40-50℃下以1600-2000r/min的转速搅拌0.2-0.4h。经过以上处理后，组合物憎水网络的形成可以进一步地增强石膏板的耐水能力。以上条件为实验过程中确定的可以形成憎水网状结构的优选实验条件。
此外，复合防水剂中加入0-5重量份的石灰或水泥的一种或多种，优选的，0.5-3重量份。石灰和水泥属于无机胶凝材料，如果将其直接加入石膏浆料中，由于与石膏水化速度不一致，会影响石膏板强度。但是配合有机憎水材料复配制成复合防水剂可以避免该情况的发生；同时可以配合网状结构对石膏晶体包裹和支撑。硅烷偶联剂可以选用γ-氨丙基三乙氧基硅烷或γ-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷。
其中，甲基硅树脂和聚氨酯乳液的重量配比为1：(1-2)，优选的，为1:1。选用以上重量份和配比是综合考虑两种物质的添加对石膏板密度的影响，添加量过多，会影响石膏浆料中泡沫的稳定性，会导致石膏密度增加，配比在1:1时，可以保证优异的耐水效果；同时，具有良好的发泡效果；石膏板也具有比较好的力学性能。
植物类发泡剂选用茶皂素发泡剂或皂角苷发泡剂，或两者混合物。植物类发泡剂的气泡大小适中，泡沫稳定性比较好。采用植物类发泡剂，制得的石膏试块力学性能相对于其他种类发泡剂表现更优异。
本发明还加入了STMP来提高石膏板的强度，主要是由于STMP粉与硫酸钙反应，生成更难溶于水的磷酸钙，用于提高石膏板的强度与耐水性。。实验中发现，过多的STMP会影响石膏试块的耐水性；STMP的添加量在0.05-0.3重量份，优选为0.1-0.3重量份时石膏板强度最高。
改性淀粉糊化后迁移至护面纸与石膏芯接触层，使护面纸与石膏芯牢牢地粘结在一起，改善了石膏板的强度和耐水性能。
石膏板的生产方法采用行业常规，包括以下步骤：
将预定重量份的石膏熟料、改性淀粉、STMP经过计量，进入混合铰刀充分混合后进入搅拌机；将预定重量份的复合防水剂、发泡剂加入到水中，混合液通过发泡系统发泡后进入搅拌机；各原料经搅拌机充分搅拌制得均匀浆料，连续浇注在两层护面纸之间，经挤压成型制得石膏板湿板；石膏板湿板经凝固、切断、干燥、锯边后制得耐水纸面石膏板。
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，下面将结合本发明的实施例，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。
各实施例纸面石膏板复合防水剂的制备方法：将0.1-5重量份硅油与等重量的水用胶体磨进行搅拌后，加入0.01-2重量份甲基硅树脂、0.01-5重量份硅烷偶联剂、0.01-4重量份聚氨酯乳液，调剂pH值至8.5之间，50℃以1800r/min的转速搅拌0.4h；加入0-5重量份石灰或水泥的一种或多种，2500r/min搅拌0.8h，即得复合防水剂。
甲基硅树脂和聚氨酯乳液的重量配比为1：(1-2)，优选的，为1:1。
该耐水石膏板还包括STMP 0.05-0.3重量份；改性淀粉0.02-1重量份；发泡剂0.01-1重量份；水70-90重量份。
优选的，该耐水石膏板各组分的含量为：石膏熟料100重量份；硅油0.2-2重量份；甲基硅树脂0.1-1重量份；硅烷偶联剂0.05-2重量份；聚氨酯乳液0.1-2重量份；石灰或水泥的一种或多种0.5-3重量份；STMP 0.5-3重量份；改性淀粉0.05-0.8重量份；发泡剂0.05-0.5重量份；水70-85重量份。
该耐水石膏板的生产方法，包括以下步骤：将预定重量份的石膏熟料、改性淀粉、STMP经过计量，进入混合铰刀充分混合后进入搅拌机；将预定重量份的复合防水剂、发泡剂加入到水中，混合液通过发泡系统发泡后进入搅拌机；各原料经搅拌机充分搅拌制得均匀浆料，连续浇注在两层护面纸之间，经挤压成型制得石膏板湿板；石膏板湿板经凝固、切断、干燥、锯边后制得耐水纸面石膏板。
下面给出该耐水纸面石膏板各组分含量的具体实施例。
实施例
实施例1
Figure BDA0001507329550000061
Figure BDA0001507329550000071
实施例2
Figure BDA0001507329550000072
实施例3
Figure BDA0001507329550000073
Figure BDA0001507329550000081
实施例4
Figure BDA0001507329550000082
实施例5
Figure BDA0001507329550000083
Figure BDA0001507329550000091
实施例6
Figure BDA0001507329550000092
测试例
对各实施例的纸面石膏板的力学性能进行了相关测试，测试数据如表1所示。
表1各实施例纸面石膏板的力学性能
实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 实施例6
2h吸水率 6.74 3.51 1.44 1.36 1.32 1.12
纵向断裂荷载/N 428.8 432.1 465.2 456.9 467.2 430.8
横向断裂荷载/N 193.4 203.2 223.6 216.5 225.6 202.4
按本发明制得的纸面石膏板具备以下性能：粘结性能满足国家标准要求；9.5mm厚石膏板单位面积质量6.5-7.5kg/m2，远远优于单位面积质量不大于9.5kg/m2的国家标准要求；横向断裂荷载平均值均高于193.4N，纵向断裂荷载平均值高于428.8N；强度远高于国家标准要求；其余各项指标均满足国家标准要求。复合防水剂添量增加，防水效果增强，但会影响石膏板的力学性能。
综上所述，根据本发明提供的耐水纸面石膏板通过在石膏浆料中添加特定组成的复合防水剂，使得所制得的石膏板具有优异的耐水性能。同时也具有轻质、力学性能优的特点。
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)

1.一种耐水纸面石膏板，其特征在于，包括复合防水剂，所述复合防水剂包含以下组分：硅油、甲基硅树脂、硅烷偶联剂、聚氨酯乳液以及石灰或水泥的一种或多种；
所述复合防水剂的制备方法包括以下步骤：将硅油与等重量的水用胶体磨进行搅拌后，加入甲基硅树脂、硅烷偶联剂、聚氨酯乳液，调剂pH值至7.5-9之间，40-50℃以1600-2000r/min的转速搅拌0.2-0.4h；加入石灰或水泥的一种或多种，2000-2500r/min搅拌0.5-1h，即得所述复合防水剂；
基于100重量份石膏熟料，所述复合防水剂中各组分的含量为
硅油 0.1-5重量份；
甲基硅树脂 0.01-2重量份；
硅烷偶联剂 0.01-5重量份；
聚氨酯乳液 0.01-4重量份；
石灰或水泥的一种或多种 0-5重量份。
2.如权利要求1所述的耐水纸面石膏板，其特征在于，所述甲基硅树脂和聚氨酯乳液的重量配比为1：（1-2）。
3.如权利要求2所述的耐水纸面石膏板，其特征在于，所述甲基硅树脂和聚氨酯乳液的重量配比为1:1。
4.如权利要求1所述的耐水纸面石膏板，其特征在于，基于100重量份石膏熟料，还包括
STMP 0.05-0.3重量份；
改性淀粉 0.02-1重量份；
发泡剂 0.01-1重量份；
水 70-90重量份。
5.如权利要求4所述的耐水纸面石膏板，其特征在于，所述发泡剂为植物类发泡剂，具体为茶皂素发泡剂、皂角苷发泡剂中的一种或其混合物。
6.如权利要求4所述的耐水纸面石膏板，其特征在于，所述各组分的含量为：
石膏熟料 100重量份；
硅油 0.2-2重量份；
甲基硅树脂 0.1-1重量份；
硅烷偶联剂 0.05-2重量份；
聚氨酯乳液 0.1-2重量份；
石灰或水泥的一种或多种 0.5-3重量份；
STMP 0.1-0.3重量份；
改性淀粉 0.05-0.8重量份；
发泡剂 0.05-0.5重量份；
水 70-85重量份。
7.如权利要求6所述的耐水纸面石膏板，其特征在于，所述各组分的含量为：
石膏熟料 100重量份；
硅油 0.8重量份；
甲基硅树脂 0.5重量份；
硅烷偶联剂 0.6重量份；
聚氨酯乳液 0.5重量份；
石灰或水泥的一种或多种 1.2重量份；
STMP 0.25重量份；
改性淀粉 0.8重量份；
发泡剂 0.25重量份；
水 79重量份。
8.如权利要求6所述的耐水纸面石膏板，其特征在于，所述各组分的含量为：
石膏熟料 100重量份；
硅油 1.5重量份；
甲基硅树脂 0.8重量份；
硅烷偶联剂 0.8重量份；
聚氨酯乳液 0.8重量份；
水泥 3重量份；
STMP 0.15重量份；
改性淀粉 0.5重量份；
发泡剂 0.15重量份；
水 85重量份。
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