一種增強石膏板及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及建材領(lǐng)域，具體涉及一種增強石膏板及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，石膏板以其質(zhì)輕、不燃、具有"呼吸"功能等優(yōu)點而備受用戶的青睞，廣泛 應(yīng)用于房屋內(nèi)墻裝飾，而現(xiàn)有內(nèi)墻石膏板強度較低，在運輸過程中板材易破碎，安裝后墻體 易開裂等，給施工帶來不便；同時也造成了巨大的損失。
[0003] 雖然現(xiàn)有技術(shù)存在加入纖維來對石膏板進行增強，但由于其纖維布設(shè)不合理的問 題，石膏板的機械強度仍然不能滿足許多使用場合的要求。
[0004] 現(xiàn)有技術(shù)的纖維的使用方式分為短纖維、纖維氈和網(wǎng)格布三種。將短纖維混入石 膏配料中實現(xiàn)增強的方式，由于受現(xiàn)有的混料工藝的限制，短纖維難以均勻混入石膏配料 的問題，導(dǎo)致強度分布不均勻的現(xiàn)象比較明顯。將短纖維氈粘結(jié)在石膏板芯表面能適當(dāng)改 善石膏板的強度，但這種粘結(jié)結(jié)構(gòu)不能使短纖維氈起到真正的加強功能，因此對于石膏板 的強度改善十分有限。纖維網(wǎng)格布增強，由于受纖維網(wǎng)格布生產(chǎn)技術(shù)的限制，所以纖維的密 度和加強筋的分布均勻度難以達到理想的程度。
[0005] 因此，要實現(xiàn)石膏板的強度再提高，需從新的方向出發(fā)，才能有望獲得新的突破 口。申請人經(jīng)研宄得出：在實際使用過程中，石膏板的強度失效主要表現(xiàn)在開裂和斷裂，而 斷裂往往發(fā)生在開裂處。避免開裂的有效措施是，盡可能避免石膏板的內(nèi)應(yīng)力集中和盡可 能均勻石膏板的強度分布，在此所述內(nèi)應(yīng)力是指石膏板在制作過程或使用過程中產(chǎn)生的內(nèi) 應(yīng)力，強度分布是沿石膏板的長度和寬度方向的分布。
[0006] 進一步地，目前的石膏板大多采用天然石膏為主體，而天然石膏的產(chǎn)量有限，產(chǎn)地 也有很大的局限性，致使石膏板的生產(chǎn)地區(qū)一般都遠(yuǎn)離消費地區(qū)，必然造成生產(chǎn)成本的增 加，而且隨著需求的增加，使得天然石膏礦產(chǎn)開采泛濫并面臨枯竭，因此，亟需尋求另一種 材料來取代天然石膏。
[0007] 脫硫石膏又稱排煙脫硫石膏、硫石膏或FGD石膏，主要成分和天然石膏一樣，為二 水硫酸鈣CaSO 4 · 2H20,含量彡93%。脫硫石膏是燃煤或油的工業(yè)企業(yè)在治理煙氣中的二氧 化硫后而得到的工業(yè)副產(chǎn)石膏，其加工利用的意義非常重大。它不僅有力地促進了國家環(huán) 保循環(huán)經(jīng)濟的進一步發(fā)展，而且還大大降低了礦石膏的開采量，保護了資源。而且脫硫石膏 的一些性能如：抗折、抗壓等，遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)天然石膏，因此是天然石膏的一種最佳替代品。但由于 脫硫石膏存在含水量較大、標(biāo)稠用水量大、顆粒級配差、泌水、容重大等性能上的缺陷，使用 時需要進行相應(yīng)的調(diào)整，因此目前脫硫石膏還沒有得到很好應(yīng)用。目前大部分的脫硫石膏 還是采用堆積、填埋法處理，對土地、地下水和大氣環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。
[0008] 故如果能夠利用脫硫石膏生產(chǎn)石膏板，則可大幅減少天然石膏的開采量，有利于 節(jié)約能源、節(jié)約土地，并為電廠煙氣脫硫后的廢料處理開辟新路，有利于減少二氧化硫的排 放量，保護環(huán)境。
[0009] 進一步的，目前高檔會所或家居裝修均采用木板做裝飾材料，以突顯高端、大氣的 裝飾效果，但普通木板易吸潮、發(fā)霉，會影響家裝效果。另外，木板易燃燒，一旦發(fā)生火災(zāi)，后 果不堪設(shè)想，給人們的生活帶來重大的安全隱患。因此人們更傾向于使用具有防火功能的 石膏板，但現(xiàn)有內(nèi)墻裝飾用的石膏板表面紋理單一，不能很好的滿足人們的需求，尤其是原 木木紋紋理，由于其裝飾效果高貴等優(yōu)點，一直受到人們的青睞，因此若能在石膏板表面模 擬原木表面天然的紋理則能更好的迎合消費者需求。
[0010] 進一步的，國內(nèi)現(xiàn)有家居建筑物內(nèi)墻用石膏板，由于技術(shù)原因，其面層的耐水性、 耐堿性和耐候性不足，易刮傷、變形且難清理和維護，尤其是容易在表面附著金黃色葡萄球 菌等有害菌類產(chǎn)生臭味、污染空氣，影響美觀。且在墻體裝飾階段通常采用色漆涂料為著色 劑，這些涂料中揮發(fā)出的有機物（甲醛、苯系物等）在室內(nèi)持久而緩慢，嚴(yán)重威脅了人們的身 體健康。因此如何減少室內(nèi)揮發(fā)性有機化合物（VOC)含量，構(gòu)建綠色家居已成為當(dāng)代人類 刻不容緩的重任之一。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：提供一種增強石膏板，通過改變增強纖維的結(jié)構(gòu)，進 一步地，還在石膏板基材中添加功能外加劑，有效提高石膏板的強度。
[0012] 本發(fā)明解決其技術(shù)問題的解決方案是：一種增強石膏板，包括石膏基材層，石膏基 材層內(nèi)嵌有三維增強纖維織物；所述三維增強纖維織物由上層、中間層和下層構(gòu)成，所述上 層和下層為網(wǎng)格狀平板結(jié)構(gòu)且靠近石膏基材層的上表面或下表面，所述中間層為"8"字形 纖維骨架，"8"字形纖維骨架的上、下兩端分別與網(wǎng)格狀平板結(jié)構(gòu)的上、下層相連接。
[0013] 三維增強纖維織物是由纖維編織而成的，中間層的"8"字形纖維骨架高度可以在 2~25mm內(nèi)根據(jù)工藝要求而變化，上、下兩層的平板纖維層厚度也可以調(diào)節(jié)，及編織用纖維粗 細(xì)也可以調(diào)節(jié)。
[0014] 優(yōu)選地，所述三維增強纖維織物是玻璃纖維、碳纖維或玄武巖纖維織物；即所述三 維增強纖維織物是由玻璃纖維、碳纖維或玄武巖纖維編織而成的。
[0015] 進一步地，所述增強石膏板還包括仿木紋涂層，所述仿木紋涂層位于石膏基材層 之上。
[0016] 進一步地，所述石膏板還包括納米二氧化鈦綠色環(huán)保涂層，所述納米二氧化鈦綠 色環(huán)保涂層位于石膏基材層或仿木紋涂層之上。
[0017] 進一步地，所述石膏板還包括氣凝膠層，所述氣凝膠層位于所述石膏基材層之下， 是將氣凝膠復(fù)合隔熱氈粘附在石膏板表面而形成，氣凝膠隔熱氈通常是由納米氣凝膠與無 機纖維復(fù)合而成，可以起到保溫、隔熱的效果。
[0018] 優(yōu)選地，所述氣凝膠層厚度3~10mm，25°C時，導(dǎo)熱系數(shù)為0. 020W/m*K。
[0019] 進一步地，為了提高石膏板的韌性，所述的石膏基材層中含有功能外加劑，所述功 能外加劑為雙酚A型環(huán)氧樹脂、酚醛環(huán)氧樹脂、可再分散乳膠粉或纖維素醚。
[0020] 概括起來講，所述石膏板至少包括石膏基材層和嵌入石膏基材層中的三維增強織 物，進一步的，可以包括仿木紋涂層、納米二氧化鈦綠色環(huán)保涂層和氣凝膠層中的至少一 層。當(dāng)同時包括仿木紋涂層和納米二氧化鈦綠色環(huán)保涂層時，納米二氧化鈦綠色環(huán)保涂層 位于仿木紋涂層之上。為了提高韌性，所述石膏板中可以含有功能外加劑雙酚A型環(huán)氧樹 月旨、酚醛環(huán)氧樹脂、可再分散乳膠粉或纖維素醚。
[0021] 本發(fā)明的另一方面，還提供了一種石膏板的制備方法，包括步驟， 1) 石膏基材層漿體制備：將α -高強脫硫石膏粉、隔熱保溫材料、功能外加劑、緩凝劑、 分散劑和水照下述重量百分配比混合，充分?jǐn)嚢杈鶆?，獲得石膏漿體； α -高強脫硫石膏粉 65-75% 隔熱保溫材料 0-9% 功能外加劑 1-4% 緩凝劑 0. 1-0. 3% 分散劑 0. 1-0. 5% 水 20-25% 所述α -高強脫硫石膏粉為電廠煙氣脫硫石膏經(jīng)加工煅燒而成，優(yōu)選純度多90%、白度 彡90%、標(biāo)稠彡35、細(xì)度彡1000目； 所述隔熱保溫材料為聚酰亞胺、中空玻璃微球或蛭石粉； 所述功能外加劑為雙酚A型環(huán)氧樹脂、酚醛環(huán)氧樹脂、可再分散乳膠粉或纖維素醚； 所述緩凝劑為檸檬酸或檸檬酸鹽； 所述分散劑為三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉或聚丙烯酸； 2) 石膏基材層成型：在模具內(nèi)部涂一層脫模劑，再噴涂上述石膏衆(zhòng)體；待石膏衆(zhòng)體初 凝后，放入三維增強纖維織物，再緩慢倒入剩余石膏漿料，輕輕震蕩至表面平整光潔后靜置 一段時間； 3) 石膏基材層養(yǎng)護：將成型好的石膏基材層常溫養(yǎng)護4小時后，進行脫模；脫模后的產(chǎn) 品置于養(yǎng)護室養(yǎng)護1天。
[0022] 進一步的，本發(fā)明的石膏板的制備方法還可以包括以下3個步驟中的至少一個， 所述3個步驟分別是： 4) 仿木紋涂層制備：采用噴涂或者水轉(zhuǎn)印技術(shù)在石膏基材層的上表面得到所需的木紋 圖案，干燥后，在木紋圖案表面噴涂