一种提高石膏基材料力学性能的方法技术

本发明专利技术属于建筑材料领域，尤其涉及一种提高石膏基材料力学性能的方法，该方法包括以下步骤：a)将石膏粉、增强剂、增韧剂、增硬剂和水混合，得到石膏浆料；所述增强剂包括丙烯酸类聚合物、多异氰酸酯聚酯、聚醇酸树脂等；所述增韧剂包括玻璃纤维、纸纤维、木质纤维；所述增硬剂包括硅酸钠、石英粉、沙子；b)将所述石膏浆料凝固成型，之后进行干燥，得到高强度石膏基材料。本发明专利技术提供的方法通过将特定种类的增强剂、增韧剂和增硬剂掺加到石膏中，大幅度提高了石膏基材料的抗折强度、硬度和抗剪切强度，该方法解决了传统石膏基材料力学性能较差的问题，其制备的石膏基材料的力学强度和握钉力可媲美木工板，且具有比木工板更高的防火等级。级。

【技术实现步骤摘要】
一种提高石膏基材料力学性能的方法


[0001]本专利技术属于建筑材料领域，尤其涉及一种提高石膏基材料力学性能的方法。

技术介绍

[0002]石膏材料作为绿色环保材料，具有重量轻、隔声更热、施工方便等优点，被广泛应用于各式建筑。但由于传统石膏材料存在抗压强度和剪切力较低的问题，无法提供足够的支撑力，因此只能作为隔墙和填充材料，极大的限制了石膏材料的应用领域。
[0003]为了提高石膏基材料强度和剪切力，中国专利201710648917.6公布一种高强石膏板制备工艺，采用丙烯酸单体、NN-亚甲基双丙烯酰胺、毛竹纤维提高强度。中国专利201810984640.9公布了用上玻纤网和下玻纤网制备高强度网面石膏材料。中国专利201711465905.6公布了采用陶瓷粉末、水泥和聚氧化乙烯提高石膏硬度。中国专利201610984725.8公布了采用聚丙烯酸酯和聚乙烯醇乳液提高石膏强度。虽然添加各种增强剂后石膏的强度得到提高，但仍然达不到支撑或悬挂重物要求。
[0004]由此可见，探究如何提高石膏材料的力学性能，对于推动石膏材料的发展，拓展石膏材料的应用领域，提高石膏材料在建筑材料市场中的份额占比，具有十分重要的意义。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种提高石膏基材料力学性能的方法，本专利技术提供的方法可以显著提高石膏基材料的力学性能，且该方法工艺过程易于控制，经济性好。
[0006]本专利技术提供了一种提高石膏基材料力学性能的方法，包括以下步骤：
[0007]a)将石膏粉、增强剂、增韧剂、增硬剂和水混合，得到石膏浆料；
[0008]所述增强剂包括丙烯酸类聚合物、多异氰酸酯聚酯、聚醇酸树脂、聚醋酸乙烯酯类聚合物、聚丙烯酰胺类聚合物、酚醛树脂、脲醛树脂、三聚氰胺树脂和环氧树脂中的一种或多种；所述增韧剂包括玻璃纤维、纸纤维和木质纤维中的一种或多种；所述增硬剂包括硅酸钠、石英粉和沙子中的一种或多种；
[0009]b)将所述石膏浆料凝固成型，之后进行干燥，得到高强度石膏基材料。
[0010]优选的，以重量份数计，所述石膏浆料包括：
[0011][0012]优选的，所述石膏粉的半水相含量≥75wt％，无水相含量≤5wt％，二水相含量≤3wt％。
[0013]优选的，所述石膏粉的D10粒径为1～1.5μm，D25粒径为6.5～7.5μm，D50粒径为20
～25μm，D75粒径为45～50μm，D90粒径为70～80μm。
[0014]优选的，所述增强剂包括丙烯酸类聚合物、聚醇酸树脂和聚醋酸乙烯酯类聚合物，所述丙烯酸类聚合物、聚醇酸树脂和聚醋酸乙烯酯类聚合物的质量比为1：(0.5～2)：(0.5～2)；
[0015]或，所述增强剂包括丙烯酸类聚合物、聚醋酸乙烯酯类聚合物和酚醛树脂，所述丙烯酸类聚合物、聚醋酸乙烯酯类聚合物和酚醛树脂的质量比为1：(0.5～2)：(1～3)；
[0016]或，所述增强剂包括聚醋酸乙烯酯类聚合物、酚醛树脂和环氧树脂，所述聚醋酸乙烯酯类聚合物、酚醛树脂和环氧树脂的质量比为1：(1～3)：(1～3)。
[0017]优选的，所述增韧剂的纤维直径为7～30μm；所述增韧剂的纤维长度为5～20mm。
[0018]优选的，所述步骤a)具体包括：
[0019]a1)将增强剂与部分水混合，得到增强剂溶液；将石膏粉、增韧剂和增硬剂混合，得到混合粉料；
[0020]a2)将所述增强剂溶液、混合粉料和余量的水混合，得到石膏浆料。
[0021]优选的，所述进行干燥的具体过程包括：
[0022]先在第一温度下进行初次干燥，之后再在第二温度下进行再次干燥；
[0023]所述第一温度为100～200℃；所述第二温度为30～80℃。
[0024]优选的，所述初次干燥的环境相对湿度为5～20％；所述初次干燥的时间为0.5～2h。
[0025]优选的，所述再次干燥的环境相对湿度为10～30％。
[0026]与现有技术相比，本专利技术提供了一种提高石膏基材料力学性能的方法。本专利技术提供的方法包括以下步骤：a)将石膏粉、增强剂、增韧剂、增硬剂和水混合，得到石膏浆料；所述增强剂包括丙烯酸类聚合物、多异氰酸酯聚酯、聚醇酸树脂、聚醋酸乙烯酯类聚合物、聚丙烯酰胺类聚合物、酚醛树脂、脲醛树脂、三聚氰胺树脂和环氧树脂中的一种或多种；所述增韧剂包括玻璃纤维、纸纤维和木质纤维中的一种或多种；所述增硬剂包括硅酸钠、石英粉和沙子中的一种或多种；b)将所述石膏浆料凝固成型，之后进行干燥，得到高强度石膏基材料。本专利技术提供的方法通过将特定种类的增强剂、增韧剂和增硬剂掺加到石膏中，大幅度提高了石膏基材料的抗折强度、硬度和抗剪切强度，该方法解决了传统石膏基材料力学性能较差的问题，其制备的石膏基材料的力学强度和握钉力可媲美木工板，且具有比木工板更高的防火等级，具有广阔的应用前景。实验结果表明：采用本专利技术方法制备获得的石膏基材料的抗折强度＞5N，硬度＞540N，抗剪切强度＞1000N，单钉荷载≥25kg。
具体实施方式
[0027]下面对本专利技术实施例中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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。
[0028]本专利技术提供了一种提高石膏基材料力学性能的方法，包括以下步骤：
[0029]a)将石膏粉、增强剂、增韧剂、增硬剂和水混合，得到石膏浆料；
[0030]所述增强剂包括丙烯酸类聚合物、多异氰酸酯聚酯、聚醇酸树脂、聚醋酸乙烯酯类
聚合物、聚丙烯酰胺类聚合物、酚醛树脂、脲醛树脂、三聚氰胺树脂和环氧树脂中的一种或多种；所述增韧剂包括玻璃纤维、纸纤维和木质纤维中的一种或多种；所述增硬剂包括硅酸钠、石英粉和沙子中的一种或多种；
[0031]b)将所述石膏浆料凝固成型，之后进行干燥，得到高强度石膏基材料。
[0032]在本专利技术提供的方法中，首先将石膏粉、增强剂、增韧剂、增硬剂和水混合均匀，得到石膏浆料。其中，所述石膏粉中的半水相(HH)含量优选为≥75wt％，具体可为80wt％；所述石膏粉中的无水相(AIII)含量优选为≤5wt％；所述石膏粉中的二水相(DH)含量优选为≤3wt％，具体可为1.5wt％。在本专利技术中，所述石膏粉的D10粒径优选为1～1.5μm；所述石膏粉的D25粒径优选为6.5～7.5μm；所述石膏粉的D50粒径优选为20～25μm；所述石膏粉的D75粒径优选为45～50μm；所述石膏粉的D90粒径优选为70～80μm。在本专利技术中，所述石膏粉的比表面积优选为3000～6000m2/g，具体可为3000m2/g、3500m2/g、4000m2/g、4500m2/g、4502m2/g、5000m2/g、5500m2/g或6000m2/g。在本专利技术中，所述石膏粉在石膏浆料中的含量为20～30重量本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提高石膏基材料力学性能的方法，包括以下步骤：a)将石膏粉、增强剂、增韧剂、增硬剂和水混合，得到石膏浆料；所述增强剂包括丙烯酸类聚合物、多异氰酸酯聚酯、聚醇酸树脂、聚醋酸乙烯酯类聚合物、聚丙烯酰胺类聚合物、酚醛树脂、脲醛树脂、三聚氰胺树脂和环氧树脂中的一种或多种；所述增韧剂包括玻璃纤维、纸纤维和木质纤维中的一种或多种；所述增硬剂包括硅酸钠、石英粉和沙子中的一种或多种；b)将所述石膏浆料凝固成型，之后进行干燥，得到高强度石膏基材料。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，以重量份数计，所述石膏浆料包括：3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述石膏粉的半水相含量≥75wt％，无水相含量≤5wt％，二水相含量≤3wt％。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述石膏粉的D10粒径为1～1.5μm，D25粒径为6.5～7.5μm，D50粒径为20～25μm，D75粒径为45～50μm，D90粒径为70～80μm。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述增强剂包括丙烯酸类聚合物、聚醇酸树脂和聚醋酸乙烯酯类聚合物，所述丙烯酸类聚合物、聚醇酸树脂和聚醋酸乙烯酯类聚合物的质量比为1：(0.5～2)：(0.5～2)...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾同春，曹志强，任绪连，武新民，汤锐，宗波，李峰，李涛，宋晓光，
申请(专利权)人：泰山石膏有限公司，
类型：发明
国别省市：