高强耐水型脱硫石膏板及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于石膏板技术领域，具体涉及一种高强耐水型脱硫石膏板及其制备方 法。
【背景技术】
[0002] 脱硫石膏来自于燃煤或油的工业企业在治理烟气中的二氧化硫后而得到的固体 排放物。脱硫石膏再利用，可以实现固体废弃物资源化，既提高了经济效益，又美化了环境。 我国脱硫石膏在建材行业的应用技术，主要集中在水泥的生产、脱硫石膏砌块、保温砂浆、 粉刷石膏、以及混凝土改性等方面。在板材制作方面，主要用来制作墙板、地板、天花板等。
[0003] 脱硫石膏板材具有的较低的力学性能和较差的防水性能，严重制约脱硫石膏板在 建材行业应用领域。水蒸发后留下的孔隙是造成脱硫石膏板强度和抗水性能低的主要原因 之一。改善脱硫石膏孔隙结构状态，密实微观孔隙结构，可以增加脱硫石膏砌块的力学性能 和抗水性能。目前改善脱硫石膏板材孔隙结构的技术手段主要有：第一，在脱硫石膏中添加 水泥、粉煤灰等无机胶凝材料，制成脱硫石膏基复合板材；第二，在脱硫石膏中添加有机物 乳液，经过共混搅拌直接注模，脱硫石膏硬化制成板材。
[0004] 除利用技术手段改善孔结构外，也有利用脱硫石膏在聚合物体系内充当填充物的 方式制作脱硫石膏板材，即将聚合物与脱硫石膏复合，同时采用压制、挤出等高分子材料制 作工艺，制成复合材料。
[0005] 专利CN104446291A将AM、MBAM配制的混合溶液引入到脱硫石膏基体中，制备出 一种脱硫石膏板材。这种方法虽然提高了脱硫石膏板力学性能，但其采用的注模成型的工 艺，导致体系内孔隙所占体积百分比依然很大，若能减少体系内孔隙所占体积百分，板材性 能将有更大提升空间。
[0006] 专利CN103172339A将环氧树脂与脱硫石膏复合，通过压制工艺，制成复合板材。 这种方法虽然使用了脱硫石膏，但脱硫石膏在体系内仅起到填充作用，脱硫石膏遇水硬化 的性质未得到充分利用，所制成的复合材料强度也严重依赖聚合物体系的强度，就其结构 而言，脱硫石膏并未通过遇水硬化的方式形成三维网络结构。
[0007] 现有技术针对脱硫石膏力学性能和抗水性能的处理，无论是使用聚合物乳液共混 改性的方法，还是采用直接拌合聚合物胶压塑成型的方式，均未见使用热固性树脂改性脱 硫石膏、热压成型和水养护的工艺，制作具有"热固性树脂和二水脱硫石膏晶体三维互穿网 络"结构的高致密度、高强度、高防水性脱硫石膏板材。
[0008] 本发明提出利用酚醛树脂树脂改性脱硫石膏，使脱硫石膏粉具有较好的压塑性， 同时采用热压成型工艺使脱硫石膏板材具有高密实性，然后通过水养护方式使脱硫石膏硬 化，形成热固性树脂和二水脱硫石膏晶体三维互穿网络结构。
[0009] 鉴于现有技术存在的问题，如何利用热固性酚醛树脂改性脱硫石膏，同时制备一 种高强度的脱硫石膏复合材料，是现有技术亟待解决的问题。
【发明内容】
[0010] 发明目的：针对现有技术中存在的问题，本发明将热固性酚醛树脂引入到脱硫石 膏体系中，提供了一种高致密度、高强度、高防水性能脱硫石膏板，并提供了该石膏板的制 备方法。
[0011] 技术方案：本发明提供了一种高强耐水型脱硫石膏板，按质量百分比计，该石膏板 原料配方为：脱硫石膏70%~100%、膨胀剂0. 5%~10%、酚醛树脂0. 5%~10%、碳酸丙 烯酯1 %~5%、硅烷偶联剂0.05%~2%、固含量为1 %~10%的聚合物乳液和水5%~ 30%〇
[0012] 具体的，原料配方中所述的脱硫石膏为无水脱硫石膏或半水脱硫石膏。所述的膨 胀剂为铝酸钙膨胀剂。所述的硅烷偶联剂为KH-550硅烷偶联剂。所述的聚合物乳液为不 饱和聚酯树脂乳液。
[0013] 本发明还提供了上述脱硫石膏板的制备方法：先利用乙醇将酚醛树脂、硅烷偶联 剂、碳酸丙烯酯完全溶解，作为改性液，对脱硫石膏进行改性，然后加入膨胀剂，热压成型， 先于湿润环境中养护，再于浸泡液中养护，最后自然环境中养护至龄期。
[0014] 具体的步骤如下：
[0015] (1)将脱硫石膏粉、膨胀剂分别球磨，并用80目方孔筛筛分；
[0016] (2)将酚醛树脂、硅烷偶联剂、碳酸丙烯酯完全溶解于乙醇中，与步骤（1)中的脱 硫石膏粉混合，搅拌均匀后，取出，在70°C~90°C的温度下烘干至恒重，得到改性脱硫石 膏；
[0017] (3)将步骤⑴得到的膨胀剂与步骤⑵得到的改性脱硫石膏混合，得到混合干 粉，倒入模具中，热压成型；
[0018] (4)将压制成型后的脱硫石膏-膨胀剂干粉块体养护1~12h;
[0019] (5)再置于固含量为1%~10%的聚合物乳液中，浸泡IOmin~120min ;
[0020] (6)浸泡完成后，使块体在自然环境下养护至龄期，再将块体在45~55°C烘干至 恒重。
[0021] 更进一步的，当上述步骤（3)中的热压条件为：热压压力5MPa~20MPa、热压温度 90°C~200°C，热压成型时间Imin~5min。
[0022] 上述的步骤（4)中养护条件为：置于20°C~40°C或70°C~90°C，相对湿度为90~ 99 %的环境下。
[0023] 上述的步骤（5)中的浸泡温度为25~70°C。
[0024] 有益效果：1，本发明所述的改性脱硫石膏板材以脱硫石膏为基材，以环保材料酚 醛树脂为辅材，实现了对脱硫石膏的再利用，是绿色环保板材。
[0025]2,本发明所述的改性脱硫石膏板同现有石膏板材相比，具有较高的密实度、优异 的韧性以及较好的耐水性。同时酚醛树脂和脱硫石膏都是较好的防火材料，故该板用作墙 体面板、地板、天花板时，对防火安全有所裨益。
[0026]3,本发明所述的改性脱硫石膏板的制备方法，避开了酚醛树脂高温固化过程中脱 硫石膏内自由水份蒸发形成气室的问题。同时，采用浸泡的方式使脱硫石膏遇水固化，其过 程为先利用块体中未压实的孔隙形成水通道，再利用浸泡液内的聚合物在干燥过程中阻塞 未压实孔隙，使块体结构更加密实，提高耐水性能。
【具体实施方式】：
[0027] 本发明所提供的高强耐水性脱硫石膏板的原材料为：脱硫石膏、膨胀剂、酚醛树 月旨、碳酸丙烯酯、硅烷偶联剂、固含量为〇~10%的聚合物乳液和水。
[0028] 下面通过若干典型的实施例对本发明的制备方法进一步说明，并非对本发明保护 范围的限制。
[0029] 实施例1
[0030] 将酚醛树脂lg、硅烷偶联剂0. lg、碳酸丙烯酯0. 02g溶于无水乙醇中，搅拌均匀后 制成改性液。将膨胀剂3g与脱硫石膏100g混合，人工搅拌2min，然后将搅拌后的混合干粉 过100方孔筛后，置于水泥净浆搅拌机中慢速搅拌5min至均匀，制成固体混合干粉。将改 性液和固体混合干粉混合制成浆体，人工搅拌2min，随后将浆体置于水泥净浆搅拌机中自 动搅拌，搅拌完成后置于50°C烘干箱内烘干，制成改性脱硫石膏干粉。
[0031] 将改性脱硫石膏干粉装入模具后，在160°C、5MPa条件下，热压2分钟。待热压成 型的砌块冷却后，置于25°C，相对湿度为96%的环境下，养护12h。然后，置于不饱和聚酯树 脂乳液中养护2h，取出后，在室温环境下和养护至龄期，最后放入50°C烘干箱烘至绝干后 测试其性能。
[0032] 实施例2
[0033] 将酚醛树脂0. 5g、硅烷偶联剂0. 05g、碳酸丙烯酯Ig溶于无水乙醇中，搅拌均匀后 制成改性液。将膨胀剂〇. 5g与脱硫石膏70g混合，人工搅拌2min，然后将搅拌后的混合干 粉过80方孔筛后，置于水泥净浆搅拌机中慢速搅拌5min至均匀，制成固体混合干粉。将改 性液和固体混合干粉混合制成浆体，人工搅拌2min，随后将浆体置于水泥净浆搅拌