[發明專利]一種防水保溫輕質高強石膏板材及其制備方法

無效

• 申請號: 201310120712.2
• 申請日: 2013-04-09
• 公開（公告）號: CN103232260A
• 公開（公告）日: 2013-08-07
• 發明（設計）人: 官寶紅;李亭穎
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: C04B38/02
• 分類號: C04B38/02;C04B28/14
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 胡紅娟

技術領域

本發明屬于無機膠凝材料應用技術領域，具體涉及一種利用物理發泡與防水措施相結合制備防水保溫輕質高強石膏板的方法。

背景技術

我國對建筑節能越來越重視，墻體保溫是建筑節能的重要措施，保溫板材是建筑節能的重要產品。目前市場上的保溫板材種類繁多，主要分為無機保溫材料和有機保溫材料。無機保溫材料有加氣混凝土、發泡水泥、發泡玻璃、無機保溫漿料、巖棉板、玻璃棉、改性珍珠巖等，無機保溫材料防火，但吸水率高、易脫落；有機保溫材料主要包括EPS（可發性聚苯乙烯）和XPS（擠塑聚苯乙烯）、PU（聚氨酯）和酚醛發泡材料，有機保溫材料一般都具有良好的保溫效果，但是易燃易老化，存在安全隱患。

石膏板材是無機保溫材料的一種，具有質輕、保溫、隔音、抗震、可回收、價廉、施工方便等優點，是理想的保溫板材。但是石膏板材多孔且石膏晶體在水中會緩慢溶解，通常在潮濕環境中使用一段時間，一方面會松散變形導致強度降低，另一方面吸水后導致導熱系數增加，從而降低保溫性能。石膏耐水性差使得石膏保溫板材的應用受到限制，在建筑外墻等對防潮要求比較高的場合，普通保溫石膏板性能不能滿足使用要求，因此需要提高保溫石膏的防水性能。

石膏材料的保溫原理是材料內部有大量孔隙，孔隙中充滿空氣，從而降低了石膏材料熱傳導性能，表現為材料的導熱系數減小，達到保溫效果。增加孔隙率有兩種方法：（1）在石膏中加入輕質骨料，如膨脹珍珠巖、聚苯乙烯泡沫等。如公開號為CN1245789A的發明專利，報道了一種加入泡沫塑料顆粒制備輕質石膏板的方法。然而，膨脹珍珠巖吸水性強、易粉化、在料漿施工中體積收縮率大，使得產品后期強度小、保溫性能降低，而聚苯乙烯泡沫制得的保溫材料有耐溫低、強度小、遇火高溫下產生有害氣體、抗老化性能差和施工中容易反彈等缺點。（2）采用發泡方法制備多孔型石膏材料。比如加入表面活性劑等有機添加劑的辦法。在發泡機中使水、表面活性劑與石膏粉快速攪拌，使足夠的空氣混入其中，被動地形成泡沫漿料，水化硬化后得到多孔型石膏材料，如公開號為CN102093072A的發明專利，報道了加入發泡劑通進入專門的發泡機發泡，制備氟石膏發泡材料。

如果石膏保溫板材要用于外墻或潮濕環境，則須滿足國家標準GB/T9775-2008中關于防潮石膏板吸水率小于10%的規定。人們一直在研究提高石膏板的防水性，一種方法是摻入無機膠凝材料，使得石膏基材料由氣硬性膠凝材料轉變為水硬性膠凝材料。另一種方法是加入有機防水材料，在石膏表面形成一層防水膜，如公開號為CN101580375A的發明專利，介紹了一種高強防水石膏板的制備方法，即通過聚合物乳液來賦予產品的防水性能。

保溫石膏板因為本身具有很大的孔隙率，容易吸收更多的水，因此兼具保溫和防水功能是比較困難的，目前相關技術還很少。公開號為CN101096306A的發明專利，介紹了一種高強防水石膏砌塊制備方法，利用天然納米級海泡石粉和蒙脫石粉對石膏砌塊的增強和減重效果，利用含氫硅油使產品防水透氣。公開號為CN101580370A的發明專利，介紹了一種高強防水石膏板的制備方法，采用聚丙烯纖維和玻璃纖維增加強度，采用膨脹珍珠巖降低容重，利用聚合物乳液防水，由于膨脹珍珠巖容易吸水，因此難以得到良好的防水效果。公開號為CN102093072A的發明專利報道了以氟石膏為主要原料和數種外加劑制備輕質、防水、耐火、保溫的石膏材料。英國專利GB2475900A采用輕質填料膨脹聚苯乙烯、硫鋁酸鹽水泥和有機硅防水劑制備輕質防水石膏板，但是加入了膨脹聚苯乙烯，在高溫條件下可能釋放有毒氣體。

保溫石膏板屬于大孔隙材料，必然會面臨強度較低的問題。提高石膏板強度的方法有添加增強纖維，如公開號為CN201010268882.1的發明專利利用萬維短玻纖增強石膏板強度。公開號為CN01130495.2的發明專利利用蔗渣纖維增強石膏板強度。

利用高強石膏粉（即α半水石膏粉）為原料也可制作高強石膏板，目前相關專利較少。公開號為CN1184162C的中國發明專利文獻公開了一種石膏作為建筑板材原料的應用，主要發明點在于所說的石膏為α-半水石膏，用α-半水石膏為原料生產的石膏建筑板材，可以是發泡的或未發泡的素板、加纖維板、覆紙板及玻璃纖維網布復合板等;其制作發泡板所用的發泡劑為硫酸。與普通石膏建筑板材相比，α-半水石膏建筑板材在強度、剛度、抗沖擊、耐水性方面都強于前者；發泡板更具有較好的保溫隔熱、隔音、抗震性能；作墻體板材時，不須依附龍骨架，不須增設保溫隔熱、隔音層，可獨立作分隔墻體，或復合后作外墻。