一种防火石膏板及其制备方法与流程

本发明涉及石膏板制备，具体为一种防火石膏板及其制备方法。

背景技术：

1、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。

2、石膏板的强度和遇火稳定性是顾客关注石膏板质量的两个重点，为进一步提升石膏板的强度和遇火稳定性，很多石膏板生产企业采取了将玻璃纤维添加到石膏板中的方法，但往往并不理想。因此本发明研究制备了一种耐高温石膏板，以这个问题。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是提供一种将玻璃纤维添加到石膏板中，具有高耐热的防火石膏板。

2、本发明为解决上述技术问题提出的一种技术方案是：一种防火石膏板，包括板芯和保护膜；所述板芯包括石膏、增强纤维、减水剂、发泡剂和增粘剂；所述保护膜是环氧酚醛树脂在板芯表面固化；所述环氧酚醛树脂是环氧含氢硅油、四甲基二硅氧烷、正硅酸乙酯和钼酸苯酯反应制得；所述增粘剂为改性聚丙烯酸酯；所述改性聚丙烯酸酯是端氨基超支化硅氧烷与马来酸酐开环反应后，再与丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸羟乙酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯，在复配乳化剂乳化、引发剂过硫酸铵的作用下反应制得。

3、优选的，所述增强纤维为羟基玻璃纤维；所述发泡剂为十二烷基硫酸钠；所述减水剂为六偏磷酸钠。

4、优选的，所述防火石膏板的制备方法，包括以下具体步骤：

5、s1.将端氨基超支化硅氧烷、马来酸酐、异丙醇按质量比50~70:15:3混合，升温至72~76℃，反应3~4h，减压蒸馏，制得端羧基超支化硅氧烷；

6、s2.将丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸羟乙酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯按质量比10:10:1~1.4:0.3~0.6混合，加入丙烯酸丁酯质量0.6~0.9倍的端羧基超支化硅氧烷和丙烯酸丁酯质量0.1~0.2倍的复配乳化剂，在600~800rpm乳化20~40min，升温至70~72℃，加入丙烯酸丁酯质量0.2~0.3倍的引发剂，升温至80~82℃，每30min加入丙烯酸丁酯质量0.2~0.3倍的引发剂，引发剂为质量分数为2.5%的过硫酸铵溶液，反应4~6h后，保温反应1~2h，降温至38~42℃，出料制得改性聚丙烯酸酯，即为增粘剂；

7、s3.将四甲基二硅氧烷、正硅酸乙酯、乙醇、1~3mol/l的盐酸和去离子水按质量比1:0.9:10:3~5:20混合，升温至80~90℃，反应2~4h，加入四甲基二硅氧烷等质量的环氧含氢硅油和四甲基二硅氧烷质量1.6~1.8倍的钼酸苯酯，降温至68~72℃，加入四甲基二硅氧烷质量0.03~0.05倍的氢氧化钠，继续反应4~6h，减压旋蒸，制得环氧酚醛树脂；

8、s4.将石膏和增强纤维混合，在40~85khz超声分散20~30min，再加入减水剂六偏磷酸钠、发泡剂十二烷基硫酸钠和增粘剂，搅拌均匀制得板芯；将三氟化硼单乙胺与乙二醇按质量比1:5~6混合，搅拌均匀后加入三氟化硼单乙胺质量10~18倍的环氧酚醛树脂，搅拌均匀后在125~135℃保温1.5~2.5h，制得保护膜；将板芯倒入压平板成型机中，并将保护膜涂敷在板芯表面，固化6~8h，制得防火石膏板

9、优选的，上述步骤s1中，端氨基超支化硅氧烷的制备方法为：将烯丙基缩水甘油醚升温至60~80℃，以1~3ml/min的速率滴加烯丙基缩水甘油醚质量0.02~0.04倍的催化剂，催化剂是质量分数为20~30%的氯铂酸的异丙醇溶液，再以2~4ml/min的速率滴加烯丙基缩水甘油醚质量0.5~0.7倍的3,3-四甲基二硅氧烷，反应3~5h，冷却至室温，再以2~4ml/min的速率滴加烯丙基缩水甘油醚质量1~3倍的二乙烯三胺，升温至70~90℃，反应2~4h，升温至220~230℃，反应30~50min，制得端氨基超支化硅氧烷。

10、优选的，上述步骤s2中，复配乳化剂是烷基酚聚氧乙烯醚、十二烷基硫酸钠和去离子水按质量比1:1:20~30混合制得。

11、优选的，上述步骤s3中，环氧含氢硅油的制备方法为：将甲苯、kh-560和铂催化剂按质量比8:30~50:0.4~0.5混合，升温至95~105℃反应3~4h后，再升温至145~155℃反应5~6h，降温至78~82℃，减压蒸馏，再加入甲苯质量1.1~1.2倍的含氢硅油，再加入甲苯质量0.01~0.03倍的铂催化剂，升温至95~105℃反应3~4h后，降温至78~82℃，减压蒸馏，制得环氧含氢硅油。

12、优选的，上述步骤s4中，增强纤维的制备方法为：将玻璃纤维升温至400~450℃，保温处理1~2h后，冷却至室温，浸没在80~100℃的3~5mol/l的盐酸中，8~10h后取出并用去离子水洗涤8~10次，干燥制得羟基玻璃纤维，即为增强纤维。

13、优选的，上述步骤s4中，保护膜厚度为8~10μm。

14、与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：

15、本发明中的防火石膏板，由板芯和保护膜组成；板芯包括石膏、增强纤维、减水剂、发泡剂和增粘剂，保护膜是环氧酚醛树脂在板芯表面固化；增粘剂为改性聚丙烯酸酯；

16、改性聚丙烯酸酯是端氨基超支化硅氧烷与马来酸酐开环反应后，再与丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸羟乙酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯反应制得；端氨基超支化硅氧烷与马来酸酐开环反应，形成具有端羧基结构的超支化硅氧烷，与甲基丙烯酸缩水甘油酯共同引入到聚丙烯酸酯中，形成含有环氧基和多羧基的长碳链结构的聚丙烯酸酯，在板芯中能够引发高分子交联，不仅具有优异粘性，还能够与增强纤维表面的羟基反应，将增强纤维均匀分散在板芯中，增强防火石膏板的强度和遇火稳定性；

17、环氧酚醛树脂是环氧含氢硅油、四甲基二硅氧烷、正硅酸乙酯和钼酸苯酯反应制得；四甲基二硅氧烷和正硅酸乙酯水解后，能够与钼酸苯酯加成缩合成酚醛树脂，将硅和钼以高键能的化学键键合于酚醛树脂分子的主链中，并在反应过程中引入环氧含氢硅油，形成具有环氧交联结构的环氧酚醛树脂，增强遇火稳定性；将环氧酚醛树脂涂敷在板芯表面并进行固化，环氧酚醛树脂与板芯间形成氢键，粘附在板芯表面，增强石膏板的强度和遇火稳定性。

技术特征：

1.一种防火石膏板，其特征在于，包括板芯和保护膜；所述板芯包括石膏、增强纤维、减水剂、发泡剂和增粘剂；所述保护膜是环氧酚醛树脂在板芯表面固化；所述环氧酚醛树脂是环氧含氢硅油、四甲基二硅氧烷、正硅酸乙酯和钼酸苯酯反应制得；所述增粘剂为改性聚丙烯酸酯；所述改性聚丙烯酸酯是端氨基超支化硅氧烷与马来酸酐开环反应后，再与丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸羟乙酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯，在复配乳化剂乳化、引发剂过硫酸铵的作用下反应制得。

2.根据权利要求1所述的一种防火石膏板，其特征在于，所述增强纤维为羟基玻璃纤维；所述发泡剂为十二烷基硫酸钠；所述减水剂为六偏磷酸钠。

3.一种如权利要求1所述的防火石膏板的制备方法，其特征在于，包括以下具体步骤：

4.根据权利要求3所述的一种防火石膏板的制备方法，其特征在于，上述步骤s1中，端氨基超支化硅氧烷的制备方法为：将烯丙基缩水甘油醚升温至60~80℃，以1~3ml/min的速率滴加烯丙基缩水甘油醚质量0.02~0.04倍的催化剂，催化剂是质量分数为20~30%的氯铂酸的异丙醇溶液，再以2~4ml/min的速率滴加烯丙基缩水甘油醚质量0.5~0.7倍的3,3-四甲基二硅氧烷，反应3~5h，冷却至室温，再以2~4ml/min的速率滴加烯丙基缩水甘油醚质量1~3倍的二乙烯三胺，升温至70~90℃，反应2~4h，升温至220~230℃，反应30~50min，制得端氨基超支化硅氧烷。

5.根据权利要求3所述的一种防火石膏板的制备方法，其特征在于，上述步骤s2中，复配乳化剂是烷基酚聚氧乙烯醚、十二烷基硫酸钠和去离子水按质量比1:1:20~30混合制得。

6.根据权利要求3所述的一种防火石膏板的制备方法，其特征在于，上述步骤s3中，环氧含氢硅油的制备方法为：将甲苯、kh-560和铂催化剂按质量比8:30~50:0.4~0.5混合，升温至95~105℃反应3~4h后，再升温至145~155℃反应5~6h，降温至78~82℃，减压蒸馏，再加入甲苯质量1.1~1.2倍的含氢硅油，再加入甲苯质量0.01~0.03倍的铂催化剂，升温至95~105℃反应3~4h后，降温至78~82℃，减压蒸馏，制得环氧含氢硅油。

7.根据权利要求3所述的一种防火石膏板的制备方法，其特征在于，上述步骤s4中，增强纤维的制备方法为：将玻璃纤维升温至400~450℃，保温处理1~2h后，冷却至室温，浸没在80~100℃的3~5mol/l的盐酸中，8~10h后取出并用去离子水洗涤8~10次，干燥制得羟基玻璃纤维，即为增强纤维。

8.根据权利要求3所述的一种防火石膏板的制备方法，其特征在于，上述步骤s4中，保护膜厚度为8~10μm。

技术总结
本发明公开了一种防火石膏板及其制备方法，涉及石膏板制备技术领域。本发明中的防火石膏板，由板芯和保护膜组成；板芯包括石膏、增强纤维、减水剂、发泡剂和增粘剂，保护膜为环氧酚醛树脂；增粘剂为改性聚丙烯酸酯；改性聚丙烯酸酯是端氨基超支化硅氧烷与马来酸酐开环反应后，再与丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸羟乙酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯反应制得，环氧酚醛树脂是环氧含氢硅油、四甲基二硅氧烷、正硅酸乙酯和钼酸苯酯反应制得，将环氧酚醛树脂涂敷在板芯表面并进行固化，环氧酚醛树脂与板芯间形成氢键，粘附在板芯表面，增强石膏板的强度和遇火稳定性。

技术研发人员：崔传青,安曰博,成泽龙,赵承斌,姜贵波,赵东彪,吴健,王辉
受保护的技术使用者：阜新泰山石膏建材有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/8/21