專利名稱：石膏板及其制備方法
技術領域：
本發明涉及一種用于室內裝修的建筑材料及其制備方法，具體的說，是一種石膏板及其制備方法。
背景技術：
石膏板因具有質輕、強度高、隔音絕熱、防火、便于加工等優點而廣泛應用于建筑裝修材料。而賦予其更多的功能也在進一步開發中，如通過添加活性碳制備具有吸濕性的石膏板在申請號02135129. 5《一種紙面石膏板及其生產方法》，發明人以石膏粉82 90 份，活性炭5 10份，玉米淀粉0. 5 0. 8份，紙纖維0. 3 0. 5份，通過攪拌、成型、分切、 烘干、切邊，得到符合GB/T9775-1999的石膏板。在申請號200710139236. 3《一種紙面石膏板》，發明人以石膏粉40 50份，活性炭0. 5 5份，玉米淀粉0. 5 1份，紙纖維0. 4 0. 8份，發泡劑0. 05 0. 5份，水26 28份，經過攪拌、擠壓、烘干，得到石膏板。在申請號 200810096806. X《活性炭內墻涂膏及其制備方法》，通過活性炭0. 25 65%，石膏粉35 75%，粘合劑2 23% ；水8 40%，制得石膏板。在申請號為200810182650. 7《空氣凈化材料及其制備方法以及制得的工藝品或裝飾用材》中，原料配比為固化劑石膏粉20 50 份，活性炭20 80份，粘結劑10 50份。竹炭是近年來發展起來的新興材料，其不僅具有優異的吸附特性，而且還具有輻射遠紅外、釋放負離子、電磁屏蔽等功能。竹炭應用于建材也受到了越來越多人的關注，如申請號為200510049855. 4,200910153652. 8,200910153653. 2先后分別以竹炭為原料合成功能性瓷磚。在申請號為200910100107. 2,200910100625. 4中報道了制備含炭陶粒和墻面裝飾材料。雖然已有竹炭在建材方面的研究，但其應用范圍仍需開拓。
發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種集吸附、輻射遠紅外、釋放負離子于一體的石膏板及其制備方法。為了解決上述技術問題，本發明提供一種石膏板，由原料和粘結劑組成，原料由以下重量含量的成分組成20 40%竹炭(竹炭粉)和60 80%的石膏粉，粘結劑占原料總重的20 35%。作為本發明的石膏板的改進粘結劑為固相重量含量為1 8%的TiO2溶膠。作為本發明的石膏板的進一步改進竹炭的粒徑為20 45 μ m，石膏粉的粒徑為 150 250 μ m。本發明還同時提供了上述石膏板的制備方法，原料由以下重量含量的成分組成 20 40%竹炭(竹炭粉)和60 80%的石膏粉，粘結劑(TiO2溶膠)占原料總重的20 35% ；依次進行以下步驟1)、將竹炭與石膏粉混合攪拌1 12h，得原料；2)、在步驟1)所得到的原料中加入TiO2溶膠，混合攪拌1 4h ；得混合料；
3)、將步驟2)所得的混合料先進行高壓成型，然后再固化，最后熱處理；得石膏板。作為本發明的石膏板的制備方法的改進步驟5)中高壓成型的壓力為5 IOMpa ；所述固化的溫度為80 100°C，固化的時間為1 2h ；所述熱處理的溫度為300 800°C，熱處理的時間為1 3h。在本發明中，固相重量含量為1 8%的TiO2溶膠可按照于2008年《稀有金屬材料與工程》第37卷中已經公開發表的《銳鈦礦_金紅石混晶Ti02溶膠的制備及光催化性能》進行制備。本發明的石膏板，對是發明人在長期研究竹炭、石膏板材料的基礎上，對竹炭粉與石膏粉進行合理的復配而得。其優點在于通過竹炭的引入，并采用合理的粒度級配保留了竹炭粉的孔道結構，使得制品在具有吸附能力的同時，還擁有釋放負離子，輻射遠紅外的功能。此外，二氧化鈦溶膠的引入，一方面充當常溫粘結劑，另一方面在熱處理后保持有很好的銳鈦礦晶型，賦予了石膏板一定的光催化特性。本發明，通過對原料合理的粒度級配，以微米級竹炭粉填充于石膏粉顆粒的空隙中，使竹炭功能充分發揮，并以二氧化鈦為常溫粘結劑，制備出具有吸附、輻射遠紅外和釋放負離子的石膏板，且其還具有一定的光催化特性。本發明與上述公開的現有技術不同之處在于一、上述現有技術中，原料均使用到了活性碳，目前已實現工業化的活性碳一般由非可再生原料如煤類、石油類、木材等經炭化和活化形成，雖然吸附性較好，但其資源不可再生，且生產成本較高。本發明采用竹炭為原料，竹炭是由可再生資源竹材直接炭化所得， 無需活化，不僅吸附性能好，而且具有活性碳所不具備的遠紅外輻射，釋放負離子效應等。 遠紅外線能促進人體衰老細胞的活化，加快血液循環，改善人體內環境。釋放負離子，能松弛神經、消除疲勞。此外，在室內，負離子與空氣中的顆粒物相撞，使其帶電，這些帶電的顆粒物容易附著在墻壁、鏡面、地板上，達到凈化空氣的目的。因此將竹炭應用于石膏板材料， 有著諸多的優勢。二、上述現有技術中，一方面，在其工藝過程中，未對原料粒度公開，不合理的粒度會在制備過程中隨著石膏粉的固化導致將碳的孔道堵塞，使之失去吸濕性；另一方面，對石膏板并未進行相應的吸附或可以表征具有吸附能力的測試。發明人在發明過程中，還發現竹炭的粒徑和石膏粉的粒徑的選擇是非常重要的， 選擇不同的粒徑，所得的石膏板的性能會有很多差別。粒徑太大，石膏板的力學性能會變差，甚至達不到國標要求。粒徑太小，則會導致生產成本的大大增加，因此本發明選取上述數值。本發明所生產的石膏板，經測試其比表面積達到90 170m2/g，釋放負離子800 1200個/cm3,遠紅外輻射率87 91 %。 本發明所生產的9. 5mm厚的石膏板，其縱向斷裂荷載為400 440N，橫向斷裂荷載為160 190N，符合GBT9775-2008對斷裂荷載的要求。 本發明所生產的石膏板，按GB 50325-2001《民用建筑工程室內環境污染物控制規范》、GB/T 18204. 26-2000《公共場所空氣中甲醛測定方法》、GB/T18204. 25-2000《公共場所空氣中氨測定方法》、GB11737-89《居住區大氣中苯、甲苯和二甲苯衛生檢驗標準方法-氣相色譜法》檢驗，測得其對游離甲醛的去除率10 16%、對氨的去除率11 19%、對苯的去除率10 20%。本發明的石膏板可廣泛用于各種建筑物的天花板、內隔墻、墻體覆面板、吸音板、 地面基層板和各種裝飾板等。
具體實施例方式以下實施例中，竹炭的粒徑均為20 45 μ m，石膏粉的粒徑均為150 250 μ m。份
代表的是重量份。室溫指的是5 30°C。實施例1、一種石膏板，由20份的竹炭和80份的石膏粉組成原料，選用20份固相重量含量為4%的TiO2溶膠作為粘結劑；依次進行以下步驟1)、將竹炭與石膏粉室溫下混合攪拌12h ；得原料；2)、在步驟1)所得到的原料中加入TiO2溶膠，室溫下混合攪拌4h ；得混合料；3)、將步驟2)所得的混合料先于IOMpa高壓成型，然后再于100°C下固化2h，最后升溫至300°C熱處理3h ；得石膏板。所得的石膏板，經測試其比表面積達到90m2/g，釋放負離子800個/cm3，遠紅外輻射率87%。對游離甲醛的去除率11%、對氨的去除率11%、對苯的去除率10%。9. 5mm厚的石膏板，其縱向斷裂荷載為440N，橫向斷裂荷載為190N。實施例2、一種石膏板，由30份的竹炭和70份的石膏粉組成原料，選用35份固相重量含量為6%的TiO2溶膠作為粘結劑；依次進行以下步驟1)、將竹炭與石膏粉室溫下混合攪拌8h ；得原料；2)、在步驟1)所得到的原料中加入TiO2溶膠，室溫下混合攪拌Ih ；得混合料；3)、將步驟2)所得的混合料先于IOMpa高壓成型，然后再于80°C下固化2h，最后升溫至800°C熱處理3h ；得石膏板。所得的石膏板，經測試其比表面積達到110m2/g,釋放負離子900個/cm3，遠紅外輻射率88%。對游離甲醛的去除率13%、對氨的去除率14%、對苯的去除率14%。9. 5mm厚的石膏板，其縱向斷裂荷載為420N，橫向斷裂荷載為180N。實施例3、一種石膏板，由35份的竹炭和65份的石膏粉組成原料，選用35份固相重量含量為2%的TiO2溶膠作為粘結劑；依次進行以下步驟1)、將竹炭與石膏粉室溫下混合攪拌12h ；得原料；2)、在步驟1)所得到的原料中加入TiO2溶膠，室溫下混合攪拌3h ；得混合料；3)、將步驟2)所得的混合料先于5Mpa高壓成型，然后再于80°C下固化lh，最后升溫至580°C熱處理Ih ；得石膏板。所得的石膏板，經測試其比表面積達到120m2/g，釋放負離子1100個/cm3，遠紅外輻射率90%。對游離甲醛的去除率15%、對氨的去除率17%、對苯的去除率18%。9.5mm 厚的石膏板，其縱向斷裂荷載為410N，橫向斷裂荷載為170N。實施例4、一種石膏板，由40份的竹炭和60份的石膏粉組成原料，選用35份固相重量含量為8%的TiO2溶膠作為粘結劑；依次進行以下步驟1)、將竹炭粉與石膏粉室溫下混合攪拌IOh ；得原料；2)、在步驟1)所得到的原料中加入TiO2溶膠，室溫下混合攪拌2h ；得混合料；
3)、將步驟2)所得的混合料先于5Mpa高壓成型，然后再于80°C下固化lh，最后升溫至450°C熱處理3h ；得石膏板。所得的石膏板，經測試其比表面積達到170m2/g，釋放負離子1200個/cm3，遠紅外輻射率91%。對游離甲醛的去除率16%、對氨的去除率19%、對苯的去除率20%。9.5mm 厚的石膏板，其縱向斷裂荷載為400N，橫向斷裂荷載為160N。對比例1、將20份固相重量含量為4%的TiO2溶膠改成19份的水和1份的玉米淀粉，其余同實施例1。針對TiO2溶膠的光催化特性，發明人設置了上述與實施例1的對比例1。試驗中以19份的水和1份的玉米淀粉代替實施例1中的20份固相重量含量為4%的TiO2溶膠， 其余步驟均相同。所得的石膏板，經測試其比表面積、釋放負離子和遠紅外輻射率的性能基本等同于實施例1 ；對游離甲醛的去除率8%，對氨的去除率9%、對苯的去除率8%，均低于實施例1石膏板對相應有害物質的去除率，說明TiO2溶膠的使用，賦予了石膏板一定的光催化特性，增加了其對有害物質的去除率。9. 5mm厚的石膏板，其縱向斷裂荷載為420N，橫向斷裂荷載為178N，也略低于本發明的相應數據，說明本發明的石膏板的力學性能更好。對比例2、將實施例1中的竹炭的粒徑改為50 80 μ m,石膏粉的粒徑改為400 500 μ m0所得的9. 5mm厚的石膏板，經檢測其縱向斷裂荷載為400N，橫向斷裂荷載為 165N。最后，還需要注意的是，以上列舉的僅是本發明的若干個具體實施例。顯然，本發明不限于以上實施例，還可以有許多變形。本領域的普通技術人員能從本發明公開的內容直接導出或聯想到的所有變形，均應認為是本發明的保護范圍。
權利要求
1.石膏板，其特征是由原料和粘結劑組成，所述原料由以下重量含量的成分組成 20 40%竹炭和60 80%的石膏粉，所述粘結劑占原料總重的20 35%。
2.根據權利要求1所述的石膏板，其特征是所述粘結劑為固相重量含量為1 8%的 TiO2溶膠。
3.根據權利要求2所述的石膏板，其特征是竹炭的粒徑為20 45μ m，石膏粉的粒徑為 150 250 μ m。
4.如權利要求1 3中任意一種石膏板的制備方法，其特征是依次進行以下步驟1)、將竹炭與石膏粉混合攪拌1 12h，得原料；2)、在步驟1)所得到的原料中加入TiO2溶膠，混合攪拌1 4h；得混合料；3)、將步驟2)所得的混合料先進行高壓成型，然后再固化，最后熱處理；得石膏板。
5.根據權利要求4所述的石膏板的制備方法，其特征是所述步驟5)中高壓成型的壓力為5 IOMpa ；所述固化的溫度為80 100°C，固化的時間為1 2h ；所述熱處理的溫度為300 800°C，熱處理的時間為1 3h。
全文摘要
本發明公開了一種石膏板，由原料和粘結劑組成，原料由以下重量含量的成分組成20～40％竹炭和60～80％的石膏粉，粘結劑占原料總重的20～35％。本發明還同時提供了上述石膏板的制備方法，依次進行以下步驟1)將竹炭與石膏粉混合攪拌1～12h，得原料；2)在原料中加入TiO2溶膠，混合攪拌1～4h；得混合料；3)將混合料先進行高壓成型，然后再固化，最后熱處理；得石膏板。該石膏板具有吸附、輻射遠紅外、釋放負離子等功能。
文檔編號B28B1/00GK102344275SQ20111019084
公開日2012年2月8日 申請日期2011年7月8日 優先權日2011年7月8日
發明者孫賽, 李文彥, 楊輝, 樊先平, 涂志龍, 郭興忠 申請人:浙江碧巖環保材料有限公司