(19)国家知识产权局

• (21)申请号 202011216820.6

• (22)申请日 2020.11.04

• (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 112408936 A

• (43)申请公布日 2021.02.26

(12)发明专利

(10)授权公告号 CN 112408936 B (45)授权公告日 2022.06.07

(56)对比文件

CN 106082919 A,2016.11.09 CN 103541531 A,2014.01.29 CN 104291740 A,2015.01.21 CN 104387000 A,2015.03.04

审查员 万鹏程

• (73)专利权人 泰山石膏有限公司 地址 271000 山东省泰安市岱岳区大汶口

• (72)发明人 贾同春 曹志强 任绪连 武新民 汤锐 宗波 李峰 李涛 宋晓光

• (74)专利代理机构 北京集佳知识产权代理有限 公司 11227

专利代理师 藏斌

(51)Int.Cl.

C04B 28/16(2006.01)

权利要求书1页 说明书6页

(54)发明名称

一种提高石膏基材料力学性能的方法

(57)摘要

本发明属于建筑材料领域，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。

权 利 要 求 书

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CN 112408936 B

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、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)；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)；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)；

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，所述增韧剂的纤维直径为7～30μm；所述增

• 韧剂的纤维长度为5～20mm。

  • 6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤a)具体包括：

• 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；

  • 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。

  • 7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述进行干燥的具体过程包括：

  • 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；

所述第一温度为100～200℃；所述第二温度为30～80℃。

• 8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，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。

• 9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述再次干燥的环境相对湿度为10～

• 30％。

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说 明 书

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一种提高石膏基材料力学性能的方法

技术领域

[0001] 本发明属于建筑材料领域，尤其涉及一种提高石膏基材料力学性能的方法。

背景技术

[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。

发明内容

[0005] 有鉴于此，本发明的目的在于提供一种提高石膏基材料力学性能的方法，本发明 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] 本发明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

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说 明 书

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～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，本发明提供了一种提高石膏基材料力学性能的方法。本发明提 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。本发明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：采用本发明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] 下面对本发明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 仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范 围。

• [0028] 本发明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

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