带护面纸的复合式网格筋层制品及其制备方法
【专利摘要】带护面纸的复合式网格筋层制品及其制备方法，包括复合式网格筋层和护面纸，复合式网格筋层包括多层玻璃纤维网格布，各层玻璃纤维网格布的层间采用浆料粘结，并以层叠的方式将多层玻璃纤维网格布复合成复合式网格筋层，复合式网格筋层与护面纸之间以层叠的方式粘结。本发明的目的在于克服上述现有技术的缺陷，提供一种机械强度高、加筋分布均匀的带护面纸的复合式网格筋层制品及其制备方法。
【专利说明】带护面纸的复合式网格筋层制品及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及建材【技术领域】，具体涉及制造石膏板用的网格布、护面纸及其制备方法。
【背景技术】
[0002]众所周知，纸面石膏板是以二水石膏为芯子、护面纸作为面层，石膏芯子与护面纸牢固地粘合在一起构成的板材，护面纸起到承受拉力和加固作用，护面纸层对板材质量好坏有很大的影响，护面纸粘贴不牢的板材是不能使用的。纸面石膏板具有较强的抗湿性，护面纸层可延长板吸入水的时间，但并不能阻止吸水。在安装施工过程中，对于较长时间或连续受潮浸湿，护面纸层及石膏板的强度会降低，因此，潮湿的板材决不能施工安装。高温对纸面石膏板的强度有影响，当石膏的环境温度达到42°C时，凝固的石膏会开始改变结晶结构，使强度受损，所以纸面石膏板不能与加热器等直接连接。由此可见，纸面石膏板的面层结构，对于其机械强度、耐水性能和耐火性能强度起到了十分重要。现有的护面纸粘贴在石膏板芯表面的面层结构，其显然的缺点在于，纸面石膏板的强度完全依靠护面纸提供的拉力和加固效果，如果因热、湿等原因护面纸遭到破坏，则石膏板芯强度必然下降，轻则出现开裂，重则出现断裂或解体。现有的护面纸制品，由于其抵抗火和水的破坏的能力十分有限，所以用它作为承受拉力和加固的石膏板面层，所构成的纸面石膏板产品的机械强度、遇火稳定性、耐火极限性能、耐水性能的等级很低。耐火护面纸能延长其遇火后失效的时间，耐水护面纸能延长其遇水后失效的时间，但受纸面石膏板的构造限制，不能同时将耐火护面纸与耐水护面纸复合为一体，因此，现有的护面纸构成的面层结构，无法获得既耐火又与耐水的效果。
[0003]本发明基于玻璃纤维的特性和二水石膏的特性，提供一种带护面纸的复合式网格筋层制品，用该制品替代现有的护面纸，构纸面石膏板的新的表层结构，即使在护面纸因热或因水失效后，其复合式网格筋层仍然能承受足够的拉力和起到有效的加固作用，而且这种作用能维持很长的时间，以阻止石膏板芯的开裂、断裂、解体。本发明的带护面纸的复合式网格筋层制品可以替代现有的护面纸进入现有的纸面石膏板生产工艺及生产线，无需对现有的纸面石膏板生产工艺及生产设备进行改造，但其在石膏板芯表层形成的表层结构和功能完全不同于现有的护面纸的面层结构。现有的面层结构是护面纸粘合在石膏板芯的表面，这种粘合在温度或湿度变化下容易失效(轻则护面纸与石膏板芯的表面脱离，重则破损)，一旦失效，护面纸就不能起到承受拉力和对石膏板芯的加固作用。本发明的表层结构，不仅包括护面纸粘合在石膏板芯的表面的结构，而且还包括复合式网格筋层被凝固在石膏板芯的表层的结构，因此，在护面纸正常情况下，护面纸和复合式网格筋层共同承受拉力和对石膏板芯的加固作用，使纸面石膏板的机械强度成倍增强，即使在护面纸失效的情况下，复合式网格筋层仍能承受足够的拉力和对石膏板芯的起到加固作用，以维持纸面石膏板的强度，阻止石膏板芯的开裂、断裂、解体。玻璃纤维在200°C—250°C仍能保持强度不变，软化温度在580°C — 915°C之间，且在软化状态下具有粘度，在提高加筋密度和筋的分布均匀度的条件下，可使石膏板芯在800°C下能明显减小受热变形，减小因石膏收缩而导致的体积改变，并还具有将石膏芯材拉结在一起的效果，以延长石膏板保持整体性的时间。玻璃纤维在水中的机械强度的稳定性很高，因此在遇水后仍能保持强度不变；二水石膏从石膏浆中分离出呈针毡状结晶体，在干燥过程中，形成了微孔，使石膏板芯具有“石膏呼吸”特性，即在空气湿度变化时，可以吸收湿气，也能迅速地再散发出去，而且在气干状态下石膏板的线性膨胀和收缩是微乎其微的，即使空气湿度达到90%，在24小时情况下，石膏板伸缩率最大也只有0.015% ;基于此，玻璃纤维复合式网格筋层的作用，能实现在空气湿度达到90%的条件下，仍能确保石膏板芯具有足够的强度，不出现开裂、断裂、解体的问题。带护面纸的复合式网格筋层的结构，使得复合式网格筋层能均匀、精确地被凝固在石膏板芯的表层成为可能，因为复合式网格筋层与护面纸之间以层叠的方式粘结的结构，使得复合成网格筋层凸起在护面纸的表面，当该表面与石膏板芯的表面粘结时，凸起的带有网格孔的复合式网格筋层自然被凝固在石膏板芯的表层(不是表面)，即复合式网格筋层各经线和纬线分别以筋的形式被嵌入石膏板芯的表层。因此，被石膏板芯凝固的并嵌入石膏板芯表层的复合式网格筋层，在遇火或遇水时，不会像护面纸那样易于失效，而且不管是在遇火或遇水的情况下，都能维持石膏板芯较高的强度，并能有效阻止石膏板芯出现开裂、断裂、解体的发生。
[0004]由于现有技术存在玻璃纤维筋的结构及其布设不合理的问题，无法实现理想的布筋密度和筋的布设均匀度，而单靠增加玻璃纤维筋的数量，不仅不能获得预想的效果，而且过多使用玻璃纤维，会导致制造成本的增加和环保性能的下降，因此，添加玻璃纤维筋的纸面石膏板的机械强度、遇火稳定性和耐火极限性能的等级仍然较低，远远不能满足市场需求。现有的玻璃纤维网格布的加筋密度和筋的分布均匀度难以达到理想的程度的问题，是当前难以解决的问题，原因是在现有的石膏板用的玻璃纤维网格布的实际生产过程中，面临着两大技术矛盾:矛盾之一在于，由于微裂纹原因导致的玻璃纤维的单丝直径越大则玻璃纤维丝强度越低的矛盾，因此实际可用的玻璃纤维单丝直径只能在几十微米量级，如此细的玻璃纤维的拉力载荷很微小，为此通常采用许多单丝组成的玻璃纤维束作为一股网格筋，为提高石膏板的强度需增加单股玻璃纤维束的单丝数量，但单股玻璃纤维束的单丝数量越多则使石膏板的强度分布越不均匀；矛盾之二在于，由于受玻璃纤维的可编织性限制和机织过程导致的纤维损伤随网格变小而加剧的矛盾，实际可实现的最小的网格尺寸也只能在几十毫米量级，而网格尺寸越大则加筋密度越小。由此可见，由于受上述技术矛盾限制，现有的纸面石膏板的玻璃纤维网格布加筋，都存在单股玻璃纤维束的单丝数量过多、网格尺寸过大的缺陷，由此导致玻璃纤维用量过大而加筋密度小和筋的分布不均匀的问题，使得现有的玻璃纤维网格布无法在石膏板芯表层构成能承受足够拉力和对石膏芯材起到有效加固作用的表层结构，或者说，通过在现有的护面纸上粘结现有的玻璃纤维网格布的方式获得的结构制品，由于其加筋密度和筋的分布均匀度受到工艺限制，无法满足能形成所述的表层结构并能承受足够拉力和起到有效加固作用的要求，所以无法获得本发明的带护面纸的网格筋层制品技术效果。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于克服上述现有技术的缺陷，提供一种机械强度高、加筋分布均匀的带护面纸的复合式网格筋层制品及其制备方法。[0006]为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案:
[0007]—种带护面纸的复合式网格筋层制品及其制备方法，包括复合式网格筋层I和护面纸2，复合式网格筋层I包括多层玻璃纤维网格布11，各层玻璃纤维网格布11的层间采用浆料粘结，并以层叠的方式将多层玻璃纤维网格布11复合成复合式网格筋层1，复合式网格筋层I与护面纸2之间以层叠的方式粘结。
[0008]进一步，所述的复合式网格筋层I包括的玻璃纤维网格布11的层数为2至10中的一个值。
[0009]进一步，各层玻璃纤维网格布11的相邻两根经线之间的距离J相等；各层玻璃纤维网格布11的相邻两根纬线之间的距离I相等。
[0010]进一步，不同层玻璃纤维网格布11的相邻两根经线之间的距离之间的距离J相等或成整数倍关系；不同层玻璃纤维网格布11的相邻两根纬线之间的距离I相等或成整数倍关系。
[0011]进一步，各层玻璃纤维网格布11的经线相互错开设置，各层玻璃纤维网格布11的纬线相互错开设置。
[0012]进一步，所述的玻璃纤维网格布11的每根经线包括至少一根玻璃纤维长丝，每根纬线包括至少一根玻璃纤维长丝。
[0013]进一步，所述的护面纸2为普通护面纸、防水护面纸或防火护面纸中的一种。
[0014]进一步，所述的浆料为淀粉浆；或者，所述的浆料为PVA或丙烯酸类浆料中的一种。
[0015]进一步，所述的制备方法包括以下工艺步骤:
[0016]a.用普通的玻璃纤维布织机分别机织成形多块玻璃纤维网格布11 ；
[0017]b.备制护面纸2;
[0018]c.将多块玻璃纤维网格布11上浆；
[0019]d.将上浆后的多块玻璃纤维网格布11以层叠的方式布设在护面纸2上；
[0020]e.施加压力使相邻两块玻璃纤维网格布11之间接触，外面一层的玻璃纤维网格布11与护面纸2接触；同时使浆料固化直至各块玻璃纤维网格布11粘结在一起复合成复合式网格筋层1，同时使复合式网格筋层I粘结在护面纸2上；
[0021]f.将复合成的带护面纸的复合式网格筋层卷绕包装成带护面纸的网格筋层制品。
[0022]进一步，其中制备方法中步骤c所述的上浆的方法为喷洒法或浸润法中的一种。
[0023]本发明通过采用带护面纸的复合式网格筋层制品，可有效提升纸面石膏板产品的强度、遇火稳定性和耐火极限性能的等级。同时通过复合式网格筋层与护面纸之间以层叠的方式粘结，不仅能使护面纸很好地与石膏板芯的表面牢固粘结，而且还使得复合式网格筋层能均匀、精确地被凝固在石膏板芯的表层。此外，通过喷洒法或浸润法的上浆方法，可实现在流水线上大规模生产。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]图1是本发明的带护面纸的复合式网格筋层制品的实施例的局部立体结构的示意图，图中所示的带护面纸的网格筋层制品由3层玻璃纤维网格布11以层叠的方式复合而成，3层玻璃纤维网格布11分别用lla、llb和Ilc表不。[0025]图2是图1所示的带护面纸的复合式网格筋层制品的实施例的分解立体示意图，图中所示的3层玻璃纤维网格布11分别用IlaUlb和Ilc表示玻璃纤维网格布11的相邻两根经线之间的距离J相等，并且各层玻璃纤维网格布I的相邻两根纬线之间的距离I相等,3层玻璃纤维网格布IlaUlb和Ilc之间通过浆料建立粘结结构，而不存在编织关系。
[0026]图3是本发明的带护面纸的复合式网格筋层制品的制造工艺流程图。
【具体实施方式】
[0027]下面结合图1至图3给出的实施例，进一步说明本发明带护面纸的复合式网格筋层制品的【具体实施方式】及其制备方法。本发明的【具体实施方式】不限于以下实施例的描述。
[0028]参见图1至图3，本发明的带护面纸的复合式网格筋层制品，它包括复合式网格筋层I和护面纸2，复合式网格筋层I包括3层玻璃纤维网格布11，3层玻璃纤维网格布11分别用IlaUlb和Ilc表示。玻璃纤维网格布11不限于三层，它可以是多层，然而，过多的层数会增加加工成本，而过少的层数不能有效增大加筋密度，由此,优选的层数为2至10层，即复合式网格筋层I包括的玻璃纤维网格布11的层数优先为2至10中的一个值。各层玻璃纤维网格布11的层间采用浆料粘结，如玻璃纤维网格布11a、玻璃纤维网格布Ilb与玻璃纤维网格布Ilc之间采用浆料粘结，这种粘结是通过浆料固化而成，通过浆料固化而成的粘结使得各层玻璃纤维网格布11之间不存在编织关系，并又能按层叠的方式布设，即并以层叠的方式将多层玻璃纤维网格布11复合成复合式网格筋层1，复合式网格筋层I与护面纸2之间又以层叠的方式粘结。通过这样的以层叠的方式粘结成的带护面纸的网格筋层制品，可以形成不同的规格，如:包括2层玻璃纤维网格布11的为双层复合式网格筋层制品，包括3层玻璃纤维网格布11为三层复合式网格筋层制品，…，包括10层玻璃纤维网格布11的为十层复合式网格筋层制品。以层叠的方式将多层玻璃纤维网格布11复合成复合式网格筋层1，是本发明的复合式网格筋层I的十分重要的结构特征，因为通过该结构特征，以获得复合式网格筋层I的理想布筋密度，或者说，可不受织布的机织工艺限制而获得设计者想要的布筋密度。
[0029] 三层玻璃纤维网格布11中的玻璃纤维网格布I la、玻璃纤维网格布I lb、玻璃纤维网格布Ilc的相邻两根经线之间的距离J相等，相邻两根纬线之间的距离I相等，即各层玻璃纤维网格布11的相邻两根经线之间的距离J相等，各层玻璃纤维网格布11的相邻两根纬线之间的距离I相等，这样的优选方式，可以减少玻璃纤维网格布11的品种，简化机织成形玻璃纤维网格布11的工艺，同时使得各层玻璃纤维网格布11的经线相互错开设置(即各层玻璃纤维网格布11的经线不重叠)成为可能，同时使各层玻璃纤维网格布11的纬线相互错开设置(即各层玻璃纤维网格布I的纬线不重叠)成为可能。当然，能实现各层玻璃纤维网格布11的经线相互错开设置的条件，还可以是相邻两根经线之间的距离J为整数倍关系，如玻璃纤维网格布Ila的相邻两根经线之间的距离是玻璃纤维网格布Ilb的相邻两根经线之间的距离的2倍；能实现各层玻璃纤维网格布11的纬线相互错开设置的条件，还可以是相邻两根纬线之间的距离I为整数倍关系，如玻璃纤维网格布Ila的相邻两根经线之间的距离是玻璃纤维网格布Ilb的相邻两根经线之间的距离的2倍。因此，从满足所述的相互错开设置的条件的要求，可以归纳为:不同层玻璃纤维网格布11的相邻两根经线之间的距离之间的距离J相等或成整数倍关系；不同层玻璃纤维网格布11的相邻两根纬线之间的距离I相等或成整数倍关系。当然，同一层玻璃纤维网格布11的相邻两根经线之间的距离J应当相等，同一层玻璃纤维网格布11的相邻两根纬线之间的距离I应当相等，这是玻璃纤维织布机自然形成的，除非人为采取其它措施改变织布机的常规动作，但这种改变是不利于织布效率的，也是本发明的玻璃纤维网格布11并想要的。各层玻璃纤维网格布11的经线相互错开设置，各层玻璃纤维网格布11的纬线相互错开设置，是本发明的复合式网格筋层I的十分重要的结构特征，因为通过该结构特征，以获得复合式网格筋层I的筋(即经线、纬线)的分布均匀。
[0030]玻璃纤维网格布11的纤维类型优选采用玻璃纤维长丝。每根经线包括至少一根玻璃纤维长丝，即每根经线为包括至少一根玻璃纤维长丝的玻璃纤维束，或为由多根玻璃纤维长丝合股而成的玻璃纤维线。每根纬线包括至少一根玻璃纤维长丝，即每根纬线为包括至少一根玻璃纤维长丝的玻璃纤维束，或为由多根玻璃纤维长丝合股而成的玻璃纤维线。每根根经线或纬线的单丝数量可根据网格筋层的强度要求设定，但由于本发明的网格筋层采用了层叠方式复合而成的构造，所以网格筋层的强度不像现有的玻璃纤维网格布的结构那样，仅取决于单一的玻璃纤维网格布的经线和纬线的单丝数量和密度，而是通过增加玻璃纤维网格布11的层数来获得网格筋层的经线和纬线的理想密度，因此，本发明的带护面纸的复合式网格筋层的结构，使得玻璃纤维网格布11的经线或纬线的单丝数量和经线或纬线的分布密度，可根据玻璃纤维的可编织性和现有玻璃纤维织布设备的机织性能来确定，使得在机织成形玻璃纤维网格布11的工艺过程中玻璃纤维丝的损伤最小、由机织工艺导致的玻璃纤维丝产生的微裂纹最少，使已有织布设备能发挥出最好的机织性能，以确保玻璃纤维网格布11的产品质量和生产效率，同时可使玻璃纤维的用量更加合理，减少玻璃纤维的浪费。由于本发明的网格筋层采用了层叠方式复合而成的构造，所以网格筋层的经线和纬线的密度不完全取决于玻璃纤维网格布11的经线和纬线的分布密度，而是取决于玻璃纤维网格布11层数，因此，本发明的带护面纸的复合式网格筋层制品的经线和纬线的分布密度，可以不受玻璃纤维网格布11的经线和纬线的分布密度的限制，即与网格筋层的分布密度相关联的玻璃纤维网格筋层的相邻两根经线之间的距离j和相邻两根纬线之间的距离i可以根据需要随意设定，从理论上讲，玻璃纤维网格筋层的相邻两根经线之间的距离j和相邻两根纬线之间的距离i可以为零或负值(即重叠的情况)，而玻璃纤维网格布I的相邻两根经线之间的距离J和相邻两根纬线之间的距离I无法实现零或负值的情况，相反，为满足机织工艺，现有的玻璃纤维网格布的相邻两根经线之间的距离和相邻两根纬线之间的距离通常不能小于几十毫米的量级。
[0031]所述的护面纸2为普通护面纸、防水护面纸或防火护面纸中的一种。由于本发明的带护面纸的复合式网格筋层制品，在替代现有的护面纸制造纸面石膏板的过程中，不仅能使护面纸2很好地与石膏板芯(图中未示出)的表面牢固粘结，而且还使得复合式网格筋层I能均匀、精确地被凝固在石膏板芯的表层(而不是表面)，因此，被石膏板芯凝固的并嵌入石膏板芯表层的复合式网格筋层，在遇火或遇水时，仍能维持石膏板芯较高的强度，并能有效阻止石膏板芯出现开裂、断裂、解体的发生。故而，采用本发明的带护面纸的复合式网格筋层制品，可使纸面石膏板的强度成倍提高；即使采用带有普通护面纸的复合式网格筋层制品，用它制成的纸面石膏板也具有良好的耐火、耐水性能；当然，采用带有耐火护面纸的复合式网格筋层制品，用它制成的纸面石膏板不仅具有很高的强度和良好的耐水性能，而且其耐火的性能更加突出；同理，采用带有耐水护面纸的复合式网格筋层制品，用它制成的纸面石膏板不仅具有很高的强度和良好的耐火性能，而且其耐水的性能更加突出。
[0032]所述的浆料为淀粉浆，或者，所述的浆料为PVA或丙烯酸类浆料中的一种。这些浆料都具有与纸面石膏板的板芯材料良好的粘结性能，能很好地使复合式玻璃纤维网格筋层制品凝固在纸面石膏板的板芯的表层和中间。淀粉浆、PVA或丙烯酸类浆料，可采用石膏板生产或玻璃纤维生产中使用的配方浆料，它具有良好的上浆工艺性能。
[0033]下面结合图1至3进一步说明本发明的带护面纸的复合式网格筋层制品的制备方法，它包括以下工艺步骤:
[0034]a.用普通的玻璃纤维布织机分别机织成形多块玻璃纤维网格布11 ；
[0035]b.备制护面纸2 ；
[0036]c.将多块玻璃纤维网格布11上浆；
[0037]d.将上浆后的多块玻璃纤维网格布11以层叠的方式布设在护面纸2上；
[0038]e.施加压力使相邻两块玻璃纤维网格布11之间接触，外面一层的玻璃纤维网格布11与护面纸2接触；同时使浆料固化直至各块玻璃纤维网格布11粘结在一起复合成复合式网格筋层1，同时使复合式网格筋层I粘结在护面纸2上；
[0039]f.将复合成的带护面纸的复合式网格筋层卷绕包装成带护面纸的网格筋层制品。
[0040]其中工艺步骤c所述的上浆的方法为喷洒法或浸润法中的一种。这些方法可实现在流水线上大规模生产。
[0041]以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种带护面纸的复合式网格筋层制品及其制备方法，其特征在于:包括复合式网格筋层和护面纸，复合式网格筋层包括多层玻璃纤维网格布，各层玻璃纤维网格布的层间采用浆料粘结，并以层叠的方式将多层玻璃纤维网格布复合成复合式网格筋层，复合式网格筋层与护面纸之间以层叠的方式粘结。
2.根据权利要求1所述的带护面纸的复合式网格筋层制品及其制备方法，其特征在于:所述的复合式网格筋层包括的玻璃纤维网格布的层数为2至10中的一个值。
3.根据权利要求1所述的复合式带护面纸的网格筋层制品及其制备方法，其特征在于:各层玻璃纤维网格布的相邻两根经线之间的距离J相等；各层玻璃纤维网格布的相邻两根纬线之间的距离I相等。
4.根据权利要求1所述的复合式带护面纸的网格筋层制品及其制备方法，其特征在于:不同层玻璃纤维网格布的相邻两根经线之间的距离之间的距离J相等或成整数倍关系；不同层玻璃纤维网格布的相邻两根纬线之间的距离I相等或成整数倍关系。
5.根据权利要求1所述的带护面纸的复合式网格筋层制品及其制备方法，其特征在于:各层玻璃纤维网格布的经线相互错开设置，各层玻璃纤维网格布的纬线相互错开设置。
6.根据权利要求1所述的带护面纸的复合式网格筋层制品及其制备方法，其特征在于:所述的玻璃纤维网格布的每根经线包括至少一根玻璃纤维长丝，每根纬线包括至少一根玻璃纤维长丝。
7.根据权利要求1所述的带护面纸的复合式网格筋层制品及其制备方法，其特征在于:所述的护面纸为普通护面纸、防水护面纸或防火护面纸中的一种。
8.根据权利要求1所述的带护面纸的复合式网格筋层制品及其制备方法，其特征在于:所述的浆料为淀粉浆；或者，所述的浆料为PVA或丙烯酸类浆料中的一种。
9.权利要求1至8所述的任意一种带护面纸的复合式网格筋层制品及其制备方法，其特征在于:包括以下工艺步骤: a.用普通的玻璃纤维布织机分别机织成形多块玻璃纤维网格布； b.备制护面纸； c.将多块玻璃纤维网格布上浆； d.将上浆后的多块玻璃纤维网格布以层叠的方式布设在护面纸上； e.施加压力使相邻两块玻璃纤维网格布之间接触，外面一层的玻璃纤维网格布与护面纸接触；同时使浆料固化直至各块玻璃纤维网格布粘结在一起复合成复合式网格筋层，同时使复合式网格筋层粘结在护面纸上； f.将复合成的带护面纸的复合式网格筋层卷绕包装成带护面纸的网格筋层制品。
10.根据权利要求9所述的带护面纸的复合式网格筋层制品及其制备方法，其特征在于:其中步骤c所述的上浆的方法为喷洒法或浸润法中的一种。
【文档编号】B32B17/06GK103953177SQ201410202154
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2014年5月13日 优先权日:2014年5月13日
【发明者】马兆林, 马占军, 姬光庆 申请人:景泰县金龙化工建材有限公司