專利名稱：一種玻璃纖維增強石膏產(chǎn)品及其制備方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種建筑裝飾用石膏產(chǎn)品，特別涉及一種建筑裝飾用玻璃纖維增強石 膏產(chǎn)品及其制備方法、及實施該制備方法所應(yīng)用的設(shè)備。
背景技術(shù)：
隨著經(jīng)濟的高速發(fā)展和人們生活水平的提高，人們對公共建筑或私人家居的內(nèi)外 裝飾都提出了更高的要求，要求具有各種藝術(shù)效果，但同時要兼具環(huán)保、防火等性能。玻璃 纖維增強石膏產(chǎn)品(簡稱GFRG)由于具有上述的特點，同時造型可隨意設(shè)計制造，越來越受 到市場的歡迎?，F(xiàn)階段制備的GFRG基本上采用的是以石膏粉、玻璃纖維片氈或玻璃纖維網(wǎng) 格布、減水劑、緩凝劑及水為主料。如，中國專利申請公開號CNY101284722A，
公開日2008年 10月15日，發(fā)明名稱為“玻璃纖維增強石膏產(chǎn)品及其制造方法”，該申請公開了玻璃纖維網(wǎng) 格布的網(wǎng)孔中心距6x6cm，片氈狀玻璃纖維長度為50cm。但無論是網(wǎng)格布或片氈狀的玻璃 纖維在制備后的石膏產(chǎn)品中都要形成玻璃纖維夾層，雖然在整體上增強了石膏產(chǎn)品的強度 和韌性，但在不包含玻璃纖維層的石膏部分其實質(zhì)的強度和韌性并沒有改善，因此會出現(xiàn) 石膏部分已經(jīng)斷裂而僅依靠玻璃纖維層連接的情況。在制備大型、超大型、異型的裝飾產(chǎn)品 時，由于石膏部分的強度和韌性不足而導(dǎo)致斷裂。因此如何全面提高石膏產(chǎn)品中各部分石 膏的強度和韌性等性能已成為本領(lǐng)域尚待解決的一個問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于提供一種以玻璃纖維切屑增強石膏產(chǎn)品，用以解決現(xiàn)有技 術(shù)中存在的上述問題。本發(fā)明的另一個目的在于提供一種上述石膏產(chǎn)品的制備方法以及實施該方法的 設(shè)備。為達成上述目的，本發(fā)明提供一種玻璃纖維增強石膏產(chǎn)品，其組分包含石膏粉、玻 璃纖維、減水劑、緩凝劑及水，其中所述玻璃纖維為玻璃纖維切屑，其長度為l_3cm，均勻無 序分布在所述石膏產(chǎn)品中。上述玻璃纖維增強石膏產(chǎn)品，按重量份數(shù)計，其含量為石膏粉100玻璃纖維 5-8減水劑0. 3-0. 6緩凝劑0.5-20水20-40其中所述石膏粉的參數(shù)為純度80-95%、白度80-90%、標(biāo)調(diào)< 25、細(xì)度< 280目。上述玻璃纖維增強石膏產(chǎn)品，其組分還可包含石英砂、防水乳液，按重量份數(shù)計， 其含量為石英砂40-60
4
防水乳液 8-12本發(fā)明還提供一種制備上述玻璃纖維增強石膏產(chǎn)品的方法，其步驟為(1)稱量配料按照上述配比分別稱量出石膏粉、玻璃纖維、減水劑、緩凝劑及水；(2)攪拌混合將上述稱量出的石膏粉、減水劑、緩凝劑及水加入到攪拌裝置中混 合均勻；(3)霧化與剪切將上述混合后的物料進行霧化，同時將玻璃纖維剪切成玻璃纖 維切屑，再與所述霧化的物料均勻混合；(4)噴射成型將由所述剪切的玻璃纖維與所述霧化物料混合形成的最終物料噴 射入模具內(nèi)成型；(5)脫模自然干燥；(6)整形清面。本發(fā)明同時又提供一種實施上述方法的設(shè)備，所述設(shè)備包含攪拌混合裝置、霧化 裝置及剪切噴射裝置，其中所述攪拌混合裝置由電動機、筒體及混合攪拌葉片組成，其中所 述混合攪拌葉片安裝在所述筒體底部，并由所述電動機驅(qū)動旋轉(zhuǎn)，所述霧化裝置包括壓力 氣罐、動力裝置、螺旋輸送機、高壓輸出管及控制裝置，其中所述攪拌混合裝置攪拌混合的 物料進入所述螺旋輸送機中，所述動力裝置與螺旋輸送機傳動相連，螺旋輸送機的出料口 與高壓輸出管相連，所述壓力氣罐通過高壓氣體管與所述高壓輸出管連通，控制裝置安裝 在高壓氣體管上，用以通過控制氣壓來控制物料霧化程度和出料量，所述剪切噴射裝置設(shè) 置有殼體、玻璃纖維輸入口、高壓氣體輸入口、玻璃纖維剪切器、混合腔及噴射裝置，其中所 述玻璃纖維輸入口在殼體上，用以向殼體內(nèi)提供玻璃纖維，高壓氣體輸入口也設(shè)置在殼體 上且接近于所述玻璃纖維輸入口，用以將進入殼體內(nèi)的玻璃纖維吹向玻璃纖維剪切器的剪 切端，所述高壓輸出管與混合腔連通，所述玻璃纖維剪切器安裝在殼體壁內(nèi)，所述混合腔與 殼體連通，用以混合剪切后的玻璃纖維及霧化物料，所述噴射裝置與所述混合腔出口相通， 用以將最終混合后物料噴射入模具中。本發(fā)明還提供一種玻璃纖維增強石膏產(chǎn)品構(gòu)件，其包括本發(fā)明所述的玻璃纖維增 強石膏產(chǎn)品，金屬龍骨及金屬輔龍骨，所述金屬龍骨的一端預(yù)置在所述玻璃纖維增強石膏 產(chǎn)品中，另一端延伸出所述玻璃纖維增強石膏產(chǎn)品外，用以與所述金屬輔龍骨連接，所述金 屬輔龍骨設(shè)置在裝飾壁上。本發(fā)明提供的玻璃纖維增強石膏產(chǎn)品，由于其采用l_3cm的玻璃纖維切屑均勻無 序地分布在石膏產(chǎn)品，增強了石膏產(chǎn)品各部分的強度和韌性，避免了分層的缺陷。同時在石 膏產(chǎn)品的任一方向截面上，均勻分布有玻璃纖維切屑，從整體上進一步提升了石膏產(chǎn)品的 性能。另外，本發(fā)明提供的玻璃纖維增強石膏產(chǎn)品制造方法和設(shè)備，通過混合攪拌葉片使物 料迅速混合均勻，避免了物料凝結(jié)和粘附于設(shè)備上的問題。使用可控制的高壓空氣使混合 后的物料霧化，使其完全排除漿體原料中隱藏的氣孔等缺陷，達到產(chǎn)成品密實和高強度，從 而與鋼結(jié)構(gòu)預(yù)埋的結(jié)合達到高標(biāo)準(zhǔn)的錨固力。同時又通過可控制的高壓空氣將玻璃纖維剪 切，再將霧化物料和剪切后的玻璃纖維噴出混合，既保證了纖維的含量，提高了生產(chǎn)效率和 合格品率，又大幅度降低了人工成本，提高了生產(chǎn)效率。


圖1為制造本發(fā)明所述的玻璃纖維增強石膏產(chǎn)品的裝置的示意圖；圖2為圖1中的剪切噴射裝置的分解示意圖；圖3為本發(fā)明所述的玻璃纖維增強石膏產(chǎn)品構(gòu)件示意圖；圖4為制備本發(fā)明所述的玻璃纖維增強石膏產(chǎn)品方法的工藝流程圖。主要部件符號說明1筒體、2計量器、3固定螺絲、4混合攪拌葉片、5固定架、6排料管、7進料斗、9電動 機、10螺旋輸送機、11電動機、12高壓輸出管、13控壓裝置、14壓力氣罐、15氣壓輸出管、16 纖維卷紗、17旋轉(zhuǎn)支架、18彈簧吊掛桿、80剪切噴射裝置、20纖維輸入口、21高壓進氣口、22 殼體、23纖維自動剪切器、24控制手柄、25高壓氣體入口、26剪切刀片、27纖維輸入口(內(nèi) 側(cè))、28高壓進氣口(內(nèi)側(cè))、29剪切器主動輪、30剪切器從動輪、31側(cè)蓋、32混合腔、33物 料入口、34噴射口、35纖維出口、36纖維入口、37出口、38玻璃纖維增強石膏產(chǎn)品、39金屬 龍骨、40金屬輔龍骨、霧化裝置70、攪拌混合裝置60
具體實施例方式以下通過具體實施例說明本發(fā)明的實施方式，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可由本說明書所 揭示的內(nèi)容很容易地了解本發(fā)明的其它優(yōu)點與功效。本發(fā)明也可通過其它不同的具體實施 例加以施行或應(yīng)用，本說明書中的各項細(xì)節(jié)也可基于不同觀點與應(yīng)用，在不悖離本發(fā)明的 構(gòu)思下進行各種修飾與變更。實施例一制造本發(fā)明所述的玻璃纖維增強石膏產(chǎn)品的裝置包括攪拌混合裝置60、霧化裝置 70及剪切噴射裝置80。如圖1所示，所述攪拌混合裝置60包括筒體1、劑量器2、混合攪拌葉片4、固定架 5及電動機9。筒體1固定于固定架5上，劑量器2設(shè)置在筒體1的側(cè)面，用以向筒體1內(nèi) 加入添加劑。混合攪拌葉片4通過固定螺絲3固定在一軸的端部。該軸可轉(zhuǎn)動地安裝在筒 體1底部的套筒內(nèi)。電動機9通過一皮帶傳動機構(gòu)驅(qū)動該軸轉(zhuǎn)動，固定安裝在該軸端部的 混合攪拌葉片4對加入筒體1內(nèi)的物料進行攪拌混合。如圖2所示，所述霧化裝置70包括電動機11、螺旋輸送機10、高壓輸出管12、壓 力控制裝置13、壓力氣罐14、氣壓輸出管15、纖維卷紗16、旋轉(zhuǎn)支架17、彈簧吊掛桿18。電 動機11驅(qū)動螺旋輸送機10，螺旋輸送機10對從筒體1底部的排料管6排出經(jīng)進料斗7進 入的物料進行輸送和進一步混合，并從其頂部排入高壓輸出管12。壓力氣罐14內(nèi)的高壓氣 體通過氣體輸出管15經(jīng)壓力控制裝置13進入高壓輸出管12中，對混合后的物料進行霧化。 通過壓力控制裝置13來控制高壓氣體進入高壓輸出管12的量，從而控制物料的霧化程度及 出料量。高壓輸出管12依次通過旋轉(zhuǎn)支架17和彈簧吊掛桿18與剪切噴射裝置19相連。如圖3所示，剪切噴射裝置80包括有殼體22、纖維輸入口 20、高壓氣體輸入口 21、 纖維自動剪切器23、出口 35及噴射裝置，其中纖維輸入口 20及高壓氣體輸入口 21設(shè)置在 殼體22上，纖維卷紗16中的纖維通過纖維輸入口 20進入殼體22中。纖維自動剪切器23 設(shè)置于殼體上，包括有設(shè)置于殼體22中的剪切裝置及設(shè)置于殼體22外部的動力裝置。纖 維自動剪切器23與殼體22之間密封連接。該剪切裝置包括剪切主動輪29及剪切從動輪
630，在剪切主動輪29上均勻設(shè)置有一組剪切刀片26，且剪切刀片26的刀刃之間的距離為 l-3cm。剪切刀片26的刀刃與剪切從動輪30接觸，從而當(dāng)剪切主動輪29轉(zhuǎn)動時帶動剪切從 動輪30轉(zhuǎn)動。剪切主動輪29與設(shè)置于殼體22外部的動力裝置一端連接，動力裝置另一端 與高壓氣體入口 25相連，高壓氣體通過高壓氣體入口 25驅(qū)動動力裝置轉(zhuǎn)動，從而帶動剪切 主動輪29轉(zhuǎn)動。動力裝置上設(shè)置有控制手柄24，用以控制動力裝置轉(zhuǎn)速。纖維輸入口 20 在殼體內(nèi)的出口為纖維輸入口(內(nèi)側(cè))27，其凸出于殼體22內(nèi)側(cè)表面，并正對剪切主動輪 29及剪切從動輪30的連接部。高壓氣體輸入口 21在殼體22內(nèi)的出口為高壓進氣口(內(nèi) 側(cè))28設(shè)置于殼體22內(nèi)側(cè)表面上，用以將輸入的纖維吹至剪切主動輪29及剪切從動輪30 的連接部。這樣當(dāng)剪切主動輪29轉(zhuǎn)動時對輸入的纖維進行剪切至l-3cm。在殼體22的相 對纖維輸入口的另一端壁上設(shè)置有纖維出口 35。所述噴射裝置與殼體22連通，用以混合剪 切后纖維及霧化物料，其包括混合腔32及噴射34。其中混合腔32設(shè)置有纖維入口 36、物 料入口 33及出口 37，纖維入口 36與殼體22上的纖維出口 35密封連接，用以接收剪切后的 纖維。物料入口 33與所述霧化裝置的高壓輸出管12的出口相連，用以接收霧化物料。剪 切后纖維及霧化物料在混合腔32中混合，經(jīng)出口 37通過噴射口 34噴射出，注入模具中。上述高壓進氣口 21、高壓氣體入口 25均與壓力氣罐連接，且高壓進氣口 21的氣體 壓力小于高壓氣體入口 25的氣體壓力。如圖4所示，按以下步驟制備本發(fā)明所述的玻璃纖維增強石膏產(chǎn)品1.分別按以下表1中重量稱量出高強石膏粉(山東金信新型建材有限公司生產(chǎn)的 a超強石膏粉)、耐堿玻璃纖維(襄樊匯爾杰玻璃纖維有限公司生產(chǎn)的ARC 15-2400型耐堿 玻璃纖維)、SM高效減水劑、XBSG-11高效石膏緩凝劑、水備用。表 1 2.將上述稱量出的高強石膏粉和水加入攪拌混合裝置的筒體1中，SM高效減水劑 和XBSG-11高效石膏緩凝劑通過劑量器2加入到攪拌裝置中攪拌混合8-10分鐘，至物料均 勻混合。3.將上述均勻混合后的物料加入霧化裝置的進料斗7中，電動機11驅(qū)動螺旋輸送 機10，螺旋輸送機10對從筒體1底部的排料管6排出經(jīng)進料斗7進入的物料進行輸送和進 一步混合，并從其頂部排入高壓輸出管12。由壓力氣罐14提供的高壓氣體通過氣壓輸出管15經(jīng)壓力控制裝置13后進入高壓輸出管12中，將混合后的物料進行霧化。同時將玻璃纖 維16經(jīng)剪切噴射裝置中的纖維輸入口 20進入殼體22中。高壓氣體由高壓進氣口 21進入 將耐堿玻璃纖維吹向剪切器主動輪29和剪切器從動輪30的連接部。耐堿玻璃纖維在剪切 刀片26的作用下被剪切成l-3cm的短纖維，再經(jīng)纖維出口 35進入混合腔32，與經(jīng)物料入口 33進入混合腔32的霧化物料均勻混合。4.混合腔32中最終產(chǎn)物經(jīng)出口 37，進入噴射口 34噴射入模具內(nèi)成型。5.產(chǎn)品脫模后自然干燥40-60分鐘。6.對產(chǎn)品的表面進行脫模劑清理。實施例二本實施例的基本步驟與實施例一相同，其與實施例一的區(qū)別在于原料組分及重量 按表2中稱取。表 2 實施例三本實施例的基本步驟與實施例一相同，其與實施例一的區(qū)別在于原料組分及重量 按表3中稱取。表3 實施例四本實施中可采用本發(fā)明所提供的設(shè)備來實施，也可采用本領(lǐng)域技術(shù)人員所知的其 他技術(shù)手段來完成。1.分別按以下表4中重量稱量出高強石膏粉、耐堿玻璃纖維、SM高效減水劑、 XBSG-11高效石膏緩凝劑、水、石英砂及防水乳液備用。表4 2.將上述稱量出的高強石膏粉、SM高效減水劑、XBSG-11高效石膏緩凝劑、水、石 英砂及防水乳液加入到攪拌裝置中混合8分鐘，至混合均勻。3.將上述混合后的物料進行霧化，同時將耐堿玻璃纖維切割成l_3cm的長度，再 與所述霧化的物料均勻混合。4.將由剪切后的耐堿玻璃纖維與霧化物料混合形成的最終物料噴射入模具內(nèi)成型。5.產(chǎn)品脫模后自然干燥60分鐘。6.對產(chǎn)品的表面進行脫模劑清理。實施例五本實施例的基本步驟與實施例四相同，其與實施例四的區(qū)別在于原料組分及重量 按表5中稱取。表 5 實施例六如圖4所示，通過上述實施例一至五中任一方法制備玻璃纖維增強石膏產(chǎn)品，在 最終混合物料噴射入模具中但尚未干燥時，在玻璃纖維增強石膏產(chǎn)品38中設(shè)置金屬龍骨 39，干燥定型再清理整形。在待安裝纖維增強石膏產(chǎn)品38的裝飾壁上固定設(shè)置金屬輔龍骨 40，再將金屬龍骨39焊接到金屬輔龍骨40上，以到達固定安裝玻璃纖維增強石膏產(chǎn)品38 的目的。實驗證明本發(fā)明提供的玻璃纖維增強石膏產(chǎn)品在抗彎、抗拉、抗壓、抗沖擊等物理 性能方面與傳統(tǒng)技術(shù)生產(chǎn)的玻璃纖維增強石膏產(chǎn)品相比較均具有明顯的提升。以本發(fā)明實 施例一所制備的石膏產(chǎn)品的性能參數(shù)為例進行比較。
本發(fā)明提供的玻璃纖維增強石膏產(chǎn)品制造方法和設(shè)備，通過混合攪拌葉片使物料 迅速混合均勻，避免了物料凝結(jié)和粘附于設(shè)備上的問題。使用可控制的高壓空氣使混合后 的物料霧化，使其完全排除漿體原料中隱藏的氣孔等缺陷，達到產(chǎn)品密實和高強度，從而與 鋼結(jié)構(gòu)的結(jié)合達到高標(biāo)準(zhǔn)的錨固力。同時又通過可控制的高壓空氣將玻璃纖維剪切，再將 霧化物料和剪切后的玻璃纖維噴出混合，既保證了纖維的含量，提高了生產(chǎn)效率和合格品
10率，又大幅度降低了人工成本，提高了生產(chǎn)效率。
權(quán)利要求
一種玻璃纖維增強石膏產(chǎn)品，其組分包含石膏粉、玻璃纖維、減水劑、緩凝劑及水，其特征在于，所述玻璃纖維為玻璃纖維切屑，均勻無序分布在所述石膏產(chǎn)品中。
2.如權(quán)利要求1所述的一種玻璃纖維增強石膏產(chǎn)品，其特征在于，所述玻璃纖維切屑 的長度為l_3cm。
3.如權(quán)利要求1或2所述的一種玻璃纖維增強石膏產(chǎn)品，其特征在于，在所述玻璃纖維 增強石膏產(chǎn)品，按重量份數(shù)計，其組分及其含量為石膏粉100玻璃纖維 5-8減水劑0. 3-0. 6緩凝劑0. 5-20水20-40
4.如權(quán)利要求3所述的一種玻璃纖維增強石膏產(chǎn)品，其特征在于，所述石膏粉的參數(shù) 為純度80-95%、白度80-90%、標(biāo)調(diào)< 25、細(xì)度< 280目)。
5.如權(quán)利要求3所述的一種玻璃纖維增強石膏產(chǎn)品，其特征在于，組分還可包含石英 砂、防水乳液，按重量份數(shù)計其含量為石英砂40-60防水乳液 8-12
6.一種制備如權(quán)利要求1所述的玻璃纖維增強石膏產(chǎn)品的方法，其特征在于，包括以 下步驟(1)稱量配料按照上述配比分別稱量出石膏粉、玻璃纖維、減水劑、緩凝劑及水；(2)攪拌混合將上述稱量出的石膏粉、減水劑、緩凝劑及水加入到攪拌裝置中混合均勻；(3)霧化與剪切將上述混合后的物料進行霧化，同時將玻璃纖維切割成玻璃纖維切 屑，再與所述霧化的物料均勻混合；(4)噴射成型將由所述剪切后的玻璃纖維與所述霧化物料混合形成的最終物料噴射 入模具內(nèi)成型；(5)脫模干燥；(6)整形清面。
7.如權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述玻璃纖維切屑的長度為l-3cm。
8.一種實施如權(quán)利要求6所述制備方法的設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備包含攪拌混合 裝置、霧化裝置及剪切噴射裝置，其中所述攪拌混合裝置由電動機、筒體及混合攪拌葉片組 成，其中所述混合攪拌葉片安裝在所述筒體底部，并由所述電動機驅(qū)動旋轉(zhuǎn)，所述霧化裝置 包括壓力氣罐、動力裝置、螺旋輸送機、高壓輸出管及控制裝置，其中所述攪拌混合裝置攪 拌混合的物料進入所述螺旋輸送機中，所述動力裝置與螺旋輸送機傳動相連，螺旋輸送機 的出料口與高壓輸出管相連，所述壓力氣罐通過高壓氣體管與所述高壓輸出管連通，控制 裝置安裝在高壓氣體管上，用以通過控制氣壓來控制物料霧化程度和出料量，所述剪切噴 射裝置設(shè)置有殼體、玻璃纖維輸入口、高壓氣體輸入口、玻璃纖維剪切器、混合腔及噴射裝 置，其中所述玻璃纖維輸入口在殼體上，用以向殼體內(nèi)提供玻璃纖維，高壓氣體輸入口也設(shè) 置在殼體上且接近于所述玻璃纖維輸入口，用以將進入殼體內(nèi)的玻璃纖維吹向玻璃纖維剪切器的剪切端，所述高壓輸出管與混合腔連通，所述玻璃纖維剪切器安裝在殼體壁內(nèi)，所述 混合腔與殼體連通，用以混合剪切后的玻璃纖維及霧化物料，所述噴射裝置與所述混合腔 出口相通，用以將最終混合后物料噴射入模具中。
9.如權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其特征在于，所述玻璃纖維剪切器的剪切端包含有剪切 主動輪及剪切從動輪，在所述剪切主動輪上設(shè)置有一組剪切刀片，所述剪切刀片的刀刃之 間的距離為l_3cm，且所述刀刃與所述剪切從動輪相接觸。
10.一種玻璃纖維增強石膏產(chǎn)品構(gòu)件，其特征在于，包括有如權(quán)利要求1所述的玻璃纖 維增強石膏產(chǎn)品，金屬龍骨及金屬輔龍骨，所述金屬龍骨的一端預(yù)置在所述玻璃纖維增強 石膏產(chǎn)品中，另一端延伸出所述玻璃纖維增強石膏產(chǎn)品外，用以與所述金屬輔龍骨連接，所 述金屬輔龍骨設(shè)置在裝飾壁上。
全文摘要
一種玻璃纖維增強石膏產(chǎn)品，其組分包含石膏粉、玻璃纖維、減水劑、緩凝劑及水，其中所述玻璃纖維為短玻璃纖維，其長度為1-3cm，均勻分布在所述石膏產(chǎn)品中。本發(fā)明提供的玻璃纖維增強石膏產(chǎn)品，由于其采用1-3cm的玻璃纖維均勻無序分布在石膏產(chǎn)品中，增強了石膏產(chǎn)品各部分的強度和韌性，避免了分層結(jié)構(gòu)。本發(fā)明同時還提供了制備這種玻璃纖維增強石膏產(chǎn)品的方法及實施該方法的專用設(shè)備。
文檔編號C04B14/42GK101851081SQ200910131518
公開日2010年10月6日 申請日期2009年4月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月3日
發(fā)明者秦永超 申請人:秦永超