CN101775872A - 复合型陶瓷薄板及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种复合型陶瓷薄板及其制备方法。本发明所提供的复合型陶瓷薄板包括陶瓷薄板和通过环氧树脂胶液固化复合在陶瓷薄板背面的至少一层玻璃纤维布，其中环氧树脂胶液是由14份重量的环氧树脂、3份重量的固化剂和3份重量的稀释剂配制的。本发明所提供的轻质高强的复合型陶瓷薄板，尤其是复合型大规格超薄陶瓷薄板，既减轻了陶瓷材料本身的重量，又具有相当的强度，具有轻质高强的优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种复合型陶瓷薄板及其制备方法，具体地，本发明涉及一种轻质高强的复合型陶瓷薄板及其制备方法。
背景技术
建筑陶瓷薄板(PP板)是针对我国陶瓷砖生产高速发展带来的资源、能源紧张等问题，采用干法压力成型、高温烧结工艺制备的一种大规格瓷质薄板，其在原料制备、成型技术、烧成工艺等方面有所创新，并解决了产业化生产设备和工艺技术难题。
建筑陶瓷薄板的重量只有相同面积普通瓷质砖的1/3-1/2，可节约原料40-60％，降低能源30％-40％，减少烟气排放20％以上，可大幅度降低建筑负荷，属于新型环保类建筑装饰材料。这些新产品的推出，符合国家倡导的节能、减排产业政策，保护了环境，同时也大大提高了建筑环保建材的技术水平。
但是，建筑陶瓷薄板因其面积大，厚度薄等特性，仍然存在陶瓷砖脆性较大，抗折强度较低等问题，极大的限制了其应用范围。因此，建筑陶瓷薄板的强度还有待提高，以拓宽其应用范围。
发明内容
除非特别说明，本发明中所使用的术语“陶瓷薄板”，是指由黏土和其他无机非金属材料经成形、高温烧结等生产工艺制成的厚度不大于6mm，面积不小于0.7m2的板状陶瓷制品。
除非特别说明，本发明中所使用的术语“环氧树脂胶液”，是指以环氧树脂为主体所制得的胶粘剂。
除非特别说明，本发明中所使用的术语“玻璃纤维布”，是指无捻粗纱平纹织物。
因此，本发明的目的是，提供一种轻质高强的复合型陶瓷薄板。
本发明的另一个目的是，提供上述复合型陶瓷薄板的制备方法。
本发明的目的是采用以下技术方案来实现的。
一方面，本发明提供一种复合型陶瓷薄板，其包括陶瓷薄板和通过环氧树脂胶液固化复合在陶瓷薄板背面的至少一层玻璃纤维布。
优选地，所述环氧树脂胶液包括环氧树脂、固化剂和稀释剂，三者的重量配比为10～15∶1～5∶1～5，优选为14∶3∶3。优选地，所述环氧树脂胶液中的环氧树脂选自缩水甘油醚类环氧树脂如双酚A型环氧树脂，缩水甘油胺类环氧树脂。
优选地，所述环氧树脂胶液中的固化剂选自脂肪多元胺类及其改性物如593环氧树脂固化剂。
优选地，所述环氧树脂胶液中的稀释剂选自丙酮、乙醇和丁醇。
优选地，所述玻璃纤维布的厚度为0.1～2mm；更优选地，所述玻璃纤维布的层数为1～4层。
优选地，所述陶瓷薄板为(600～900)mm×(1200～1800)mm×(3.5～5.5)mm；更优选地，所述陶瓷薄板背面有厚度为0～1mm的背纹突起。
另一方面，本发明提供制备上述复合型陶瓷薄板的方法，其包括以下步骤：1)配制环氧树脂胶液；2)将步骤1)所配制的环氧树脂胶液直接涂覆到陶瓷薄板背面；3)在步骤2)涂覆环氧树脂胶液层上的平铺一层玻璃纤维布，再涂覆一层环氧树脂胶液；4)固化即得。
优选地，可根据需要重复实施步骤3)中涂覆环氧树脂胶液和平铺玻璃纤维布的步骤，得到复合多层玻璃纤维布的陶瓷薄板，如2～4层。
优选地，所述环氧树脂胶液是通过以下方法配制的：将1～5份重量的固化剂在搅拌下均匀地加入到10～15份重量的环氧树脂中，加完后再加入1～5份重量的稀释剂，搅拌均匀即得。
优选地，所述环氧树脂胶液中的环氧树脂选自缩水甘油醚类环氧树脂如双酚A型环氧树脂，缩水甘油胺类环氧树脂；优选地，所述环氧树脂胶液中的固化剂选自脂肪多元胺类及其改性物如593环氧树脂固化剂；更优选地，所述环氧树脂胶液中的稀释剂选自丙酮、乙醇和丁醇。
优选地，所述步骤2)中陶瓷薄板背面在涂覆环氧树脂胶液前先经过100目或150目砂纸打磨清洁处理。
优选地，所述步骤4)中固化为室温固化，固化温度优选为15～25℃，固化时间优选为12～48小时。
本发明在试验中对比了玻璃钢行业用得最广的不饱和聚酯树脂和环氧树脂，分别将其制成5×5×5cm立方固化体，测得固化收缩率，通过手工剥离可知粘结力。结果发现，用不饱和聚酯树脂体系固化收缩率较大，达到4～6％，与吸水率小于0.1％的陶瓷薄板的粘结力不强，容易剥离。而用环氧树脂体系固化收缩率很小，一般为1～2％，此外，由于环氧树脂体系中含有活性极大的环氧基、羟基及醚键、胺键、酯键等极性基团，使环氧树脂体系具备极高的粘结强度，再加上其具有很高的内聚强度等力学性能，使得环氧树脂体系的粘结性能特别强，由其固化玻璃纤维布得到的环氧玻璃钢具有优良的化学稳定性，耐酸、碱、盐等多种介质腐蚀，综合性能比普通的聚酯玻璃钢强很多。基于上述比较，在本发明中选用环氧树脂胶液。
本发明所提供的轻质高强的复合型陶瓷薄板，将至少一层玻璃纤维布通过环氧树脂胶液固化复合在陶瓷薄板背面，极大的提高了陶瓷薄板的强度，可以按照使用的需要选择所复合的玻璃纤维布层数。本发明所提供的复合型陶瓷薄板，尤其是大规格复合型陶瓷薄板，既减轻了陶瓷材料本身的重量，又具有相当的强度，具有轻质高强的特点，便于运输和施工，克服了现有技术中外墙装饰材料增加建筑物负重、施工难度大等问题，拓宽了陶瓷薄板的应用范围。相对于天然石材来说，本发明所提供的复合型陶瓷薄板无辐射，对人体无害，同样具有良好的装饰效果。
具体实施方式
以下参照具体的实施例来说明本发明。本领域技术人员能够理解，这些实施例仅用于说明本发明，其不以任何方式限制本发明的范围。
制备本发明所提供的复合型陶瓷薄板的原材料如下：
1)大规格陶瓷薄板，规格为900mm×1800mm×3.5mm，购自广东蒙娜丽莎陶瓷有限公司。
2)环氧树脂胶液，包括双酚A型环氧树脂(E44型)，593环氧树脂固化剂和丙酮，均购自佛山化工厂；环氧树脂胶液具体的配制方法如下：将3份重量的593环氧树脂固化剂在搅拌下均匀地加入到14份重量的双酚A型环氧树脂(E44型)中，加完后再加入3份重量的丙酮作为稀释剂，搅拌均匀，即得。该胶液须在半小时内用完，否则胶液粘度变大，影响施胶效果。
3)玻璃纤维布，其厚度为0.3mm，尺寸为920mm×1820mm，购自佛山兴国玻璃纤维有限公司。
实施例1
本实施例为本发明所提供的复合一层玻璃纤维布的陶瓷薄板，通过以下步骤制备：
1)将1.5kg 593环氧树脂固化剂在2分钟内均匀地加入到7kg双酚A型环氧树脂(E44型)中，边加边搅拌，加完后再加入1.5kg丙酮作为稀释剂，搅拌均匀，制得环氧树脂胶液备用；
2)将大规格超薄陶瓷薄板背面用100目砂纸简单达摩清洁处理后，涂覆一层配制好的环氧树脂胶液，保证充分润湿砖面后，在上面平铺一层玻璃纤维布，最后，涂覆一层配制好的环氧树脂胶液，室温(15～25℃)放置24小时固化后，即得。
实施例2
本实施例为本发明所提供的复合二层玻璃纤维布的陶瓷薄板，通过以下步骤制备：
1)将1.5kg 593环氧树脂固化剂在2分钟内均匀地加入到7kg双酚A型环氧树脂(E44型)中，边加边搅拌，加完后再加入1.5kg丙酮作为稀释剂，搅拌均匀，制得环氧树脂胶液备用；
2)将大规格超薄陶瓷薄板背面用100目砂纸简单达摩清洁处理后，涂覆一层配制好的环氧树脂胶液，保证充分润湿砖面后，在上面平铺一层玻璃纤维布，再涂覆一层配制好的环氧树脂胶液，在上面再平铺第二层玻璃纤维布，最后，涂覆一层配制好的环氧树脂胶液，室温(15～25℃)放置24小时固化后，即得。
实施例3
本实施例为本发明所提供的复合三层玻璃纤维布的陶瓷薄板，通过以下步骤制备：
1)将1.5kg 593环氧树脂固化剂在2分钟内均匀地加入到7kg双酚A型环氧树脂(E44型)中，边加边搅拌，加完后再加入1.5kg丙酮作为稀释剂，搅拌均匀，制得环氧树脂胶液备用；
2)将大规格超薄陶瓷薄板背面用100目砂纸简单达摩清洁处理后，涂覆一层配制好的环氧树脂胶液，保证充分润湿砖面后，在上面平铺一层玻璃纤维布，再涂覆一层配制好的环氧树脂胶液，在上面再平铺第二层玻璃纤维布，再涂覆一层配制好的环氧树脂胶液，在上面再平铺第三层玻璃纤维布，最后，涂覆一层配制好的环氧树脂胶液，室温(15～25℃)放置24小时固化后，即得。
实施例4
本实施例参照GB/T3810.4-2006《陶瓷砖-断裂模数和破坏强度的测定》中的方法，测定了实施例1-3中制备的复合1～3层玻璃纤维布的陶瓷薄板的强度，与未复合玻璃纤维布的陶瓷薄板进行对比，结果如表1所示。所使用的仪器为TKZ-1000A型陶瓷砖数显抗折仪，购自湘潭乐星仪器科技有限公司。
表1不同复合型陶瓷薄板的强度比较
| 复合玻璃纤维布层数 | 跨距(mm) | 最大负荷(N) | 试样宽度(mm) | 最小厚度(mm) | 破坏强度(N) | 抗折强度(Mpa) |
| 0 | 300 | 419.27 | 300 | 3.5 | 419.27 | 51.34 |
| 1 | 300 | 849.42 | 300 | 3.96 | 849.42 | 81.25 |
| 2 | 300 | 1572.45 | 300 | 4.28 | 1572.45 | 128.76 |
| 3 | 300 | 2088.03 | 300 | 4.66 | 2088.03 | 144.23 |
Claims (10)
1.一种复合型陶瓷薄板，其特征在于，所述复合型陶瓷薄板包括陶瓷薄板和通过环氧树脂胶液固化复合在陶瓷薄板背面的至少一层玻璃纤维布。
2.根据权利要求1所述的复合型陶瓷薄板，其特征在于，所述环氧树脂胶液包括环氧树脂、固化剂和稀释剂，三者的重量份数比为10～15∶1～5∶1～5，优选为14∶3∶3。
3.根据权利要求2所述的复合型陶瓷薄板，其特征在于，所述环氧树脂胶液中的环氧树脂选自缩水甘油醚类环氧树脂如双酚A型环氧树脂，缩水甘油胺类环氧树脂；优选地，所述环氧树脂胶液中的固化剂选自脂肪多元胺类及其改性物如593环氧树脂固化剂；更优选地，所述环氧树脂胶液中的稀释剂选自丙酮、乙醇和丁醇。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的复合型陶瓷薄板，其特征在于，所述玻璃纤维布的厚度为0.1～2mm；优选地，所述玻璃纤维布的层数为1～4层。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的复合型陶瓷薄板，其特征在于，所述陶瓷薄板为(600～900)mm×(1200～1800)mm×(3.5～5.5)mm；优选地，所述陶瓷薄板背面有厚度为0～1mm的背纹突起。
6.制备权利要求1至5中任一项所述复合型陶瓷薄板的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
1)配制环氧树脂胶液；
2)将步骤1)所配制的环氧树脂胶液直接涂覆到陶瓷薄板背面；
3)在步骤2)涂覆环氧树脂胶液层上的平铺一层玻璃纤维布，再涂覆一层环氧树脂胶液；
4)固化即得。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法包括重复实施步骤3)中涂覆环氧树脂胶液和平铺玻璃纤维布的步骤，得到复合多层玻璃纤维布的陶瓷薄板，优选为2～4层。
8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述环氧树脂胶液是通过以下方法配制的：将1～5份重量的固化剂在搅拌下均匀地加入到10～15份重量的环氧树脂中，加完后再加入1～5份重量的稀释剂，搅拌均匀即得。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述环氧树脂胶液中的环氧树脂选自缩水甘油醚类环氧树脂如双酚A型环氧树脂，缩水甘油胺类环氧树脂；优选地，所述环氧树脂胶液中的固化剂选自脂肪多元胺类及其改性物如593环氧树脂固化剂；更优选地，所述环氧树脂胶液中的稀释剂选自丙酮、乙醇和丁醇。
10.根据权利要求6至9中任一项所述的方法，其特征在于，所述步骤2)中陶瓷薄板背面在涂覆环氧树脂胶液前先经过100目或150目砂纸打磨清洁处理；优选地，所述步骤4)中固化为室温固化，固化温度优选为15～25℃，固化时间优选为12～48小时。
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