CN101905962A

CN101905962A - 改性无机粉复合材料及其制造方法

Info

Publication number: CN101905962A
Application number: CN2010102256141A
Authority: CN
Inventors: 石磊
Original assignee: 石磊
Current assignee: Guangdong Fumei material science and Technology Co., Ltd
Priority date: 2010-07-13
Filing date: 2010-07-13
Publication date: 2010-12-08
Anticipated expiration: 2030-07-13
Also published as: WO2012006923A1; CN101905962B

Abstract

本发明公开了一种改性无机粉复合材料及其制造方法。其原料中含有水泥6～30％、乳胶粉0.5～4％、丙烯酸类聚合物乳液10～40％、颜料0～3％，余量为改性无机粉。改性无机粉为稀土偶联剂、铝酸酯偶联剂或钛酸酯偶联剂等改性的废弃建筑水泥砌块粉料、石材厂废弃粉料、煤渣粉料、陶瓷厂废弃粉料、砂土中的至少一种。制造方法包括将原料混合，加水搅拌，得到均匀浆料；将浆料涂覆、灌注或挤压在模具上，常温固化或50～150℃烘干，脱模；得到复合材料。本发明可通过不同的模具和原料配比，制成柔度适中的建筑装饰面材，地柔度的板材或高柔度的皮材。本发明采用各种建筑废料以及其他常用的原料制造，充分利用了建筑废料，经济环保。

Description

改性无机粉复合材料及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种复合材料及其制造方法，特别涉及一种改性无机粉复合成建筑装饰面材、皮材、板材的制造方法。

背景技术

建筑装饰面材中的陶瓷砖、陶土劈开砖、陶土板都属于1000℃以上高温烧结成型的无机材料，它们有硬度高、耐撞击的优点。但作为高层建筑和外墙外保温装饰面材时，由于其刚性大，导致温湿剪切应力大，影响附着稳定性，并且自重大，有脱落伤人的隐患。另一方面，这些面材在制造过程中，排放大量的CO₂和其它污染物，是典型的高能耗、高污染的行业。

目前的合成皮材主要是PU皮，有机溶剂PU的使用在生产过程中有较严重的环境污染问题，其中使用的发泡剂CFCs破坏大气臭氧层，严重威胁地球生物的安全。

复合材料是由两种或两种以上不同性质的材料，通过物理或化学的方法，在宏观上组成具有新性能的材料。各种材料在性能上互相取长补短，产生协同效应，使复合材料的综合性能优于原组成材料而满足各种不同的要求。如无机/有机复合材料可兼具无机材料的耐久性和有机材料的柔韧性的优点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种改性无机粉复合材料及其制造方法。可用作建筑装饰面材、皮材和板材。

本发明所采取的技术方案是：

一种改性无机粉复合材料，其原料为：水泥6～30％、乳胶粉0.5～4％、丙烯酸类聚合物乳液10～40％、颜料0～3％，余量为改性无机粉，改性无机粉为表面活性偶联剂改性的废弃建筑水泥砌块粉料、石材厂废弃粉料、煤渣粉料、陶瓷厂废弃粉料、砂土中的至少一种。

改性无机粉的改性方法包括：将废弃建筑水泥砌块、石材厂废弃块料或粉料、煤渣、陶瓷厂废弃粉料、砂土粉碎得到无机粉，之后对无机粉进行搅拌，在搅拌的同时加热至80～110℃，加入表面活性偶联剂搅拌均匀，干燥得到改性无机粉。

表面活性偶联剂为稀土偶联剂、铝酸酯偶联剂或钛酸酯偶联剂。表面活性偶联剂的添加量为无机粉总质量的0.3～2％。

上述改性无机粉复合材料的制造方法，包括以下步骤：

1)将原料混合，加入原料总质量0～30％的水，搅拌均匀，得到浆料；

2)将浆料涂覆、灌注或挤压在模具上；

3)固化、脱模，得到产品。

优选的，将浆料涂覆在模具上后，在涂层中间或背面贴合基布，再固化，脱模。基布为耐碱网格玻纤布、耐碱尼龙网格布或无纺布。

优选的，脱模后对产品进行γ射线辐照，辐照的剂量优选为10～200kGy。

固化方法包括常温固化、50～130℃烘干。

优选的，模具具有装饰纹理。

本发明的改性无机粉复合材料，可通过不同的模具和原料配比，制成柔性适度的建筑装饰面材、板材或柔性高的皮材。

本发明的改性无机粉复合制成的建筑装饰面材，可薄而轻，如厚度3mm的改性无机粉复合装饰面材密度小于3kg/m²，仅为传统陶瓷砖、陶土劈开砖、陶土板的1/8左右。用于外墙装饰，特别是高层建筑和外墙外保温装饰，尤为安全。

本发明的改性无机粉复合制成的建筑装饰面材兼具无机材料的耐老化性强的优点和有机材料有柔性的优点，耐老化实验可达到2000小时以上，且具有很好的柔韧性和拉伸强度，能最大程度的承受外保温系统其他基材的热胀冷缩变化，对外墙外保温系统造成的温湿剪切应力小，有效地防止外保温系统表面的开裂和渗漏问题发生。

本发明的改性无机粉复合制成的建筑装饰面材，外观可制成陶瓷砖、陶土劈开砖、陶土板、石材、木材等纹理效果，形态百变而逼真。

本发明的改性无机粉复合制成的建筑装饰面材，施工方便，用水泥直接粘贴即可，无需锚钉加固。

本发明的改性无机粉复合制成的建筑装饰面材用于室内装饰，无异味散发，无辐射。

本发明的改性无机粉复合制成的建筑装饰面材，无需1000℃以上高温烧结，耗能少，CO₂排放少。

本发明的改性无机粉复合材料，充分利用了建筑废料，经济环保。

本发明的改性无机粉复合制成的皮材，耐折率超过20000次，皮材耐老化性好，且无有毒气体挥发。

本发明的改性无机粉复合制成的板材，具有一定的柔韧性，抗震，不易断裂，防火、可钉、可刨、可锯，可用于隔墙、家居板面等。

具体实施方式

上述改性无机粉复合材料的制造方法，包括以下步骤：

2)将浆料涂覆、灌注或挤压在模具上；

3)固化、脱模，得到产品。

固化方法包括常温固化、50～130℃烘干。

优选的，模具具有装饰纹理。

本发明所使用的水泥为市售水泥，包括白水泥和黑水泥。

本发明所使用的乳胶粉，为市售再分散型乳胶粉。

本发明使用的稀土偶联剂、铝酸酯偶联剂或钛酸酯偶联剂为市售产品。

本发明所使用的颜料为无机颜料，采用碳黑、铬钛黄、镍铬黄、铂铬红、苏丹红、群青蓝、铅系或钴系颜料。

本发明所使用的丙烯酸类聚合物乳液，为各种常规市售丙烯酸类聚合物乳液，包括：丙烯酸甲酯聚合物乳液；丙烯酸乙酯聚合物乳液；丙烯酸丁酯聚合物乳液；丙烯酸-2-乙基己酯聚合物乳液；合成丁苯乳液及天然高分子物混合乳液；丙烯酸酯类高分子共聚乳液；聚丙烯酸乙酯、聚丙烯酸丁酯、羟甲基丙烯酰胺共聚物；自交链型丙烯酸酯共聚乳液；阴离子、非离子混合型自交链丙烯酸酯共聚乳液；具反应性基团的丙烯酸酯共聚物的多元共聚乳液；复合型乳化体系丙烯酸酯类共聚物；甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酰胺三元共聚乳液；丙烯酸丁酯与丙烯晴共聚物乳液；全丙烯酸酯类的共聚物乳液；丙烯酸及其酯的共聚高分子化合物；聚丙烯酸酯的复配物。

本发明的表面纹理质感，由模具和原料配比决定，可制成柔度适中的劈开砖、陶土板、光面砖、木纹、皮纹、布面、石纹等效果的建筑装饰面材，及低柔度的板材或高柔度的皮材。

需要指出的是，如采用立体模具，本发明还可制成雕塑等艺术品，因具有一定的柔韧性，具有运输更为方便，碰撞不易损坏的优点。

下面结合实施例，进一步说明本发明。

以下实施例中，产生辐射的辐照源，为剂量率为3.9Gy/s的⁶⁰Co源，产生的射线为γ射线。

实施例1

1)将陶瓷厂废弃粉料干燥粉碎至50～200目，将粉碎后的陶瓷粉进行搅拌，在搅拌的同时加热至80℃，加入陶瓷粉质量0.5％的重庆市久硕工贸有限公司生产的ST系列稀土偶联剂，搅拌均匀，干燥得到改性无机粉；

2)将水泥8％、乳胶粉0.8％、丙烯酸丁酯与丙烯晴共聚物乳液38％、铬钛黄1％，改性无机粉52.2％混合，加入物料总量5％的水，搅拌，得到均匀浆料；

3)将浆料涂覆在具有牛皮纹的模具上，厚0.5mm，在涂层背面贴合无纺布，50℃烘干，脱模，得到皮材。

实施例2

1)将砂土粉碎至50～200目，将粉碎后的砂土进行搅拌，在搅拌的同时加热至85℃，加入砂土质量0.6％的深圳市优越昌浩科技有限公司生产的铝酸酯偶联剂，搅拌均匀，干燥得到改性无机粉；

2)将白水泥6％、乳胶粉0.5％、丙烯酸甲酯聚合物乳液40％、铂铬红2％，改性无机粉51.5％混合，搅拌均匀，得到均匀浆料；

3)将浆料涂覆在具有羊条纹的模具上，厚0.7mm，65℃烘干，脱模，得到皮材。

实施例3

1)将废弃建筑砌块粉碎至50～200目，将粉碎后的建筑砌块粉进行搅拌，在搅拌的同时加热至89℃，加入建筑砌块粉质量0.7％的天津市永昌盛化工有限公司生产的稀土偶联剂，搅拌均匀，干燥得到改性无机粉；

2)将白水泥10％、乳胶粉2％、丙烯酸乙酯聚合物乳液30％、镍铬黄3％、改性无机粉55％混合，加入物料总质量10％的水，搅拌均匀，得到均匀浆料；

3)将浆料涂覆在具有木纹的模具上，厚4mm，82℃烘干，脱模；

4)脱模后进行辐照，辐照剂量为50kGy.得到木纹面材。

实施例4

1)将煤渣粉碎至50～500目，将粉碎后的煤渣进行搅拌，在搅拌的同时加热至96℃，加入煤渣粉质量0.9％的杭州杰西卡化工有限公司生产的稀土偶联剂HY～041，搅拌均匀，干燥得到改性无机粉；

2)将水泥14％、乳胶粉1.5％、丙烯酸乙酯聚合物乳液25％、改性无机粉59.5％混合，加入物料总质量12％的水搅拌，得到均匀浆料；

3)将浆料涂覆在具有劈开砖条纹的模具上，厚2mm，95℃烘干，脱模，得到劈开砖。

实施例5

1)将含质量分数50％的石材厂废弃块料，50％的砂土混合物粉碎至50～200目，将粉碎后的混合物进行搅拌，在搅拌的同时加热至100℃，加入混合物质量1％的南京曙光化工集团有限公司生产的钛酸酯偶联剂，搅拌均匀，干燥得到改性无机粉；

2)将水泥25％、乳胶粉2.8％、丙烯酸丁酯与丙烯晴共聚物乳液12％、改性无机粉60.2％混合，加入物料总质量20％的水搅拌，得到均匀浆料；

3)将浆料涂覆在具有布纹石条纹的模具上，厚2.5mm，在涂层背面贴合耐碱尼龙网格布，常温自然固化脱模，得到布纹石。

实施例6

1)将含质量分数40％的陶瓷厂废弃粉料，60％的废弃建筑水泥砌块混合物粉碎至50～500目，将粉碎后的混合物进行搅拌，在搅拌的同时加热至107℃，加入混合物质量1.1％的-南京道宁化工有限公司生产的铝酸酯偶联剂，搅拌均匀，干燥得到改性无机粉；

2)将水泥17％、乳胶粉3％、丙烯酸甲酯聚合物乳液10％，丙烯酸乙酯聚合物乳液10％、改性无机粉60％混合，加入物料总质量15％的水搅拌，得到均匀浆料；

3)将浆料涂覆在具有陶土板条纹的模具上，厚3mm，133℃烘干，脱模。

4)脱模后进行辐照，辐照剂量为100kGy.得到陶土板。

实施例7

1)将质量分数45％的砂土，55％的石材厂废弃粉料混合物粉碎至50～500目，将粉碎后的混合物进行搅拌，在搅拌的同时加热至110℃，加入混合物质量1.2％的广州四海化工有限公司生产的钛酸酯偶联剂，搅拌均匀，干燥得到改性无机粉；

2)将水泥27％、乳胶粉3.3％、丙烯酸甲酯聚合物乳液9％，丙烯酸丁酯聚合物乳液9％、改性无机粉51.7％混合，加入物料总质量20％的水搅拌，得到均匀浆料；

3)将浆料灌注在模具上，厚10mm，常温下固化后，脱模，得到板材。

实施例8

1)将质量分数45％的废弃建筑砌块，55％的陶瓷厂废弃粉料混合物粉碎至50～500目，将粉碎后的混合物进行搅拌，在搅拌的同时加热至110℃，加入混合物质量1.2％的杭州杰西卡化工有限公司生产的稀土偶联剂HY～041，搅拌均匀，干燥得到改性无机粉；

2)将水泥30％、乳胶粉4％、丙烯酸-2-乙基己酯聚合物乳液22％、改性无机粉44％混合，加入物料总质量18％的水搅拌，得到均匀浆料；

3)将浆料灌注在模具上，厚15mm，常温下固化后，脱模，得到板材。

实施例9

1)将含质量分数50％的石材厂废料，50％的砂土混合物粉碎至50～200目，将粉碎后的混合物进行搅拌，在搅拌的同时加热至100℃，加入混合物质量1.2％的重庆市久硕工贸有限公司生产的ST系列稀土偶联剂，搅拌均匀，干燥得到改性无机粉；

2)将水泥20％、乳胶粉1.5％、丙烯酸丁酯与丙烯晴共聚物乳液18％、改性无机粉60.5％混合，加入物料总质量20％的水搅拌，得到均匀浆料；

3)将浆料涂覆在具有石纹的模具上，厚5mm，在涂层背面贴合耐碱玻纤网格布，常温自然固化脱模，得到仿石建筑装饰面材。

本发明的改性无机粉复合材料，厚度可根据具体需要进行调节，一般为0.5～20mm。

Claims

1.一种改性无机粉复合材料，其原料为：水泥6～30％、乳胶粉0.5～4％、丙烯酸类聚合物乳液10～40％、颜料0～3％，余量为改性无机粉，改性无机粉为表面活性偶联剂改性的废弃建筑水泥砌块粉料、石材厂废弃粉料、煤渣粉料、陶瓷厂废弃粉料、砂土中的至少一种。

2.根据权利要求1所述的一种改性无机粉复合材料，其特征在于：改性无机粉的改性方法包括：将废弃建筑水泥砌块、石材厂废弃块料或粉料、煤渣、陶瓷厂废弃粉料、砂土粉碎得到无机粉，之后对无机粉进行搅拌，在搅拌的同时加热至80～110℃，加入表面活性偶联剂搅拌均匀，干燥得到改性无机粉。

3.根据权利要求1或2所述的一种改性无机粉复合材料，其特征在于：表面活性偶联剂为稀土偶联剂、铝酸酯偶联剂或钛酸酯偶联剂。

4.根据权利要求2所述的一种改性无机粉复合材料，其特征在于：表面活性偶联剂的添加量为无机粉总质量的0.3～2％。

5.权利要求1所述的改性无机粉复合材料的制造方法，包括以下步骤：

2)将浆料涂覆、灌注或挤压在模具上；

3)固化、脱模，得到产品。

6.根据权利要求5所述的改性无机粉复合材料的制造方法，其特征在于：将浆料涂覆在模具上后，在涂层中间或背面贴合基布，再固化，脱模，得到产品。

7.根据权利要求6所述的改性无机粉复合材料的制造方法，其特征在于：基布为耐碱网格玻纤布、耐碱尼龙网格布或无纺布。

8.根据权利要求5或6所述的改性无机粉复合材料的制造方法，其特征在于：脱模后对产品辐照。

9.根据权利要求8所述的改性无机粉复合材料的制造方法，其特征在于：辐照的剂量为10～200kGy。

10.根据权利要求5或6所述的改性无机粉复合材料的制造方法，其特征在于：固化方法包括常温固化、50～130℃烘干。