CN103113057A - 一种柔性保温饰面砖及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种柔性保温饰面砖及其制备方法。该砖的原料为泥粉、空心填料、丙烯酸类单体、交联剂、增强纤维、溶剂、引发剂、阻燃剂按一定比例均匀混合成浆料或干粉料，在模具中加热成型，经过起模、烘干、切边等工序获得具有保温和阻燃功能的柔性饰面砖。它具有柔韧、保温、防水、防火、耐污、耐老化、耐擦洗、比重低、生产过程简单、成本低等特点，可广泛应用于建筑室内、外装潢。
Description
技术领域
本发明涉及建筑保温装饰材料领域，特别是建筑外墙外保温用阻燃型柔性饰面砖及其制备方法。
背景技术
近年来，建筑保温材料所致的重特大火灾频发，造成重大人员伤亡和财产损失。为认真吸取上海胶州路教师公寓“11·15”和沈阳皇朝万鑫大厦“2·3”大火教训，2011年3月14日，公安部消防局下发公消（2011）65号文《关于进一步明确民用建筑外保温材料消防监督管理有关要求的通知》，对建筑外墙保温材料使用及管理提出了应急性要求，要求建筑外墙保温必须使用防火级别达到A级的材料。这就意味着此前在建筑上广泛使用的EPS、XPS、PU保温板将无法继续使用。然而，市场上真正可以满足A级标准的保温材料严重不足，且生产和施工成本高，难以大面积推广应用。因此，65号文发布后的一年多时间里遭遇了执行难的困境，市场急需兼有防火安全和节能降耗的新型保温材料及其低成本制备技术。
柔性饰面砖具有轻、薄、柔的特点，表面可塑造成各种装饰图案，表现力强，由于以粘土等无机材料为填料并添加阻燃剂，燃烧等级能够达到A2级，已逐渐在高层建筑中应用。然而，现有的柔性饰面砖在组成上缺少保温填料，且在生产方法上采用聚合物乳液与泥粉直接进行高速混合，极易造成乳液破乳，严重影响最终产品的力学性能。如采用树脂与泥粉直接共混，无机材料又很难在高粘度的树脂中分散均匀。
发明内容
本发明的目的在于解决上述问题，提供一种柔性保温饰面砖及其制备方法。
本发明采用以下技术方案：
一种柔性保温饰面砖，其特征在于，该砖的原料和含量（质量%）为：
泥粉：10~40、空心填料：25~40、丙烯酸类单体：15~30、交联剂：2~8、增强纤维：1.5~9.5、溶剂：0~5、引发剂：0.5~1、阻燃剂：5~20；
先将丙烯酸类单体、交联剂、溶剂混合，然后加入引发剂，待引发剂完全溶解后得单体混合液，利用球磨机或高速分散机将所述的的泥粉与空心填料、单体混合液、增强纤维、阻燃剂混合成预聚粉料或浆料，浇注到模具中，然后将模具加热固化，起模，其中固化温度为80~120℃，固化时间为30~50min，再进一步热处理，其中热处理温度为80~120℃，热处理时间为1~3h，得到柔性保温饰面砖。
进一步地，所述泥粉为天然泥粉或经硅油改性的天然泥粉，所述天然泥粉为高岭土、凹土、砂土、伊利石土、蒙脱石土、膨润土中一种或几种，平均粒径为100~800目。
进一步地，所述空心填料为云母粉、粉煤灰漂珠、空心玻璃微珠、膨胀蛭石、膨胀珍珠岩中的一种或几种。
进一步地，所述丙烯酸类单体为甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸异辛酯中的一种或几种。
进一步地，所述交联剂为丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸羟乙酯、丙烯酰胺中的一种或几种；所述增强纤维为聚酯纤维、玻璃纤维中的一种或两种，纤维直径为2~20μm，长度为3~9mm；所述溶剂为酒精、醋酸丁酯、乙酸乙酯中的一种；，所述引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、过氧化苯甲酰中的一种；所述阻燃剂为红磷、聚磷酸铵、三聚氰胺中的一种。
所述的柔性保温饰面砖的制备方法，步骤如下：
步骤一、泥土经淘洗、沉淀、过滤、烘干、粉碎、过100～800目筛后得到泥粉；
步骤二、先将丙烯酸类单体、交联剂、溶剂混合，然后加入引发剂，待引发剂完全溶解后得单体混合液；
步骤三、利用球磨机将步骤一得到的泥粉与空心填料、单体混合液、增强纤维和阻燃剂混合球磨得到预聚粉料；或者利用高速分散机将步骤一得到的泥粉与空心填料、单体混合液、增强纤维和阻燃剂混合成浆料；
步骤四、将步骤三中球磨获得的预聚粉料在模具中压实，或将步骤三中高速分散获得的浆料浇注到模具中，然后将模具加热固化，起模，其中固化温度为80~120℃，固化时间为30~50min；
步骤五、将脱模后的面砖在烘箱中进一步热处理，处理完毕后取出切边，得到柔性保温饰面砖，其中热处理温度为80~120℃，热处理时间为1~3h。
进一步地，所述泥粉为天然泥粉或经硅油改性的天然泥粉，所述天然泥粉为高岭土、凹土、砂土、伊利石土、蒙脱石土、膨润土中一种或几种，平均粒径为100~800目。
进一步地，所述空心填料为云母粉、粉煤灰漂珠、空心玻璃微珠、膨胀蛭石、膨胀珍珠岩中的一种或几种。
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进一步地，所述交联剂为丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸羟乙酯、丙烯酰胺中的一种或几种；所述增强纤维为聚酯纤维、玻璃纤维中的一种或两种，纤维直径为2~20μm，长度为3~9mm；所述溶剂为酒精、醋酸丁酯、乙酸乙酯中的一种；，所述引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、过氧化苯甲酰中的一种；所述阻燃剂为红磷、聚磷酸铵、三聚氰胺中的一种。
本发明的原理：本发明采用单体混和泥粉，并添加交联剂的方法来提高粘土与高分子树脂的混合均匀性，提高柔性面砖的力学性能。单体作为聚合物最基本的组成单元，体积为分子水平，对泥粉，尤其是改性泥粉具有极强的渗透性。通过加热引发单体内引发剂，进行自由基聚合并放出大量的热量，而泥土颗粒自身具有层状结构，这些放出的能量足以打开这些层状结构，从而实现泥粉与聚合物在分子水平上的复合。通过加入无机空心填料，不仅可以赋予柔性饰面砖保温功能，而且可以降低比重，提高燃烧等级，真正实现了阻燃、保温、装饰、安全一体化。
本发明与现有柔性饰面砖技术相比具有如下优势：
（1）采用单体与泥粉直接混合并通过热引发制备的方法，实现了聚合物与泥土颗粒在分子水平上的复合，大幅提高了柔性面砖的力学性能。
（2）以泥土为主要原料，通过添加无机空心填料和阻燃剂制备柔性面砖，实现了阻燃、保温、装饰、安全一体化，并且降低了生产和施工成本。
（3）本发明提供的方法原料利用率高，生产过程简单，不需要高温烧结，有利于节能减排。
具体实施方式：
下面采用实施例的方式对本发明的柔性保温饰面砖材料及其制备方法作进一步说明，但本发明并不局限于这些实施例。
实施例1：
凹土30%、粉煤灰漂珠25%、丙烯酸丁酯15%、甲基丙烯酸甲酯10%、丙烯酸3%、乙酸乙酯5%、聚磷酸铵10%、偶氮二异丁腈0.5%、直径2μm长度为3mm的玻璃纤维1.5%按质量份配料后在高速分散机中混合成浆料并浇注到模具中，置于80℃的烘箱中保温30min，起模，继续放入80℃烘箱中保温1h，取出切边，得灰色柔性保温饰面砖。
实施例2：
硅油改性高岭土40%、粉煤灰漂珠30%、丙烯酸乙酯10%、甲基丙烯酸甲酯5%、丙烯酸2%、乙酸乙酯3%、聚磷酸铵7%、过氧化苯甲酰1%、直径4μm长度6mm的玻璃纤维2%按质量份配料后在球磨机中球磨混合获得预聚粉料，然后填入模具压实，放入110℃的烘箱保温40min，起模，继续放入110℃烘箱中保温3h，取出切边，得浅红色柔性保温饰面砖。
实施例3：
硅油改性膨润土20%、粉煤灰漂珠40%、丙烯酸丁酯15%、甲基丙烯酸甲酯10%、丙烯酸羟乙酯5%、聚磷酸铵6%、偶氮二异丁腈1%、直径4μm长度3mm的玻璃纤维3%按质量份配料后在高速分散机中混合成浆料并浇注到模具中，置于90℃的烘箱中保温30min，起模，继续放入90℃烘箱中保温1h，取出切边，得灰色柔性保温饰面砖。
实施例4：
硅油改性砂土30%、膨胀珍珠岩25%、丙烯酸异辛酯15%、甲基丙烯酸甲酯10%、丙烯酰胺3%、酒精5%、三聚氰胺10%、偶氮二异丁腈0.5%、直径2μm长度3mm的玻璃纤维1.5%按质量份配料后在高速分散机中混合成浆料并浇注到模具中，置于80℃的烘箱中保温30min，起模，继续放入80℃烘箱中保温2h，取出切边，得灰白色柔性保温饰面砖。
实施例5：
硅油改性凹土30%、空心玻璃微珠35%、丙烯酸异辛酯10%、甲基丙烯酸甲酯5%、丙烯酸羟乙酯5%、红磷10%、偶氮二异丁腈0.5%、直径2μm长度3mm的玻璃纤维4.5%按质量份配料后在球磨机中球磨混合获得预聚粉料，然后填入模具压实，放入100℃的烘箱中保温30min，起模，继续放入100℃烘箱中保温1h，取出切边，得白色柔性保温饰面砖。
实施例6：
硅油改性高岭土10%、膨胀珍珠岩40%、丙烯酸丁酯10%、甲基丙烯酸甲酯5%、丙烯酸3%、乙酸乙酯5%、聚磷酸铵20%、偶氮二异丁腈0.5%、直径2μm长度3mm的聚酯纤维6.5%按质量份配料后在球磨机中球磨混合获得预聚粉料，然后填入模具压实，放入80℃的烘箱中保温30min，起模，继续放入80℃烘箱中保温1h，取出切边，得红色柔性保温饰面砖。
实施例7：
硅油改性高岭土10%、粉煤灰漂珠40%、丙烯酸异辛酯15%、甲基丙烯酸甲酯5%、甲基丙烯酸5%、红磷15%、偶氮二异庚腈0.5%、直径15μm长度3mm的聚酯纤维9.5%按质量份配料后在球磨机中球磨混合获得预聚粉料，然后填入模具压实，放入80℃的烘箱中保温30min，起模，继续放入80℃烘箱中保温1h，取出切边，得红色柔性保温饰面砖。
实施例8：
硅油改性伊利石土20%、膨胀蛭石35%、丙烯酸丁酯15%、甲基丙烯酸甲酯10%、丙烯酸3%、醋酸丁酯5%、聚磷酸铵10%、偶氮二异丁腈0.5%、直径5μm长度9mm的玻璃纤维1.5%按质量份配料后在高速分散机中混合成浆料并浇注到模具中，置于100℃的烘箱中保温30min，起模，继续放入100℃烘箱中保温3h，取出切边，得白色柔性保温饰面砖。
实施例9：
硅油改性伊利石土30%、粉煤灰漂珠35%、丙烯酸丁酯10%、甲基丙烯酸甲酯5%、丙烯酸5%、乙酸乙酯5%、聚磷酸铵5%、偶氮二异丁腈0.5%、直径为20μm长度3mm的玻璃纤维4.5%按质量份配料后在球磨机中球磨混合获得预聚粉料，然后填入模具压实，放入110℃的烘箱中保温50min，起模，继续放入110℃烘箱中干燥1h，取出切边得白色柔性保温饰面砖。
实施例10：
硅油改性蒙脱石土20%、云母粉35%、丙烯酸丁酯20%、甲基丙烯酸甲酯10%、丙烯酸5%、聚磷酸铵7%、过氧化苯甲酰0.5%、直径2μm长度6mm的聚酯纤维2.5%按质量份配料后在高速分散机中混合成浆料并浇注到模具中，置于120℃的烘箱中保温40min，起模，继续放入120℃烘箱中干燥3h，取出切边，得灰白色柔性保温饰面砖。
实施例11：
硅油改性蒙脱石土5%、硅油改性高岭土15%、云母粉35%、丙烯酸丁酯20%、甲基丙烯酸甲酯10%、丙烯酸5%、聚磷酸铵7%、过氧化苯甲酰0.5%、直径18μm长度3mm的聚酯纤维2.5%按质量份配料后在高速分散机中混合成浆料并浇注到模具中，置于120℃的烘箱中保温40min，起模，继续放入120℃烘箱中干燥3h，取出切边得灰白色柔性保温饰面砖。
实施例12：
硅油改性凹土10%、硅油改性高岭土10%、云母粉15%、粉煤灰漂珠20%、丙烯酸丁酯20%、甲基丙烯酸甲酯10%、丙烯酸5%、聚磷酸铵7%、过氧化苯甲酰0.5%、直径2μm长度8mm的玻璃纤维2.5%按质量份配料后在高速分散机中混合成浆料并浇注到模具中，置于120℃的烘箱中保温40min，起模，继续放入120℃烘箱中干燥3h，取出切边，得灰白色柔性保温饰面砖。
实施例13：
硅油改性凹土20%、云母粉15%、膨胀蛭石20%、丙烯酸丁酯20%、甲基丙烯酸甲酯10%、丙烯酸5%、聚磷酸铵5%、过氧化苯甲酰0.5%、直径2μm长度3mm的玻璃纤维2.5%、直径2μm长度6mm的聚酯纤维2%按质量份配料后在高速分散机中混合成浆料并浇注到模具中，置于120℃的烘箱中保温40min，起模，继续放入120℃烘箱中保温3h，取出切边，得灰白色柔性保温饰面砖。
实施例14：
硅油改性高岭土15%、硅油改性伊利石土10%，空心玻璃微珠10%、膨胀蛭石17%、丙烯酸乙酯20%、甲基丙烯酸甲酯10%、丙烯酸5%、丙烯酰胺3%、聚磷酸铵5%、过氧化苯甲酰0.5%、直径2μm长度6mm的聚酯纤维2.5%、直径2μm长度3mm的聚酯纤维2%按质量份配料后在高速分散机中混合成浆料并浇注到模具中，置于120℃的烘箱中保温40min，起模，继续放入120℃烘箱中保温3h，取出切边，得灰白色柔性保温饰面砖。
实施例15：
硅油改性凹土20%、硅油改性伊利石土5%，空心玻璃微珠15%、膨胀蛭石12%、丙烯酸乙酯20%、甲基丙烯酸甲酯10%、甲基丙烯酸5%、丙烯酸羟乙酯3%、聚磷酸铵5%、过氧化苯甲酰0.5%、直径2μm长度9mm的玻璃纤维2.5%、直径2μm长度6mm的聚酯纤维1%、直径2μm长度9mm的玻璃纤维2.5%按质量份配料后在高速分散机中混合成浆料并浇注到模具中，置于120℃的烘箱中保温40min，起模，继续放入120℃烘箱中干燥3h，取出切边，得灰白色柔性保温饰面砖。
Claims (10)
1.一种柔性保温饰面砖，其特征在于，该砖的原料和含量（质量%）为：
泥粉：10~40、空心填料：25~40、丙烯酸类单体：15~30、交联剂：2~8、增强纤维：1.5~9.5、溶剂：0~5、引发剂：0.5~1、阻燃剂：5~20；
先将丙烯酸类单体、交联剂、溶剂混合，然后加入引发剂，待引发剂完全溶解后得单体混合液，利用球磨机或高速分散机将所述的的泥粉与空心填料、单体混合液、增强纤维、阻燃剂混合成预聚粉料或浆料，浇注到模具中，然后将模具加热固化，起模，其中固化温度为80~120℃，固化时间为30~50min，再进一步热处理，其中热处理温度为80~120℃，热处理时间为1~3h，得到柔性保温饰面砖。
2.根据权利要求1所述的柔性保温饰面砖，其特征在于，所述泥粉为天然泥粉或经硅油改性的天然泥粉，所述天然泥粉为高岭土、凹土、砂土、伊利石土、蒙脱石土、膨润土中一种或几种，平均粒径为100~800目。
3.根据权利要求1所述的柔性保温饰面砖，其特征在于，所述空心填料为云母粉、粉煤灰漂珠、空心玻璃微珠、膨胀蛭石、膨胀珍珠岩中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的柔性保温饰面砖，其特征在于，所述丙烯酸类单体为甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸异辛酯中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的柔性保温饰面砖，其特征在于，所述交联剂为丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸羟乙酯、丙烯酰胺中的一种或几种；所述增强纤维为聚酯纤维、玻璃纤维中的一种或两种，纤维直径为2~20μm，长度为3~9mm；所述溶剂为酒精、醋酸丁酯、乙酸乙酯中的一种；，所述引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、过氧化苯甲酰中的一种；所述阻燃剂为红磷、聚磷酸铵、三聚氰胺中的一种。
6.如权利要求1所述的柔性保温饰面砖的制备方法，其特征在于，步骤如下：
步骤一、泥土经淘洗、沉淀、过滤、烘干、粉碎、过100～800目筛后得到泥粉；步骤二、先将丙烯酸类单体、交联剂、溶剂混合，然后加入引发剂，待引发剂完全溶解后得单体混合液；
步骤三、利用球磨机将步骤一得到的泥粉与空心填料、单体混合液、增强纤维和阻燃剂混合球磨得到预聚粉料；或者利用高速分散机将步骤一得到的泥粉与空心填料、单体混合液、增强纤维和阻燃剂混合成浆料；
步骤四、将步骤三中球磨获得的预聚粉料在模具中压实，或将步骤三中高速分散获得的浆料浇注到模具中，然后将模具加热固化，起模，其中固化温度为80~120℃，固化时间为30~50min；
步骤五、将脱模后的面砖在烘箱中进一步热处理，处理完毕后取出切边，得到柔性保温饰面砖，其中热处理温度为80~120℃，热处理时间为1~3h。
7.根据权利要求6所述的柔性保温饰面砖的制备方法，其特征在于，所述泥粉为天然泥粉或经硅油改性的天然泥粉，所述天然泥粉为高岭土、凹土、砂土、伊利石土、蒙脱石土、膨润土中一种或几种，平均粒径为100~800目。
8.根据权利要求6所述的柔性保温饰面砖的制备方法，其特征在于，所述空心填料为云母粉、粉煤灰漂珠、空心玻璃微珠、膨胀蛭石、膨胀珍珠岩中的一种或几种。
9.根据权利要求6所述的柔性保温饰面砖的制备方法，其特征在于，所述丙烯酸类单体为甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸异辛酯中的一种或几种。
10.根据权利要求6所述的柔性保温饰面砖的制备方法，其特征在于，所述交联剂为丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸羟乙酯、丙烯酰胺中的一种或几种；所述增强纤维为聚酯纤维、玻璃纤维中的一种或两种，纤维直径为2~20μm，长度为3~9mm；所述溶剂为酒精、醋酸丁酯、乙酸乙酯中的一种；，所述引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、过氧化苯甲酰中的一种；所述阻燃剂为红磷、聚磷酸铵、三聚氰胺中的一种。
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