CN103848641A - 一种具有不规则孔洞的人造石材及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种具有不规则孔洞的人造石材及其制备方法，其由含胶凝材料、造孔剂和增稠剂的组分按下述方法制成：配制浆料；将配制浆料浇注在模具内，在振动台振动成型。与天然石材相比，本发明的具有不规则孔洞的人造石材具有价格低廉、效果变化多、环保无辐射，较低的密度，保温隔热性和隔音耐火性能优越，同时具有很好的力学性能，在各种恶劣气候环境下均能够具有极强的耐久性和颜色稳定性，是一种理想的装饰材料。

Description

一种具有不规则孔洞的人造石材及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种人造石材，尤其涉及一种具有不规则孔洞的人造石材及其制备方法。

背景技术

洞石是因为石材的表面有许多孔洞而得名，主要应用在建筑外墙装饰和室内地板、墙壁装饰。它装饰的建筑物常有强烈的文化和历史韵味，被世界上多处建筑使用。出于商业的需求，并吸取了国外的成功经验，越来越多的建筑工程使用了洞石，适应了一种多元文化发展的需要，是古老建筑材料应用于现代建筑的典范。                      

由于存在大量孔洞使得本身体积密度偏低、吸水率升高、强度下降，因此物理性能指标是低于正常的大理石标准的。同时还存在大量的纹理、泥质线、泥质带、裂纹等天然缺陷，这种材料的性能均匀性很差。许多样品在25个冻融循环性能还未结束时就已经冻裂成了一堆碎石。尤其是弯曲强度的分散性非常大，大的弯曲强度可以到十几兆帕，小的不到1兆帕，有的在搬运的过程中就会发生断裂，易造成工伤事故。

该类石材属于碳酸盐结构的石灰岩，耐酸性较差，用在亚洲这类污染较重的地区，酸雨侵蚀会很严重，更会加速石材的破坏。诸多原因使得这种材料使用在墙面，尤其是干挂方法大面积用在外墙，具有极高的风险。在酸雨侵蚀、风吹日晒、寒暑交替等恶劣的气候条件下，随时都会有坠落的可能，石材工程也就存在极大的安全隐患。此类石材一般价格昂贵，且大量开采不利于环境保护和水土保持。

由于天然洞石无法比拟的装饰性，成为许多厂家争相模仿的对象。现在市面生产的洞石主要采用树脂掺加石粉的压制工艺和文化石工艺两种方法。由于树脂掺加石粉压制的方法生产的人造洞石工艺复杂、生产过程中挥发性有机物危害大，而且消耗能量大、成本较高，产品体积密度大，只能采取干挂施工，施工费用高，作为高端产品应用受到了一定限制。另一种方法是利用表面具有凹凸的硅胶或树脂胶模具上喷涂面色，然后加入面浆和底料，经养护、脱模制得产品的文化石工艺，此方法存在软模具耐久性差、易收缩变形、产品易出现较大尺寸偏差，孔洞只存在外表面而且内角均小于90度，而且整体强度较差，颜色依靠水泥的黏附只存在表层，长时间暴露在外容易粉化、退色，严重影响装饰效果的缺点。

发明内容

本发明目的在于克服上述缺陷，提供一种具有不规则孔洞的人造石材的配方及其生产方法，本发明所涉及的制作人造洞石的方法中主要材料均为无机材料，本身无挥发性有机物，制作过程中对人体危害小，而制作的人造洞石强度稳定性高、密度低，抗冻融性好，气孔和颜色都均匀的分布在内部中，不仅具有强烈的砂粒质感，长时间暴露在外粉化也不影响装饰效果。

本发明提供了一种具有不规则孔洞的人造石材，其中，所述人造石材结构组分包括胶凝材料、无机填充料以及添加剂，其重量比如下：

胶凝材料                        30~70重量份；

矿物掺合料                      5~30重量份；

颜料                            0~10重量份；

装饰填料                        30~70重量份；

塑化剂                          0.1~0.5重量份；

造孔剂                          0.1~0.5重量份；

增稠剂                           0.1~1重量份。

    优选地，所述矿物掺合料为10~30重量份。

优选地，本发明上述内容中，所述人造石材结构组分还包括功能添加剂。所述功能添加剂可以为醋酸乙烯酯均聚物或共聚物再分散乳胶粉、月桂酸乙烯酯共聚物再分散乳胶粉、丙烯酸或丙烯酸酯均聚物或共聚物可再分散乳胶粉、硅丙再分散乳胶粉、抗泛碱剂、水性丙烯酸树脂、水性环氧树脂、水性醇酸树脂或水性聚氨酯树脂等中的一种或几种的混合物。

本发明还提供了一种制备上述具有不规则孔洞的人造石材的方法，包括以下步骤：

步骤1，配制浆料；

步骤2，将配制浆料浇注在模具内，在振动台振动成型；

为了是产品稳定性更好，本发明所述的生产人造石材的方法，还可以包括：

步骤3，将成型的产品在30~60℃温度蒸氧24h；

本发明所述生产人造石材的方法还可以进一步包括：

步骤4，脱模后在常温进行养护2~3天，然后进行表面处理后，即为所述产品。

本发明上述内容中，所述产品表面处理方法可以为：打磨、喷砂、抛丸、酸洗等中的一种或者几种处理方法的组合。

本发明上述内容中，所述胶凝材料可以是硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、石灰或者石膏中一种或几种材料的混合物。

本发明上述内容中，所述矿物掺合料可以是粉煤灰、矿渣微粉、火山灰、硅粉或者石灰石粉中的一种或几种的混合物。

本发明上述内容中，所述颜料可以选用本技术领域常用的各种颜料，如市场上销售的炭黑、氧化铁、氧化钴、钛白粉、颜料红122（主要成分为2,9二甲基喹吖啶酮）、有机嫩黄、酞菁蓝、孔雀绿、柠檬黄、硫酸铜或丙烯颜料等中的一种或几种的混合物。

本发明上述内容中，所述装饰填料可以是河沙、水洗沙、天然彩砂、人工彩砂、天然云母片、岩片、稻草、木屑、贝壳、石粉或者矿粉等中的一种或几种的混合物。

本发明上述内容中，所述塑化剂可以为萘系减水剂、单环芳烃型减水剂、多环芳烃型减水剂、杂环型减水剂、脂肪族减水剂、改性木磺酸系减水剂或聚羧酸系超塑化剂等中的一种或几种的混合物。改性木磺酸系减水剂可以为改性木磺酸减水剂、改性木磺酸盐减水剂或改性木磺酸酯减水剂等；聚羧酸系超塑化剂可以为聚羧酸超塑化剂、聚羧酸盐超塑化剂或聚羧酸酯超塑化剂等。

本发明上述内容中，所述造孔剂为多聚磷酸盐、聚丙烯酸盐、多元酸均聚物、多元酸共聚物、聚磷酸脂、烷基苯磺酸盐或烷基硫酸盐等中的一种或几种的混合物。所述聚丙烯酸盐可以为聚丙烯酸钠盐、聚丙烯酸钾盐或聚丙烯酸铵盐等。

本发明上述内容中，所述增稠剂为纤维素醚及其衍生物类增稠剂、聚氨酯类增稠剂、聚丙烯酸类增稠剂或无机增稠剂等中的一种或几种的混合物。其中，所述纤维素醚及其衍生物类增稠剂可以为羟乙基纤维素（HEC）、甲基羟乙基纤维素（MHEC）、乙基羟乙基纤维素（EHEC）、甲基羟丙基纤维素（MHPC）、甲基纤维素（MC）或黄原胶等；所述聚丙烯酸类增稠剂可以为聚丙烯酸增稠剂、聚丙烯酸盐增稠剂或聚丙烯酸酯增稠剂等；所述无机增稠剂包括膨润土、凹凸棒土或硅酸铝等。

本发明制备的具有孔洞的人造仿天然洞石，孔洞自然、具有很低的密度、很高的强度，其耐候性和耐洗刷性优越，抗冻融循环性高，同时具有一定的保温和隔音性能，在各种恶劣气候环境下均有极强的耐久性和颜色稳定性；颜色、质感、尺寸可以根据客户需求进行调整，生产的产品规格尺寸标准，其生产灵活、成本较低。

具体实施方式

本发明所述人造石材结构组分包括胶凝材料、无机填充料以及添加剂，配方组分包括：

胶凝材料                        30~70重量份；

矿物掺合料                      5~30重量份；

颜料                            0~10重量份；

装饰填料                        30~70重量份；

塑化剂                          0.1~0.5重量份；

造孔剂                          0.1~0.5重量份；

增稠剂                           0.1~1重量份；

功能添加剂                       0~10重量份。

下面通过具体实施例对本发明进行详细和具体的介绍，以使更好的理解本发明，但是下述实施例并不限制本发明范围。

实施例1

步骤1，根据市场和客户需求的尺寸选择合适的模具。配制浆料，组分包括：

白色硅酸盐水泥                  30重量份；

氧化铁黄                        0.2重量份；

天然彩砂                        40重量份；

水洗沙                          5重量份；

重质碳酸钙120目                5重量份；

聚羧酸超塑化剂                  0.2重量份；

聚丙烯酸钠盐造孔剂              0.2重量份；

聚氨酯增稠剂                    0.1重量份；

水性环氧树脂                    10重量份。

步骤2，将配制浆料浇注在模具内，在振动台振动成型。

步骤3，将成型的产品在30~60℃温度蒸氧24h。

步骤4，脱模后在常温进行养护2~3天，然后进行表面处理后，即为所述产品。

实施例2

步骤1，根据市场和客户需求的尺寸选择合适的模具。配制浆料、结构层料，其中面浆层料组分包括：

白色硫铝酸盐水泥                 30重量份；

矿渣微粉                         10重量份；

钛白粉                           0.5重量份；

天然彩砂                         45重量份；

天然云母片                       3重量份；

改性木磺酸系减水剂              0.2重量份；

聚丙烯酸钠盐造孔剂              0.2重量份；

聚氨酯增稠剂                    0.1重量份；

抗泛碱剂                         1重量份。

步骤2，将配制面浆层料浇注在模具内表面，在振动台振动成型。

步骤3，将成型的产品在30~60℃温度蒸氧24h。

步骤4，脱模后在常温进行养护2~3天，然后进行表面处理后，即为所述产品。

实施例3

步骤1，根据市场和客户需求的尺寸选择合适的模具。配制面浆层料、结构层料，其中面浆层料组分包括：

白色硅酸盐水泥                  10重量份；

黑色硅酸盐水泥                  20重量份；

氧化铁棕                        0.2重量份；

天然彩砂                        40重量份；

水洗沙                          10重量份；

重质碳酸钙120目                 5重量份；

萘系减水剂                      0.2重量份；

聚丙烯酸钠盐造孔剂              0.2重量份；

聚氨酯增稠剂                    0.1重量份。

步骤2，将配制面浆层料浇注在模具内表面，在振动台振动成型。

步骤3，将成型的产品在30~60℃温度蒸氧24h。

步骤4，脱模后在常温进行养护2~3天，然后进行表面处理后，即为所述产品。

实施例4

步骤1，根据市场和客户需求的尺寸选择合适的模具。配制面浆层料、结构层料，其中面浆层料组分包括：

白色硅酸盐水泥                  30重量份；

氧化铁黄                        0.2重量份；

天然彩砂                        40重量份；

水洗沙                           5重量份；

重质碳酸钙120目                 5重量份；

聚羧酸盐超塑化剂                0.3重量份；

聚丙烯酸钠盐造孔剂              0.2重量份；

聚丙烯酸增稠剂                  0.1重量份；

硅丙可再分散胶粉                0.1 重量份。               

步骤2，将配制面浆层料浇注在模具内表面，在振动台振动成型。

步骤3，将成型的产品在30~60℃温度蒸氧24h。

步骤4，脱模后在常温进行养护2~3天，然后进行表面处理后，即为所述产品。

实施例5

步骤1，根据市场和客户需求的尺寸选择合适的模具。配制面浆层料、结构层料，其中面浆层料组分包括：

白色硅酸盐水泥                  30重量份；

氧化铁黄                        0.2重量份；

天然彩砂                        40重量份；

水洗沙                           5重量份；

重质碳酸钙120目                30重量份；

聚羧酸盐超塑化剂                0.3重量份；

聚丙烯酸钠盐造孔剂              0.2重量份；

聚丙烯酸增稠剂                  0.1重量份；

硅丙可再分散胶粉                0.1 重量份。               

步骤2，将配制面浆层料浇注在模具内表面，在振动台振动成型。

步骤3，将成型的产品在30~60℃温度蒸氧24h。

步骤4，脱模后在常温进行养护2~3天，然后进行表面处理后，即为所述产品。

实施例6

步骤1，根据市场和客户需求的尺寸选择合适的模具。配制浆料、结构层料，其中面浆层料组分包括：

白色硫铝酸盐水泥                 30重量份；

矿渣微粉                         20重量份；

钛白粉                           0.5重量份；

天然彩砂                         45重量份；

天然云母片                       3重量份；

改性木磺酸系减水剂              0.2重量份；

聚丙烯酸钠盐造孔剂              0.2重量份；

聚氨酯增稠剂                    0.1重量份；

抗泛碱剂                         1重量份。

步骤2，将配制面浆层料浇注在模具内表面，在振动台振动成型。

步骤3，将成型的产品在30~60℃温度蒸氧24h。

步骤4，脱模后在常温进行养护2~3天，然后进行表面处理后，即为所述产品。

    本专利方法制造的洞石天然洞石、人造洞石物理性能比较

项目	体积密度/(g/cm3)	28天弯曲强度/Mpa	抗冻性	耐洗刷性
					天然洞石石材	2.5~3.0	3~10	≥60%	500次无异常
不饱和聚酯洞石	2.5~3.0	--	≥80%	500次无异常
					文化石工艺洞石	1.5~1.8	2~5	≥85%	200次掉色明显
本发明具有不规则孔洞的人造石材	2.1~2.3	≥7	≥90%	500次无异常

检测标准

1．产品的密度参照GB/T 9966.2 天然饰面石材试验方法，第3部分：体积密度、吸水率试验方法进行。

2．产品的弯曲强度参照GB/T 9966.2 天然饰面石材试验方法，第2部分：干燥、水饱和弯曲强度试验方法

3．产品的抗冻性测试标准参照GB/T 9966.2 天然饰面石材试验方法，第1部分：干燥、水饱和、冻融循环后强度试验方法进行。

4．产品的耐洗刷性测试参照GB-T 9266-1988 建筑涂料 涂层耐洗刷性的测定

以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。

Claims (10)

1.一种具有不规则孔洞的人造石材，其特征在于，所述人造石材结构组分包括胶凝材料、无机填充料以及添加剂，其重量比如下：

胶凝材料                        30~70重量份；

矿物掺合料                      5~30重量份；

颜料                            0~10重量份；

装饰填料                        30~70重量份；

塑化剂                          0.1~0.5重量份；

造孔剂                          0.1~0.5重量份；

增稠剂                           0.1~1重量份。

2.根据权利要求1所述的一种具有不规则孔洞的人造石材，其特征在于，所述人造石材结构组分包括胶凝材料、无机填充料以及添加剂，其重量比如下：

胶凝材料                        30~70重量份；

矿物掺合料                      10~30重量份；

颜料                            0~10重量份；

装饰填料                        30~70重量份；

塑化剂                          0.1~0.5重量份；

造孔剂                          0.1~0.5重量份；

增稠剂                           0.1~1重量份。

3.   根据权利要求1所述的一种具有不规则孔洞的人造石材，其特征在于，所述胶凝材料为硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、石灰或石膏中的一种材料或几种材料的混合物。

4.   根据权利要求1所述一种具有不规则孔洞的人造石材，其特征在于，所述造孔剂为多聚磷酸盐、聚丙烯酸盐、多元酸均聚物、多元酸共聚物、聚磷酸脂、烷基苯磺酸盐或烷基硫酸盐中的一种或几种的混合物。

5.   根据权利要求1所述一种具有不规则孔洞的人造石材，其特征在于，所述增稠剂为纤维素醚及其衍生物类增稠剂、聚氨酯类增稠剂、聚丙烯酸酯增稠剂或无机增稠剂中的一种或几种的混合物。

6.根据权利要求1所述一种具有不规则孔洞的人造石材，其特征在于，所述人造石材结构组分还包括0~10重量份的功能添加剂。

7.根据权利要求6所述一种具有不规则孔洞的人造石材，其特征在于，所述功能添加剂为醋酸乙烯酯均聚物或共聚物再分散乳胶粉、月桂酸乙烯酯共聚物再分散乳胶粉、丙烯酸或丙烯酸酯均聚物或共聚物可再分散乳胶粉、硅丙再分散乳胶粉、硅丙可再分散乳胶粉、抗泛碱剂、水性丙烯酸树脂、水性环氧树脂、水性醇酸树脂或水性聚氨酯树脂中的一种或几种的混合物。

8.一种制备如权利要求1所述具有不规则孔洞的人造石材的方法，其特征在于，步骤包括：

步骤1，配制浆料；

步骤2，将配制浆料浇注在模具内，在振动台振动成型。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于步骤还包括：

步骤3，将成型的产品在30~60℃条件下蒸氧。

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于步骤还包括：

步骤4，脱模后在常温进行养护2~3天，然后进行表面处理后。