CN104725020A - 一种磷石膏基材仿蘑菇石外墙砖及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及化工建材技术领域，尤其是一种磷石膏基材仿蘑菇石外墙砖及其制作方法，通过磷石膏、石英砂、生石灰、高岭土、竹纤维的环氧树脂乳液、仿蘑菇石涂料等原料的恰当配比与组合，并且结合制备工艺中控制的技术参数，尤其是各种原料进行混合时的顺序以及温度和搅拌速度的控制，使得磷石膏的活性得到进一步的提高，增强了磷石膏的活性，进而提高了磷石膏产品的耐候性和耐磨性，改善了磷石膏产品的质量，尤其是磷石膏产品的强度和放射性得到了较大程度的优化，同时，通过对磷石膏基材表面进行处理，也使得磷石膏与仿蘑菇石涂料的结合更加融洽，降低了磷石膏表面漆的脱落概率，提高了仿制产品的质量。
Description
技术领域
本发明涉及化工建材技术领域，尤其是一种磷石膏基材仿蘑菇石外墙砖及其制作方法。
背景技术
据相关统计数据显示，目前全球每年新增磷石膏排放量达2.8亿吨，中国约5000万吨，占世界磷石膏年排放量的20％。大量的磷石膏堆放，不仅占用土地资源，还给环境造成一定污染。
于是有研究者着眼于磷石膏资源化利用进行了研究，并在现有技术中，将磷石膏应用于水泥制作、涂料制作以及保温墙砖和空心砌块等制作，但是这些制作仅仅是对少量的磷石膏进行添加使用，进而使得磷石膏的堆存量难以得到解决，造成了环境的严重污染，同时，这些磷石膏产品的表面由于磷石膏本身内部的可溶性杂质含量较高，尤其是钠含量较高，导致表面粉化，进而降低了磷石膏产品的强度和韧性，进而导致磷石膏产品的质量较差。
为此，本研究者通过长期的探索与研究，将磷石膏作为主要原料，进行磷石膏基材的制作，再将仿蘑菇石涂料喷涂在基材的表面，使得磷石膏得到了资源化的大量利用，进而缓解了磷石膏堆存量较大所带来的环境污染严重的技术问题；同时也使得磷石膏中可溶性杂质的含量得到降低，尤其钠含量得到降低，进而为磷石膏产品技术领域开拓了一条新途径。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供一种磷石膏基材仿蘑菇石外墙砖，仿制效果优越，具有轻质、保温，并能够紧贴墙壁，耐磨耐候性能较强，基材表面不会发生粉化现象，产品质量较佳。
并且，本发明还提供一种磷石膏基材仿蘑菇石外墙砖的制备方法，能够将磷石膏的活性提高，改善磷石膏的性能和质量，使得磷石膏中的可溶性杂质的含量降低，尤其是磷石膏中钠含量得到较大程度的降低，进而避免了钠含量过高使得磷石膏基材表面发生粉化现象的产生，提高了产品的质量。
具体是通过以下技术方案得以实现的：
一种磷石膏基材仿蘑菇石外墙砖，其原料成分，以重量份计为磷石膏30-50份、石英砂8-15份、生石灰3-5份、高岭土5-8份、竹纤维的环氧树脂乳液3-7份、仿蘑菇石涂料40-50份。
所述的原料成分，以重量份计为磷石膏40份、石英砂11份、生石灰4份、高岭土7份、竹纤维的环氧树脂乳液5份、仿蘑菇石涂料45份。
所述的磷石膏中可溶性杂质的含量为≤6％。
所述的石英砂的颗粒大小为90-120目。
所述的高岭土为改性高岭土，其制备方法是将高岭土加水调制成浆后，再向其中加入甲基纤维素，加入甲基纤维素的量为高岭土量的0.1-0.2倍，并采用70-90r/min搅拌处理0.5-1h后，再将其置于200-250℃的煅烧窑中进行煅烧处理0.4-0.8h，煅烧完成后，将其粉碎，并过200-300目筛，即可。
所述的竹纤维的环氧树脂乳液是将环氧树脂加入到正丁醇中，其加入配比为1:2，待加入完成后，并调整其温度为80-85℃，并采用搅拌速度为50-70r/min搅拌处理1.3-1.7h，待搅拌完成后，在向其中加入环氧树脂重量份的1-1.3％的三苯基膦，待三苯基膦加入完成后，维持温度为80-85℃，再向其中加入含有甲基丙烯酸羟乙酯的丙酮溶液，加入量为三苯基膦的0.2-0.5倍，加入完成后，调整搅拌速度为120-150r/min搅拌处理1-3h，搅拌完成后，再向其中加入环氧树脂0.1-0.7％的含四丁基溴化铵的丙酮溶液，升温至温度为100-110℃，采用搅拌速度为90-130r/min搅拌处理1-3h，然后，降温至温度为50-60℃，边搅拌边加入二甲基乙醇胺溶液，加入量为环氧树脂的0.01-0.05倍，待加入完成后，并采用搅拌速度为30-50r/min，搅拌均匀，再向其中加入质量分数为15-25％的氨水，调节PH值为7.9-8.3，再向其中加入竹纤维，竹纤维加入量为环氧树脂的0.3-0.8倍，并将其采用搅拌速度为50-90r/min搅拌2-3h，即可。
该磷石膏基材仿蘑菇石外墙砖的制备方法，包括以下步骤：
(1)基材制备：将磷石膏、石英砂、生石灰、高岭土、竹纤维的环氧树脂乳液依次加入到混合槽中，并在加入过程中，采用搅拌速度为70-120r/min搅拌处理，并将混合槽中的温度升温至50-70℃后，将其恒温处理，待所有原料加入完成后，再调整其温度为100-120℃，恒速搅拌处理20-50s，再将其置于球磨机中进行球磨，即可获得浆料；再将浆料送入模具，并将其在压制机中进行压制处理，即可获得仿蘑菇石外墙砖基材半成品；
(2)基材处理：将步骤1)获得的仿蘑菇石外墙砖基材半成品采用砂纸打磨处理，使得表面光滑，即可获得仿蘑菇石外墙砖基材；
(3)喷漆：取步骤2)获得的仿蘑菇石外墙砖基材，采用喷涂机将仿蘑菇石涂料喷涂在基材的表面，具体的涂装方法为，先采用仿蘑菇石涂料进行基材的打底喷涂，喷涂厚度为0.1-0.3mm，待喷涂完成后，将其置于自然环境中阴干处理2-3天，再将其进行二层喷涂处理，喷涂厚度为1.3-1.7mm，待喷涂完成后，将其移至温度为45-65℃的烘干箱中进行烘烤3-5min，即可获得磷石膏基材仿蘑菇石外墙砖。
所述的喷涂机为双嘴喷枪的喷涂机，喷枪的枪口直径为3-4mm。
所述的二层喷涂处理还包括将其进行罩光漆喷涂处理。
所述的罩光漆还可以是清漆。
与现有技术相比，本发明的技术效果体现在：
①通过磷石膏、石英砂、生石灰、高岭土、竹纤维的环氧树脂乳液、仿蘑菇石涂料等原料的恰当配比与组合，并且结合制备工艺中控制的技术参数，尤其是各种原料进行混合时的顺序以及温度和搅拌速度的控制，使得磷石膏的活性得到进一步的提高，增强了磷石膏的活性，进而提高了磷石膏产品的耐候性和耐磨性，改善了磷石膏产品的质量，尤其是磷石膏产品的强度和放射性得到了较大程度的优化，同时，通过对磷石膏基材表面进行处理，也使得磷石膏与仿蘑菇石涂料的结合更加融洽，降低了磷石膏表面漆的脱落概率，提高了仿制产品的质量。
②本发明的较大优点是将磷石膏中的可溶性杂质含量进行降低与控制，进而降低磷石膏中钠含量，进而避免较多的可溶性杂质存在给磷石膏的凝固性能带来较差的弊端，也避免了磷石膏中钠含量过高导致磷石膏产品的表面发生粉化的缺陷产生，进而提高了磷石膏产品的强度和抗冻融性能，改善了磷石膏产品的质量。
③本发明中的制备工艺步骤简单，技术参数易于控制，整个工艺流程短，原料易于获得，并且能够大量容纳磷石膏废弃物，其生产成本低。
具体实施方式
下面结合具体的实施方式来对本发明的技术方案做进一步的限定，但要求保护的范围不仅局限于所作的描述。
实施例1
一种磷石膏基材仿蘑菇石外墙砖，其原料成分为磷石膏30kg、石英砂8kg、生石灰3kg、高岭土5kg、竹纤维的环氧树脂乳液3kg、仿蘑菇石涂料40kg。
所述的磷石膏中可溶性杂质的含量为6％。
所述的石英砂的颗粒大小为90目。
所述的高岭土为改性高岭土，其制备方法是将高岭土加水调制成浆后，再向其中加入甲基纤维素，加入甲基纤维素的量为高岭土量的0.1倍，并采用70r/min搅拌处理0.5h后，再将其置于200℃的煅烧窑中进行煅烧处理0.4h，煅烧完成后，将其粉碎，并过200目筛，即可。
所述的竹纤维的环氧树脂乳液是将环氧树脂加入到正丁醇中，其加入配比为1:2，待加入完成后，并调整其温度为80℃，并采用搅拌速度为50r/min搅拌处理1.3h，待搅拌完成后，在向其中加入环氧树脂重量份的1％的三苯基膦，待三苯基膦加入完成后，维持温度为80℃，再向其中加入含有甲基丙烯酸羟乙酯的丙酮溶液，加入量为三苯基膦的0.2倍，加入完成后，调整搅拌速度为120r/min搅拌处理1h，搅拌完成后，再向其中加入环氧树脂0.1％的含四丁基溴化铵的丙酮溶液，升温至温度为100℃，采用搅拌速度为90r/min搅拌处理1h，然后，降温至温度为50℃，边搅拌边加入二甲基乙醇胺溶液，加入量为环氧树脂的0.01倍，待加入完成后，并采用搅拌速度为30r/min，搅拌均匀，再向其中加入质量分数为15％的氨水，调节PH值为7.9，再向其中加入竹纤维，竹纤维加入量为环氧树脂的0.3倍，并将其采用搅拌速度为50r/min搅拌2h，即可。
该磷石膏基材仿蘑菇石外墙砖的制备方法，包括以下步骤：
(1)基材制备：将磷石膏、石英砂、生石灰、高岭土、竹纤维的环氧树脂乳液依次加入到混合槽中，并在加入过程中，采用搅拌速度为70r/min搅拌处理，并将混合槽中的温度升温至50℃后，将其恒温处理，待所有原料加入完成后，再调整其温度为100℃，恒速搅拌处理20s，再将其置于球磨机中进行球磨，即可获得浆料；再将浆料送入模具，并将其在压制机中进行压制处理，即可获得仿蘑菇石外墙砖基材半成品；
(2)基材处理：将步骤1)获得的仿蘑菇石外墙砖基材半成品采用砂纸打磨处理，使得表面光滑，即可获得仿蘑菇石外墙砖基材；
(3)喷漆：取步骤2)获得的仿蘑菇石外墙砖基材，采用喷涂机将仿蘑菇石涂料喷涂在基材的表面，具体的涂装方法为，先采用仿蘑菇石涂料进行基材的打底喷涂，喷涂厚度为0.1mm，待喷涂完成后，将其置于自然环境中阴干处理2天，再将其进行二层喷涂处理，喷涂厚度为1.3mm，待喷涂完成后，将其移至温度为45℃的烘干箱中进行烘烤3min，即可获得磷石膏基材仿蘑菇石外墙砖。
所述的喷涂机为双嘴喷枪的喷涂机，喷枪的枪口直径为3mm。
所述的二层喷涂处理还包括将其进行罩光漆喷涂处理。
实施例2
一种磷石膏基材仿蘑菇石外墙砖，其原料成分为磷石膏50kg、石英砂15kg、生石灰5kg、高岭土8kg、竹纤维的环氧树脂乳液7kg、仿蘑菇石涂料50kg。
所述的磷石膏中可溶性杂质的含量为1％。
所述的石英砂的颗粒大小为120目。
所述的高岭土为改性高岭土，其制备方法是将高岭土加水调制成浆后，再向其中加入甲基纤维素，加入甲基纤维素的量为高岭土量的0.2倍，并采用90r/min搅拌处理1h后，再将其置于250℃的煅烧窑中进行煅烧处理0.8h，煅烧完成后，将其粉碎，并过300目筛，即可。
所述的竹纤维的环氧树脂乳液是将环氧树脂加入到正丁醇中，其加入配比为1:2，待加入完成后，并调整其温度为85℃，并采用搅拌速度为70r/min搅拌处理1.7h，待搅拌完成后，在向其中加入环氧树脂重量份的1.3％的三苯基膦，待三苯基膦加入完成后，维持温度为85℃，再向其中加入含有甲基丙烯酸羟乙酯的丙酮溶液，加入量为三苯基膦的0.5倍，加入完成后，调整搅拌速度为150r/min搅拌处理3h，搅拌完成后，再向其中加入环氧树脂0.7％的含四丁基溴化铵的丙酮溶液，升温至温度为110℃，采用搅拌速度为130r/min搅拌处理3h，然后，降温至温度为60℃，边搅拌边加入二甲基乙醇胺溶液，加入量为环氧树脂的0.05倍，待加入完成后，并采用搅拌速度为50r/min，搅拌均匀，再向其中加入质量分数为25％的氨水，调节PH值为8.3，再向其中加入竹纤维，竹纤维加入量为环氧树脂的0.8倍，并将其采用搅拌速度为90r/min搅拌3h，即可。
该磷石膏基材仿蘑菇石外墙砖的制备方法，包括以下步骤：
(1)基材制备：将磷石膏、石英砂、生石灰、高岭土、竹纤维的环氧树脂乳液依次加入到混合槽中，并在加入过程中，采用搅拌速度为120r/min搅拌处理，并将混合槽中的温度升温至70℃后，将其恒温处理，待所有原料加入完成后，再调整其温度为120℃，恒速搅拌处理50s，再将其置于球磨机中进行球磨，即可获得浆料；再将浆料送入模具，并将其在压制机中进行压制处理，即可获得仿蘑菇石外墙砖基材半成品；
(2)基材处理：将步骤1)获得的仿蘑菇石外墙砖基材半成品采用砂纸打磨处理，使得表面光滑，即可获得仿蘑菇石外墙砖基材；
(3)喷漆：取步骤2)获得的仿蘑菇石外墙砖基材，采用喷涂机将仿蘑菇石涂料喷涂在基材的表面，具体的涂装方法为，先采用仿蘑菇石涂料进行基材的打底喷涂，喷涂厚度为0.3mm，待喷涂完成后，将其置于自然环境中阴干处理3天，再将其进行二层喷涂处理，喷涂厚度为1.7mm，待喷涂完成后，将其移至温度为65℃的烘干箱中进行烘烤5min，即可获得磷石膏基材仿蘑菇石外墙砖。
所述的喷涂机为双嘴喷枪的喷涂机，喷枪的枪口直径为4mm。
所述的二层喷涂处理还包括将其进行罩光漆喷涂处理。
实施例3
一种磷石膏基材仿蘑菇石外墙砖，其原料成分为磷石膏40kg、石英砂11kg、生石灰4kg、高岭土7kg、竹纤维的环氧树脂乳液5kg、仿蘑菇石涂料45kg。
所述的磷石膏中可溶性杂质的含量为3％。
所述的石英砂的颗粒大小为100目。
所述的高岭土为改性高岭土，其制备方法是将高岭土加水调制成浆后，再向其中加入甲基纤维素，加入甲基纤维素的量为高岭土量的0.15倍，并采用80r/min搅拌处理0.7h后，再将其置于230℃的煅烧窑中进行煅烧处理0.7h，煅烧完成后，将其粉碎，并过250目筛，即可。
所述的竹纤维的环氧树脂乳液是将环氧树脂加入到正丁醇中，其加入配比为1:2，待加入完成后，并调整其温度为83℃，并采用搅拌速度为60r/min搅拌处理1.5h，待搅拌完成后，在向其中加入环氧树脂重量份的1.2％的三苯基膦，待三苯基膦加入完成后，维持温度为83℃，再向其中加入含有甲基丙烯酸羟乙酯的丙酮溶液，加入量为三苯基膦的0.3倍，加入完成后，调整搅拌速度为130r/min搅拌处理2h，搅拌完成后，再向其中加入环氧树脂0.5％的含四丁基溴化铵的丙酮溶液，升温至温度为105℃，采用搅拌速度为110r/min搅拌处理2h，然后，降温至温度为55℃，边搅拌边加入二甲基乙醇胺溶液，加入量为环氧树脂的0.03倍，待加入完成后，并采用搅拌速度为40r/min，搅拌均匀，再向其中加入质量分数为20％的氨水，调节PH值为8.1，再向其中加入竹纤维，竹纤维加入量为环氧树脂的0.6倍，并将其采用搅拌速度为75r/min搅拌2.5h，即可。
该磷石膏基材仿蘑菇石外墙砖的制备方法，包括以下步骤：
(1)基材制备：将磷石膏、石英砂、生石灰、高岭土、竹纤维的环氧树脂乳液依次加入到混合槽中，并在加入过程中，采用搅拌速度为90r/min搅拌处理，并将混合槽中的温度升温至60℃后，将其恒温处理，待所有原料加入完成后，再调整其温度为110℃，恒速搅拌处理40s，再将其置于球磨机中进行球磨，即可获得浆料；再将浆料送入模具，并将其在压制机中进行压制处理，即可获得仿蘑菇石外墙砖基材半成品；
(2)基材处理：将步骤1)获得的仿蘑菇石外墙砖基材半成品采用砂纸打磨处理，使得表面光滑，即可获得仿蘑菇石外墙砖基材；
(3)喷漆：取步骤2)获得的仿蘑菇石外墙砖基材，采用喷涂机将仿蘑菇石涂料喷涂在基材的表面，具体的涂装方法为，先采用仿蘑菇石涂料进行基材的打底喷涂，喷涂厚度为0.2mm，待喷涂完成后，将其置于自然环境中阴干处理3天，再将其进行二层喷涂处理，喷涂厚度为1.6mm，待喷涂完成后，将其移至温度为50℃的烘干箱中进行烘烤4min，即可获得磷石膏基材仿蘑菇石外墙砖。
所述的喷涂机为双嘴喷枪的喷涂机，喷枪的枪口直径为3mm。
所述的二层喷涂处理还包括将其进行清漆喷涂处理。
在此有必要指出的是，上述实施例仅限于对本发明的技术方案做进一步的阐述和说明，并不是对本发明的技术方案的限制，本领域技术人员在此基础上做出的非突出的实质性特征和非显著进步的改进和修饰，均属于本发明的保护范畴。
Claims (10)
1.一种磷石膏基材仿蘑菇石外墙砖，其特征在于，其原料成分，以重量份计为磷石膏30-50份、石英砂8-15份、生石灰3-5份、高岭土5-8份、竹纤维的环氧树脂乳液3-7份、仿蘑菇石涂料40-50份。
2.如权利要求1所述的磷石膏基材仿蘑菇石外墙砖，其特征在于，所述的原料成分，以重量份计为磷石膏40份、石英砂11份、生石灰4份、高岭土7份、竹纤维的环氧树脂乳液5份、仿蘑菇石涂料45份。
3.如权利要求1所述的磷石膏基材仿蘑菇石外墙砖，其特征在于，所述的磷石膏中可溶性杂质的含量为≤6％。
4.如权利要求1所述的磷石膏基材仿蘑菇石外墙砖，其特征在于，所述的石英砂的颗粒大小为90-120目。
5.如权利要求1所述的磷石膏基材仿蘑菇石外墙砖，其特征在于，所述的高岭土为改性高岭土，其制备方法是将高岭土加水调制成浆后，再向其中加入甲基纤维素，加入甲基纤维素的量为高岭土量的0.1-0.2倍，并采用70-90r/min搅拌处理0.5-1h后，再将其置于200-250℃的煅烧窑中进行煅烧处理0.4-0.8h，煅烧完成后，将其粉碎，并过200-300目筛，即可。
6.如权利要求1所述的磷石膏基材仿蘑菇石外墙砖，其特征在于，所述的竹纤维的环氧树脂乳液是将环氧树脂加入到正丁醇中，其加入配比为1:2，待加入完成后，并调整其温度为80-85℃，并采用搅拌速度为50-70r/min搅拌处理1.3-1.7h，待搅拌完成后，在向其中加入环氧树脂重量份的1-1.3％的三苯基膦，待三苯基膦加入完成后，维持温度为80-85℃，再向其中加入含有甲基丙烯酸羟乙酯的丙酮溶液，加入量为三苯基膦的0.2-0.5倍，加入完成后，调整搅拌速度为120-150r/min搅拌处理1-3h，搅拌完成后，再向其中加入环氧树脂0.1-0.7％的含四丁基溴化铵的丙酮溶液，升温至温度为100-110℃，采用搅拌速度为90-130r/min搅拌处理1-3h，然后，降温至温度为50-60℃，边搅拌边加入二甲基乙醇胺溶液，加入量为环氧树脂的0.01-0.05倍，待加入完成后，并采用搅拌速度为30-50r/min，搅拌均匀，再向其中加入质量分数为15-25％的氨水，调节PH值为7.9-8.3，再向其中加入竹纤维，竹纤维加入量为环氧树脂的0.3-0.8倍，并将其采用搅拌速度为50-90r/min搅拌2-3h，即可。
7.如权利要求1-6任一项所述的磷石膏基材仿蘑菇石外墙砖的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)基材制备：将磷石膏、石英砂、生石灰、高岭土、竹纤维的环氧树脂乳液依次加入到混合槽中，并在加入过程中，采用搅拌速度为70-120r/min搅拌处理，并将混合槽中的温度升温至50-70℃后，将其恒温处理，待所有原料加入完成后，再调整其温度为100-120℃，恒速搅拌处理20-50s，再将其置于球磨机中进行球磨，即可获得浆料；再将浆料送入模具，并将其在压制机中进行压制处理，即可获得仿蘑菇石外墙砖基材半成品；
(2)基材处理：将步骤1)获得的仿蘑菇石外墙砖基材半成品采用砂纸打磨处理，使得表面光滑，即可获得仿蘑菇石外墙砖基材；
(3)喷漆：取步骤2)获得的仿蘑菇石外墙砖基材，采用喷涂机将仿蘑菇石涂料喷涂在基材的表面，具体的涂装方法为，先采用仿蘑菇石涂料进行基材的打底喷涂，喷涂厚度为0.1-0.3mm，待喷涂完成后，将其置于自然环境中阴干处理2-3天，再将其进行二层喷涂处理，喷涂厚度为1.3-1.7mm，待喷涂完成后，将其移至温度为45-65℃的烘干箱中进行烘烤3-5min，即可获得磷石膏基材仿蘑菇石外墙砖。
8.如权利要求7所述的磷石膏基材仿蘑菇石外墙砖的制备方法，其特征在于，所述的喷涂机为双嘴喷枪的喷涂机，喷枪的枪口直径为3-4mm。
9.如权利要求7所述的磷石膏基材仿蘑菇石外墙砖的制备方法，其特征在于，所述的二层喷涂处理还包括将其进行罩光漆喷涂处理。
10.如权利要求9所述的磷石膏基材仿蘑菇石外墙砖的制备方法，其特征在于，所述的罩光漆还可以是清漆。
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