CN105669110A - 复合膜表面的水泥基石材及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种表面复合膜的水泥基石材及其制备方法。本发明所述的表面复合膜的水泥基石材，从下到上依次包括水泥基石材、热熔胶层、中间层和塑料薄膜层，各层依次紧密结合；还可以包括表面功能涂层和/或装饰层，所述表面功能涂层设置在塑料薄膜层上表面；所述的装饰层设置在塑料薄膜层与中间层之间。本发明所述的复合膜表面的水泥基石材，具有较高的透明度、光泽度、耐磨度、抗吸水、抗污、防滑等性能；其表面的复合膜使产品立体感强，外观美观，足以与天然石材相媲美；另外装饰层的可设计性克服了水泥基石材呆板单一的纹路外观的缺点，增加了水泥基石材的品种花色。

Description

复合膜表面的水泥基石材及其制备方法

技术领域

本发明涉及建筑装饰装修材料领域，特别涉及一种表面为复合膜的水泥基石材及其制备方法。

背景技术

大理石和花岗岩的等天然石材应用于建筑装饰领域已经有悠久的历史，特别是大理石以其华美的外观以及非常实用的特点吸引了消费者的目光。与其他建筑石材不同的是，每一块的大理石地板砖纹理都是不同的，纹理清晰弯曲的大理石，光滑细腻，亮丽清新，可以把居室衬托得更加地典雅大方。大规模开采、工业化加工、国际性贸易，更使大理石装饰板材大批量地进入建筑装饰装修业，不仅用于豪华的公共建筑物，也进入了家庭的装饰。在室内装修中，大理石装饰板材主要用于电视机台面、窗台、室内地面等处。

然而大理石和花岗岩的等天然石材属矿物质，未经高温烧结，所以含有微量放射性元素，长时间接触会对人体有害。石材放射性是指石材中含有的镭-226、钍-232、钾-40三种放射性元素在衰变历程中产生的放射性物质，主要为“氡”气。花岗岩和大理石板放射性核素限量应符合GB6566-2001《建筑材料放射性核素限量》的规定。

大理石板材表面光泽度的高低会极大影响装饰效果。一般来说优质大理石板材的抛光面应具有镜面一样的光泽，能清晰地映出景物。但由于大理石一般都含有杂质，而且大理石的主要成分为碳酸钙，碳酸钙在大气中受二氧化碳、碳化物、水气的作用，也容易风化和溶蚀，而使大理石的表面容易受到污染，很快失去光泽，因此除了少数纯质、杂质少的品种如汉白玉、艾叶青等外，一般不宜用于室外装饰。

此外，天然大理石还存在的耐水性差，抗冻融性等耐久性指标低等缺陷，且由于过度开采，天然大理石资源逐年减少，品种和加工量随之减少，因此人们研发出了人造大理石来解决天然大理石资源不足的问题。

人造大理石可分为树脂基石材和水泥基石材。相比之下，水泥基石材具有很好的成本优势。天然花岗石、石英石、磁砖铺在地面上人在上面走时脚感太硬，树脂人造石、天然大理石则耐磨度不够而水泥基石材铺在地面上人在上面走时脚感柔和、耐磨、软硬兼顾舒适感好。但由于受技术条件的限制，水泥基石材产品外观效果单调呆板，光亮度不够。由于表面仍有许多微细孔洞，吸水率仍较大，且不耐沾污。

基于上述缺陷，本发明的目的是提供一种表面复合膜的水泥基石材，并提供其制备方法。

发明内容

为克服现有水泥基石材存在的不足，本发明的目的是提供一种表面复合膜的水泥基石材及其制备方法。

本发明所述的表面复合膜能够提高水泥基石材表面的透明度、光泽度、耐磨度、抗吸水、抗污、防滑等性能，增加产品立体感强，富有高层次，使水泥基石材的外观美观足可以与天然石材相媲美；同时装饰层的可设计性克服了水泥基石材呆板单一的纹路外观的缺点，增加了水泥基石材的品种花色。

本发明所述的表面复合膜的水泥基石材，从下到上依次包括水泥基石材、热熔胶层、中间层和塑料薄膜层，各层依次紧密结合。

所述的表面复合膜的水泥基石材，还包括表面功能涂层，所述表面功能涂层设置在塑料薄膜层上，即远离中间层的塑料薄膜层的一面之上。

所述的表面复合膜的水泥基石材，还包括装饰层，所述的装饰层设置在塑料薄膜层与中间层之间。

本发明所述的表面复合膜的水泥基石材可包括表面功能涂层和/或装饰层。

进一步的，所述的水泥基石材的厚度为5～50mm。

所述水泥基石材的原料可选用本领域常用的各种水泥，如硅酸盐水泥等，特别的，可选用以下配比的水泥基石材，所述水泥基石材的原料的重量百分配比为：42.5R普通硅酸盐水泥30％～50％、硅酸质原料30％～50％、矿渣9％～21％、无机颜料0.1％～7％、增粘剂0.9％～1.2％和水l5％～18％。

其中，所述的硅酸质原料为硅石粉、硅酸钙或废玻璃粉中的一种或几种共混(可以以任意比例混合)而成，所述的矿渣为高炉矿渣、磷尾矿渣或铁尾矿渣中的一种或几种共混(可以以任意比例混合)而成，所述的增粘剂可选用本领域常用的增粘剂，特别的可选用甲基纤维素。

所述热熔胶层的厚度为6-200μm。

所述的热熔胶层为热塑性聚氨酯弹性体(TPU)、乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)(乙烯-醋酸乙烯酯的含量可以为100％，也可以根据需要与其他组分混合，10％-100％)、低密度聚乙烯(LDPE)(低密度聚乙烯密度为密度为0.910～0.9259，分子量在10000-15000)、乙烯-丙烯酸乙酯(EEA)(丙烯酸乙酯含量15％～30％)和乙烯-丙烯酸甲酯(EMA)(含有18～24％(wt)的丙烯酸甲酯，熔融指数值为0.5～20克/10分钟)中的一种或几种共混而成，共混时可以以任意比例混合。

所述的中间层的厚度在0.01-0.03μm。

所述中间层是由聚乙烯亚胺(PEI)水溶液或其与酒精的混合物涂覆在塑料薄膜层上形成的，酒精在混合物中占0～20％。涂覆量为0.009-0.011g/㎡。其中所述聚乙烯亚胺(PEI)水溶液可市购获得，各种浓度的水溶液均可使用，一般可选用水溶液中聚乙烯亚胺的质量百分含量为20-50％，其有效成分的化学式为(CH2CH2NH)n，聚合度为100左右的聚乙烯亚胺(PEI)水溶液。

所述的塑料薄膜层的厚度在20～300μm之间。

所述塑料薄膜为双向拉伸聚酯薄膜(BOPET)、双向拉伸尼龙薄膜(BOPA)或聚碳酸酯薄膜(PC)；塑料薄膜都可以选用市售的上述薄膜。

所述的表面功能涂层的厚度为10～300μm。

表面功能涂层为聚氨酯树脂、丙烯酸树脂、聚硅氧烷树脂、环氧树脂中的一种。涂层可选用市售的上述树脂。

所述的装饰层的厚度为0.005～10μm。

所述的装饰层可选用各种颜料组成的图案，实质上是将图案印刷或涂布在塑料薄膜的内表面(与中间层结合的表面)。

本发明还涉及所述复合膜表面的水泥基石材的制备方法，包括以下步骤:

1)将水泥制成水泥基石材，然后进行石材表面的抛光处理；

2)在塑料薄膜的下表面涂布一层中间层，然后在中间层的表面使用挤出复合机流延复合一层热熔胶，制得热熔胶层，根据水泥基石材的尺寸进行分切；

3)将分切好的复合膜，以热熔胶层为结合面，使用石材覆膜机复合在水泥基石材的抛光表面，裁边打磨后即制得表面复合膜的水泥基石材。

另外，如果所述表面复合膜的水泥基石材还包括功能层，则上述制备方法，在步骤2)中，还包括在塑料薄膜的上表面使用凹版涂布工艺涂布功能性涂层；

或所述表面复合膜的水泥基石材还包括装饰层，则上述制备方法，在步骤2)中，涂布中间层之前，还包括在塑料薄膜的下表面印刷彩色图案装饰层；

或进一步的，所述表面复合膜的水泥基石材还包括功能层和装饰层，在步骤2)中，还包括在塑料薄膜的上表面使用凹版涂布工艺涂布功能性涂层；在塑料薄膜的下表面印刷彩色图案装饰层，表面功能性涂层和装饰层可同时进行，也可分别进行，其先后顺序对产品的最终结构没有影响。

步骤1)中，所述将水泥制成水泥基石材，可采用本领域常用的各种方法来实现，特别的，可采用下述方法进行：将水泥、高炉矿渣、硅石粉、颜料、甲基纤维素、水加入真空混炼机中混炼10min～20min，然后喂入挤出机，挤出板体，然后养护、蒸压，制成水泥基石材。

所述的养护可采用本领域常用的方法，但常规的养护方法一般都需要很长的时间，为提高效率，本发明所述的水泥基石材采用以下方式进行养护：在45℃下蒸养8h～15h，再在180℃下蒸养8h～15h。所述的蒸养可采用蒸养池进行，也可采用本领域常用的方法进行。

所述的蒸压为在180℃下蒸压8h～15h。

具体的说，本发明所述的复合膜表面水泥基石材的制备方法包括以下步骤：

1)将水泥、高炉矿渣、硅石粉、颜料、甲基纤维素、水加入真空混炼机中混炼10min～20min，然后喂入挤出机，挤出板体，在45℃下蒸养8h～15h，再在180℃下蒸压8h～15h，制成水泥基石材；水泥基石材经过抛光处理；

2)在塑料薄膜的下表面涂布一层中间层，然后在中间层的表面使用挤出复合机流延复合一层热熔胶，制得热熔胶层，然后根据水泥基石材的尺寸进行分切；

3)将分切好的复合膜，以热熔胶层为结合面，使用石材覆膜机复合在水泥基石材的抛光表面，裁边打磨后即制得表面复合膜的水泥基石材。

另外，如果所述表面复合膜的水泥基石材还包括功能层，则上述制备方法，在步骤2)中，还包括在塑料薄膜的上表面使用凹版涂布工艺涂布功能性涂层；

或所述表面复合膜的水泥基石材还包括装饰层，则上述制备方法，在步骤2)中，涂布中间层之前，还包括在塑料薄膜的下表面印刷彩色图案装饰层；

或进一步的，所述表面复合膜的水泥基石材还包括功能层和装饰层，在步骤2)中，还包括在塑料薄膜的上表面使用凹版涂布工艺涂布功能性涂层；在塑料薄膜的下表面印刷彩色图案装饰层，表面功能性涂层和装饰层可同时进行，也可分别进行，其先后顺序对产品的最终结构没有影响。

本发明所述的复合膜表面的水泥基石材，具有较高的透明度、光泽度、耐磨度、抗吸水、抗污、防滑等性能；其表面的复合膜使产品立体感强，外观美观，足可以与天然石材相媲美；另外装饰层的可设计性克服了水泥基石材呆板单一的纹路外观的缺点，增加了水泥基石材的品种花色。

附图说明

图1为复合膜表面的水泥基石材的断面结构示意图。

图2复合塑料薄膜的水泥基石材断面结构示意图。

图3复合塑料薄膜的水泥基石材断面结构示意图。

图中：1.水泥基石材，2.热熔胶层，3.中间层，4.薄膜层，5.表面功能涂层，6.装饰层。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步描述，其目的仅在于更好地理解本发明的内容而非限制本发明的保护范围。

如没有特别指出，本实施例采用的设备都是本领域常用的设备。

实施例1

如图1所示，水泥石基材包括从下到上依次设置的水泥基石材1、热熔胶层2、中间层3、塑料薄膜层4。

其制备方法包括如下步骤：

水泥基石材的制备

将42.5R普通硅酸盐水泥48.8份、高炉矿渣38.7份、硅石粉12.5份、颜料1.0份、甲基纤维素1.2份、水16份加入真空混炼机中混炼15min，然后喂入挤出机，挤出板体，在45℃下蒸养10h，再在180℃下蒸压10h，制成水泥基石材。水泥基石材经过抛光处理。

预涂膜的制备

在25μm×1600mm×9000m的BOPET塑料薄膜的表面先涂布一层聚乙烯亚胺(PEI)水溶液与酒精混合物，厚度在0.01-0.03μm之间，涂覆量为0.009-0.011g/㎡，烘干后使用挤出复合机流延复合一层50μm(也可以为6-200μm中的任意值)厚的EVA热熔胶，经过切边收卷后制得75μm×1600mm×9000m的BOPET预涂膜母卷，然后分切成75μm×610mm×3000m的BOPET预涂膜分切卷。

与水泥基石材的复合

将BOPET预涂膜分切卷使用专用石材覆膜机复合在600mm×600mm×30mm水泥基石材表面，裁边打磨后即制得复合塑料薄膜的水泥基石材。

该实例为水泥基石材表面提供了一层透明高光泽面层，吸水率极低仅为0.05％(GB3810.3，采用真空法)，表面光泽度140(ASTMD2457，45゜角)。该型水泥基石材可广泛应用于需要高光表面的建筑墙面。

实施例2

如图2所示，水泥石基材包括从下到上依次设置的水泥基石材1、热熔胶层2、中间层3、塑料薄膜层4、表面功能涂层5。

水泥基石材的制备

将42.5R普通硅酸盐水泥48.8份、高炉矿渣38.7份、硅石粉12.5份、颜料1.0份、甲基纤维素1.2份、水16份加入真空混炼机中混炼15min，然后喂入挤出机，挤出板体，在45℃下蒸养10h，再在180℃下蒸压10h，制成水泥基石材1。水泥基石材经过抛光处理。

功能层基材的制备

在25μm×1600mm×9000m的BOPET塑料薄膜层4的表面使用凹版涂布工艺涂布一层5μm厚的透明聚氨酯耐磨涂层(功能涂层5)，制得30μm×1600mm×9000m的耐磨BOPET基材。

功能性预涂膜的制备

在制得的耐磨BOPET基材的未涂布面(即塑料薄膜层4的另一面)先涂布一层聚乙烯亚胺(PEI)水溶液与酒精混合物，厚度在0.01-0.03μm之间，涂覆量为0.009-0.011g/㎡，烘干后形成一中间层3，再使用挤出复合机流延复合一层50μm(也可以为6-200μm中的任意值)厚的EVA热熔胶层2，经过切边收卷后制得80μm×1600mm×9000m的BOPET预涂膜母卷，然后分切成80μm×610mm×3000m的耐磨BOPET预涂膜分切卷。

与水泥基石材的复合

将分切好耐磨BOPET预涂膜使用专用石材覆膜机复合在600mm×600mm×30mm水泥基石材1表面，裁边打磨后即制得具有耐磨表面的复合塑料薄膜的水泥基石材。

该实例为水泥基石材表面提供了一层耐磨透明面层，吸水率极低仅为0.05％(GB3810.3，采用真空法)，表面硬度3H(GB/T6739，B法)，表面耐磨性仅90mm³(JC908，附录C)。该型水泥基石材可广泛应用于需要耐磨表面的台面、地面。

实施例3

如图3所示，水泥石基材包括从下到上依次设置的水泥基石材1、热熔胶层2、中间层3、装饰涂层6、塑料薄膜层4、表面功能涂层5。

1.水泥基石材的制备

将42.5R普通硅酸盐水泥48.8份、高炉矿渣38.7份、硅石粉12.5份、颜料1.0份、甲基纤维素1.2份、水16份加入真空混炼机中混炼15min，然后喂入挤出机，挤出板体，在45℃下蒸养10h，再在180℃下蒸压10h，制成水泥基石材1，水泥基石材1经过抛光处理。

2.功能层基材的制备

先在25μm×1600mm×9000m的BOPET塑料薄膜层4的一个表面使用凹版印刷工艺里印一层1μm厚的彩色图案装饰层6，然后在塑料薄膜层4的另一面使用凹版涂布工艺涂布一层5μm厚的透明聚氨酯耐磨涂层5(表面功能涂层5)，制得31μm×1600mm×9000m可带彩色图案的耐磨BOPET基材。

3.功能性预涂膜的制备：在制得的带彩色图案的耐磨BOPET基材的印刷面(装饰层6的一面)先涂布一层聚乙烯亚胺(PEI)水溶液与酒精混合物，厚度在0.01-0.03μm之间，涂覆量为0.009-0.011g/㎡，烘干后形成一中间层3，再使用挤出复合机流延复合一层50μm厚的EVA热熔胶层2，经过切边收卷后制得81μm×1600mm×9000m的BOPET预涂膜母卷，然后分切成81μm×610mm×3000m的带彩色图案的耐磨BOPET预涂膜分切卷。

4.与水泥基石材的复合

将分切好带彩色图案的耐磨BOPET预涂膜使用专用石材覆膜机复合在600mm×600mm×30mm水泥基石材1表面，裁边打磨后即制得带彩色图案的具有耐磨表面的复合塑料薄膜的水泥基石材。

该实例为水泥基石材表面提供了一层耐磨透明面层，吸水率极低仅为0.05％(GB3810.3，采用真空法)，表面硬度3H(GB/T6739，B法)，表面耐磨性仅90mm³(JC908，附录C)。此外根据需要设计彩色装饰图案。塑料薄膜层与水泥基石材的剥离强度为1.6N/mm(GB/T2790，180゜剥离)。该型水泥基石材可广泛应用于需要耐磨表面的台面、地面。

Claims (10)

1.一种表面复合膜的水泥基石材，其特征在于，从下到上依次包括水泥基石材、热熔胶层、中间层和塑料薄膜层，各层依次紧密结合。

2.如权利要求1所述的复合膜表面的水泥基石材，其特征在于，所述的表面复合膜的水泥基石材，还包括表面功能涂层和/或装饰层，所述表面功能涂层设置在塑料薄膜层上表面；所述的装饰层设置在塑料薄膜层与中间层之间。

3.如权利要求1或2所述的复合膜表面的水泥基石材，其特征在于，所述的水泥基石材的厚度为5～50mm；所述热熔胶层的厚度为6-200μm；所述的中间层的厚度在0.01-0.03μm；所述的塑料薄膜层的厚度在20～300μm之间。

4.如权利要求1-3任一所述的复合膜表面的水泥基石材，其特征在于，所述水泥基石材的原料的重量百分配比为：42.5R普通硅酸盐水泥30％～50％、硅酸质原料30％～50％、矿渣9％～21％、无机颜料0.1％～7％、增粘剂0.9％～1.2％和水l5％～18％；其中，所述的硅酸质原料为硅石粉、硅酸钙或废玻璃粉中的一种或几种；所述的矿渣为高炉矿渣、磷尾矿渣或铁尾矿渣中的一种或几种；所述的增粘剂为甲基纤维素。

5.如权利要求1或3所述的复合膜表面的水泥基石材，其特征在于，所述的热熔胶层为热塑性聚氨酯弹性体、乙烯-醋酸乙烯酯、低密度聚乙烯、乙烯-丙烯酸乙酯和乙烯-丙烯酸甲酯中的一种或几种；所述中间层是由聚乙烯亚胺水溶液或其与酒精混合物涂覆在塑料薄膜层上形成的，酒精在混合物中占0～20％；所述塑料薄膜为双向拉伸聚酯薄膜、双向拉伸尼龙薄膜或聚碳酸酯薄膜。

6.如权利要求2所述的复合膜表面的水泥基石材，其特征在于，所述的表面功能涂层的厚度为10～300μm；所述的装饰层的厚度为0.005～10μm。

7.如权利要求2或6所述的复合膜表面的水泥基石材，其特征在于，表面功能涂层为聚氨酯树脂、丙烯酸树脂、聚硅氧烷树脂、环氧树脂中的一种。

8.一种如权利要求1-7任一所述的复合膜表面的水泥基石材的制备方法，包括以下步骤:

1)将水泥制成水泥基石材，然后进行石材表面的抛光处理；

2)在塑料薄膜的下表面涂布一层中间层，然后在中间层的表面使用挤出复合机流延复合一层热熔胶，制得热熔胶层，根据水泥基石材的尺寸进行分切；

3)将分切好的复合膜，以热熔胶层为结合面，使用石材覆膜机复合在水泥基石材的抛光表面，裁边打磨后即制得表面复合膜的水泥基石材。

9.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于，在步骤2)中，还包括在塑料薄膜的上表面使用凹版涂布工艺涂布功能性涂层；和/或在塑料薄膜的下表面印刷彩色图案装饰层，以在所述表面复合膜的水泥基石材制备功能层和/或装饰层。

10.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述将水泥制成水泥基石材，采用下述方法进行：将水泥、高炉矿渣、硅石粉、颜料、甲基纤维素、水加入真空混炼机中混炼10min～20min，然后喂入挤出机，挤出板体，然后养护、蒸压，制成水泥基石材。