CN108503266A - 一种凹凸棒土改性饰面砖的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种凹凸棒土改性饰面砖的制备方法，属于建筑装饰材料制备技术领域。首先将凹凸棒土通过水的浸泡和高温煅烧的预处理，脱去凹凸棒土的沸石水、吸附水和结晶水，使凹凸棒土的针棒状团疏松多孔，同时释放出的大量水分可以稀释燃烧物表面的氧气，分解生成的活性氧化物附着于可燃物表面，进一步阻止了燃烧的进行，同时这些分解生成的活性氧化物均匀分散在饰面砖的表面，形成了有效的抗老化保护层，阻碍了氧气、臭氧等物质对饰面砖的进一步分解，继续向体系中添加碳酸钙，有效地填充和堵塞体系中的孔隙，碳酸钙具有良好的热稳定性和隔热性，隔绝了热量的传播，起到很好的协效作用，进一步提高饰面砖的阻燃性和保温性，具有广泛的应用前景。

Description

一种凹凸棒土改性饰面砖的制备方法
技术领域
本发明公开了一种凹凸棒土改性饰面砖的制备方法，属于建筑装饰材料制备技术领域。
背景技术
饰面板是由多层单板纵横交错排列胶合而成的板材。最外层的正面单板称为面板，反面的称为背板，内层板称为芯板，主要用于门、家具、墙面上等。饰面砖从使用部位上来分主要有外墙砖、内墙砖和特殊部位的艺术造型砖3种。从烧制的材料及其工艺来分，主要有陶瓷锦砖、陶质地砖、红缸砖、石塑防滑地砖、瓷质地砖、抛光砖、釉面砖、玻化砖和钒钛黑瓷板地砖等。
随着民用建筑节能设计“标准”的进一步规范和国务院《民用建筑节能条例》的实施，对新型建筑材料和墙体保温体系提出了更高的要求，要求既要有良好的保温性能，又要有突出的抗压、抗拉、抗老化性能；既要有可靠的防护性能，从根本上堵绝火灾隐患，又要具有防水抗渗、使用寿命永久的特性；既要绿色环保，无毒无害，又要美观高雅，装饰环境；既要避免传统外墙保温系统工序复杂，无法监控，质量无保证的难题，又要工序简捷、便于施工，质量有保证。柔性饰面砖是最近发展起来的具有一定柔性的可以用于室内外墙面、台面的装饰材料。它不仅施工方便，装饰效果好，从安全性方面相对于刚性饰面材料，也特别适用于高层外墙使用。不过，目前的饰面砖主要是以聚合物乳液作为胶结材料和柔性改性剂，这样的材料或制品具有很好的弹性和柔性，但也存在两个主要问题：一是饰面砖主要用作墙面等的装饰层和保护层，但是其中的有机胶凝组分在光、热、水以及大气的作用下会在较短时间内逐步发生老化和分解，从而逐渐失去作用，导致结构解体，使得饰面砖粉化或脱落。二是这种柔性饰面砖有机组分占很大比例，这些组分燃点很低，很易燃烧，并且燃烧时能够释放出大量刺激性、有毒气体，更增加了火灾发生时的危害。
因此，发明一种凹凸棒土改性饰面砖对建筑装饰材料制备技术领域具有积极意义。
发明内容
本发明所要解决的技术问题：针对目前常见饰面砖主要用作墙面等的装饰层和保护层，但是其中的有机胶凝组分在光、热、水以及大气的作用下会在较短时间内逐步发生老化和分解，从而逐渐失去作用，导致结构解体，使得饰面砖粉化或脱落，同时饰面砖的燃点很低，很易燃烧，并且燃烧时能够释放出大量刺激性、有毒气体，更增加了火灾发生时的危害，另外其存在保温效果不好，满足不了市场要求的缺陷，提供了一种凹凸棒土改性饰面砖的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：
一种凹凸棒土改性饰面砖的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
（1）将硬脂酸和去离子水混合置于烧杯中，加热升温，并搅拌，得到搅拌液，再将氢氧化镁和氢氧化铝混合研磨粉碎，得到混合粉末，继续将混合粉末和搅拌液混合，并在转速为185～210r/min的条件下搅拌，干燥出料，得到改性混合粉末；
（2）将凹凸棒土和去离子水混合浸泡，去除泥沙和杂质后，再将浸泡后的凹凸棒土放入马弗炉中煅烧，自然冷却至室温，并将煅烧后的凹凸棒土研磨后过100目筛，装袋保存，得到预处理凹凸棒土；
（3）将预处理凹凸棒土、十二烷基苯磺酸钠和去离子水混合置于超声波分散仪中超声分散，得到改性凹凸棒土分散液；
（4）按重量份数计，分别称取32～36份改性凹凸棒土分散液、10～12份改性混合粉末、6～8份碳酸钙和21～24份去离子水混合置于搅拌机中，在转速为210～240r/min的条件下搅拌，再添加3～5份聚丙烯酸酯乳液、1～3份过氧化苯甲酰，继续保持转速混合搅拌，得到混合浆料，接着将混合浆料浇注到饰面砖模具中，并固化，固化结束后继续保温热处理，冷却出料，即得凹凸棒土改性饰面砖。
步骤（1）所述的硬脂酸和去离子水的质量比为1：4，加热升温温度为60～65℃，搅拌时间为12～15min，氢氧化镁和氢氧化铝的质量比为1：2，研磨粉碎时间为9～11min，混合粉末和搅拌液的质量比为3：1，搅拌时间为35～45min。
步骤（2）所述的凹凸棒土和去离子水的质量比为1：7，浸泡时间为9～11天，煅烧温度为360～420℃，煅烧时间为1～2h，研磨时间为12～16min。
步骤（3）所述的预处理凹凸棒土、十二烷基苯磺酸钠和去离子水的质量比为5：1：3，超声分散频率为30～32kHz，超声分散时间为1～2h。
步骤（4）所述的搅拌时间为1～2h，继续搅拌时间为16～20min，饰面砖模具的厚度为3～5mm、重量4～6kg/m2，固化温度为110～120℃，固化时间为35～45min，继续热处理时间为1～3h。
本发明与其他方法相比，有益技术效果是：
本发明以凹凸棒土为天然泥粉，改性混合粉末和碳酸钙作为促进剂，并辅以聚丙烯酸酯乳液和过氧化苯甲酰等制备得到凹凸棒土改性饰面砖，首先将凹凸棒土通过水的浸泡和高温煅烧的预处理，脱去凹凸棒土的沸石水、吸附水和结晶水，使凹凸棒土的针棒状团疏松多孔，激活封闭的孔道，增大比表面积和孔隙容积，同时进一步与表面活性剂反应提供更多的活性位点，形成聚集多孔结构，气体被封闭于无数微小非连通的孔道内，使得气体的导热系数更小，从而提高饰面砖的保温性，再利用硬脂酸对氢氧化镁和氢氧化铝共同改性，促使氢氧化物在体系中具有很好的相容性，由于氢氧化物受热后发生分解，易于吸收燃烧物表面热量，从而起到阻燃作用，同时释放出的大量水分可以稀释燃烧物表面的氧气，分解生成的活性氧化物附着于可燃物表面，进一步阻止了燃烧的进行，氢氧化物在整个阻燃过程中，不但没有任何有害物质产生，而且能够吸收高分子燃烧所产生的有害气体和烟雾，从而使燃烧很快停止，同时消除烟雾，阻止熔滴，从而提高饰面砖的阻燃性，同时这些分解生成的活性氧化物均匀分散在饰面砖的表面，形成了有效的抗老化保护层，阻碍了氧气、臭氧等物质对饰面砖的进一步分解，有利于饰面砖的抗老化性能得到提高，继续向体系中添加碳酸钙，由于碳酸钙具有极佳的渗透力，有效地填充和堵塞体系中的孔隙，提高了体系的致密度，同时碳酸钙具有良好的热稳定性和隔热性，隔绝了热量的传播，起到很好的协效作用，进一步提高饰面砖的阻燃性和保温性，具有广泛的应用前景。
具体实施方式
按质量比为1：4将硬脂酸和去离子水混合置于烧杯中，加热升温至60～65℃，并搅拌12～15min，得到搅拌液，再将氢氧化镁和氢氧化铝按质量比为1：2混合研磨粉碎9～11min，得到混合粉末，继续将混合粉末和搅拌液按质量比为3：1混合，并在转速为185～210r/min的条件下搅拌35～45min，干燥出料，得到改性混合粉末；按质量比为1：7将凹凸棒土和去离子水混合浸泡9～11天，去除泥沙和杂质后，再将浸泡后的凹凸棒土放入马弗炉中，在温度为360～420℃的条件下煅烧1～2h，自然冷却至室温，并将煅烧后的凹凸棒土研磨12～16min后过100目筛，装袋保存，得到预处理凹凸棒土；将预处理凹凸棒土、十二烷基苯磺酸钠和去离子水按质量比为5：1：3混合置于超声波分散仪中，在频率为30～32kHz的条件下超声分散1～2h，得到改性凹凸棒土分散液；按重量份数计，分别称取32～36份改性凹凸棒土分散液、10～12份改性混合粉末、6～8份碳酸钙和21～24份去离子水混合置于搅拌机中，在转速为210～240r/min的条件下搅拌1～2h，再添加3～5份聚丙烯酸酯乳液、1～3份过氧化苯甲酰，继续保持转速混合搅拌16～20min，得到混合浆料，接着将混合浆料浇注到厚度为3～5mm、重量4～6kg/m2的饰面砖模具中，并在温度为110～120℃的条件下固化35～45min，固化结束后继续保温热处理1～3h，冷却出料，即得凹凸棒土改性饰面砖。
按质量比为1：4将硬脂酸和去离子水混合置于烧杯中，加热升温至60℃，并搅拌12min，得到搅拌液，再将氢氧化镁和氢氧化铝按质量比为1：2混合研磨粉碎9min，得到混合粉末，继续将混合粉末和搅拌液按质量比为3：1混合，并在转速为185r/min的条件下搅拌35min，干燥出料，得到改性混合粉末；按质量比为1：7将凹凸棒土和去离子水混合浸泡9天，去除泥沙和杂质后，再将浸泡后的凹凸棒土放入马弗炉中，在温度为360℃的条件下煅烧1h，自然冷却至室温，并将煅烧后的凹凸棒土研磨12min后过100目筛，装袋保存，得到预处理凹凸棒土；将预处理凹凸棒土、十二烷基苯磺酸钠和去离子水按质量比为5：1：3混合置于超声波分散仪中，在频率为30kHz的条件下超声分散1h，得到改性凹凸棒土分散液；按重量份数计，分别称取32份改性凹凸棒土分散液、10份改性混合粉末、6份碳酸钙和21份去离子水混合置于搅拌机中，在转速为210r/min的条件下搅拌1h，再添加3份聚丙烯酸酯乳液、1份过氧化苯甲酰，继续保持转速混合搅拌16min，得到混合浆料，接着将混合浆料浇注到厚度为3mm、重量4kg/m2的饰面砖模具中，并在温度为110℃的条件下固化35min，固化结束后继续保温热处理1h，冷却出料，即得凹凸棒土改性饰面砖。
按质量比为1：4将硬脂酸和去离子水混合置于烧杯中，加热升温至62℃，并搅拌14min，得到搅拌液，再将氢氧化镁和氢氧化铝按质量比为1：2混合研磨粉碎10min，得到混合粉末，继续将混合粉末和搅拌液按质量比为3：1混合，并在转速为200r/min的条件下搅拌40min，干燥出料，得到改性混合粉末；按质量比为1：7将凹凸棒土和去离子水混合浸泡10天，去除泥沙和杂质后，再将浸泡后的凹凸棒土放入马弗炉中，在温度为400℃的条件下煅烧1.5h，自然冷却至室温，并将煅烧后的凹凸棒土研磨14min后过100目筛，装袋保存，得到预处理凹凸棒土；将预处理凹凸棒土、十二烷基苯磺酸钠和去离子水按质量比为5：1：3混合置于超声波分散仪中，在频率为31kHz的条件下超声分散1.5h，得到改性凹凸棒土分散液；按重量份数计，分别称取34份改性凹凸棒土分散液、11份改性混合粉末、7份碳酸钙和22份去离子水混合置于搅拌机中，在转速为230r/min的条件下搅拌1.5h，再添加4份聚丙烯酸酯乳液、2份过氧化苯甲酰，继续保持转速混合搅拌18min，得到混合浆料，接着将混合浆料浇注到厚度为4mm、重量5kg/m2的饰面砖模具中，并在温度为115℃的条件下固化40min，固化结束后继续保温热处理1.5h，冷却出料，即得凹凸棒土改性饰面砖。
按质量比为1：4将硬脂酸和去离子水混合置于烧杯中，加热升温至65℃，并搅拌15min，得到搅拌液，再将氢氧化镁和氢氧化铝按质量比为1：2混合研磨粉碎11min，得到混合粉末，继续将混合粉末和搅拌液按质量比为3：1混合，并在转速为210r/min的条件下搅拌45min，干燥出料，得到改性混合粉末；按质量比为1：7将凹凸棒土和去离子水混合浸泡11天，去除泥沙和杂质后，再将浸泡后的凹凸棒土放入马弗炉中，在温度为420℃的条件下煅烧2h，自然冷却至室温，并将煅烧后的凹凸棒土研磨16min后过100目筛，装袋保存，得到预处理凹凸棒土；将预处理凹凸棒土、十二烷基苯磺酸钠和去离子水按质量比为5：1：3混合置于超声波分散仪中，在频率为32kHz的条件下超声分散2h，得到改性凹凸棒土分散液；按重量份数计，分别称取36份改性凹凸棒土分散液、12份改性混合粉末、8份碳酸钙和24份去离子水混合置于搅拌机中，在转速为240r/min的条件下搅拌2h，再添加5份聚丙烯酸酯乳液、3份过氧化苯甲酰，继续保持转速混合搅拌20min，得到混合浆料，接着将混合浆料浇注到厚度为5mm、重量6kg/m2的饰面砖模具中，并在温度为120℃的条件下固化45min，固化结束后继续保温热处理3h，冷却出料，即得凹凸棒土改性饰面砖。
对比例以佛山某公司生产的凹凸棒土改性饰面砖作为对比例 对本发明制得的凹凸棒土改性饰面砖和对比例中的凹凸棒土改性饰面砖进行性能检测，检测结果如表1所示：
测试方法：
抗光氧老化：将实例1～3和对比例中的饰面砖在500Lx的光照强度下光照10天，再分别测得各饰面砖的体积含水率、拉伸粘结强度；
体积含水率测试方法：取实例1～3和对比例中的饰面砖，将每块饰面砖做成相同大小的试样待用，烧杯中装三分之二的有色溶液，把试样夹在实验架上悬空放置，试样放入烧杯中，保证试样下端浸入有色溶液，静置72小时后，把试样放入已标记并称重的铝盒中称铝盒和浸水试样的体积Vm。称铝盒和原试样的体积V。计算土工布的体积含水率：
θ=Vm/V×100%
式中：θ为体积含水率；Vm为饰面砖中含水的体积；V为饰面砖体积；
拉伸粘结强度测试按《建筑工程饰面砖面粘结强度标准》进行检测；
闭孔率测试按GB/8624—2008的标准进行检测；
氧指数测试采用氧指数测试仪进行检测；
阻燃等级测试按阻燃等级由HB，V-2，V-1向V-0逐级递增的标准进行检测。
表1饰面砖性能测定结果
根据上述中数据可知本发明制得的凹凸棒土改性饰面砖抗光氧老化性能好，水分是光氧化降解很重要原因，饰面砖内部的水分会加速光氧化降解，而本发明制得的土工布较对比例中的土工布体积含水率低，减慢了饰面砖老化时间，抗老化性能好，粘结强度高，不易脱落，闭孔率高使得饰面砖的容重轻、热阻大，具有很好的保温性能，阻燃性好，阻燃等级达到0级，不易产生刺激性气体，具有广阔的应用前景。

Claims (5)

1.一种凹凸棒土改性饰面砖的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
（1）将硬脂酸和去离子水混合置于烧杯中，加热升温，并搅拌，得到搅拌液，再将氢氧化镁和氢氧化铝混合研磨粉碎，得到混合粉末，继续将混合粉末和搅拌液混合，并在转速为185～210r/min的条件下搅拌，干燥出料，得到改性混合粉末；
（2）将凹凸棒土和去离子水混合浸泡，去除泥沙和杂质后，再将浸泡后的凹凸棒土放入马弗炉中煅烧，自然冷却至室温，并将煅烧后的凹凸棒土研磨后过100目筛，装袋保存，得到预处理凹凸棒土；
（3）将预处理凹凸棒土、十二烷基苯磺酸钠和去离子水混合置于超声波分散仪中超声分散，得到改性凹凸棒土分散液；
（4）按重量份数计，分别称取32～36份改性凹凸棒土分散液、10～12份改性混合粉末、6～8份碳酸钙和21～24份去离子水混合置于搅拌机中，在转速为210～240r/min的条件下搅拌，再添加3～5份聚丙烯酸酯乳液、1～3份过氧化苯甲酰，继续保持转速混合搅拌，得到混合浆料，接着将混合浆料浇注到饰面砖模具中，并固化，固化结束后继续保温热处理，冷却出料，即得凹凸棒土改性饰面砖。
2.根据权利要求1所述的一种凹凸棒土改性饰面砖的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述的硬脂酸和去离子水的质量比为1：4，加热升温温度为60～65℃，搅拌时间为12～15min，氢氧化镁和氢氧化铝的质量比为1：2，研磨粉碎时间为9～11min，混合粉末和搅拌液的质量比为3：1，搅拌时间为35～45min。
3.根据权利要求1所述的一种凹凸棒土改性饰面砖的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述的凹凸棒土和去离子水的质量比为1：7，浸泡时间为9～11天，煅烧温度为360～420℃，煅烧时间为1～2h，研磨时间为12～16min。
4.根据权利要求1所述的一种凹凸棒土改性饰面砖的制备方法，其特征在于：步骤（3）所述的预处理凹凸棒土、十二烷基苯磺酸钠和去离子水的质量比为5：1：3，超声分散频率为30～32kHz，超声分散时间为1～2h。
5.根据权利要求1所述的一种凹凸棒土改性饰面砖的制备方法，其特征在于：步骤（4）所述的搅拌时间为1～2h，继续搅拌时间为16～20min，饰面砖模具的厚度为3～5mm、重量4～6kg/m2，固化温度为110～120℃，固化时间为35～45min，继续热处理时间为1～3h。
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