CN108658542A - 一种无机环保的人造艺术石及其制备方法 - Google Patents

一种无机环保的人造艺术石及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种无机环保的人造艺术石及其制备方法，该人造艺术石由包含如下质量份数配比的原料制备而成：石英砂颗粒55‑70份、石英砂粉4‑9份、水泥17‑24份、活性添加剂1‑4份、膨胀剂1‑2份、减水剂0.3‑0.4份、乳液3‑5份、保水剂0.05‑0.1份以及水3‑5份。本发明通过采用无机活性添加剂,避免了水泥类基板常见的返碱现象发生；通过采用膨胀剂，有效弥补了水泥类基板自收缩，降低了成型板开裂的产生；本发明的制备方法简单，生产工艺条件容易控制，产品质量稳定，生产成本低廉。

Description

一种无机环保的人造艺术石及其制备方法
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，具体涉及一种无机环保的人造艺术石及其制备方法。
背景技术
人造艺术石板主要用于厨柜台面、实验室台面、窗台、餐桌、茶几、电脑、酒吧台、商业广场等。目前市面上使用的人造艺术石大都以不饱和聚酯为粘结剂，以无机大理石、石英石等碎料作骨料复合而成。由于粘结剂为不饱和树脂，在室外经长期雨淋日晒，极易老化变形，影响使用效果与寿命，且有机树脂易燃不环保，缺少天然的质地，不宜居。
公开号为103214214A的发明专利描述的一种无机环保人造石的制备方法为:土聚水泥5％-35％、添加剂5％-20％、聚合乳液1％-5％、纤维材料0.1％-0.5％、骨料30％-90％、颜料0.1％-0.3％、水5％-35％依次加入搅拌机中进行充分搅拌混料，然后按工艺将搅拌好的料布料到模具中，接着对模具抽真空，真空振动和压制。该环保人造石主要骨料成分复杂，与天然石材的质地相差甚远；该水泥类基板常出现返碱现象，强度及耐久性差；且水泥类基板容易发生自收缩而导致板开裂。而且该方法在混料搅拌时，尤其大批量(体积)搅拌时易升热，制约了搅拌用水量的控制，压窄了布料操作窗口，影响固化成型后板材的强度及耐久性。
发明内容
本发明的目的是提供一种无机环保的人造艺术石及其制备方法，解决现有技术中的人造艺术石与天然石材的质地相差较大、强度及耐久性不足等问题。
本发明解决技术问题所采用的技术方案是：一种无机环保的人造艺术石，由包含如下质量份数配比的原料制备而成：石英砂粉石英砂颗粒55-70份、石英砂粉4-9份、水泥17-24份、活性添加剂1-4份、膨胀剂1-2份、减水剂0.3-0.4份、乳液3-5份、保水剂0.05-0.1份以及水3-5份。
在本发明的人造艺术石中，石英砂为天然石英砂或经水洗后的石英砂再生料，所述石英砂颗粒的粒度为2-140目；所述石英砂粉的粒度为325目。
在本发明的人造艺术石中，所述水泥为高标号52.5及以上的硅酸盐水泥或白水泥；所述水为0℃的水或冰水混合物。
在本发明的人造艺术石中，所述活性添加剂为微硅粉、粉煤灰、偏高岭土、矿渣中的一种或几种混合而成；所述膨胀剂为硫铝酸钙类、硫铝酸钙-氧化钙类、氧化钙类中的一种或几种混合而成；所述乳液为丁苯聚合乳液、苯丙聚合乳液、丙烯酸聚合乳液中的一种或几种混合而成。
在本发明的人造艺术石中，所述减水剂为聚羧酸高效减水剂。
在本发明的人造艺术石中，所述保水剂为羟丙基甲基纤维素、羧甲基纤维素、羟乙基纤维素中的一种或几种混合而成。
本发明还提供了上述的人造艺术石的制备方法，包括如下步骤：
S1、将石英砂颗粒、石英砂粉、水泥、活性添加剂、膨胀剂、减水剂、乳液以及保水剂混合，加入水后继续混合均匀得到混合料，备用；
S2、在成型模具底部铺上离型膜，将混合料均匀地铺设在离型膜上，在铺设后的混合料的表面覆上离型膜；
S3、在真空条件下对混合料进行压制得到料坯；
S4、对料坯进行养护进而使料坯固化成型得到人造艺术石的坯板。
在本发明的制备方法中，在步骤S4之后还包括步骤S5：对人造艺术石的坯板进行刮底、定厚和抛磨处理得到成品。
在本发明的制备方法中，在步骤S2中，所述离型膜为聚合物膜、涂胶牛皮纸或金属箔；所述离型膜的厚度为0.05mm-0.2mm；
在步骤S3中，对混合料进行压制的压力为35-45kgf/cm2；压制的时间为40s～60s；
在步骤S4中，养护的时间为60小时～85小时，养护的温度为5℃～25℃。
实施本发明的无机环保的人造艺术石及其制备方法，具有以下有益效果：本发明的无机环保的人造艺术石采用石英砂作为主要骨料使其与天然艺术石相媲美且环保；通过采用天然活性添加剂,有效降低了水泥水化后产生的碱性物,避免了水泥类基板常见的返碱现象发生；通过采用膨胀剂，有效弥补了水泥类基板自收缩，降低了成型板开裂的产生；本发明由于使用了一定量的保水剂，有效降低了反应水的挥发，降低物料水灰比,提升了后期强度及耐久性；本发明的制备方法简单，生产工艺条件容易控制，产品质量稳定，生产成本低廉。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明的无机环保的人造艺术石及其制备方法作进一步说明：
本发明提出一种具有抗压、抗弯折性能好、耐热、耐久环保等优势的无机环保的人造艺术石，该人造艺术石由如下质量份数配比的原料制备而成：石英砂颗粒55-70份、石英砂粉4-9份、水泥17-24份、活性添加剂1-4份、膨胀剂1-2份、减水剂0.3-0.4份、乳液3-5份、保水剂0.05-0.1份以及水3-5份。其中，水为0℃的水或冰水混合物。
石英砂为天然石英砂或经水洗后的石英砂再生料，其中石英砂颗粒的粒度为2-140目，即利用2目和140目的网筛筛分出该范围的石英砂颗粒；石英砂粉为325目石英砂粉；水泥为高标号52.5及以上的硅酸盐水泥或白水泥，其中高标号52.5及以上的硅酸盐水泥可以是高标号52.5的硅酸盐水泥或高标号62.5的硅酸盐水泥等。
活性添加剂为微硅粉、粉煤灰、偏高岭土、矿渣中的一种或几种混合而成；膨胀剂为硫铝酸钙类、硫铝酸钙-氧化钙类、氧化钙类中的一种或几种混合而成。通过采用天然活性添加剂,有效降低了水泥水化后产生的碱性物,避免了水泥类基板常见的返碱现象发生；通过采用膨胀剂，有效弥补了水泥类基板自收缩，降低了成型板开裂的产生。
乳液主要为聚合物乳液，如丁苯聚合乳液、苯丙聚合乳液、丙烯酸聚合乳液中的一种或几种混合而成。减水剂为聚羧酸高效减水剂。保水剂为羟丙基甲基纤维素、羧甲基纤维素、羟乙基纤维素中的一种或几种混合而成，主要用于降低、减少水分的挥发。
本发明还提供了上述的人造艺术石的制备方法，包括如下步骤：
S1、将石英砂颗粒、石英砂粉、水泥、活性添加剂、膨胀剂、减水剂、乳液以及保水剂混合，加入0℃的水或冰水混合物后继续混合均匀得到混合料，备用；
S2、在成型模具底部铺上离型膜，将混合料均匀地铺设在离型膜上，在铺设后的混合料的表面覆上离型膜；其中，离型膜为聚合物膜、涂胶牛皮纸或金属箔；聚合物膜可以为聚丙烯薄膜、聚乙烯薄膜等；离型膜的厚度为0.05mm-0.2mm；
S3、在真空条件下对混合料进行振动、35-45kgf/cm2压力下压制得到料坯；压力优选为40kgf/cm2；压制的时间为40s～60s；
S4、将料坯放入养护箱内,养护的温度为5℃～25℃，养护的时间为60小时～85小时，固化成型得到人造艺术石的板坯；
S5、对人造艺术石的板坯进行刮底、定厚和抛磨处理得到成品。
1.本发明的上述制备方法简单，生产工艺条件容易控制，产品质量稳定，生产成本低廉，制备过程中混料时通过使用零摄氏度冰水混合物,有效吸收了水泥水化时产生的水化热及机械搅拌时产生的热量,拓宽了布料及压制的工作窗口的同时实现降低固化成型时微裂纹的产生。本发明由于使用了一定量的保水剂，有效降低了反应水的挥发，降低物料水灰比,提升了后期强度及耐久性。本发明的无机环保的人造艺术石采用石英砂作为主要骨料使其与天然艺术石相媲美；通过采用无机活性添加剂,有效降低了水泥水化后产生的碱性物,避免了水泥类基板常见的返碱现象发生；通过采用膨胀剂，有效弥补了水泥类基板自收缩，降低了成型板开裂的产生；制备得到的人造艺术石具有强度高，抗扭、抗折变形性能高，而且人造艺术石板具有无机环保，不易老化黄变、使用寿命长等宜居特性。
下面结合具体实施例对本发明作进一步具体详细描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
按照如下质量份数配比准备人造艺术石的原料(×5kg)：石英砂颗粒55份、石英砂粉4份、水泥17份、活性添加剂1份、膨胀剂1份、乳液3份、减水剂0.3份、保水剂0.05份、0℃的水3份。其中，石英砂颗粒为16-120目连续级配的混合物，石英砂粉为325目，水泥为52.5普通硅酸盐水泥(海螺水泥集团产)，活性添加剂为偏高岭土(中国泽希矿产加工公司产SNOWKANO+)，膨胀剂为TD-AEA(上海通泰混凝土外加剂公司)，乳液为丁苯聚合乳液(巴斯夫公司686)，减水剂为聚羧酸高效减水剂(深圳五山新型建筑材料公司WS-PC型)，保水剂为羧甲基纤维素(河北宇飞化工公司)。.
将用于成型的原料分别混合均匀，备用；在成型模具底部铺上一张0.1毫米厚的聚丙烯离型膜，接着将混合均匀的原料均匀布放在离型膜上；布料完毕后再在表面覆上一张0.1毫米厚的聚丙烯离型膜，在压机中经抽真空按压力40kgf/cm2条件下压制40秒即得料坯，将料坯放入养护箱内，在5℃条件下养护72小时，固化成型即得人造艺术石的板坯；对人造艺术石的板坯进行刮底、定厚和抛磨处理得到成品。将人造艺术石成品按照人造石-JCT908-2013及出口人造石检验(SN/T0308-93)的方法测定其质量性能参数，测定结果如表1所示。
实施列2
按照如下质量份数配比准备人造艺术石的原料(×5kg)：石英砂颗粒67份、石英砂粉6份、水泥21份、活性添加剂2份、膨胀剂1.5份、乳液4份、减水剂0.35份、保水剂0.075份、0℃的水4份。其中，石英砂颗粒为8-120目连续级配的混合物，石英砂粉为325目，水泥为52.5普通硅酸盐水泥(江西银杉产)，活性添加剂为偏高岭土(湖南超牌1300W型)，膨胀剂为T60(北京中德新亚建筑技术公司)，乳液为苯丙聚合乳液(阿珂玛公司446)，减水剂为聚羧酸高效减水剂(深圳五山新型建筑材料公司WS-PC型)，保水剂为羟丙基甲基纤维素(山东宸邦精细化工公司)。.
将用于成型的原料分别混合均匀，备用；在成型模具底部铺上一张0.1毫米厚的涂胶牛皮纸，接着将混合均匀的原料均匀布放在离型膜上；布料完毕后再在表面覆上一张0.1毫米厚的涂胶牛皮纸，在压机中经抽真空按压力45kgf/cm2条件下压制60秒即得料坯，将料坯放入养护箱内，在15℃条件下养护72小时，固化成型即得人造艺术石的板坯；对人造艺术石的板坯进行刮底、定厚和抛磨处理得到成品。将人造艺术石成品按照人造石-JCT908-2013及出口人造石检验(SN/T0308-93)的方法测定其质量性能参数，测定结果如表1所示。
实施例3
按照如下质量份数配比准备人造艺术石的原料(×5kg)：石英砂颗粒70份、石英砂粉9份、水泥24份、活性添加剂4份、膨胀剂2份、乳液5份、减水剂0.4份、保水剂0.1份、0℃的水5份。其中，石英砂颗粒为4-120目连续级配的混合物，石英砂粉为325目的石英砂粉，水泥为52.5普通硅酸盐白水泥(安庆阿尔博产)，活性添加剂为二级粉煤灰(深圳蛇口码湾电厂产)，膨胀剂为低碱UEA(河南固稳工程技术公司)，乳液为丙烯酸聚合乳液(昕特玛公司509)，减水剂为聚羧酸高效减水剂(广州四航建筑材料公司WS-PC型)，保水剂为羟乙基纤维素(石家庄金昊新材料科技公司)。.
将用于成型的原料分别混合均匀，备用；在成型模具底部铺上一张0.1毫米厚的聚乙烯薄膜，接着将混合均匀的原料均匀布放在离型膜上；布料完毕后再在表面覆上一张0.1毫米厚的聚乙烯薄膜，在压机中经抽真空按压力35kgf/cm2条件下压制50秒即得料坯，将料坯放入养护箱内，在25℃条件下养护72小时，固化成型即得人造艺术石的板坯；对人造艺术石的板坯进行刮底、定厚和抛磨处理得到成品。将人造艺术石成品按照人造石-JCT908-2013及出口人造石检验(SN/T0308-93)的方法测定其质量性能参数，测定结果如表1所示。
对比例1
按照如下质量份数配比准备人造艺术石的原料(×5kg)：石英砂颗粒67份、石英砂粉6份、水泥21份、活性添加剂2份、乳液4份、减水剂0.35份、常温水4份。其中，石英砂颗粒为8-120目连续级配的混合物，石英砂粉为325目，水泥为52.5普通硅酸盐水泥(江西银杉产)，活性添加剂为硅微粉，乳液为苯丙聚合乳液(阿珂玛公司446)，减水剂为聚羧酸高效减水剂(深圳五山新型建筑材料公司WS-PC型)。.
将用于成型的原料分别混合均匀，备用；在成型模具底部铺上一张0.1毫米厚的涂胶牛皮纸，接着将混合均匀的原料均匀布放在离型膜上；布料完毕后再在表面覆上一张0.1毫米厚的涂胶牛皮纸，在压机中经抽真空按压力45kgf/cm2条件下压制60秒即得料坯，将料坯放入养护箱内，在15℃条件下养护24小时，固化成型即得人造艺术石的板坯；对人造艺术石的板坯进行刮底、定厚和抛磨处理得到成品。将人造艺术石成品按照人造石-JCT908-2013及出口人造石检验(SN/T0308-93)的方法测定其质量性能参数，测定结果如表1所示。
表1：人造艺术石板材成品质量检测结果
表1的检测结果表明：
(1)本发明制备的人造艺术石石板，其物理力学性能好，满足人造石-JCT908-2013及SN/T0308《出口人造石捡验方法》相关指标要求；
(2)本发明的人造艺术石石板，抗弯强度和压缩强度高，压缩强度大于120MPa，抗折强度大于20.0MPa，阻燃达到V0级；
(3)本发明的人造艺术石石板，莫氏硬度高达6.0以上；1kg钢球从距离人造艺术石板材高度落差50cm处落下，冲击无破坏，表明本发明的人造艺术石板材抗冲击能力强，使用寿命长；
(4)本发明的人造艺术石石板，强度高，抗弯承载能力和抗压强度超过国家标准，使用时可不用托底垫，直接铺设；
(5)本发明的人造艺术石板吸水率低，耐污性能高，降低平时保洁成本。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进或变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种无机环保的人造艺术石，其特征在于，由包含如下质量份数配比的原料制备而成：
石英砂颗粒55-70份、石英砂粉4-9份、水泥17-24份、活性添加剂1-4份、膨胀剂1-2份、减水剂0.3-0.4份、乳液3-5份、保水剂0.05-0.1份以及水3-5份。
2.根据权利要求1所述的人造艺术石，其特征在于，石英砂为天然石英砂或经水洗后的石英砂再生料，所述石英砂颗粒的粒度为2-140目；所述石英砂粉的粒度为325目。
3.根据权利要求1所述的人造艺术石，其特征在于，所述水泥为高标号52.5及以上的硅酸盐水泥或白水泥，所述水为0℃的水或冰水混合物。
4.根据权利要求1所述的人造艺术石，其特征在于，所述活性添加剂为微硅粉、粉煤灰、偏高岭土、矿渣中的一种或几种混合而成；所述膨胀剂为硫铝酸钙类、硫铝酸钙-氧化钙类、氧化钙类中的一种或几种混合而成；所述乳液为丁苯聚合乳液、苯丙聚合乳液、丙烯酸聚合乳液中的一种或几种混合而成。
5.根据权利要求1所述的高强人造艺术石，其特征在于，所述减水剂为聚羧酸高效减水剂。
6.根据权利要求1所述的人造艺术石，其特征在于，所述保水剂为羟丙基甲基纤维素、羧甲基纤维素、羟乙基纤维素中的一种或几种混合而成。
7.一种权利要求1-6中任一项权利要求所述的人造艺术石的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、将石英砂颗粒、石英砂粉、水泥、活性添加剂、膨胀剂、减水剂、乳液以及保水剂混合，加入水后继续混合均匀得到混合料，备用；
S2、在成型模具底部铺上离型膜，将混合料均匀地铺设在离型膜上，在铺设后的混合料的表面覆上离型膜；
S3、在真空条件下对混合料进行压制得到料坯；
S4、对料坯进行养护进而使料坯固化成型得到人造艺术石的坯板。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，在步骤S4之后还包括步骤S5：对人造艺术石的坯板进行刮底、定厚和抛磨处理得到成品。
9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，
在步骤S2中，所述离型膜为聚合物膜、涂胶牛皮纸或金属箔；所述离型膜的厚度为0.05mm-0.2mm；
在步骤S3中，对混合料进行压制的压力为35-45kgf/cm2；压制的时间为40s～60s；
在步骤S4中，养护的时间为60小时～85小时，养护的温度为5℃～25℃。
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