CN110002801A - 一种地质聚合物抗裂人造石及其制备方法 - Google Patents

一种地质聚合物抗裂人造石及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及人造石及其制备方法，尤其涉及一种地质聚合物抗裂人造石及其制备方法。本发明的地质聚合物抗裂人造石，包括以下重量份的原料组分：镍铁渣100份，地质聚合物35‑50份，水7‑15份，减水剂0.35‑1.0份，增塑剂0.07‑0.1份，抗裂剂0.7‑1.5份，色料0.01‑2份。本发明的上述地质聚合物抗裂人造石的制备方法，包括以下步骤：(1)原料搅拌混合；(2)挤压成型；(3)养护；(4)抛光。本发明的地质聚合物抗裂人造石具有较好的耐酸、耐碱特性，可用于室外，耐候性好，且具有较高的抗折强度；本发明的地质聚合物抗裂人造石的制备方法，工艺步骤简单，严格控制各步骤工艺参数，从而保证了人造石成品的最终质量。

Description

一种地质聚合物抗裂人造石及其制备方法
技术领域
本发明涉及人造石及其制备方法，尤其涉及一种地质聚合物抗裂人造石及其制备方法。
背景技术
目前，人造石的制备方法主要采用天然矿石颗粒为骨料，以树脂或无机粘合材料为粘合剂，采用真空振动压制成型，是一种色彩丰富、力学性能良好的建筑饰面材料。
然而，以树脂为粘合材料的人造石，树脂易老化，耐候性差，产品不能用于室外，例如：申请号为201710890790.9，名称为《一种人造石英石板材》的中国发明专利；申请号为201410629239.5，名称为《一种人造石及其制备方法》的中国发明专利；以及，申请号为201510846486.5，名称为《一种人造石英石的配方》的中国发明专利。
此外，以水泥为粘合材料的人造石，耐候性良好，但产品的抗酸性差，长期处于酸性条件下易受腐蚀，例如：申请号为201710717979.8，名称为《一种方料式无机型人造石生产工艺》的中国发明专利；以及，申请号为201610167670.1，名称为《一种环保人造石材制造工艺》的中国发明专利。
因此，急需提供一种耐候性好、可用于室外、且具有一定抗酸性的人造石及其制备方法，用于满足市场上的需要。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种地质聚合物抗裂人造石，具有较好的耐酸、耐碱特性，可用于室外，耐候性好；本发明的另一个目的在于提供一种上述地质聚合物抗裂人造石的制备方法，工艺步骤简单，人造石成品质量好。
为了实现上述目的，本发明提供了一种地质聚合物抗裂人造石，包括以下重量份的原料组分：镍铁渣100份，地质聚合物35-50份，水7-15份，减水剂0.35-1.0份，增塑剂0.07-0.1份，抗裂剂0.7-1.5份，色料0.01-2份。
进一步的，地质聚合物抗裂人造石，包括以下重量份的原料组分：镍铁渣100份，地质聚合物38份，水8份，减水剂0.82份，增塑剂0.085份，抗裂剂0.9份，色料0.38份。
进一步的，减水剂为木质素磺酸盐系减水剂类、萘系减水剂类、三聚氰胺系减水剂类、氨基磺酸盐系减水剂类、脂肪酸系减水剂类、聚羧酸盐系减水剂类中的一种或多种的组合。
进一步的，镍铁渣的粒径在50-100目之间。
进一步的，增塑剂为羟基甲基纤维素，粘度在4000-6000Pa.s之间。
本发明的一种地质聚合物抗裂人造石，具有以下有益效果：
1、本发明的地质聚合物抗裂人造石，采用镍铁渣作为主要原料替代部分天然矿石，添加量为100份，粒径在50-120目之间，充分实现固体废弃物资源化利用，且降低了人造石的原料成本。
2、本发明的地质聚合物抗裂人造石，采用地质聚合物作为主要粘合材料，添加量在35-50份之间，消除树脂挥发产生的刺激性气味，可有效解决采用树脂时的老化问题，耐候性好，可用于室外；此外，充分利用地质聚合物的耐酸耐碱特性，得到耐酸耐碱的无机型人造石，长期用于酸性条件下也不会受到腐蚀，使用寿命更长。因此，本发明一方面充分利用了地质聚合物的稳定的网络，结构抗压、抗拉、抗弯曲强度明显高于普通水泥，从而赋予了人造石优良的力学性能；另一方面，地质聚合物可以避免普通水泥因金属离子迁移与骨料反应而引起的碱集料反应，没有膨胀，因而经受自然破坏的能力很强，从而赋予了人造石较好的耐候性。
3、本发明的地质聚合物抗裂人造石，添加有适量的抗裂剂，从而增强了产品的抗裂性能，更进一步的延长了其使用寿命。
4、本发明的地质聚合物抗裂人造石，严格控制各原料组分的比重，从而使得各原料组分匹配更合理，性能发挥更优越，共同保证了人造石最终的产品质量。
本发明还提供了一种上述地质聚合物抗裂人造石的制备方法，包括以下步骤：
(1)原料搅拌混合：将镍铁渣、地质聚合物、水、减水剂、增塑剂、抗裂剂、色料按照原料组分加入搅拌机中搅拌混合，得到混合物A；
(2)挤压成型：将步骤(1)中得到的混合物A倒入挤压机中，真空挤压成型，得到半成品B；
(3)养护：将步骤(2)中得到的半成品B放入25-35℃环境进行第一阶段养护，而后放入蒸汽养护室进行第二阶段养护，最后在自然条件下进行第三阶段养护，得到半成品C；
(4)抛光：将步骤(3)中得到的半成品C脱模后，对其表面打磨抛光处理，得到人造石成品。
进一步的，步骤(1)中，搅拌混合的时间在10-20min之间。
进一步的，步骤(2)中，挤压成型的压力设定在2.5-3.5kg/m2之间，挤压成型的时间在1.5-2.5min之间。
进一步的，步骤(3)中，第一阶段养护时间为1d，第二阶段养护时间为3d，第三阶段养护时间为10d。
进一步的，步骤(3)中蒸汽养护室的温度在100-150℃之间，湿度大于85％。
本发明的一种地质聚合物抗裂人造石的制备方法，具有以下有益效果：
本发明的地质聚合物抗裂人造石的制备方法，严格控制各原料组分的用量、搅拌混合时间、挤压成型各工艺参数(压力、时间)、各阶段养护的环境及时间，从而保证了最终人造石成品具有较好的抗折强度、耐酸性、及抗冲击性能。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通的技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明的保护范围。
实施例一
一种地质聚合物抗裂人造石，包括以下重量份的原料组分：镍铁渣100份，地质聚合物35份，水7份，减水剂0.35份，增塑剂0.07份，抗裂剂0.7份，黄色色料0.01份；其中，减水剂选自萘系减水剂类；镍铁渣的粒径为50-100目；增塑剂为羟基甲基纤维素，粘度在4000-6000Pa.s之间。
本实施例的地质聚合物抗裂人造石的制备方法，包括以下步骤：
(1)原料搅拌混合：将镍铁渣、地质聚合物、水、减水剂、增塑剂、抗裂剂、色料按照原料组分加入搅拌机中搅拌混合10min，得到混合物A；
(2)挤压成型：将步骤(1)中得到的混合物A倒入挤压机中，真空挤压成型，得到半成品B，其中：挤压成型的压力设定为2.5kg/m2，挤压成型的时间为1.5min；
(3)养护：将步骤(2)中得到的半成品B放入25℃环境进行第一阶段养护，而后放入蒸汽养护室进行第二阶段养护，最后在自然条件下进行第三阶段养护，得到半成品C，其中：第一阶段养护时间为1d，第二阶段养护时间为3d，第三阶段养护时间为10d；蒸汽养护室的温度为100℃，湿度大于85％；
(4)抛光：将步骤(3)中得到的半成品C脱模后，对其表面打磨抛光处理，得到人造石成品。
实施例二
一种地质聚合物抗裂人造石，包括以下重量份的原料组分：镍铁渣100份，地质聚合物35份，水7份，减水剂0.7份，增塑剂0.07份，抗裂剂0.8份，黄色色料0.35份；其中，减水剂选自木质素磺酸盐系减水剂类；镍铁渣的粒径为50-100目；增塑剂为羟基甲基纤维素，粘度在4000-6000Pa.s之间。
本实施例的地质聚合物抗裂人造石的制备方法，包括以下步骤：
(1)原料搅拌混合：将镍铁渣、地质聚合物、水、减水剂、增塑剂、抗裂剂、色料按照原料组分加入搅拌机中搅拌混合15min，得到混合物A；
(2)挤压成型：将步骤(1)中得到的混合物A倒入挤压机中，真空挤压成型，得到半成品B，其中：挤压成型的压力设定为2.6kg/m2，挤压成型的时间为1.8min；
(3)养护：将步骤(2)中得到的半成品B放入30℃环境进行第一阶段养护，而后放入蒸汽养护室进行第二阶段养护，最后在自然条件下进行第三阶段养护，得到半成品C，其中：第一阶段养护时间为1d，第二阶段养护时间为3d，第三阶段养护时间为10d；蒸汽养护室的温度为120℃，湿度大于85％；
(4)抛光：将步骤(3)中得到的半成品C脱模后，对其表面打磨抛光处理，得到人造石成品。
实施例三
一种地质聚合物抗裂人造石，包括以下重量份的原料组分：镍铁渣100份，地质聚合物38份，水8份，减水剂0.82份，增塑剂0.085份，抗裂剂0.9份，红色色料0.38份；其中，减水剂选自氨基磺酸盐系减水剂类；镍铁渣的粒径为50-100目；增塑剂为羟基甲基纤维素，粘度在4000-6000Pa.s之间。
本实施例的地质聚合物抗裂人造石的制备方法，包括以下步骤：
(1)原料搅拌混合：将镍铁渣、地质聚合物、水、减水剂、增塑剂、抗裂剂、色料按照原料组分加入搅拌机中搅拌混合15min，得到混合物A；
(2)挤压成型：将步骤(1)中得到的混合物A倒入挤压机中，真空挤压成型，得到半成品B，其中：挤压成型的压力设定为3kg/m2，挤压成型的时间为2min；
(3)养护：将步骤(2)中得到的半成品B放入30℃环境进行第一阶段养护，而后放入蒸汽养护室进行第二阶段养护，最后在自然条件下进行第三阶段养护，得到半成品C，其中：第一阶段养护时间为1d，第二阶段养护时间为3d，第三阶段养护时间为10d；蒸汽养护室的温度为130℃，湿度大于85％；
(4)抛光：将步骤(3)中得到的半成品C脱模后，对其表面打磨抛光处理，得到人造石成品。
实施例四
一种地质聚合物抗裂人造石，包括以下重量份的原料组分：镍铁渣100份，地质聚合物44份，水8.8份，减水剂0.90份，增塑剂0.092份，抗裂剂1.05份，蓝色色料0.44份；其中，减水剂选自三聚氰胺系减水剂类；镍铁渣的粒径为50-100目；增塑剂为羟基甲基纤维素，粘度在4000-6000Pa.s之间。
本实施例的地质聚合物抗裂人造石的制备方法，包括以下步骤：
(1)原料搅拌混合：将镍铁渣、地质聚合物、水、减水剂、增塑剂、抗裂剂、色料按照原料组分加入搅拌机中搅拌混合15min，得到混合物A；
(2)挤压成型：将步骤(1)中得到的混合物A倒入挤压机中，真空挤压成型，得到半成品B，其中：挤压成型的压力设定为3.2kg/m2，挤压成型的时间为2.2min；
(3)养护：将步骤(2)中得到的半成品B放入30℃环境进行第一阶段养护，而后放入蒸汽养护室进行第二阶段养护，最后在自然条件下进行第三阶段养护，得到半成品C，其中：第一阶段养护时间为1d，第二阶段养护时间为3d，第三阶段养护时间为10d；蒸汽养护室的温度为140℃，湿度大于85％；
(4)抛光：将步骤(3)中得到的半成品C脱模后，对其表面打磨抛光处理，得到人造石成品。
实施例五
一种地质聚合物抗裂人造石，包括以下重量份的原料组分：镍铁渣100份，地质聚合物50份，水10份，减水剂1.0份，增塑剂0.098份，抗裂剂1.5份，黑色色料0.5份；其中，减水剂选自氨基磺酸盐系减水剂类；镍铁渣的粒径为50-100目；增塑剂为羟基甲基纤维素，粘度在4000-6000Pa.s之间。
本实施例的地质聚合物抗裂人造石的制备方法，包括以下步骤：
(1)原料搅拌混合：将镍铁渣、地质聚合物、水、减水剂、增塑剂、抗裂剂、色料按照原料组分加入搅拌机中搅拌混合15min，得到混合物A；
(2)挤压成型：将步骤(1)中得到的混合物A倒入挤压机中，真空挤压成型，得到半成品B，其中：挤压成型的压力设定为3.3kg/m2，挤压成型的时间为2min；
(3)养护：将步骤(2)中得到的半成品B放入30℃环境进行第一阶段养护，而后放入蒸汽养护室进行第二阶段养护，最后在自然条件下进行第三阶段养护，得到半成品C，其中：第一阶段养护时间为1d，第二阶段养护时间为3d，第三阶段养护时间为10d；蒸汽养护室的温度为135℃，湿度大于85％；
(4)抛光：将步骤(3)中得到的半成品C脱模后，对其表面打磨抛光处理，得到人造石成品。
实施例六
一种地质聚合物抗裂人造石，包括以下重量份的原料组分：镍铁渣100份，地质聚合物50份，水15份，减水剂1.0份，增塑剂0.1份，抗裂剂1.5份，黑色色料2份；其中，减水剂选自聚羧酸盐系减水剂类；镍铁渣的粒径为50-100目；增塑剂为羟基甲基纤维素，粘度在4000-6000Pa.s之间。
本实施例的地质聚合物抗裂人造石的制备方法，包括以下步骤：
(1)原料搅拌混合：将镍铁渣、地质聚合物、水、减水剂、增塑剂、抗裂剂、色料按照原料组分加入搅拌机中搅拌混合20min，得到混合物A；
(2)挤压成型：将步骤(1)中得到的混合物A倒入挤压机中，真空挤压成型，得到半成品B，其中：挤压成型的压力设定为3.5kg/m2，挤压成型的时间为2.5min；
(3)养护：将步骤(2)中得到的半成品B放入35℃环境进行第一阶段养护，而后放入蒸汽养护室进行第二阶段养护，最后在自然条件下进行第三阶段养护，得到半成品C，其中：第一阶段养护时间为1d，第二阶段养护时间为3d，第三阶段养护时间为10d；蒸汽养护室的温度为150℃，湿度大于85％；
(4)抛光：将步骤(3)中得到的半成品C脱模后，对其表面打磨抛光处理，得到人造石成品。
上述各实施例制得的地质聚合物抗裂人造石产品进行测试，测试数据如表所示：
购买市面上无机人造石对比，市售无机人造石抗折强度为12.4MPa,经酸腐蚀后光泽度保持率小于70％，采用225g钢球测试，抗落球冲击强度为0.95m；经测试，本发明的地质聚合物抗裂人造石，抗折强度不小于为15.5MPa，经酸腐蚀后，光泽度保持率在80％以上，采用225g钢球测试，抗落球冲击强度为1.35m。由此可见，本发明的地质聚合物抗裂人造石，具有较好的耐酸、耐碱特性，可用于室外，耐候性好，且具有较高的抗折强度；本发明的地质聚合物抗裂人造石的制备方法，工艺步骤简单，严格控制各步骤工艺参数，从而保证了人造石成品的最终质量。
以上借助具体实施例对本发明做了进一步描述，但是应该理解的是，这里具体的描述，不应理解为对本发明的实质和范围的限定，本领域内的普通技术人员在阅读本说明书后对上述实施例做出的各种修改，都属于本发明所保护的范围。

Claims (10)

1.一种地质聚合物抗裂人造石，其特征在于，包括以下重量份的原料组分：
镍铁渣100份，地质聚合物35-50份，水7-15份，减水剂0.35-1.0份，增塑剂0.07-0.1份，抗裂剂0.7-1.5份，色料0.01-2份。
2.根据权利要求1所述的地质聚合物抗裂人造石，其特征在于，包括以下重量份的原料组分：
镍铁渣100份，地质聚合物38份，水8份，减水剂0.82份，增塑剂0.085份，抗裂剂0.9份，色料0.38份。
3.根据权利要求1所述的地质聚合物抗裂人造石，其特征在于，所述减水剂为木质素磺酸盐系减水剂类、萘系减水剂类、三聚氰胺系减水剂类、氨基磺酸盐系减水剂类、脂肪酸系减水剂类、聚羧酸盐系减水剂类中的一种或多种的组合。
4.根据权利要求1所述的地质聚合物抗裂人造石，其特征在于，所述镍铁渣的粒径在50-100目之间。
5.根据权利要求1所述的地质聚合物抗裂人造石，其特征在于，所述增塑剂为羟基甲基纤维素，粘度在4000-6000Pa.s之间。
6.一种权利要求1-5中任一项所述的地质聚合物抗裂人造石的制备方法，包括以下步骤：
(1)原料搅拌混合：将镍铁渣、地质聚合物、水、减水剂、增塑剂、抗裂剂、色料按照原料组分加入搅拌机中搅拌混合，得到混合物A；
(2)挤压成型：将步骤(1)中得到的混合物A倒入挤压机中，真空挤压成型，得到半成品B；
(3)养护：将步骤(2)中得到的半成品B放入25-35℃环境进行第一阶段养护，而后放入蒸汽养护室进行第二阶段养护，最后在自然条件下进行第三阶段养护，得到半成品C；
(4)抛光：将步骤(3)中得到的半成品C脱模后，对其表面打磨抛光处理，得到人造石成品。
7.根据权利要求6所述的地质聚合物抗裂人造石的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，搅拌混合的时间在10-20min之间。
8.根据权利要求6所述的地质聚合物抗裂人造石的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，挤压成型的压力设定在2.5-3.5kg/m2之间，挤压成型的时间在1.5-2.5min之间。
9.根据权利要求6所述的地质聚合物抗裂人造石的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，第一阶段养护时间为1d，第二阶段养护时间为3d，第三阶段养护时间为10d。
10.根据权利要求6所述的地质聚合物抗裂人造石的制备方法，其特征在于，步骤(3)中蒸汽养护室的温度在100-150℃之间，湿度大于85％。
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