CN111099854A - 一种建筑装饰用的免烧砖及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种建筑装饰用的免烧砖，其按原料重量百分比计包括如下组分：10～35％的不饱和聚酯树脂、15～40％的碳酸钙粉、20～50％的陶瓷微粉、3～5％的天然彩砂、0.1～1％的钛酸酯偶联剂、0.05％～1％的固化剂、3.5～7％的加工助剂、0.3～0.5％的色粉、1％的胶水。本发明通过对免烧砖原料组分及配比的特殊设置和调整，采用不饱和聚酯树脂为主辅以少量胶水作为粘胶剂，并引入天然彩砂、钛酸酯偶联剂，使得该免烧砖配方中各原料组分协同作用，发挥相辅相成的技术效果，从而制备得到的免烧砖具有优异的耐酸碱性、耐气候性，耐化学腐蚀性、耐磨性，且兼具良好的力学性能。

Description

一种建筑装饰用的免烧砖及其制备方法

技术领域

本发明涉及建筑陶瓷领域，特别涉及一种建筑装饰用的免烧砖。

背景技术

从2000年6月1日起沿海城市和其它土地资源稀缺城市，禁止使用实心粘土砖，并根 据可能的条件限制其他粘土制品的生产。在近几年来免烧砖发展迅速，成为当代建筑材料的 主流产品，因免烧砖具有强度高、良好的承载抗震性能，外形完整，色泽均一，优良的保温、 隔热、隔音、耐水性好、装饰功能强、永不褪色、耐腐蚀、无污染、施工周期短等特点，免 烧砖逐渐取代了粘土砖，符合国家节能环保的可持续发展战略。

现有技术也报道了相关免烧砖的制备方法，专利CN106082914A公开了一种质轻高强度 的煤矸石免烧砖，其技术方案是以煤矸石、电解锰渣、陶瓷粉等为原料，加入水玻璃、水泥、 硼泥等无机胶粘剂，采用干压成型、在经过15天养护制备出免烧砖。这类采用无机胶粘剂 制备出的免烧砖，生产周期长，不耐酸碱腐蚀、耐水性较差，脆性较大，不耐冲击。专利CN108483987A公开了一种新材免烧陶瓷，其技术方案是以苯乙烯、萜烯树脂、溶剂汽油为成型剂，溶剂汽油易挥发，并且具有毒性，同时采用冲压成型制备工艺，其在冲压生产过程中经常出现各种成型缺陷，如破裂、砖面不平整等，严重影响了瓷砖的尺寸精度、机械性能以及表面质量。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种建筑装饰用的免烧砖及其制备方 法。

本发明所采取的技术方案是：一种建筑装饰用的免烧砖，其按原料重量百分比计包括如 下组分：10～35％的不饱和聚酯树脂、15～40％的碳酸钙粉、20～50％的陶瓷微粉、3～5％的天 然彩砂、0.1～1％的钛酸酯偶联剂、0.05～1％的固化剂、3.5～7％的加工助剂、0.3～0.5％的色粉、 1％的胶水。

具体地，本发明以不饱和聚酯树脂为主，辅以少量胶水作为粘胶剂，其无毒无污染，避 免了现有技术中采用无机粘胶剂，如水玻璃、水泥等作为粘胶剂造成的不耐酸碱腐蚀、耐水 性差、脆性大、不耐冲击等性能缺陷。

作为上述方案的进一步改进，所述不饱和聚酯树脂的制备方法为按重量百分比计先将 30～50％的乙二醇和1,2-丙二醇、25～40％的顺丁烯二酸酐和乙二酸加入到反应釜中控制温度 为160～200℃进行15～30min的缩聚反应得到聚酯树脂基体，再将20～40％的苯乙烯、1～3％ 的四溴苯酐和0.01～0.05％的对苯二酚加入稀释釜中进行搅拌得到稀释液，最后将聚酯树脂基 体缓慢加入稀释液中进行稀释、冷却至室温、过滤，得到不饱和聚酯树脂。在实际操作过程 中，乙二醇与1,2-丙二醇的质量比为1:(0.9～1.1)，顺丁烯二酸酐与乙二酸的质量比为 (0.9～1.1)：(1.05～1.25)。具体地，本发明在不饱和聚酯树脂中引入具有阻燃作用的四溴苯 酐和对苯二酚，赋予该免烧砖良好的阻燃性，同时制备得到的不饱和聚酯树脂成型工艺性能 好、固化速度快、成本低廉、性价比高，有利于提高该免烧砖的综合性能。

作为上述方案的进一步改进，所述天然彩砂按原料重量百分比计由40～70％的6～10目的 黄彩砂、15～40％的20～40目的黄彩砂、15～30％的40～80目的黄彩砂、8～18％的20～40目的 虎皮黄彩砂，3～10％的100目的中国黑彩砂，3～8％的80～120目的云灰彩砂组成。具体地， 本发明通过采用不同目数的黄彩砂作为天然彩砂的主要组分，使得制备后的免烧砖具有色泽 艳丽、高贵典雅的装饰效果。

作为上述方案的进一步改进，所述色粉按原料重量百分比计由50～80％的米黄色粉、 10～35％的中黄色粉和10～40％的钛白粉组成。具体地，本发明的色粉与天然彩砂具有协同作 用，其使得该免烧砖整砖呈现优异的装饰效果。

作为上述方案的进一步改进，所述固化剂为1,1-二(叔丁基过氧化)环己烷。具体地， 增加固化剂的比例，可以缩短固化时间，但固化剂过多，产品脆性大，因此根据实际情况调 整添加量。当固化剂选用1,1-二(叔丁基过氧化)环己烷时，其与其它原料组分具有良好的 适配性，有利于该免烧砖加工过程中的固化成型。

作为上述方案的进一步改进，所述加工助剂按原料总重量份计由0.5～1％的促进剂、1～3％ 的分散剂和2～3％的消泡剂组成。具体地，本发明所述的促进剂、分散剂和消泡剂均为建筑 陶瓷常用加工助剂，其具体添加量可根据产品实际生产所需进行限定，基于对免烧砖成品综 合性能的考虑，本发明优选所述促进剂为N，N-二甲基苯胺，所述分散剂为甲基戊醇，所述 消泡剂为乳化硅油。

作为上述方案的进一步改进，该免烧砖的整砖厚度为18～30mm。具体地，本发明的免 烧砖对于较宽的整砖厚度范围均适宜，可根据实际应用所需选择，以获得不同场合不同应用 的免烧砖产品。

一种如上所述的建筑装饰用的免烧砖的制备方法，其包括如下工艺步骤：

1)按原料重量百分比计分别称取不饱和聚酯树脂、色粉、钛酸酯偶联剂和固化剂于 180～220r/min搅拌速度下混合搅拌10～30min，得树脂混合物；

2)按原料重量百分比计分别称取碳酸钙粉、陶瓷微粉和天然彩砂混合均匀，加入按重 量百分比计90～95％的树脂混合物，再加入加工助剂，于200～240r/min搅拌速度下混合搅拌 20～30min，得预制混合料A；

3)取按重量百分比计5～10％的树脂混合物与天然彩砂、胶水混合，在加入加工助剂， 得预制混合料B；

4)将预制混合料A浇筑到模具中，真空振动成型，再浇筑预制混合料B，真空振动成型，经60～80℃温度条件下固化1.5～2h，再经120～200℃温度条件下固化3～5h，脱模，后处 理，得建筑装饰用免烧砖成品。

具体地，本发明的制备方法采用预制混合料A和预制混合料B的特殊设置，并通过二 次真空振动成型和加热固化，有效地解决了在砖体成型过程中内部不均质、密度不一致甚至 层裂等问题，从而大大提升良品率，且兼具生产周期短、无需养护等优点。

作为上述方案的进一步改进，步骤2)中天然彩砂的添加量和步骤3)中天然彩砂的添 加量的重量比为(0.5～1)：(9～9.5)。具体地，本发明在免烧砖坯体与表面均加入有不同 比例的天然彩砂，使免烧砖通体效果一致。

作为上述方案的进一步改进，步骤2)中加工助剂的添加量和步骤3)中加工助剂的添 加量的重量比为1:1。具体地，根据免烧砖坯体和表面所用原料的用量调整加工助剂的用量， 有利于进一步优化免烧砖的成型效果。

作为上述方案的进一步改进，步骤4)所述真空振动成型的抽真空气压为-0.05～-0.08MPa， 成型时间为5～8min。具体地，利用真空装置，将成型物料内的空气抽出大部分或者绝大部 分，使成型模具内形成一定的真空度，让物料在真空内承受压力或接受振动，从而可使物料 在压力不会形成空气垫层，在振动力下也会更密实。本发明通过对真空振动成型工艺参数的 限定，高效地获得成型效果良好的免烧砖成品。

本发明的有益效果是：

本发明通过对免烧砖原料组分及配比的特殊设置和调整，采用不饱和聚酯树脂为主辅以 少量胶水作为粘胶剂，并引入天然彩砂、钛酸酯偶联剂，使得该免烧砖配方中各原料组分协 同作用，发挥相辅相成的技术效果，从而制备得到的免烧砖具有优异的耐酸碱性、耐气候性， 耐化学腐蚀性、耐磨性，且兼具良好的力学性能。

本发明的制备方法采用二次真空振动与加热固化，无需养护即可获得抗污强、硬度高、 耐磨性强的免烧砖，且其制备工艺简单、生产周期短、造价低廉，有利于大规模工业化生产。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进行具体描述，以便于所属技术领域的人员对本发明的理解。 有必要在此特别指出的是，实施例只是用于对本发明做进一步说明，不能理解为对本发明保 护范围的限制，所属领域技术熟练人员，根据上述发明内容对本发明作出的非本质性的改进 和调整，应仍属于本发明的保护范围。同时下述所提及的原料未详细说明的，均为市售产品； 未详细提及的工艺步骤或制备方法为均为本领域技术人员所知晓的工艺步骤或制备方法。

实施例1

一种建筑装饰用的免烧砖，整砖厚度为18mm，其按原料重量百分比计包括如下组分： 25％的不饱和聚酯树脂、26.5％的碳酸钙粉、40％的陶瓷微粉、3％的天然彩砂、0.5％的钛酸 酯偶联剂、0.2％的1,1-二(叔丁基过氧化)环己烷、0.5％的促进剂、1％的分散剂和2％的消 泡剂、0.3％的色粉、1％的胶水。

其中，所述不饱和聚酯树脂的制备方法为按重量百分比计先将37.95％的乙二醇和1,2- 丙二醇(乙二醇与1,2-丙二醇的质量比为1:0.9)、30％的顺丁烯二酸酐和乙二酸(顺丁烯二 酸酐与乙二酸的质量比为0.9:1.05)加入到反应釜中控制温度为160℃进行30min的缩聚反 应得到聚酯树脂基体，再将30％的苯乙烯、2％的四溴苯酐和0.05％的对苯二酚加入稀释釜中 进行搅拌得到稀释液，最后将聚酯树脂基体缓慢加入稀释液中进行稀释、冷却至室温、过滤， 得到不饱和聚酯树脂；所述天然彩砂按原料重量百分比计由40％的6目的黄彩砂、20％的40 目的黄彩砂、20％的60目的黄彩砂、10％的40目的虎皮黄彩砂，7％的100目的中国黑彩砂， 3％的100目的云灰彩砂组成；所述色粉按原料重量百分比计由70％的米黄色粉、15％的中黄 色粉和15％的钛白粉组成。

制备方法：

1)按原料重量百分比计分别称取不饱和聚酯树脂、色粉、钛酸酯偶联剂和固化剂于 180r/min搅拌速度下混合搅拌30min，得树脂混合物；

2)按原料重量百分比计分别称取碳酸钙粉、陶瓷微粉和天然彩砂混合均匀，加入按重 量百分比计90％的树脂混合物，再加入促进剂、分散剂和消泡剂，于240r/min搅拌速度下混 合搅拌20min，得预制混合料A；

3)取按重量百分比计10％的树脂混合物与天然彩砂、胶水混合，在加入促进剂、分散 剂和消泡剂，得预制混合料B；

4)将预制混合料A浇筑到模具中，真空振动成型，控制抽真空气压为-0.05MPa，成型 时间为8min，再浇筑预制混合料B，真空振动成型，控制抽真空气压为-0.05MPa，成型时间 为8min，经60℃温度条件下固化2h，再经120℃温度条件下固化5h，脱模，后处理，得实施例1建筑装饰用免烧砖成品。

其中，步骤2)中天然彩砂的添加量和步骤3)中天然彩砂的添加量的重量比为0.5:9.5； 步骤2)中加工助剂的添加量和步骤3)中加工助剂的添加量的重量比为1:1。

实施例2

一种建筑装饰用的免烧砖，整砖厚度为30mm，其按原料重量百分比计包括如下组分： 30％的不饱和聚酯树脂、26％的碳酸钙粉、30％的陶瓷微粉、5％的天然彩砂、1％的钛酸酯偶 联剂、1％的1,1-二(叔丁基过氧化)环己烷、1％的促进剂、2.5％的分散剂和2％的消泡剂、 0.5％的色粉、1％的胶水。

其中，所述不饱和聚酯树脂的制备方法为按重量百分比计先将40.05％的乙二醇和1,2- 丙二醇(乙二醇与1,2-丙二醇的质量比为1:1.05)、32.4％的顺丁烯二酸酐和乙二酸(顺丁烯 二酸酐与乙二酸的质量比为1:1.2)加入到反应釜中控制温度为200℃进行15min的缩聚反应 得到聚酯树脂基体，再将25％的苯乙烯、2.5％的四溴苯酐和0.05％的对苯二酚加入稀释釜中 进行搅拌得到稀释液，最后将聚酯树脂基体缓慢加入稀释液中进行稀释、冷却至室温、过滤， 得到不饱和聚酯树脂；所述天然彩砂按原料重量百分比计由45％的10目的黄彩砂、15％的 20目的黄彩砂、18％的80目的黄彩砂、12％的40目的虎皮黄彩砂，4％的100目的中国黑彩 砂，6％的80目的云灰彩砂组成；所述色粉按原料重量百分比计由60％的米黄色粉、20％的 中黄色粉和20％的钛白粉组成。

制备方法：

1)按原料重量百分比计分别称取不饱和聚酯树脂、色粉、钛酸酯偶联剂和固化剂于 220r/min搅拌速度下混合搅拌10min，得树脂混合物；

2)按原料重量百分比计分别称取碳酸钙粉、陶瓷微粉和天然彩砂混合均匀，加入按重 量百分比计95％的树脂混合物，再加入促进剂、分散剂和消泡剂，于200r/min搅拌速度下混 合搅拌30min，得预制混合料A；

3)取按重量百分比计5％的树脂混合物与天然彩砂、胶水混合，在加入促进剂、分散 剂和消泡剂，得预制混合料B；

4)将预制混合料A浇筑到模具中，真空振动成型，控制抽真空气压为-0.08MPa，成型 时间为5min，再浇筑预制混合料B，真空振动成型，控制抽真空气压为-0.08MPa，成型时间 为5min，经80℃温度条件下固化1.5h，再经200℃温度条件下固化3h，脱模，后处理，得实施例2建筑装饰用免烧砖成品。

其中，步骤2)中天然彩砂的添加量和步骤3)中天然彩砂的添加量的重量比为1:9；步 骤2)中加工助剂的添加量和步骤3)中加工助剂的添加量的重量比为1:1。

实施例3

一种建筑装饰用的免烧砖，整砖厚度为25mm，其按原料重量百分比计包括如下组分： 20％的不饱和聚酯树脂、20％的碳酸钙粉、48％的陶瓷微粉、4％的天然彩砂、0.8％的钛酸酯 偶联剂、0.2％的1,1-二(叔丁基过氧化)环己烷、0.5％的促进剂、3％的分散剂和2％的消泡 剂、0.5％的色粉、1％的胶水。

其中，所述不饱和聚酯树脂的制备方法为按重量百分比计先将43％的乙二醇和1,2-丙二 醇(乙二醇与1,2-丙二醇的质量比为1:1.1)、34.95％的顺丁烯二酸酐和乙二酸(顺丁烯二酸 酐与乙二酸的质量比为1.1:1.25)加入到反应釜中控制温度为180℃进行20min的缩聚反应 得到聚酯树脂基体，再将20％的苯乙烯、2％的四溴苯酐和0.05％的对苯二酚加入稀释釜中进 行搅拌得到稀释液，最后将聚酯树脂基体缓慢加入稀释液中进行稀释、冷却至室温、过滤， 得到不饱和聚酯树脂；所述天然彩砂按原料重量百分比计由49％的8目的黄彩砂、17％的30 目的黄彩砂、15％的50目的黄彩砂、10％的20目的虎皮黄彩砂，3％的100目的中国黑彩砂， 6％的120目的云灰彩砂组成；所述色粉按原料重量百分比计由65％的米黄色粉、17％的中黄 色粉和18％的钛白粉组成。

制备方法：

1)按原料重量百分比计分别称取不饱和聚酯树脂、色粉、钛酸酯偶联剂和固化剂于 200r/min搅拌速度下混合搅拌20min，得树脂混合物；

2)按原料重量百分比计分别称取碳酸钙粉、陶瓷微粉和天然彩砂混合均匀，加入按重 量百分比计92％的树脂混合物，再加入促进剂、分散剂和消泡剂，于220r/min搅拌速度下混 合搅拌25min，得预制混合料A；

3)取按重量百分比计8％的树脂混合物与天然彩砂、胶水混合，在加入促进剂、分散 剂和消泡剂，得预制混合料B；

4)将预制混合料A浇筑到模具中，真空振动成型，控制抽真空气压为-0.06MPa，成型 时间为6min，再浇筑预制混合料B，真空振动成型，控制抽真空气压为-0.06MPa，成型时间 为6min，经70℃温度条件下固化2h，再经150℃温度条件下固化4h，脱模，后处理，得实施例3建筑装饰用免烧砖成品。

其中，步骤2)中天然彩砂的添加量和步骤3)中天然彩砂的添加量的重量比为0.8:9.2； 步骤2)中加工助剂的添加量和步骤3)中加工助剂的添加量的重量比为1:1。

上述实施例为本发明的优选实施例，凡与本发明类似的工艺及所作的等效变化，均应属 于本发明的保护范畴。

Claims (10)

1.一种建筑装饰用的免烧砖，其特征在于按原料重量百分比计包括如下组分：10～35％的不饱和聚酯树脂、15～40％的碳酸钙粉、20～50％的陶瓷微粉、3～5％的天然彩砂、0.1～1％的钛酸酯偶联剂、0.05～1％的固化剂、3.5～7％的加工助剂、0.3～0.5％的色粉、1％的胶水。

2.根据权利要求1所述的一种建筑装饰用的免烧砖，其特征在于：所述不饱和聚酯树脂的制备方法为按重量百分比计先将30～50％的乙二醇和1,2-丙二醇、25～40％的顺丁烯二酸酐和乙二酸加入到反应釜中控制温度为160～200℃进行15～30min的缩聚反应得到聚酯树脂基体，再将20～40％的苯乙烯、1～3％的四溴苯酐和0.01～0.05％的对苯二酚加入稀释釜中进行搅拌得到稀释液，最后将聚酯树脂基体缓慢加入稀释液中进行稀释、冷却至室温、过滤，得到不饱和聚酯树脂。

3.根据权利要求1所述的一种建筑装饰用的免烧砖，其特征在于：所述天然彩砂按原料重量百分比计由40～70％的6～10目的黄彩砂、15～40％的20～40目的黄彩砂、15～30％的40～80目的黄彩砂、8～18％的20～40目的虎皮黄彩砂，3～10％的100目的中国黑彩砂，3～8％的80～120目的云灰彩砂组成。

4.根据权利要求1所述的一种建筑装饰用的免烧砖，其特征在于：所述色粉按原料重量百分比计由50～80％的米黄色粉、10～35％的中黄色粉和10～40％的钛白粉组成。

5.根据权利要求1所述的一种建筑装饰用的免烧砖，其特征在于：所述固化剂为1,1-二(叔丁基过氧化)环己烷。

6.根据权利要求1所述的一种建筑装饰用的免烧砖，其特征在于：该免烧砖的整砖厚度为18～30mm。

7.一种如权利要求1～6任一项所述的建筑装饰用的免烧砖的制备方法，其特征在于包括如下工艺步骤：

1)按原料重量百分比计分别称取不饱和聚酯树脂、色粉、钛酸酯偶联剂和固化剂于180～220r/min搅拌速度下混合搅拌10～30min，得树脂混合物；

2)按原料重量百分比计分别称取碳酸钙粉、陶瓷微粉和天然彩砂混合均匀，加入按重量百分比计90～95％的树脂混合物，再加入加工助剂，于200～240r/min搅拌速度下混合搅拌20～30min，得预制混合料A；

3)取按重量百分比计5～10％的树脂混合物与天然彩砂、胶水混合，在加入加工助剂，得预制混合料B；

4)将预制混合料A浇筑到模具中，真空振动成型，再浇筑预制混合料B，真空振动成型，经60～80℃温度条件下固化1.5～2h，再经120～200℃温度条件下固化3～5h，脱模，后处理，得建筑装饰用免烧砖成品。

8.根据权利要求7所述的一种建筑装饰用的免烧砖的制备方法，其特征在于：步骤2)中天然彩砂的添加量和步骤3)中天然彩砂的添加量的重量比为(0.5～1)：(9～9.5)。

9.根据权利要求7所述的一种建筑装饰用的免烧砖的制备方法，其特征在于：步骤2)中加工助剂的添加量和步骤3)中加工助剂的添加量的重量比为1:1。

10.根据权利要求7所述的一种建筑装饰用的免烧砖的制备方法，其特征在于：步骤4)所述真空振动成型的抽真空气压为-0.05～-0.08MPa，成型时间为5～8min。