CN111320434B - 一种质感彩砂无石棉纤维水泥复合装饰材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的一种质感彩砂无石棉纤维水泥复合装饰材料，其制备原料包括以下重量份的成分：硅酸盐水泥：1000份，短切玻璃纤维：50～60份，有机纤维：200～250份，石英砂：100～120份，水：50～300份；彩色白云石：150～200份，丙烯酸乳液：100～150份，改性硅树脂：5～7份，成膜助剂：1.0～1.2份，消泡剂：0.8～1.0份。本发明采用一体化制备工艺，提升了生产效率，避免了现场施工对于环境的二次污染，且制备的产品在特性上具有耐老化性能高、涂层具备憎水透汽、抗折强度高、吸水率低、装饰效果优等特点。

Description

一种质感彩砂无石棉纤维水泥复合装饰材料及其制备方法
技术领域
本发明属于装配式建筑节能新材料技术领域，特别涉及一种质感彩砂无石棉纤维水泥复合装饰材料及其制备方法。
背景技术
质感彩砂无石棉纤维水泥复合装饰材料主要应用在装配式建筑节能外立面领域，即节能建材和装配式建筑，其应用在装配式建筑外立面的市场领域需求巨大。
目前国内文献中有关无石棉水泥纤维型材的工艺和制备方法集中在提升和改善产品的质量、技术参数性能、合格率、优化生产工艺和环保性能上，经过多年的发展采用替代石棉的材料和增加产品性能的绿色产品逐步推向市场，其应用领域也逐渐从内装饰延展到建筑外立面领域。
然后作为建筑外立面的材料，其追寻建筑本身的特性是需要表面装饰效果的，作为装配式外立面技术成果的普及，除混凝土以外使用重木、砼木和钢结构为装配式建筑促进了工厂预制化的发展。但是作为装配式建筑结构配套的一体化装饰外立面产品在国内目前尚未有出现，造成可以使用装配式建筑材料领域的外立面没用实现真正的预制化生产，外立面装饰仍然采用传统工艺在现场完成，既降低了生产效率又制造了二次现场环境污染的可能性，不利用装配式建筑产业的发展。
同时传统的建筑外立面装饰涂料产品因其在现场施工的工艺决定了整个产品开发体系是针对现场混凝土结构基面进行开发，提供从底漆到面漆等完备且复杂的产品和应用体系，而以上提及的产品和应用体系的研发逻辑在装配式建筑外立面使用的复合纤维水泥板型材上却不成立，其主要原因在于现场混凝土结构基面在抹灰后的物理和化学形态与水泥纤维板所使用的硅酸盐水泥、石英砂、纤维素材质所聚合的产品有区别，需要对目前外立面装饰产品的配方及其应用做研究和创新，包括但不限于配方和制备方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种质感彩砂无石棉纤维水泥复合装饰材料及其制备方法，以解决现有技术中存在的产品无法一次成型、质感效果差、色差无保障、大批量生产效率低下等问题；本发明的方法能够减少不必要的生产工艺步骤，实现节能减排。
本发明的一种质感彩砂无石棉纤维水泥复合装饰材料，其特征在于，其制备原料包括以下重量份的成分：
硅酸盐水泥：1000份，短切玻璃纤维：50～60份，有机纤维：200～250份，石英砂：100～120份，水：50～300份；
彩色白云石：150～200份，丙烯酸乳液：100～150份，改性硅树脂：5～7份，成膜助剂：1.0～1.2份，消泡剂：0.8～1.0份；
所述硅酸盐水泥为以硅酸钙为主的硅酸盐水泥熟料，加上5％以下的石灰石或粒化高炉矿渣，适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，强度等级62.5R；
所述短切玻璃纤维为无碱玻璃纤维、中碱玻璃纤维、高碱玻璃纤维、高强度玻璃纤维、耐碱玻璃纤维中的一种或两种以上的混合物；优选为耐碱玻璃纤维；耐碱玻璃纤维具有的重量轻、强度好的特性可以有效改善型材的韧性和强度，其良好的耐碱性、抗裂抗渗、抗冲击和抗弯特性能可提升产品在室外环境使用的表现性能；所述短切玻璃纤维的长度为0.5～3mm；
所述有机纤维为以木质纤维为原料的纸浆，用于提升型材的韧性，提升抗折强度；所述石英砂的粒径大小为40～60目，能够提升型材的强度；
所述彩色白云石为在白云石中加入无机色料和水玻璃等助剂并在600～700℃下煅烧成釉状晶体的烧结彩色白云石，粒径大小为40～100目；所述烧结彩色白云石的制备方法有很多文献公开，例如：文献CN104193208A(高温烧结彩砂及其制备方法)；白云石为优质的耐火材料，且矿床丰富不属于稀有矿产资源，在烧结过程(又称为表层釉面陶瓷烧结处理)中可均匀着色，大幅提升物理性能和化学性能替代传统的天然砂的工艺，解决了色差和耐候性差的问题；
所述丙烯酸乳液为纯丙乳液、苯丙乳液、硅丙乳液中的一种或两种以上的混合物；赋予产品透汽憎水性能，且VOC等有害物质含量低；
所述改性硅树脂中为长链烷基型醇酸改性硅树脂，可以改善产品的耐候性能；
所述成膜助剂为脂醇类成膜助剂、乙二醇2-乙基己基醚类成膜助剂、脂肪酸二甲酯类成膜助剂中的一种或两种以上的混合物；优选为乙二醇2-乙基己基醚，成膜效率和挥发速率高，在烘烤和熟化过程中涂层具有良好的流平性，提供更快的表面硬化反应效果；
所述消泡剂用于消除苯丙胶乳、乙丙胶乳、纯丙胶乳、醋酸乙烯胶乳等体系的泡沫，优选为非硅类消泡剂。
本发明的一种质感彩砂无石棉纤维水泥复合装饰材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将所述硅酸盐水泥、短切玻璃纤维、有机纤维和石英砂投入混料机搅拌，与所述水进行混合使之形成稳定的混合物A；
将所述彩色白云石、丙烯酸乳液、成膜助剂和改性硅树脂混合，搅拌使之充分反应后，添加所述消泡剂，得到稠状混合物B；
(2)将所述混合液物A进行抄取10～60min，然后送入模具中进行水化反应并成坯，得到水化反应物C；然后将所述水化反应物C进行高温蒸压8～15h，得到水化反应物D；
(3)将所述水化反应物D送入压延机内挤压成型，得到符合需求的板材；在压延挤出的同时，使用布料型喷涂设备将稠状混合物C喷涂在所述板材的表面，得到复合生板材；
(4)将复合生板材送至养护机进行熟化，熟化后再置于自然空气条件下养护至少7天，即可得到本发明的质感彩砂无石棉纤维水泥复合装饰材料；
其中，在步骤(2)中，所述抄取应在步骤(1)混合物A搅拌成形后的60min内完成，所述抄取温度为5～35℃；
其中，在步骤(2)中，所述蒸压温度为100～160℃，压力为0.2～0.8Mpa；也可以采用反复蒸压工艺，例如文献CN108656328A(纤维水泥板的蒸压养护工艺)中公开的方法；
在所述步骤(4)中，所述熟化为常压下70～100℃下熟化60～120Min。
本发明的有益效果是：
本发明的方法采用了一体化的制备工艺，替代传统的工厂生产现场人工涂装的工艺，提升了生产效率，避免了现场施工对于环境的二次污染，且制备的产品在特性上具有耐老化性能高、涂层具备憎水透汽、抗折强度高、吸水率低、装饰效果优于市场上普遍的使用传统天然矿砂和普通涂料产品；本发明制备的产品能够适配与目前市场上重木结构、砼木结构、钢结构等装配式外立面墙体表面，可以根据需求进行大批量定制，相比传统方法减少了原材料的浪费并能够形成统一的质量体系；在发明配方的选择上引用烧结上釉的白云石为主体原料，通过制备工艺和无石棉纤维水泥型材高效附着，提出了一个新的材料体系结构。
附图说明
图1为本发明的质感彩砂无石棉纤维水泥复合装饰材料成品。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
硅酸盐水泥：1000份，短切玻璃纤维：50份，有机纤维：250份，石英砂：120份，水：90份；彩色白云石：150份，丙烯酸乳液：100份，改性硅树脂：6份，成膜助剂：1.0份，消泡剂：0.8份；
(1)将所述硅酸盐水泥、短切玻璃纤维、有机纤维和石英砂投入混料机搅拌，与水进行混合使之形成稳定的混合物A；
将所述彩色白云石、丙烯酸乳液、成膜助剂和改性硅树脂混合，搅拌使之充分反应后，添加所述消泡剂，得到稠状混合物B；
(2)将所述混合物A静置5min后在30℃下抄取45min，然后送入模具中进行水化反应并成坯，得到水化反应物C；然后将所述水化反应物C在100～160℃、压力为0.2～0.8Mpa下进行高温蒸压15h，得到水化反应物D；
(3)将所述水化反应物D送入压延机内挤压成型，得到符合需求的板材；在压延挤出的同时，使用布料型喷涂设备将稠状混合物C喷涂在所述板材的表面，得到复合生板材；
(4)将复合生板材送至养护机在常压下95℃下进行熟化100Min，熟化后再置于自然空气条件下养护7天，即可得到本发明的质感彩砂无石棉纤维水泥复合装饰材料。
实施例2
硅酸盐水泥：1000份，短切玻璃纤维：60份，有机纤维：210份，石英砂：100份，水：150份；彩色白云石：200份，丙烯酸乳液：150份，改性硅树脂：7份，成膜助剂：1.2份，消泡剂：0.9份；
(1)将所述硅酸盐水泥、短切玻璃纤维、有机纤维和石英砂投入混料机搅拌，与水进行混合使之形成稳定的混合物A；
将所述彩色白云石、丙烯酸乳液、成膜助剂和改性硅树脂混合，搅拌使之充分反应后，添加所述消泡剂，得到稠状混合物B；
(2)立即将所述混合物A进行在25℃下抄取60min，然后送入模具中进行水化反应并成坯，得到水化反应物C；然后将所述水化反应物C在100～160℃、压力为0.2～0.4Mpa下进行高温蒸压8h，得到水化反应物D；
(3)将所述水化反应物D送入压延机内挤压成型，得到符合需求的板材；在压延挤出的同时，使用布料型喷涂设备将稠状混合物C喷涂在所述板材的表面，得到复合生板材；
(4)将复合生板材送至养护机在常压下85℃下进行熟化120Min，熟化后再置于自然空气条件下养护10天，即可得到本发明的质感彩砂无石棉纤维水泥复合装饰材料。
将实施例1和2所得到的质感彩砂无石棉纤维水泥复合装饰材料，采用GB/T1865-2009耐老化测试标准和方法；采用JG/T396-2012《外墙用非承重纤维增强水泥板》中有关抗折强度标准和方法以及采用GB/T1733-1993《漆膜耐水性测定法》的耐水性测试；采用GB/T9265-2009《建筑涂料涂层耐碱性测定》的测试方法；采用GB/T5464-2010《建筑材料不然性试验方法》有关燃烧性能的测试方法；采用GB/T10294-2008《绝热材料稳态热阻及有关特征性的测定防护热板法》有关导热系数的测试方法，得到的结果列于表1中。与现有技术的产品相比，本发明的产品人工耐老化、抗折强度、燃烧性能、耐水性、耐碱性、吸水率等性能都得到了大幅度提高。
表1产品性能测试结果
Figure GDA0002463070580000081

Claims (7)

1.一种质感彩砂无石棉纤维水泥复合装饰材料，其特征在于，其制备原料包括以下重量份的成分：
硅酸盐水泥：1000份，短切玻璃纤维：50～60份，有机纤维：200～250份，石英砂：100～120份，水：50～300份；
彩色白云石：150～200份，丙烯酸乳液：100～150份，改性硅树脂：5～7份，成膜助剂：1.0～1.2份，消泡剂：0.8～1.0份；
所述硅酸盐水泥为以硅酸钙为主的硅酸盐水泥熟料，加上5%以下的石灰石或粒化高炉矿渣，适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，强度等级62.5R；所述有机纤维为以木质纤维为原料的纸浆；所述彩色白云石为在白云石中加入无机色料和水玻璃并在600～700℃下煅烧成釉状晶体的烧结彩色白云石，粒径大小为40～100目；
所述质感彩砂无石棉纤维水泥复合装饰材料的制备方法，包括以下步骤：（1）将所述硅酸盐水泥、短切玻璃纤维、有机纤维和石英砂投入混料机搅拌，与所述水进行混合使之形成稳定的混合物A；
将所述彩色白云石、丙烯酸乳液、成膜助剂和改性硅树脂混合，搅拌使之充分反应后，添加所述消泡剂，得到稠状混合物B；
（2）将所述混合物A进行抄取10～60min，然后送入模具中进行水化反应并成坯，得到水化反应物C；然后将所述水化反应物C进行高温蒸压8～15h，得到水化反应物D；
所述抄取应在步骤（1）混合物A搅拌成形后的60min内完成，所述抄取温度为5～35℃；
所述蒸压温度为100～160℃，压力为0.2～0.8MPa；
（3）将所述水化反应物D送入压延机内挤压成型，得到符合需求的板材；在压延挤出的同时，使用布料型喷涂设备将稠状混合物B喷涂在所述板材的表面，得到复合生板材；
（4）将复合生板材送至养护机进行熟化，熟化后再置于自然空气条件下养护至少7天，即可得到所述质感彩砂无石棉纤维水泥复合装饰材料。
2.根据权利要求1所述的质感彩砂无石棉纤维水泥复合装饰材料，其特征在于，所述短切玻璃纤维为无碱玻璃纤维、中碱玻璃纤维、高碱玻璃纤维、高强度玻璃纤维、耐碱玻璃纤维中的一种或两种以上的混合物。
3.根据权利要求1所述的质感彩砂无石棉纤维水泥复合装饰材料，其特征在于，所述石英砂的粒径大小为40～60目；所述丙烯酸乳液为纯丙乳液、苯丙乳液、硅丙乳液中的一种或两种以上的混合物。
4.根据权利要求1所述的质感彩砂无石棉纤维水泥复合装饰材料，其特征在于，所述改性硅树脂中为长链烷基型醇酸改性硅树脂。
5.根据权利要求1所述的质感彩砂无石棉纤维水泥复合装饰材料，其特征在于，所述成膜助剂为脂醇类成膜助剂、乙二醇2-乙基己基醚类成膜助剂、脂肪酸二甲酯类成膜助剂中的一种或两种以上的混合物；所述消泡剂为非硅类消泡剂。
6.一种如权利要求1～5任意一项所述的质感彩砂无石棉纤维水泥复合装饰材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将所述硅酸盐水泥、短切玻璃纤维、有机纤维和石英砂投入混料机搅拌，与所述水进行混合使之形成稳定的混合物A；
将所述彩色白云石、丙烯酸乳液、成膜助剂和改性硅树脂混合，搅拌使之充分反应后，添加所述消泡剂，得到稠状混合物B；
（2）将所述混合物A进行抄取10～60min，然后送入模具中进行水化反应并成坯，得到水化反应物C；然后将所述水化反应物C进行高温蒸压8～15h，得到水化反应物D；
所述抄取应在步骤（1）混合物A搅拌成形后的60min内完成，所述抄取温度为5～35℃；
所述蒸压温度为100～160℃，压力为0.2～0.8MPa；
（3）将所述水化反应物D送入压延机内挤压成型，得到符合需求的板材；在压延挤出的同时，使用布料型喷涂设备将稠状混合物B喷涂在所述板材的表面，得到复合生板材；
（4）将复合生板材送至养护机进行熟化，熟化后再置于自然空气条件下养护至少7天，即可得到所述质感彩砂无石棉纤维水泥复合装饰材料。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤（4）中，所述熟化为常压下70～100℃下熟化60～120min。
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