CN111499205B - 利用锂云母尾矿一次烧结微晶泡沫保温装饰一体板 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用锂云母尾矿一次烧结的微晶泡沫保温装饰一体板及其制备方法，所述保温装饰一体板述为两层结构，微晶发泡轻质层原料为锂云母尾矿、粘土、工业废渣磷石膏、赤泥、建筑垃圾、高岭土、石墨烯、水泥砂浆、木质纤维、纤维素醚等，微晶耐磨装饰面层原料为高岭土、硅土、红黏土、紫页岩、石墨烯、水玻璃等，本发明制备的一体板机械性能强，导热系数低，双层粘结性强，保温效果好，耐高温，不易开裂，发色稳定。

Description

利用锂云母尾矿一次烧结微晶泡沫保温装饰一体板
技术领域
本发明属于建筑工程材料技术领域，具体涉及一种利用锂云母尾矿一次烧结微晶泡沫保温装饰一体板及其制备方法。
背景技术
装饰材料(建筑的外表)和防火外保温材料(建筑的脂肪)一直是建筑工程材料技术领域研究的主要课题，且国家对建筑外墙保温装饰在质量上有着严格要求。
目前，市场上的保温板装饰一体板通常是应用有机保温材料或岩棉板和装饰面层结合形成的保温装饰一体板，其存在的主要问题是：1、采用有机材料保温板，防火效果不理想；2、保温板因热胀冷缩容易对饰面层进行挤压，造成饰面的开裂；3、采用岩棉保温板容易吸水，防水效果不理想，受潮后影响保温效果；4、装饰面层和保温层之间的结合效果不好，容易产生裂缝。
申请号为CN201610265638.7的发明专利公开了一种软瓷聚氨酯保温装饰复合板的制备方法，通过将柔性软瓷的制备直接在聚氨酯保温板上进行，使得复合板能够一次合成。该风复合板兼具了保温和装饰的效果，但是强度不高，适应范围较受限。申请号为CN201610959101.0的发明专利，公开了一种保温装饰一体化饰面砖及其制备方法，将软瓷饰面层与保温层间连接成一个整体，具有装饰与保温功能。但是，该饰面砖由浆料材料粘结软瓷饰面层与保温层，容易产生裂缝，且该饰面砖在强度、韧性方面仍需改善。申请号为CN201810493483.1的发明专利，公开了一种防火保温装饰一体板及其制作工艺，其制得的板材保温效果好，防火等级高，更轻，施工便捷。但装饰面易开裂和耐磨性较差问题还未改善。
发明内容
本发明提供了一种利用锂云母尾矿一次烧结微晶泡沫保温装饰一体板，所述保温装饰一体板机械性能强，导热系数低，粘结性强，保温效果更好，耐高温，不易开裂，发色稳定。
为实现上述目的，本发明提供了一种利用锂云母尾矿一次烧结的微晶泡沫保温装饰一体板，所述保温装饰一体板为微晶发泡轻质层和微晶耐磨装饰面层两层结构。
所述微晶发泡轻质层的原料按以下重量份组成：锂云母尾矿40-45份、粘土6-10份、工业废渣磷石膏8-12份、赤泥5-7份、建筑垃圾10-14份、生活垃圾焚烧飞灰3-5份、高岭土1-3份、石墨烯 1-3份、抛光渣8-12份、发泡剂3-5份，水泥砂浆32-38份、微沫剂4-6份、防水粉4-6份、石灰5-7 份、水20-24份、粘土8-10份、混凝土12-16份、木质纤维1-3份、纤维素醚1-3份。
优选的，所述微晶发泡轻质层的原料按以下重量份组成：锂云母尾矿42份、粘土8份、工业废渣磷石膏10份、赤泥6份、建筑垃圾12份、生活垃圾焚烧飞灰4份、高岭土2份、石墨烯2份、抛光渣10份、发泡剂4份，水泥砂浆35份、微沫剂5份、防水粉5份、石灰6份、水22份、粘土9 份、混凝土14份、木质纤维2份、纤维素醚2份。
所述微晶耐磨装饰面层的原料按以下重量份组成：高岭土21-25份、硅土13-17份、红黏土20-24 份、紫页岩11-15份、珍珠岩2-4份、珠光体细粉1-3份、石墨烯1-3份、碳化硅5-7份、工业硅渣 4-6份、阻燃剂3-5份、水玻璃4-6份。
优选的，所述微晶耐磨装饰面层的原料按以下重量份组成：高岭土23份、硅土15份、红黏土 22份、紫页岩13份、珍珠岩3份、珠光体细粉2份、石墨烯2份、碳化硅6份、工业硅渣5份、阻燃剂4份、水玻璃5份。
优选的，所述抛光渣为碳化硅、硝酸钠、硝酸钾中的至少一种。
优选的，所述发泡剂为碳化硅、碳酸镁、碳酸钙和水玻璃中的至少一种。
优选的，所述阻燃剂主要成分为氢氧化镁、氢氧化铝或硅系中的一种或其混合物。
本发明还提供了一种所述利用锂云母尾矿一次烧结微晶泡沫保温装饰一体板的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照重量份数，取锂云母尾矿、粘土、工业废渣磷石膏、赤泥、建筑垃圾和高岭土置于粉碎机中粉碎成粒径为1～2cm的颗粒，之后转置于立磨中，研磨成粒径为160-180目的微粉，备用；
(2)按照重量份数，取抛光渣置于粉碎装置中粉碎成粒径为400～700目的细粉，备用；
(3)按照重量份数，取步骤(1)制得的微粉、步骤(2)制得的细粉和剩余原料一同置于混料机中进行混合15-20min，制得微晶发泡轻质层混料，备用；
(4)按照重量份数，取微晶耐磨装饰面层的原料一同置于混料机中进行混合15-20min，并烘干制得微晶耐磨装饰面层混料，备用；
(5)烧结成型：将所述微晶耐磨装饰面层混料通过压膜、微发泡、挤出，置于模具最下层，微晶发泡轻质层混料置于模具最上层，将所述模具置于1000～1100℃高温下烧成5～6h，自然冷却后取出，脱膜，并切割成型，经打磨、抛光、切割成形，得到微晶泡沫保温装饰一体板；
(6)成品加工：将一体板粗品的微晶耐磨装饰面层再进行打磨、抛光，得到微晶泡沫保温装饰一体板精品。
本发明所取得的技术效果为：
(1)本发明所述保温装饰一体板，在微晶发泡轻质层原料中添加适量石墨烯，增加了一体板的韧性、机械性能，降低导热系数，提高了保温效果，同时，特定比例的石墨烯和木质纤维、纤维素醚的混合料具有良好的黏结性，可以防止微晶泡沫保温装饰一体板开裂，并且可明显降低微晶泡沫保温装饰一体板的重量。
(2)本发明所述保温装饰一体板，在微晶耐磨装饰面层原料中添加有高岭土、硅土、碳化硅和工业硅渣，上述材料由于硅元素的存在，显著提高了装饰面的耐磨性，同时，高岭土、硅土中SiO2 性质不活泼，其中Si-O键较为稳定，在高温下具有良好的稳定性，Si-O键的存在可以提高微晶耐磨装饰面层的高温稳定性；同时，高岭土中的Al2O3，具有一定的粘结性和可塑性，对提高微晶发泡轻质层和微晶耐磨装饰面层的结合性有一定的帮助；面层原料中加入红粘土和紫页岩，获得发色稳定均匀的红色效果装饰面。
(3)本发明所述保温装饰一体板在制备过程中，采用自然冷却方法，消除一体砖的残余应力，增强其机械性能，结合对两层原料粒径的控制，最终获得的成品其抗压强度大于11Mpa，抗折强度高于5.2Mpa，导热系数低于0.08W/m·k，耐磨性高于6500r，燃烧等级达到A级。
(4)本发明所述保温装饰一体板，双层结合效果佳，不易产生裂痕，制备方法简单，提高固废利用率，降低了制作成本，节能环保。
具体实施方式
下面结合实施例进行详细的说明，下列所有试验例制备的板材均使用相同厚度的模具：
实施例1
按下列方法制备保温装饰一体板：
微晶发泡轻质层原料：
锂云母尾矿45份、粘土10份、工业废渣磷石膏8份、赤泥7份、建筑垃圾10份、生活垃圾焚烧飞灰3份、高岭土3份、石墨烯1份、抛光渣8份、发泡剂5份，水泥砂浆32份、微沫剂6份、防水粉4份、石灰7份、水24份、粘土10份、混凝土12份、木质纤维3份、纤维素醚3份。
微晶耐磨装饰面层原料：
高岭土25份、硅土13份、红黏土20份、紫页岩11份、珍珠岩4份、珠光体细粉1份、石墨烯 3份、碳化硅5份、工业硅渣6份、阻燃剂3份、水玻璃6份。
所述抛光渣为碳化硅、硝酸钠、硝酸钾2:0.5:0.5混合制成。
所述发泡剂为碳化硅和水玻璃2:1混合制成。
所述阻燃剂为氢氧化镁。
制备方法：
(1)按照重量份数，取锂云母尾矿、粘土、工业废渣磷石膏、赤泥、建筑垃圾和高岭土置于粉碎机中粉碎成粒径为1～2cm的颗粒，之后转置于立磨中，研磨成粒径为160-180目的微粉，备用；
(2)按照重量份数，取抛光渣置于粉碎装置中粉碎成粒径为400～700目的细粉，备用；
(3)按照重量份数，取步骤(1)制得的微粉、步骤(2)制得的细粉和剩余原料一同置于混料机中进行混合15-20min，制得微晶发泡轻质层混料，备用；
(4)按照重量份数，取微晶耐磨装饰面层的原料一同置于混料机中进行混合20min，并烘干制得微晶耐磨装饰面层混料，备用；
(5)烧结成型：将所述微晶耐磨装饰面层混料通过压膜、微发泡、挤出，置于模具最下层，微晶发泡轻质层混料置于模具最上层，将所述模具置于1050℃高温下烧成5.5h，自然冷却后取出，脱膜，并切割成型，经打磨、抛光、切割成形，得到微晶泡沫保温装饰一体板；
(6)成品加工：将一体板粗品的微晶耐磨装饰面层再进行打磨、抛光，得到微晶泡沫保温装饰一体板精品。
实施例2
微晶发泡轻质层原料：
锂云母尾矿40份、粘土6份、工业废渣磷石膏12份、赤泥5份、建筑垃圾14份、生活垃圾焚烧飞灰5份、高岭土1份、石墨烯3份、抛光渣12份、发泡剂3份，水泥砂浆38份、微沫剂4份、防水粉6份、石灰5份、水20份、粘土8份、混凝土16份、木质纤维1份、纤维素醚1份。
微晶耐磨装饰面层原料：
高岭土21份、硅土17份、红黏土24份、紫页岩15份、珍珠岩2份、珠光体细粉3份、石墨烯 1份、碳化硅7份、工业硅渣4份、阻燃剂5份、水玻璃4份。
所述抛光渣为碳化硅。
所述发泡剂为碳酸钙和水玻璃1:1混合制成。
所述阻燃剂主要成分为氢氧化铝。
制备方法同实施例1。
实施例3
微晶发泡轻质层原料：
锂云母尾矿42份、粘土8份、工业废渣磷石膏10份、赤泥6份、建筑垃圾12份、生活垃圾焚烧飞灰4份、高岭土2份、石墨烯2份、抛光渣10份、发泡剂4份，水泥砂浆35份、微沫剂5份、防水粉5份、石灰6份、水22份、粘土9份、混凝土14份、木质纤维2份、纤维素醚2份。
微晶耐磨装饰面层原料：
高岭土23份、硅土15份、红黏土22份、紫页岩13份、珍珠岩3份、珠光体细粉2份、石墨烯 2份、碳化硅6份、工业硅渣5份、阻燃剂4份、水玻璃5份。
所述抛光渣、发泡剂、阻燃剂成分同实施例1。
制备方法同实施例1。
对比例1
微晶发泡轻质层原料：
矿山尾矿48份，粉煤灰20份，生石灰20份，水泥10份，磷石膏3份，水60份，铝粉6份，稳泡剂3.5份。
微晶耐磨装饰面层原料同实施例3。
制备方法：
(1)矿山尾矿和粉煤灰及磷石膏送至球磨机，加水研磨后使其细度达到250-320目，得到原料浆，加入水泥不断搅拌，然后加入生石灰，加水及铝粉、稳定剂，40℃搅拌3分钟，得到微晶发泡轻质层混料；
(2)按照重量份数，取微晶耐磨装饰面层的原料一同置于混料机中进行混合20min，并烘干制得微晶耐磨装饰面层混料，备用；
(3)烧结成型：将所述微晶耐磨装饰面层混料通过压膜、微发泡、挤出，置于模具最下层，微晶发泡轻质层混料置于模具最上层，将所述模具置于1050℃高温下烧成3.5h，自然冷却后取出，脱膜，并切割成型，经打磨、抛光、切割成形，得到微晶泡沫保温装饰一体板；
(4)成品加工：将一体板粗品的微晶耐磨装饰面层再进行打磨、抛光，得到微晶泡沫保温装饰一体板精品。
对比例2
双层使用的原料同实施例3，区别在于不使用锂云母尾矿，而改用同重量份的矾尾矿替代。
制备方法同实施例1。
对比例3
双层使用的原料同实施例3，区别在于微晶发泡轻质层原料中不添加石墨烯。
制备方法同实施例1。
对比例4
双层使用的原料同实施例3，区别在于微晶发泡轻质层原料中不添加木质纤维。
制备方法同实施例1。
对比例5
双层使用的原料同实施例3，区别在于微晶发泡轻质层原料中不添加纤维素醚。
制备方法同实施例1。
对比例6
双层使用的原料同实施例3，区别在于微晶发泡轻质层原料中不添加磷石膏，而改用同重量份的钢渣替代。
制备方法同实施例1。
将实施例和对比例制备的一体板进行检测，各项检测按国家标准GB/T 17657-2013进行，结果见下表。
表1各试验例检测结果
Figure BDA0002450044140000051
Figure BDA0002450044140000061
将实施例和对比例制备的一体板参照JG/T 24-2000中6.14的规定进行拉伸粘结强度测定，结果如下。
表2各试验例拉伸粘结强度测试结果
试验例 拉伸粘结强MPa
实施例1 0.58
实施例2 0.55
实施例3 0.62
对比例1 0.34
对比例2 0.38
对比例3 0.24
对比例4 0.20
对比例5 0.26
对比例6 0.33
以上对本发明所提供的技术方案进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (7)

1.利用锂云母尾矿一次烧结微晶泡沫保温装饰一体板，其特征在于，所述保温装饰一体板为微晶发泡轻质层和微晶耐磨装饰面层两层结构；
所述微晶发泡轻质层的原料按以下重量份组成：锂云母尾矿40-45份、粘土6-10份、工业废渣磷石膏8-12份、赤泥5-7份、建筑垃圾10-14份、生活垃圾焚烧飞灰3-5份、高岭土1-3份、石墨烯1-3份、抛光渣8-12份、发泡剂3-5份，水泥砂浆32-38份、微沫剂4-6份、防水粉4-6份、石灰5-7份、水20-24份、混凝土12-16份、木质纤维1-3份、纤维素醚1-3份；
所述微晶耐磨装饰面层的原料按以下重量份组成：高岭土21-25份、硅土13-17份、红黏土20-24份、紫页岩11-15份、珍珠岩2-4份、珠光体细粉1-3份、石墨烯1-3份、碳化硅5-7份、工业硅渣4-6份、阻燃剂3-5份、水玻璃4-6份。
2.根据权利要求1所述的利用锂云母尾矿一次烧结微晶泡沫保温装饰一体板，其特征在于，所述微晶发泡轻质层的原料按以下重量份组成：锂云母尾矿42份、工业废渣磷石膏10份、赤泥6份、建筑垃圾12份、生活垃圾焚烧飞灰4份、高岭土2份、石墨烯2份、抛光渣10份、发泡剂4份，水泥砂浆35份、微沫剂5份、防水粉5份、石灰6份、水22份、粘土9份、混凝土14份、木质纤维2份、纤维素醚2份。
3.根据权利要求1所述的利用锂云母尾矿一次烧结微晶泡沫保温装饰一体板，其特征在于，所述微晶耐磨装饰面层的原料按以下重量份组成：高岭土23份、硅土15份、红黏土22份、紫页岩13份、珍珠岩3份、珠光体细粉2份、石墨烯2份、碳化硅6份、工业硅渣5份、阻燃剂4份、水玻璃5份。
4.根据权利要求1或2所述的利用锂云母尾矿一次烧结微晶泡沫保温装饰一体板，其特征在于，所述抛光渣为碳化硅、硝酸钠、硝酸钾中的至少一种。
5.根据权利要求1或2所述的利用锂云母尾矿一次烧结微晶泡沫保温装饰一体板，其特征在于，所述发泡剂为碳化硅、碳酸镁、碳酸钙和水玻璃中的至少一种。
6.根据权利要求1或3所述的利用锂云母尾矿一次烧结微晶泡沫保温装饰一体板，其特征在于，所述阻燃剂为氢氧化镁、氢氧化铝或硅系中的一种或其混合物。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的利用锂云母尾矿一次烧结微晶泡沫保温装饰一体板的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）按照重量份数，取锂云母尾矿、粘土、工业废渣磷石膏、赤泥、建筑垃圾和高岭土置于粉碎机中粉碎成粒径为1~2cm的颗粒，之后转置于立磨中，研磨成粒径为160-180目的微粉，备用；
（2）按照重量份数，取抛光渣置于粉碎装置中粉碎成粒径为400~700目的细粉，备用；
（3）按照重量份数，取步骤（1）制得的微粉、步骤（2）制得的细粉和剩余原料一同置于混料机中进行混合15-20min，制得微晶发泡轻质层混料，备用；
（4）按照重量份数，取微晶耐磨装饰面层的原料一同置于混料机中进行混合15-20min，并烘干制得微晶耐磨装饰面层混料，备用；
（5）烧结成型：将所述微晶耐磨装饰面层混料通过压膜、微发泡、挤出，置于模具最下层，微晶发泡轻质层混料置于模具最上层，将所述模具置于1000～1100℃高温下烧成5~6h，自然冷却后取出，脱膜，并切割成型，经打磨、抛光、切割成形，得到微晶泡沫保温装饰一体板；
（6）成品加工：将一体板粗品的微晶耐磨装饰面层再进行打磨、抛光，得到微晶泡沫保温装饰一体板精品。
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