CN111635185A - 一种夜光功能无机人造大理石板材及其微波养护制备工艺 - Google Patents

一种夜光功能无机人造大理石板材及其微波养护制备工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种夜光功能无机人造大理石板材及其微波养护制备工艺，本发明的夜光功能无机人造大理石板材由胶凝材料、混合砂料、细石粉、夜光材料和水组成，主要工艺步骤包括干料预混合、混合料混炼、模具成型、初凝、微波养护和粗料加工，本发明利用微波场来进行养护制备夜光无机人造大理石板材，达到加速水化过程、减少板材内外部温度差、降低热胀冷缩应力、提高夜光粉分散度等作用，所制无机人造大理石板材夜光功能持久且不会因为表层处理或脱落而损失，因而使其更适合需要夜光装饰效果的室内外场地，尤其适用于光照严重不足场所的地面路标或其它应急标识。

Description

一种夜光功能无机人造大理石板材及其微波养护制备工艺
技术领域
本发明属于绿色环保建筑板材领域，具体涉及一种夜光功能无机人造大理石板材及其微波养护制备工艺。
背景技术
近年来，随着我国经济快速发展，当今社会人们的生活条件不断提高，对居住和工作生活的环境也越来越看重。对于住房而言，人们除了对其最基本的居住功能有明确要求之外，对室内装修的美感以及舒适程度越来越重视。
石板材料作为一种装饰材料，主要分为天然石材和人造石材两种，目前被广泛用于室内或者室外的地面铺装，起到很好装饰效果。天然石材是从天然岩体中开采出来并经过加工后的块状或板状材料，特点是纹理清晰，自然朴实，是常用的装饰材料之一；但因其是自然形成，很多都存在色差，且在开采和抛光处理过程中产生很多废弃边角料和石粉，对环境造成了一定的破坏，随着大量开采，制造成本也是越来高。人造石材是一种人工合成的装饰材料，按照所用粘结剂不同，可分为有机类人造石材和无机类人造石材两类，具有天然石材的质感，色彩、花纹均可调，不存在色差，随着制造工艺的提高，人造石产品也越来越受欢迎。
随着功能材料的开发，加上人造石材的制备工艺特点，使功能性人造石板材的设计生产成为现实。这使得人造石板材不仅具有铺装装饰作用，更能实现其他功能，比如夜光指路功能。目前的夜光功能人造板材的夜光功能不能持久，会因为表层处理或脱落而损失，耐受温湿度环境效果差，使用效果不理想，且生产效率低，成本高。因此，有必要对传统的夜光功能人造板材的生产工艺进行优化，以满足客户对夜光功能人造板材更广泛的需求。
发明内容
针对以上问题，本发明提供一种夜光功能无机人造大理石板材及其微波养护制备工艺，既能提高板材生产效率，节约成本，且性能更优良，使用效果和夜光持久性更好。
本发明通过以下技术方案实现：
一种夜光功能无机人造大理石板材，所述夜光功能无机人造大理石板材按照质量份数的配方组成为：胶凝材料24～32份，混合砂料60～70份，细石粉4～8份，夜光材料1～3份，水7～16份。
作为技术方案的优选，所述胶凝材料为将24～31.5份白硅酸盐水泥与0.05～0.35份减水剂均匀混合调配而成。
作为技术方案的优选，所述混合砂料为40～90目不同级配的重质碳酸钙砂料，白度达到92以上；所述细石粉为600～800目重质碳酸钙石粉，白度达到92以上。
作为技术方案的优选，所述减水剂为聚羧酸减水剂和/或磺化三聚氰胺减水剂；所述夜光材料为夜光粉、夜光石中的一种或两种的组合。
一种如上所述的夜光功能无机人造大理石板材的微波养护制备工艺，包括以下步骤：
(1)干料预混合：将胶凝材料、混合砂料、细石粉、夜光材料置于搅拌混合器内进行搅拌混合，得到预混合料；
(2)混合料混炼：将预混合料转移入湿混炼器中，分批加入水，进行搅拌混炼5～10分钟，得到可塑混合胚料；
(3)模具成型：将可塑混合胚料转移至模具中，使用真空振动压机进行真空压制，得到板状成型体；
(4)初凝：将带板状成型体的模具放置60～180分钟进行密封初凝养护，初凝养护完成后脱模，得到夜光无机人造大理石初凝体；
(5)微波养护：将夜光无机人造大理石初凝体在微波场作用下进行微波养护60～120分钟(总微波养护时间)，再进行自然养护3～5天，得到夜光无机人造大理石板粗料；
(6)粗料加工：将夜光无机人造大理石板粗料进行打磨抛光切割，得到夜光功能无机人造大理石板材成品。
作为技术方案的优选，所述微波养护所使用的微波，其功率为0.01～2.00kW，频率为433～2450±50MHz；所述微波的输出方式包括连续波和脉冲波的单独一种或其组合方式。
作为技术方案的优选，所述微波养护时间包括等间断式或非等间断式的微波养护过程，为微波持续作用时间和微波间断时间的总和。
作为技术方案的优选，微波养护过程中最高温度不超过80℃。
作为技术方案的进一步优选，微波养护的温度控制为60±5℃。
本发明的自然养护方式，是指在正常自然室温下静置锁水密封养护。
本发明的原理：
本发明利用微波场来进行养护制备夜光无机人造大理石，其主要原理是利用微波场分子极矩生产热效应来影响无机人造大理石制备过程中发生的水化反应、晶体交联生长、抑制微孔汇聚、晶体填充生长、抵制过速热膨胀与冷收缩，来达到在相适应混合砂料集配条件下水化发生更完全，晶体交联更快速充分，快速固化抵制微孔汇聚，使得快速生成的新晶体在固定微孔填充密实，保持内外环境稳定的温度差，从而使得块体内各类物质拟同速膨胀或拟同速收缩。具体主要包括以下7点：
(1)混合砂料级配调控为水化反应以及形成晶体交联提供适合的反应界面和反应空间，在确保分子水有自由输送通道的同时也避免产生过大的空穴；
(2)微波场条件下水分子运动更活跃，能加速水分子更快速到达反应位点发生水化反应；
(3)微波场热效应作用深度和作用速度高于传统导热过程，可以使得物料各部位温度更均一，因此为板料内外部环境提供更合适的稳定温度条件，降低了板料内外部温度差；
(4)微波场作用对象主要是水和胶凝材料，使其发生水化反应并引发晶体交联与晶体生长，但微波对其它物料不起作用，因此水与胶凝材料进行水化反应所释放的水化热，可以由占了大多数组成的其它物料进行吸收转移，有利于物料内部外环境温度的同步升高或降低；
(5)无机人造大理石在传统热传导作用下板料内外部环境温差大，易导致内外部因受热胀冷缩应力影响而引起过多的微裂缝，造成强度下降，而采取降低内外部环境温差的方式可以促进块体物料内各类物质拟同速膨胀或拟同速收缩，消除或部分消除热胀冷缩应力的影响而降低微裂缝的产生，从而避免板材强度下降；
(6)无机人造大理石固化养护的快慢主要取决于水化反应的速度和充分程度，以及因热胀冷缩应力产生微裂缝造成强度损失的程度；
(7)通过上述机制能将可激发释放夜光的活性物——夜光粉更好地固定在板材中且内外各部分布更均匀，因而使其具有可持久释放夜光的作用，同时也不会因为表面破损而造成夜光效果下降。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)本发明利用微波场来进行养护制备夜光无机人造大理石板材，可以使得物料各部位温度更均一，降低了板料内外部温度差，促进板料内各类物质拟同速膨胀或拟同速收缩，消除或部分消除热胀冷缩应力的影响而避免或降低微裂缝的产生，从而避免板材强度下降。
(2)本发明将白硅酸盐水泥与减水剂、夜光粉调配得到胶凝材料，然后以胶凝材料、混合砂料、细石粉、夜光材料和水为原料，经过干料预混合、混合料混炼、模具成型、初凝、微波养护和粗料加工工艺，使得夜光材料更好地固定在板材中且内外各部分布更均匀，提高夜光材料分散度，使得所制无机人造大理石板材具备持久夜光功能，其夜光功能持久且不会因为表层处理或脱落而损失，耐受温湿度环境效果较好，其使用效果和持久性比传统夜光涂层效果更好，因而更适合需要夜光装饰效果的室内外场地，尤其适用于光照严重不足场所的地面路标或其它应急标识。
(3)本发明利用微波场来进行养护制备夜光无机人造大理石板材，所用的微波功率为0.01～2.00kW，微波功率越高微波连续作用的时间越短，生产效率高，成本低；所用的微波频率为433～2450±50MHz，该频率的微波热效应作用深度深、作用速度快，在适合的混合砂粒级配条件下，达到加速水化过程、减少板材内外部温度差、降低热胀冷缩应力、提高夜光材料分散度等作用，制得的夜光功能无机人造大理石板材夜光功能持久，耐受混湿环境效果好，可塑性强，电绝缘性能好，强度硬度好，耐腐蚀，化学稳定性好，消声减震性好。
具体实施方式
下面将结合具体实施例对本发明进一步详细说明，但不限于本发明的保护范围。
实施例1
一种夜光功能无机人造大理石板材，其按照质量份数的配方组成为：胶凝材料29.15份，混合砂料65份，细石粉5份，夜光材料2份，水7.5份。
所用胶凝材料为将28份白硅酸盐水泥与0.15份减水剂均匀混合调配而成。
所用混合砂料为40～90目不同级配的重质碳酸钙砂料，白度达到92以上；细石粉为600～800目重质碳酸钙石粉，白度达到92以上。
所用减水剂为聚羧酸减水剂和磺化三聚氰胺减水剂，夜光材料为绿夜光粉。
其微波养护制备工艺，包括以下步骤：
(1)干料预混合：将胶凝材料、混合砂料、细石粉、夜光材料置于360°旋转滚筒式搅拌混合器内进行搅拌混合，搅拌旋转速度为250转/分钟，时间为10分钟，得到预混合料；
(2)混合料混炼：将预混合料转移入卧式湿混炼器中，分批加入水并计时，以400转/分钟的速度搅拌混炼7分钟，得到可塑混合胚料；
(3)模具成型：将可塑混合胚料转移至模具中，使用真空振动压机进行真空压制，得到板状成型体；
(4)初凝：将带板状成型体的模具放置进行密封初凝养护，计时从步骤(2)开始加入第一批水时计起，初凝时间如表1所示，初凝养护完成后脱模，得到夜光无机人造大理石初凝体；
(5)微波养护：将夜光无机人造大理石初凝体在微波场作用下进行微波养护，具体的微波养护时间过程和微波功率如表1所示，微波的频率为915±50MHz，微波的输出方式为脉冲波，微波养护的温度控制为60±5℃，微波养护结束后再进行自然养护4天，得到夜光无机人造大理石板粗料；
(6)粗料加工：将夜光无机人造大理石板粗料进行打磨抛光切割，得到夜光功能无机人造大理石板材成品。
实施例2
一种夜光功能无机人造大理石板材，其按照质量份数的配方组成为：胶凝材料28份，混合砂料67份，细石粉6份，夜光材料2.5份，水8份。
所用胶凝材料为将24份白硅酸盐水泥与0.35份减水剂均匀混合调配而成。
所用混合砂料为40～90目不同级配的重质碳酸钙砂料，白度达到92以上；细石粉为600～800目重质碳酸钙石粉，白度达到92以上。
所用减水剂为聚羧酸减水剂；夜光粉为稀土型绿夜光粉和蓝绿夜光粉的组合，二者任意比例混合。
其微波养护制备工艺，包括以下步骤：
(1)干料预混合：将胶凝材料、混合砂料、细石粉、夜光材料置于360°旋转滚筒式搅拌混合器内进行搅拌混合，搅拌旋转速度为200转/分钟，时间为15分钟，得到预混合料；
(2)混合料混炼：将预混合料转移入卧式湿混炼器中，分批加入水并计时，以300转/分钟的速度搅拌混炼8分钟，得到可塑混合胚料；
(3)模具成型：将可塑混合胚料转移至模具中，使用真空振动压机进行真空压制，得到板状成型体；
(4)初凝：将带板状成型体的模具放置进行密封初凝养护，计时从步骤(2)开始加入第一批水时计起，初凝时间如表1所示，初凝养护完成后脱模，得到夜光无机人造大理石初凝体；
(5)微波养护：将夜光无机人造大理石初凝体在微波场作用下进行微波养护，具体的微波养护时间过程和微波功率如表1所示，微波的频率为433±50MHz，微波的输出方式为连续波，微波养护的温度控制为60±5℃，微波养护结束后再进行自然养护4天，得到夜光无机人造大理石板粗料；
(6)粗料加工：将夜光无机人造大理石板粗料进行打磨抛光切割，得到夜光功能无机人造大理石板材成品。
实施例3
一种夜光功能无机人造大理石板材，其按照质量份数的配方组成为：胶凝材料32份，混合砂料70份，细石粉8份，夜光材料3份，水16份。
所用胶凝材料为将31.5份白硅酸盐水泥与0.2份减水剂均匀混合调配而成。
所用混合砂料为40～90目不同级配的重质碳酸钙砂料，白度达到92以上；细石粉为600～800目重质碳酸钙石粉，白度达到92以上。
所用减水剂为磺化三聚氰胺减水剂，夜光材料为黄绿夜光石。
其微波养护制备工艺，包括以下步骤：
(1)干料预混合：将胶凝材料、混合砂料、细石粉、夜光材料置于360°旋转滚筒式搅拌混合器内进行搅拌混合，搅拌旋转速度为300转/分钟，时间为5分钟，得到预混合料；
(2)混合料混炼：将预混合料转移入卧式湿混炼器中，分批加入水并计时，以500转/分钟的速度搅拌混炼5分钟，得到可塑混合胚料；
(3)模具成型：将可塑混合胚料转移至模具中，使用真空振动压机进行真空压制，得到板状成型体；
(4)初凝：将带板状成型体的模具放置进行密封初凝养护，计时从步骤(2)开始加入第一批水时计起，初凝时间如表1所示，初凝养护完成后脱模，得到夜光无机人造大理石初凝体；
(5)微波养护：将夜光无机人造大理石初凝体在微波场作用下进行微波养护，具体的微波养护时间过程和微波功率如表1所示，微波的频率为2450±50MHz，微波的输出方式为连续波和脉冲波的组合方式，微波养护的温度控制为60±5℃，微波养护结束后再进行自然养护5天，得到夜光无机人造大理石板粗料；
(6)粗料加工：将夜光无机人造大理石板粗料进行打磨抛光切割，得到夜光功能无机人造大理石板材成品。
实施例4
一种夜光功能无机人造大理石板材，其按照质量份数的配方组成为：胶凝材料24份，混合砂料60份，细石粉4份，夜光材料1份，水7份。
所用胶凝材料为将26份白硅酸盐水泥与0.05份减水剂均匀混合调配而成。
所用混合砂料为40～90目不同级配的重质碳酸钙砂料，白度达到92以上；细石粉为600～800目重质碳酸钙石粉，白度达到92以上。
所用减水剂为聚羧酸减水剂，夜光材料为蓝夜光粉、天蓝夜光石的组合。
其微波养护制备工艺，包括以下步骤：
(1)干料预混合：将胶凝材料、混合砂料、细石粉、夜光材料置于360°旋转滚筒式搅拌混合器内进行搅拌混合，搅拌旋转速度为100转/分钟，时间为30分钟，得到预混合料；
(2)混合料混炼：将预混合料转移入卧式湿混炼器中，分批加入水并计时，以200转/分钟的速度搅拌混炼10分钟，得到可塑混合胚料；
(3)模具成型：将可塑混合胚料转移至模具中，使用真空振动压机进行真空压制，得到板状成型体；
(4)初凝：将带板状成型体的模具放置进行密封初凝养护，计时从步骤(2)开始加入第一批水时计起，初凝时间如表1所示，初凝养护完成后脱模，得到夜光无机人造大理石初凝体；
(5)微波养护：将夜光无机人造大理石初凝体在微波场作用下进行微波养护，具体的微波养护时间过程和微波功率如表1所示，微波的频率为433±50MHz，微波的输出方式为连续波和脉冲波的组合方式，控制微波养护过程中最高温度不超过80℃，微波养护结束后再进行自然养护3天，得到夜光无机人造大理石板粗料；
(6)粗料加工：将夜光无机人造大理石板粗料进行打磨抛光切割，得到夜光功能无机人造大理石板材成品。
表1养护机制、微波养护时间控制和微波功率表
Figure BDA0002464308980000071
注：DX代表自加水混料到开始进行微波养护前的初凝时间，单位分钟；Mp2000X代表设定2000W微波功率持续作用时间，Mp1500X代表设定1500W微波功率持续作用时间，单位分钟；IX代表微波间断时间，单位分钟。

Claims (9)

1.一种夜光功能无机人造大理石板材，其特征在于，所述夜光功能无机人造大理石板材按照质量份数的配方组成为：胶凝材料24～32份，混合砂料60～70份，细石粉4～8份，夜光材料1～3份，水7～16份。
2.根据权利要求1所述的夜光功能无机人造大理石板材，其特征在于，所述胶凝材料为将24～31.5份白硅酸盐水泥与0.05～0.35份减水剂均匀混合调配而成。
3.根据权利要求1所述的夜光功能无机人造大理石板材，其特征在于，所述混合砂料为40～90目不同级配的重质碳酸钙砂料，白度达到92以上；所述细石粉为600～800目重质碳酸钙石粉，白度达到92以上。
4.根据权利要求2所述的夜光功能无机人造大理石板材，其特征在于，所述减水剂为聚羧酸减水剂和/或磺化三聚氰胺减水剂；所述夜光材料为夜光粉、夜光石的一种或两种的组合。
5.一种如权利要求1～4任一所述的夜光功能无机人造大理石板材的微波养护制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(1)干料预混合：将胶凝材料、混合砂料、细石粉、夜光材料置于搅拌混合器内进行搅拌混合，得到预混合料；
(2)混合料混炼：将预混合料转移入湿混炼器中，分批加入水，进行搅拌混炼5～10分钟，得到可塑混合胚料；
(3)模具成型：将可塑混合胚料转移至模具中，使用真空振动压机进行真空压制，得到板状成型体；
(4)初凝：将带板状成型体的模具放置60～180分钟进行密封初凝养护，初凝养护完成后脱模，得到夜光无机人造大理石初凝体；
(5)微波养护：将夜光无机人造大理石初凝体在微波场作用下进行微波养护60～120分钟，再进行自然养护3～5天，得到夜光无机人造大理石板粗料；
(6)粗料加工：将夜光无机人造大理石板粗料进行打磨抛光切割，得到夜光功能无机人造大理石板材成品。
6.根据权利要求5所述的夜光功能无机人造大理石板材的微波养护制备工艺，其特征在于，所述微波养护所使用的微波，其功率为0.01～2.00kW，频率为433～2450±50MHz；所述微波的输出方式包括连续波和脉冲波的单独一种或其组合方式。
7.根据权利要求5所述的夜光功能无机人造大理石板材的微波养护制备工艺，其特征在于，所述微波养护时间为微波持续作用时间和微波间断时间的总和。
8.根据权利要求5所述的夜光功能无机人造大理石板材的微波养护制备工艺，其特征在于，微波养护过程中最高温度不超过80℃。
9.根据权利要求8所述的夜光功能无机人造大理石板材的微波养护制备工艺，其特征在于，微波养护的温度控制为60±5℃。
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