CN111978029A - 一种软瓷及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种软瓷及其制备方法，该软瓷包括水泥、彩砂、专用乳液、专用溶液、减水剂、保水剂和憎水剂；专用乳液由乙烯‑醋酸乙烯共聚物和丙烯酸系共聚物按照体积比1：2混合而成，丙烯酸系共聚物由非离子型乳化剂、引发剂、蒸馏水、甲基丙烯酸、苯乙烯、甲基丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸正丁酯、N‑羟基丙烯酰胺及乙酰乙酸基甲基丙烯酸乙酯聚合得到；专用溶液由硝酸锌、氨水和蒸馏水加入小烧杯中搅拌反应后制得。制备时，只需在65‑70℃下交联固化15‑20min即可，时间短、温度低、能耗小，所得的产品在直径为10cm的圆柱体上作180°绕折无裂痕，缓慢对折呈90°表面无明显的裂纹及折痕。

Description

一种软瓷及其制备方法
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，特别涉及一种软瓷及其制备方法。
背景技术
软瓷是一种新型的节能低碳装饰材料，与陶板和发泡陶瓷相比，其装饰性和美观性更佳，可以模仿石材、金属幕墙、陶土板、劈开砖、实木效果，具有极强的表现力。作为墙面装饰材料，软瓷轻质、外观造型多样、耐候性好。中国专利申请号201711285608.3、名为一种环保型软瓷及其制备方法(申请公布号CN108218328A)公开了一种环保软瓷，包括如下重量份的原料：陶砖粉9-12份、水泥15-20份、石英砂45-55份、微硅粉3-8份、丙烯酸乳液8-12份、减水剂2-5份、烧结助剂1-3份、分散剂1-2份、水18-25份，用该技术制得的软瓷吸水率小、拉伸强度好、抗折强度高，不易断裂且能保证软瓷在直径为20cm的圆柱体上作180°绕折无裂痕。其烘干时需要在85-95℃下处理90-150min，能耗高、时间久；而且，产品脆性高，缓缓对折轻则出现折痕、裂纹，重则折断，柔韧性有待提高。因此，急需对该技术进行改进，在改善其柔韧性的基础上缩短烘干时间、降低烘干温度，提高效率、降低能耗。
发明内容
为解决以上现有技术的不足，本发明提出了一种软瓷及其制备方法。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种软瓷，其特征在于：包括如下重量份的原料：水泥100-150份、彩砂500-600份、专用乳液200-250份、专用溶液6-8份、减水剂1-2份、保水剂0.5-0.9份和憎水剂2-3份；
专用乳液由乙烯-醋酸乙烯共聚物和丙烯酸系共聚物按照体积比1：2混合而成，乙烯-醋酸乙烯共聚物中醋酸乙烯的质量百分数为15-18％，丙烯酸系共聚物由如下步骤制得：将2-3份非离子型乳化剂和1-2份引发剂加入40-50份蒸馏水中，80-82℃下搅拌至少10min，之后加入0.5-1份引发剂、8-10份甲基丙烯酸、15-25份苯乙烯，搅拌下聚合反应至少30min后得到核乳液；向核乳液中加入甲基丙烯酸异辛酯2-3份、甲基丙烯酸甲酯3-5份、丙烯酸正丁酯2-2.5份、N-羟基丙烯酰胺3-5份、乙酰乙酸基甲基丙烯酸乙酯1-3份，84-85℃下搅拌聚合至少30min并保温至少15min后得到核壳乳液；
专用溶液由3-4份硝酸锌、5-7份氨水和15-35份蒸馏水加入小烧杯中搅拌反应后制得。
甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯为硬单体，可以提高硬度和耐水性；甲基丙烯酸异辛酯、丙烯酸正丁酯为软单体，可以提高耐候性和柔软性；N-羟基丙烯酰胺为活性交联单体；乙酰乙酸基甲基丙烯酸乙酯是功能性交联单体，引入交联点，提高附着力；乙烯-醋酸乙烯共聚物具有较好的耐酸碱性、耐紫外线老化，为弹性体材料，而且由于在聚醋酸乙烯分子中引入乙烯分子链，高分子主链变得柔软，不会发生增塑剂迁移，因此可以保证产品具有良好的柔韧性。本发明软单体与硬单体配比恰当，并添加有合适比例的活性交联单体N-羟基丙烯酰胺和功能性交联单体乙酰乙酸基甲基丙烯酸乙酯，聚合后制得可以显著改善产品韧性的丙烯酸系共聚物，在该丙烯酸系共聚物中加入可以提高成膜后挠性的乙烯-醋酸乙烯共聚物，两者与锌氨络合物交联后协同作用能显著改善软瓷的韧性、弹性及抗冲击性。
优选的，引发剂为过硫酸钾或过硫酸钠。
进一步优选的，非离子型乳化剂由非离子型乳化剂OP-10和反应型多芳基聚醚类非离子乳化剂按照体积比1：3混合而成。
更为优选的，减水剂为聚酯型聚羧酸减水剂，保水剂为羟乙基纤维素或羟丙基纤维素，憎水剂为聚硅氧烷粉末憎水剂。
本申请还提出一种软瓷的制备方法，包括如下操作步骤：
步骤一：将水泥、彩砂、减水剂、保水剂、憎水剂加入所述专用乳液中并搅拌均匀；
步骤二：向步骤一所得的混合体系中滴加专用溶液，边滴加边搅拌，滴加完成后再搅拌至少10min得到流动浆料；
步骤三：预先设置好模具，模具底部铺设纤维网布，将流动浆总量的2/3倒入模具中，震动排气后在其表面再设一层纤维网布，再将剩余的1/3倒入模具中并再次震动排气后得到软瓷基体；
步骤四：将软瓷基体在65-70℃下交联固化15-20min，得到初始软瓷；
步骤五：待初始软瓷自然冷却后得到软瓷成品。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1、聚合单体、活性单体及功能单体配比恰当，所得的丙烯酸系共聚物和乙烯-醋酸乙烯共聚物协同作用有助于提高浆料的延展能力，并最终改善软瓷的柔韧性；
2、各原料组分聚合的温度低，不会导致单体回流及挥发，环保；
3、制备时所需的烘干温度低、时间短，能耗小；
4、制得的软瓷抗折强度与拉伸强度高，柔韧性好，可以在直径10cm的圆柱体表面上作180°绕折无裂痕，缓慢对折呈90°表面无明显的裂纹及折痕。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种软瓷，包括如下重量份的原料：水泥150份、彩砂550份、专用乳液200份、专用溶液8份、减水剂1.5份、保水剂0.5份和憎水剂3份；
专用乳液由乙烯-醋酸乙烯共聚物和丙烯酸系共聚物按照体积比1：2混合而成，乙烯-醋酸乙烯共聚物中醋酸乙烯的质量百分数为16％，丙烯酸系共聚物由如下步骤制得：将2份非离子型乳化剂(非离子型乳化剂OP-10和反应型多芳基聚醚类非离子乳化剂按照体积比1：3混合而成。)和2份引发剂加入45份蒸馏水中，80℃下搅拌10min，之后加入1份引发剂、9份甲基丙烯酸、15份苯乙烯，搅拌下聚合反应30min后得到核乳液；向核乳液中加入甲基丙烯酸异辛酯3份、甲基丙烯酸甲酯4份、丙烯酸正丁酯2份、N-羟基丙烯酰胺3份、乙酰乙酸基甲基丙烯酸乙酯3份，84.5℃下搅拌聚合30min并保温15min后得到核壳乳液；
专用溶液由3份硝酸锌、6份氨水和15份蒸馏水加入小烧杯中搅拌反应后制得；
其中，引发剂为过硫酸钾，减水剂为聚酯型聚羧酸减水剂，保水剂为羟乙基纤维素，憎水剂为聚硅氧烷粉末憎水剂。
上述软瓷，按照如下操作步骤进行制备：
步骤一：将水泥、彩砂、减水剂、保水剂、憎水剂加入专用乳液中并搅拌均匀；
步骤二：向步骤一所得的混合体系中滴加专用溶液，边滴加边搅拌，滴加完成后再搅拌10min得到流动浆料；
步骤三：预先设置好模具，模具底部铺设纤维网布，将流动浆总量的2/3倒入模具中，震动排气后在其表面再设一层纤维网布，再将剩余的1/3倒入模具中并再次震动排气后得到软瓷基体；
步骤四：将软瓷基体在68℃下交联固化18min，得到初始软瓷；
步骤五：待初始软瓷自然冷却后得到软瓷成品。
实施例2
一种软瓷，包括如下重量份的原料：水泥100份、彩砂600份、专用乳液225份、专用溶液6份、减水剂2份、保水剂0.7份和憎水剂2份；
专用乳液由乙烯-醋酸乙烯共聚物和丙烯酸系共聚物按照体积比1：2混合而成，乙烯-醋酸乙烯共聚物中醋酸乙烯的质量百分数为18％，丙烯酸系共聚物由如下步骤制得：将2.5份非离子型乳化剂(非离子型乳化剂OP-10和反应型多芳基聚醚类非离子乳化剂按照体积比1：3混合而成。)和1份引发剂加入50份蒸馏水中，81℃下搅拌12min，之后加入0.5份引发剂、10份甲基丙烯酸、20份苯乙烯，搅拌下聚合反应35min后得到核乳液；向核乳液中加入甲基丙烯酸异辛酯2份、甲基丙烯酸甲酯5份、丙烯酸正丁酯2.2份、N-羟基丙烯酰胺4份、乙酰乙酸基甲基丙烯酸乙酯1份，85℃下搅拌聚合35min并保温18min后得到核壳乳液；
专用溶液由4份硝酸锌、7份氨水和25份蒸馏水加入小烧杯中搅拌反应后制得；
其中，引发剂为过硫酸钠，减水剂为聚酯型聚羧酸减水剂，保水剂为羟丙基纤维素，憎水剂为聚硅氧烷粉末憎水剂。
上述软瓷，按照如下操作步骤进行制备：
步骤一：将水泥、彩砂、减水剂、保水剂、憎水剂加入专用乳液中并搅拌均匀；
步骤二：向步骤一所得的混合体系中滴加专用溶液，边滴加边搅拌，滴加完成后再搅拌15min得到流动浆料；
步骤三：预先设置好模具，模具底部铺设纤维网布，将流动浆总量的2/3倒入模具中，震动排气后在其表面再设一层纤维网布，再将剩余的1/3倒入模具中并再次震动排气后得到软瓷基体；
步骤四：将软瓷基体在70℃下交联固化16min，得到初始软瓷；
步骤五：待初始软瓷自然冷却后得到软瓷成品。
实施例3
一种软瓷，包括如下重量份的原料：水泥130份、彩砂500份、专用乳液250份、专用溶液7份、减水剂1份、保水剂0.9份和憎水剂2.5份；
专用乳液由乙烯-醋酸乙烯共聚物和丙烯酸系共聚物按照体积比1：2混合而成，乙烯-醋酸乙烯共聚物中醋酸乙烯的质量百分数为15％，丙烯酸系共聚物由如下步骤制得：将3份非离子型乳化剂(非离子型乳化剂OP-10和反应型多芳基聚醚类非离子乳化剂按照体积比1：3混合而成。)和1.5份引发剂加入40份蒸馏水中，82℃下搅拌15min，之后加入0.6份引发剂、8份甲基丙烯酸、25份苯乙烯，搅拌下聚合反应40min后得到核乳液；向核乳液中加入甲基丙烯酸异辛酯2.5份、甲基丙烯酸甲酯3份、丙烯酸正丁酯2.5份、N-羟基丙烯酰胺5份、乙酰乙酸基甲基丙烯酸乙酯2份，84℃下搅拌聚合35min并保温20min后得到核壳乳液；
专用溶液由3.5份硝酸锌、5份氨水和35份蒸馏水加入小烧杯中搅拌反应后制得。
其中，引发剂为过硫酸钾，减水剂为聚酯型聚羧酸减水剂，保水剂为羟乙基纤维素，憎水剂为聚硅氧烷粉末憎水剂。
上述软瓷，按照如下操作步骤进行制备：
步骤一：将水泥、彩砂、减水剂、保水剂、憎水剂加入专用乳液中并搅拌均匀；
步骤二：向步骤一所得的混合体系中滴加专用溶液，边滴加边搅拌，滴加完成后再搅拌20min得到流动浆料；
步骤三：预先设置好模具，模具底部铺设纤维网布，将流动浆总量的2/3倒入模具中，震动排气后在其表面再设一层纤维网布，再将剩余的1/3倒入模具中并再次震动排气后得到软瓷基体；
步骤四：将软瓷基体在65℃下交联固化20min，得到初始软瓷；
步骤五：待初始软瓷自然冷却后得到软瓷成品。
实施例4
一种软瓷，包括如下重量份的原料：水泥140份、彩砂560份、专用乳液240份、专用溶液7.5份、减水剂1.3份、保水剂0.8份和憎水剂2.4份；
专用乳液由乙烯-醋酸乙烯共聚物和丙烯酸系共聚物按照体积比1：2混合而成，乙烯-醋酸乙烯共聚物中醋酸乙烯的质量百分数为16％，丙烯酸系共聚物由如下步骤制得：将2.6份非离子型乳化剂(非离子型乳化剂OP-10和反应型多芳基聚醚类非离子乳化剂按照体积比1：3混合而成。)和1.7份引发剂加入42份蒸馏水中，82℃下搅拌20min，之后加入0.6份引发剂、8份甲基丙烯酸、25份苯乙烯，搅拌下聚合反应40min后得到核乳液；向核乳液中加入甲基丙烯酸异辛酯2.2份、甲基丙烯酸甲酯4.2份、丙烯酸正丁酯2.3份、N-羟基丙烯酰胺3.8份、乙酰乙酸基甲基丙烯酸乙酯1.8份，85℃下搅拌聚合40min并保温20min后得到核壳乳液；
专用溶液由3份硝酸锌、5份氨水和35份蒸馏水加入小烧杯中搅拌反应后制得。
引发剂为过硫酸钾或过硫酸钠，减水剂为聚酯型聚羧酸减水剂，保水剂为羟丙基纤维素，憎水剂为聚硅氧烷粉末憎水剂。
上述软瓷，按照如下操作步骤进行制备：
步骤一：将水泥、彩砂、减水剂、保水剂、憎水剂加入专用乳液中并搅拌均匀；
步骤二：向步骤一所得的混合体系中滴加专用溶液，边滴加边搅拌，滴加完成后再搅拌10min得到流动浆料；
步骤三：预先设置好模具，模具底部铺设纤维网布，将流动浆总量的2/3倒入模具中，震动排气后在其表面再设一层纤维网布，再将剩余的1/3倒入模具中并再次震动排气后得到软瓷基体；
步骤四：将软瓷基体在65℃下交联固化15min，得到初始软瓷；
步骤五：待初始软瓷自然冷却后得到软瓷成品。
实施例1-4均分别制得厚度3mm的软瓷板材，对其在2000h人工气候老化和人工辐射暴露实验后，均无裂纹、无粉化；分别在-30℃至10℃以上的区间经100次反复冻融循环，均无裂纹、剥落、变色等现象；分别在3％的盐酸及30g/L的氢氧化钾中浸泡800h后，均无起泡和脱落现象。抗折强度与拉伸强度分别为：实施例1，抗折强度17.8MPa、拉伸强度10.2MPa；实施例2，抗折强度18.2MPa、拉伸强度10.4MPa；实施例3，抗折强度18.1MPa、拉伸强度9.9MPa；实施例1，抗折强度18.5MPa、拉伸强度10.6MPa。将实施例1-4所得的软瓷板材在0℃的冰箱中放置120h后，可以弯折至90°且表面无明显的折痕与裂纹；在80℃的烘箱中放置120h后，可以弯折至90°且表面无明显的折痕与裂纹。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。本发明未具体叙述的部件或连接方式均采用现有技术。本发明所叙述的前侧面、后侧面、左侧面、右侧面均为了方便描述其结构，并不用于限制本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种软瓷，其特征在于：包括如下重量份的原料：水泥100-150份、彩砂500-600份、专用乳液200-250份、专用溶液6-8份、减水剂1-2份、保水剂0.5-0.9份和憎水剂2-3份；
所述专用乳液由乙烯-醋酸乙烯共聚物和丙烯酸系共聚物按照体积比1：2混合而成，所述乙烯-醋酸乙烯共聚物中醋酸乙烯的质量百分数为15-18％，所述丙烯酸系共聚物由如下步骤制得：将2-3份非离子型乳化剂和1-2份引发剂加入40-50份蒸馏水中，80-82℃下搅拌至少10min，之后加入0.5-1份引发剂、8-10份甲基丙烯酸、15-25份苯乙烯，搅拌下聚合反应至少30min后得到核乳液；向所述核乳液中加入甲基丙烯酸异辛酯2-3份、甲基丙烯酸甲酯3-5份、丙烯酸正丁酯2-2.5份、N-羟基丙烯酰胺3-5份、乙酰乙酸基甲基丙烯酸乙酯1-3份，84-85℃下搅拌聚合至少30min并保温至少15min后得到核壳乳液；
所述专用溶液由3-4份硝酸锌、5-7份氨水和15-35份蒸馏水加入小烧杯中搅拌反应后制得。
2.根据权利要求1所述的软瓷，其特征在于：所述引发剂为过硫酸钾或过硫酸钠。
3.根据权利要求1所述的软瓷，其特征在于：非离子型乳化剂由非离子型乳化剂OP-10和反应型多芳基聚醚类非离子乳化剂按照体积比1：3混合而成。
4.根据权利要求1-3任一项所述的软瓷，其特征在于：所述减水剂为聚酯型聚羧酸类减水剂，所述保水剂为羟乙基纤维素或羟丙基纤维素，所述憎水剂为聚硅氧烷粉末憎水剂。
5.一种如权利要求1-3任一项所述的软瓷的制备方法，其特征在于：包括如下操作步骤：
步骤一：将水泥、彩砂、减水剂、保水剂、憎水剂加入所述专用乳液中并搅拌均匀；
步骤二：向步骤一所得的混合体系中滴加所述专用溶液，边滴加边搅拌，滴加完成后再搅拌至少10min得到流动浆料；
步骤三：预先设置好模具，模具底部铺设纤维网布，将所述流动浆总量的2/3倒入模具中，震动排气后在其表面再设一层纤维网布，再将剩余的1/3倒入模具中并再次震动排气后得到软瓷基体；
步骤四：将所述软瓷基体在65-70℃下交联固化15-20min，得到初始软瓷；
步骤五：待所述初始软瓷自然冷却后得到软瓷成品。
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