CN113666709A

CN113666709A - 一种新型复合型水泥基人造石材及制备方法

Info

Publication number: CN113666709A
Application number: CN202111029906.2A
Authority: CN
Inventors: 夏善轩; 谢妮
Original assignee: Anqing Renchuang Juyuan Ecological Environmental Protection Technology Co ltd
Current assignee: Anqing Renchuang Juyuan Ecological Environmental Protection Technology Co ltd
Priority date: 2021-09-03
Filing date: 2021-09-03
Publication date: 2021-11-19

Abstract

本发明公开了一种新型复合型水泥基人造石材及制备方法，涉及建筑石材技术领域。本发明人造石材包括表层和基底层；基底层以重量百分比包括水泥10‑25％、骨料组合物A70‑85％、外加剂A1‑10％以及水0‑0.3％；骨料组合物A以重量百分比计包括石英砂50‑70％、碎玻璃15‑30％、改性石灰石颗粒5‑10％、不饱和树脂5‑10％；表层以重量百分比计包括水泥20‑35％、骨料组合物B60‑75％、外加剂B1‑10％以及水0‑0.3％；骨料组合物B以重量百分比计包括石英砂50‑70％、河砂15‑30％、改性石灰石颗粒5‑10％、不饱和树脂5‑10％和玻璃纤维5‑10％。本发明采用改性石灰石颗粒替换传统的普通石灰石颗粒，可以有效的降低加工后的产品的吸油值，同时增强了强度，降低了吸水性。

Description

一种新型复合型水泥基人造石材及制备方法

技术领域

本发明属于建筑石材技术领域，特别是涉及一种新型复合型水泥基人造石材及制备方法。

背景技术

石材作为一种最原始的建筑材料，其营造的建筑物给人以厚重、安全可靠，因此现代人对石建筑具有一种强烈的依赖感。尽管现在的建筑物很少直接采用石材作为结构材料进行营造，但在内外墙装饰装修时还是大范围的采用。然后，天然的石材开采加工比较困难而且比重比较大，因此作为外挂石材存在着一定的缺陷和不足。近年来，不断有些人造石材出现和应用，其中最为典型的为人造大理石台面等。但是现有的人造石材常存在结构强度不够、吸水性较高的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型复合型水泥基人造石材及制备方法，通过改性石灰石颗粒的添加，解决了现有人造石材存在的结构强度不够、吸水性较高的问题。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明为一种新型复合型水泥基人造石材，所述人造石材包括表层和基底层；所述基底层以重量百分比包括水泥10-25％、骨料组合物A70-85％、外加剂A1-10％以及水0-0.3％；所述骨料组合物A以重量百分比计包括石英砂50-70％、碎玻璃15-30％、改性石灰石颗粒5-10％、不饱和树脂5-10％；所述表层以重量百分比计包括水泥20-35％、骨料组合物B60-75％、外加剂B1-10％以及水0-0.3％；所述骨料组合物B以重量百分比计包括石英砂50-70％、河砂15-30％、改性石灰石颗粒5-10％、不饱和树脂5-10％和玻璃纤维5-10％。

进一步地，所述外加剂A以重量百分比计包括水泥减水剂20-30％、抗氧剂10-20％、苯乙烯10-20％、三乙醇胺10-20％、以及纳米氧化石墨烯10-20％；所述外加剂B以重量百分比计包括水泥减水剂20-30％、抗氧剂10-20％、苯乙烯10-20％、三乙醇胺10-20％、颜料10-20％、纳米氧化锌10-20％以及纳米氧化石墨烯10-20％；所述颜料包括钦白粉、氧化铁红、红丹、群青、氧化铁黄和二氧化锰。

进一步地，所述骨料组合物A中的石英砂85-90％的粒径分布在1.5-2mm范围内；所述骨料组合物B中的石英砂40-60％的粒径分布在1.5-2mm范围内、30-50％粒径分布在1-1.5mm范围内。

进一步地，所述改性石灰石颗粒的制备包括：取石灰石颗粒放入表面改性剂混合溶液中，加热至75-85℃搅拌均匀后取出沥干干燥后即得改性石灰石颗粒；所述改性石灰石颗粒中的表面改性剂组分的重量占比为1-3％；所述表面改性剂混合溶液为重量比为1:1:20的聚乙二醇-200、三乙醇胺和水的混合溶液。

进一步地，所述水泥为氯氧镁水泥或高铝水泥；所述不饱和树脂为不饱和聚酯树脂；所述石英砂中三氧化铁含量为0.01-0.05％、二氧化硅含量为98.5％-99％、且石英砂的尺寸为80-110目；所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂或亚磷酸酯类抗氧剂。

进一步地，所述外加剂A和外加剂B中均还包括防裂缓释剂和纤维素；所述外加剂A中纤维素和防裂缓释剂的用量分别占外加剂A总重的1-3％、10-30％；所述外加剂B中纤维素和防裂缓释剂的用量分别占外加剂B总重的1-3％、20-40％；所述防裂缓释剂包括括葡萄糖酸钠和硅酸铝，所述葡萄糖酸钠和硅酸铝的重量比为1：1；所述纤维素的粘度为300-1000cPs。

一种新型复合型水泥基人造石材的制备方法，包括如下步骤：

步骤1、按重量比取骨料组合物A、水泥、水泥减水剂、抗氧剂干混均匀得到干混混合物A；按重量比取骨料组合物B、水泥、水泥减水剂、抗氧剂干混均匀得到干混混合物B；

步骤2、按重量比取水、苯乙烯、三乙醇胺、以及纳米氧化石墨烯搅拌混合均匀得到悬浊液A；按重量比取水、苯乙烯、颜料、三乙醇胺、以及纳米氧化石墨烯搅拌混合均匀得到悬浊液B；

步骤3、将干混混合物A与悬浊液A混合并搅拌均匀得到基底混合料；将干混混合物B与悬浊液B混合并搅拌均匀得到表层混合料；

步骤4、将基底混合料倒入模具中，震动模具至模具内的基底混合料上表面处于同一水平面；干燥至基底混合料中含水量低于2％时，将表层混合料倒入模具中的基底混合料上表面，震动模具至模具内表层混合料上表面处于同一水平面，然后对表层混合料上表面进行找平；

步骤5、将人造石材从模具中取出，干燥至含水量低于0.1％即可。

进一步地，所述悬浊液B和悬浊液A的制备方法相同；均先将苯乙烯、三乙醇胺和水混合搅拌均匀；然后将剩余组分加入后超声分散即可。

进一步地，在所述步骤5中，先将模具置入湿度为30％、温度为40℃的环境中干燥至表层混合料低于2％；然后将人造石材从模具中取出，再转入湿度为80％、温度为50℃的环境中干燥至人造石材含水量低于0.2％；最后在放入自然环境中冷却干燥至含水量低于0.1％即可。

进一步地，在所述步骤4中，需要先在基底混合料上表面干撒一层水泥后，再倒入表层混合料。

本发明具有以下有益效果：

本发明采用改性石灰石颗粒替换传统的普通石灰石颗粒，可以有效的降低加工后的产品的吸油值，同时增强了强度，降低了吸水性。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明制备方法流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，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它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“开孔”、“上”、“下”、“厚度”、“顶”、“中”、“长度”、“内”、“四周”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

制备方法

悬浊液B和悬浊液A的制备方法相同；均先将苯乙烯、三乙醇胺和水混合搅拌均匀；然后将剩余组分加入后超声分散即可。

在步骤5中，先将模具置入湿度为30％、温度为40℃的环境中干燥至表层混合料低于2％；然后将人造石材从模具中取出，再转入湿度为80％、温度为50℃的环境中干燥至人造石材含水量低于0.2％；最后在放入自然环境中冷却干燥至含水量低于0.1％即可。

在步骤4中，需要先在基底混合料上表面干撒一层水泥后，再倒入表层混合料，撒一层水泥后的目的是使其吸收面层的浙水,防止产品表面泛白。

实施例1

一种新型复合型水泥基人造石材，人造石材包括表层和基底层；基底层以重量百分比包括水泥20％、骨料组合物A76％、外加剂A4.8％以及水0.2％；骨料组合物A以重量百分比计包括石英砂60％、碎玻璃25％、改性石灰石颗粒8％、不饱和树脂7％；表层以重量百分比计包括水泥22％、骨料组合物B72％、外加剂B5.8％以及水0.2％；骨料组合物B以重量百分比计包括石英砂68％、河砂10％、改性石灰石颗粒8％、不饱和树脂7％和玻璃纤维7％。

实施例2

一种新型复合型水泥基人造石材，人造石材包括表层和基底层；基底层以重量百分比包括水泥15％、骨料组合物A80％、外加剂A4.9％以及水0.1％；骨料组合物A以重量百分比计包括石英砂60％、碎玻璃25％、改性石灰石颗粒10％、不饱和树脂5％；表层以重量百分比计包括水泥30％、骨料组合物B65％、外加剂B4.9％以及水0.1％；骨料组合物B以重量百分比计包括石英砂68％、河砂10％、改性石灰石颗粒8％、不饱和树脂7％和玻璃纤维7％。

实施例3

一种新型复合型水泥基人造石材，人造石材包括表层和基底层；基底层以重量百分比包括水泥15％、骨料组合物A80％、外加剂A4.8％以及水0.2％；骨料组合物A以重量百分比计包括石英砂60％、碎玻璃25％、改性石灰石颗粒10％、不饱和树脂5％；表层以重量百分比计包括水泥30％、骨料组合物B62％、外加剂B7.8％以及水0.2％；骨料组合物B以重量百分比计包括石英砂70％、河砂10％、改性石灰石颗粒7％、不饱和树脂7％和玻璃纤维6％。

对比例1

一种新型复合型水泥基人造石材，人造石材包括表层和基底层；基底层以重量百分比包括水泥15％、骨料组合物A80％、外加剂A4.8％以及水0.2％；骨料组合物A以重量百分比计包括石英砂60％、碎玻璃25％、普通石灰石颗粒15％；表层以重量百分比计包括水泥30％、骨料组合物B62％、外加剂B7.8％以及水0.2％；骨料组合物B以重量百分比计包括石英砂75％、河砂12％、普通石灰石颗粒7％、玻璃纤维6％。

对比例2

对于上述实施例1-3以及对比例1-2中的材料；

外加剂A以重量百分比计包括水泥减水剂20％、抗氧剂20％、苯乙烯10％、三乙醇胺15％、防裂缓释剂14％、纤维素1％以及纳米氧化石墨烯20％；外加剂B以重量百分比计包括水泥减水剂13％、抗氧剂13％、苯乙烯10％、三乙醇胺12％、颜料12％、防裂缓释剂14％、纤维素1％、纳米氧化锌10％以及纳米氧化石墨烯15％；颜料为钦白粉；防裂缓释剂包括括葡萄糖酸钠和硅酸铝，葡萄糖酸钠和硅酸铝的重量比为1：1；纤维素的粘度为300-1000cPs。

骨料组合物A中的石英砂85-90％的粒径分布在1.5-2mm范围内；骨料组合物B中的石英砂40-60％的粒径分布在1.5-2mm范围内、30-50％粒径分布在1-1.5mm范围内。

改性石灰石颗粒的制备包括：取石灰石颗粒放入表面改性剂混合溶液中，加热至75-85℃搅拌均匀后取出沥干干燥后即得改性石灰石颗粒；改性石灰石颗粒中的表面改性剂组分的重量占比为2％；表面改性剂混合溶液为重量比为1:1:20的聚乙二醇-200、三乙醇胺和水的混合溶液；通过表面改性剂与重质碳酸钙粉体表面的官能团羟基发生了化学键合作用，使粉体表面有机化，达到了表面改性目的。

水泥为氯氧镁水泥或高铝水泥；不饱和树脂为不饱和聚酯树脂；石英砂中三氧化铁含量为0.01-0.05％、二氧化硅含量大于98.5％、且石英砂的尺寸为80-110目；抗氧剂为抗氧剂3010。

检测实施例1-3以及对比例1-2中的材料性能，如下：

通过上述可在，采用改性石灰石颗粒替换传统的普通石灰石颗粒，可以有效的降低加工后的产品的吸油值，同时增强了强度，降低了吸水性；同时在上述采用对加工后的产品进行破坏，判断破坏后的产品是否出现表层和基底层产生分离现象，由上可知采用添加不饱和树脂，增强了表层和基底层之间的结合性。

同时，通过纳米氧化石墨烯的添加，纳米氧化石墨烯表面带有大量的含氧官能团，掺入水泥后使浆体的需水量变大，从而迅速增大浆体稠度，并降低净浆的凝结时间，但过掺时会显著延缓水泥净浆的凝结硬化时间。同时纳米氧化石墨烯可以显著提高水泥砂浆的力学强度和抗氯离子渗透性能，纳米氧化石墨烯的掺入增加了干燥收缩，但当掺量适当时可显著降低水泥净浆的自收缩，即在充分养护条件下能够产生抑制混凝土早期开裂的作用。

同时采用苯乙烯调节不饱和聚酯黏度,可使粉料能够充分润湿。苯乙烯改善粉料润湿状态及其在树脂中分散状态；通过掺入苯乙烯调节树脂黏度,可提高人造石抗折强度。三乙醇胺可加速过氧化甲乙酮产生自由基,并改善不饱和聚酯固化性能,使固化物强度提高。

本发明人造石材的生产工艺中应用纳米氧化锌，能使人造石材产品同时增加防毒抗菌、抗老化的双重功能，保持人造石材20年不霉变、不褪色、不龟裂。此外，添加这种纳米材料，在人造石材生产中能有效消除不饱和树脂所产生的异味，从而使人造石材的环保功能和产品档次得以大幅度提升。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims

1.一种新型复合型水泥基人造石材，其特征在于：所述人造石材包括表层和基底层；

其中，所述基底层以重量百分比包括水泥10-25％、骨料组合物A70-85％、外加剂A1-10％以及水0-0.3％；

所述骨料组合物A以重量百分比计包括石英砂50-70％、碎玻璃15-30％、改性石灰石颗粒5-10％、不饱和树脂5-10％；

其中，所述表层以重量百分比计包括水泥20-35％、骨料组合物B60-75％、外加剂B1-10％以及水0-0.3％；

所述骨料组合物B以重量百分比计包括石英砂50-70％、河砂15-30％、改性石灰石颗粒5-10％、不饱和树脂5-10％和玻璃纤维5-10％。

2.根据权利要求1所述的一种新型复合型水泥基人造石材，其特征在于，所述外加剂A以重量百分比计包括水泥减水剂20-30％、抗氧剂10-20％、苯乙烯10-20％、三乙醇胺10-20％、以及纳米氧化石墨烯10-20％；

所述外加剂B以重量百分比计包括水泥减水剂20-30％、抗氧剂10-20％、苯乙烯10-20％、三乙醇胺10-20％、颜料10-20％、纳米氧化锌10-20％以及纳米氧化石墨烯10-20％；

所述颜料包括钦白粉、氧化铁红、红丹、群青、氧化铁黄和二氧化锰。

3.根据权利要求1所述的一种新型复合型水泥基人造石材，其特征在于，所述骨料组合物A中的石英砂85-90％的粒径分布在1.5-2mm范围内；所述骨料组合物B中的石英砂40-60％的粒径分布在1.5-2mm范围内、30-50％粒径分布在1-1.5mm范围内。

4.根据权利要求1所述的一种新型复合型水泥基人造石材，其特征在于，所述改性石灰石颗粒的制备包括：取石灰石颗粒放入表面改性剂混合溶液中，加热至75-85℃搅拌均匀后取出沥干干燥后即得改性石灰石颗粒；

所述改性石灰石颗粒中的表面改性剂组分的重量占比为1-3％；

所述表面改性剂混合溶液为重量比为1:1:20的聚乙二醇-200、三乙醇胺和水的混合溶液。

5.根据权利要求1所述的一种新型复合型水泥基人造石材，其特征在于，所述水泥为氯氧镁水泥或高铝水泥；

所述不饱和树脂为不饱和聚酯树脂；

所述石英砂中三氧化铁含量为0.01-0.05％、二氧化硅含量为98.5％-99％、且石英砂的尺寸为80-110目；

所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂或亚磷酸酯类抗氧剂。

6.根据权利要求1所述的一种新型复合型水泥基人造石材，其特征在于，所述外加剂A和外加剂B中均还包括防裂缓释剂和纤维素；所述外加剂A中纤维素和防裂缓释剂的用量分别占外加剂A总重的1-3％、10-30％；所述外加剂B中纤维素和防裂缓释剂的用量分别占外加剂B总重的1-3％、20-40％；

所述防裂缓释剂包括括葡萄糖酸钠和硅酸铝，所述葡萄糖酸钠和硅酸铝的重量比为1：1；

所述纤维素的粘度为300-1000cPs。

7.制备如权利要求1-6任意一项一种新型复合型水泥基人造石材的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

8.根据权利要求7所述的一种新型复合型水泥基人造石材的制备方法，其特征在于，所述悬浊液B和悬浊液A的制备方法相同；均先将苯乙烯、三乙醇胺和水混合搅拌均匀；然后将剩余组分加入后超声分散即可。

9.根据权利要求7所述的一种新型复合型水泥基人造石材的制备方法，其特征在于，在所述步骤5中，先将模具置入湿度为30％、温度为40℃的环境中干燥至表层混合料低于2％；然后将人造石材从模具中取出，再转入湿度为80％、温度为50℃的环境中干燥至人造石材含水量低于0.2％；

最后在放入自然环境中冷却干燥至含水量低于0.1％即可。

10.根据权利要求7所述的一种新型复合型水泥基人造石材的制备方法，其特征在于，在所述步骤4中，需要先在基底混合料上表面干撒一层水泥后，再倒入表层混合料。