CN113683376B - 一种装饰保温板及其制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种装饰保温板，包括饰面层、保温层以及背板，所述保温层为聚氨酯泡沫板，所述饰面层和背板均为硅酸钙板，由以下重量份数的原料制成：电厂烟道灰渣40‑45份、水泥8‑10份、硫酸钙8‑10份、脱硫石膏8‑10份、增强纤维10‑12份、乙烯‑醋酸乙烯共聚物乳液3‑5份、硅酸钙晶须3‑5份、废瓷粉8‑10份、丁苯橡胶颗粒3‑5份。通过调整饰面层和背板的原料，采用原料更加环保节能，制备的饰面层和背板的强度高，使用寿命长。

Description

一种装饰保温板及其制备工艺
技术领域
本发明涉及建筑保温材料技术领域，尤其是涉及一种装饰保温板及其制备工艺。
背景技术
建筑能耗主要是包括家用电器、空调、热水供应、照明、炊事、采暖等方面的损耗，其中采暖和空调能耗占比较高，会造成能源的浪费。基于现在建筑行业对绿色节能建筑的要求，对建筑内外墙装饰以及保温材料也提出了更高的要求，建筑保温材料一般采用聚氨酯泡模板、无机砂浆保温板等，具体要求比如质量轻、方便安装、保温、阻燃、使用寿命长等，而装饰板一般是金属板、石板以及陶瓷板等，基本要求是美观、阻燃、安全耐久等，目前建筑内外墙使用比较多的是装饰保温一体板，其整体性更好，而且兼具保温隔热和装饰性能，一般构造是将装饰层、保温层、密封层通过粘结剂、锚固件或其他工艺制成一体板，方便施工，节能环保，而且稳定性好。
但是目前装饰保温一体板的主要问题体现在，其装饰层的强度和防撞性能不够，因此会一定程度的影响使用其寿命。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种装饰保温板，通过调整饰面层和背板的原料，采用原料更加环保节能，制备的饰面层和背板的强度高，使用寿命长。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种装饰保温板，包括饰面层、保温层以及背板，所述保温层为聚氨酯泡沫板，所述饰面层和背板均为硅酸钙板，由以下重量份数的原料制成：电厂烟道灰渣40-45份、水泥8-10份、硫酸钙8-10份、脱硫石膏8-10份、增强纤维10-12份、乙烯-醋酸乙烯共聚物乳液3-5份、硅酸钙晶须3-5份、废瓷粉8-10份、丁苯橡胶颗粒3-5份。
进一步的，所述电厂烟道灰渣中SiO2 45-55%，Al2O3 25-30%，CaO 1.5-2%。
进一步的，所述电厂烟道灰渣和废瓷粉分别经过活化处理；
所述活化处理方法是：将原料与氢氧化钙按重量比10：1-1.5混合均匀后，600-700℃焙烧2h，迅速降温至室温，得活化产品。
进一步的，所述电厂烟道灰渣经改性处理，所述改性处理方法是：掺入0.5-1.5%硬脂酸，球磨混合，得改性电厂烟道灰渣。
进一步的，所述硅酸钙晶须由以下步骤制备而成：将氢氧化钙悬浮液和硅酸钠溶液混合加入反应釜中，搅拌速率为200r/min，添加少量外加助剂，钙硅的摩尔比为1.0，液固比为20：1，以1℃/min升温至260℃，保温20-22h，然后匀速降温至室温，产物经洗涤烘干后，得硅酸钙晶须。
进一步的，所述外加助剂为，外加助剂为油酸钠，添加量为0.3-0.5%。
进一步的，所述增强纤维为纤维水镁石和聚乙烯醇纤维按重量比2：1混合而成。
一种装饰保温板的制备工艺，包括以下步骤：
按重量份称取上述原料，混合均匀后加水搅拌均匀；之后压制成型，压蒸处理后得硅酸钙板。
本发明的有益效果是：
1、本申请公开一种装饰保温板，其中饰面层和背板均采用硅酸钙板，本申请中对硅酸钙板的原材料进行改进，其中硅质原料采用的有电厂烟道灰渣、水泥以及废陶瓷粉，钙质原料有硫酸钙和脱硫石膏，还添加有增强纤维等其他辅助添加剂，最终制备的硅酸钙板抗折强度为22-24MPa，强度高，而且抗外力冲击。
2、本申请中的钙质原料主要采用的是电厂烟道灰渣，并限定其主要成分的含量，即SiO2 45-55%，Al2O3 25-30%，CaO 1.5-2%，还添加有一些水泥和废陶瓷粉，使用电厂烟道灰渣和废陶瓷粉有助于资源的综合利用，节能环保；由于电厂烟道灰渣的使用量比较大，本申请采用硬脂酸对其进行活化改性，硬脂酸吸附在灰渣表面，一方面能够减少灰渣团聚，增加分散性能；另一方面部分硬脂酸以C17H35COO-的形式存在，能够吸附灰渣中的金属离子，对灰渣起到活化作用。
废瓷粉为陶瓷厂废料，其中废陶瓷粉SiO2 75-80%，Al2O3 10-12%，经过粉磨而成废陶瓷微粉，平均粒径为3-10μm。本申请为增加废瓷粉和电厂烟道灰渣的活性，与强碱混合后经高温煅烧骤冷，能够增加二氧化硅、氧化铝的溶出度，增加活性。
3、本申请中还添加有少量的硅酸钙晶须，均匀分散在基体中，用于作为激发硅酸钙的形成，晶须的直径为1-2μm，长径比为150-200，有助于水化硅酸钙在硅酸钙晶须上结晶，具有增韧和增强的作用。其中硅酸钙晶须是由氢氧化钙和硅酸钠经过水热法合成的硬硅钙石晶须，其中水热合成的过程中添加有少量的油酸钠，其中油酸钠能够促进溶液中钙离子的解离，从而能促进硬硅钙石晶体形成，另外油酸钠吸附在晶须表面，能促进晶须的生长。
4、另外添加的增强纤维为纤维水镁石和聚乙烯醇纤维，其中纤维水镁石和聚乙烯醇纤维与基体的粘结机理不同，聚乙烯醇纤维表面的羟基与水化产物能够产生化学粘结，其作用力比较强；而水镁石纤维与凝胶集体的粘结强度取决于界面强度，因此纤维水镁石主要体现在高强外力下的结构和韧性增强，与聚乙烯醇纤维复合使用，能显著提高硅钙板延展性。
5、还添加有少量的乙烯-醋酸乙烯共聚物乳液，其分散在水化C-S-H凝胶体系中，与凝胶形成网络互穿结构，具有增强和增韧的作用；而少量的丁苯橡胶颗粒（粒径为0.5-1mm）分散在基体中，能够起到一定应力集中点的作用，因此也具有增强增韧的作用。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步描述。
实施例1
一种装饰保温板，包括饰面层、保温层以及背板，其中保温层为聚氨酯泡沫板，饰面层和背板均为硅酸钙板，由以下重量份数的原料制成：电厂烟道灰渣40份、42.5水泥10份、硫酸钙8份、脱硫石膏10份、增强纤维10份、乙烯-醋酸乙烯共聚物乳液（EVA）3份、硅酸钙晶须5份、废瓷粉8份、丁苯橡胶颗粒3份；
电厂烟道灰渣中SiO2 45-55%，Al2O3 25-30%，CaO 1.5-2%。
电厂烟道灰渣和废瓷粉分别经过活化处理；活化处理方法是：将原料与氢氧化钙按重量比10：1.0混合均匀后，600-700℃焙烧2h，迅速降温至室温，得活化产品。
其中电厂烟道灰渣经过活化后还经改性，改性处理方法是：掺入0.5%硬脂酸，球磨混合，得改性电厂烟道灰渣。
硅酸钙晶须由以下步骤制备而成：将氢氧化钙悬浮液和硅酸钠溶液混合加入反应釜中，搅拌速率为200r/min，添加少量外加助剂，钙硅的摩尔比为1.0，液固比为20：1，以1℃/min升温至260℃，保温20-22h，然后匀速降温至室温，产物经洗涤烘干后，得硅酸钙晶须；外加助剂为油酸钠，添加量为0.3%。
增强纤维为纤维水镁石和聚乙烯醇纤维按重量比2：1混合而成。
一种装饰保温板的制备工艺，包括以下步骤：
按重量份称取上述原料，混合均匀后加水，水量为干质重量的30%，搅拌均匀；之后压制成型，压力3MPa，2min，脱模压蒸处理后得硅酸钙板，其中压蒸参数是压力2MPa，时间8h，温度180℃。
本申请装饰保温板的饰面层厚度8mm，背板为4mm穿孔板，粘结剂为聚氨酯胶黏剂，经过涂胶压制而成保温装饰板。
实施例2
一种装饰保温板，包括饰面层、保温层以及背板，其中保温层为聚氨酯泡沫板，饰面层和背板均为硅酸钙板，由以下重量份数的原料制成：电厂烟道灰渣41份、水泥9.5份、硫酸钙8.5份、脱硫石膏9份、增强纤维10.5份、乙烯-醋酸乙烯共聚物乳液3.5份、硅酸钙晶须4.5份、废瓷粉8.5份、丁苯橡胶颗粒3.5份。
电厂烟道灰渣中SiO2 45-55%，Al2O3 25-30%，CaO 1.5-2%。
电厂烟道灰渣和废瓷粉分别经过活化处理；活化处理方法是：将原料与氢氧化钙按重量比10：1.2混合均匀后，600-700℃焙烧2h，迅速降温至室温，得活化产品。
其中电厂烟道灰渣经过活化后还经改性，改性处理方法是：掺入0.8%硬脂酸，球磨混合，得改性电厂烟道灰渣。
硅酸钙晶须由以下步骤制备而成：将氢氧化钙悬浮液和硅酸钠溶液混合加入反应釜中，搅拌速率为200r/min，添加少量外加助剂，钙硅的摩尔比为1.0，液固比为20：1，以1℃/min升温至260℃，保温20-22h，然后匀速降温至室温，产物经洗涤烘干后，得硅酸钙晶须；外加助剂为油酸钠，添加量为0.35%。
其他工艺与实施例1相同。
实施例3
一种装饰保温板，包括饰面层、保温层以及背板，其中保温层为聚氨酯泡沫板，饰面层和背板均为硅酸钙板，由以下重量份数的原料制成：电厂烟道灰渣42份、水泥9份、硫酸钙9份、脱硫石膏9份、增强纤维11份、乙烯-醋酸乙烯共聚物乳液4份、硅酸钙晶须4份、废瓷粉9份、丁苯橡胶颗粒4份。
电厂烟道灰渣中SiO2 45-55%，Al2O3 25-30%，CaO 1.5-2%。
电厂烟道灰渣和废瓷粉分别经过活化处理；活化处理方法是：将原料与氢氧化钙按重量比10：1.4混合均匀后，600-700℃焙烧2h，迅速降温至室温，得活化产品。
其中电厂烟道灰渣经过活化后还经改性，改性处理方法是：掺入1.0%硬脂酸，球磨混合，得改性电厂烟道灰渣。
硅酸钙晶须由以下步骤制备而成：将氢氧化钙悬浮液和硅酸钠溶液混合加入反应釜中，搅拌速率为200r/min，添加少量外加助剂，钙硅的摩尔比为1.0，液固比为20：1，以1℃/min升温至260℃，保温20-22h，然后匀速降温至室温，产物经洗涤烘干后，得硅酸钙晶须；外加助剂为油酸钠，添加量为0.4%。
其他工艺与实施例1相同。
实施例4
一种装饰保温板，包括饰面层、保温层以及背板，其中保温层为聚氨酯泡沫板，饰面层和背板均为硅酸钙板，由以下重量份数的原料制成：电厂烟道灰渣43份、水泥8.5份、硫酸钙9.5份、脱硫石膏9.5份、增强纤维11.5份、乙烯-醋酸乙烯共聚物乳液4.5份、硅酸钙晶须3.5份、废瓷粉9.5份、丁苯橡胶颗粒4.5份。
电厂烟道灰渣中SiO2 45-55%，Al2O3 25-30%，CaO 1.5-2%。
电厂烟道灰渣和废瓷粉分别经过活化处理；活化处理方法是：将原料与氢氧化钙按重量比10：1.5混合均匀后，600-700℃焙烧2h，迅速降温至室温，得活化产品。
其中电厂烟道灰渣经过活化后还经改性，改性处理方法是：掺入1.2%硬脂酸，球磨混合，得改性电厂烟道灰渣。
硅酸钙晶须由以下步骤制备而成：将氢氧化钙悬浮液和硅酸钠溶液混合加入反应釜中，搅拌速率为200r/min，添加少量外加助剂，钙硅的摩尔比为1.0，液固比为20：1，以1℃/min升温至260℃，保温20-22h，然后匀速降温至室温，产物经洗涤烘干后，得硅酸钙晶须；外加助剂为油酸钠，添加量为0.45%。
其他工艺与实施例1相同。
实施例5
一种装饰保温板，包括饰面层、保温层以及背板，其中保温层为聚氨酯泡沫板，饰面层和背板均为硅酸钙板，由以下重量份数的原料制成：电厂烟道灰渣45份、水泥8份、硫酸钙10份、脱硫石膏8份、增强纤维12份、乙烯-醋酸乙烯共聚物乳液5份、硅酸钙晶须3份、废瓷粉10份、丁苯橡胶颗粒5份。
电厂烟道灰渣中SiO2 45-55%，Al2O3 25-30%，CaO 1.5-2%。
电厂烟道灰渣和废瓷粉分别经过活化处理；活化处理方法是：将原料与氢氧化钙按重量比10：1.2混合均匀后，600-700℃焙烧2h，迅速降温至室温，得活化产品。
其中电厂烟道灰渣经过活化后还经改性，改性处理方法是：掺入1.5%硬脂酸，球磨混合，得改性电厂烟道灰渣。
硅酸钙晶须由以下步骤制备而成：将氢氧化钙悬浮液和硅酸钠溶液混合加入反应釜中，搅拌速率为200r/min，添加少量外加助剂，钙硅的摩尔比为1.0，液固比为20：1，以1℃/min升温至260℃，保温20-22h，然后匀速降温至室温，产物经洗涤烘干后，得硅酸钙晶须；外加助剂为油酸钠，添加量为0.5%。
其他工艺与实施例1相同。
对比例1
对比例1与实施例5不同之处在于：增强纤维为纤维水镁石。
对比例2
对比例2与实施例5不同之处在于：不添加硅酸钙晶须。
性能检测
检测实施例1-5制备的硅酸钙板的抗折强度和抗冲击强度，结果见表1所示。
表1 性能检测结果
抗折强度/MPa 抗冲击强度KJ/m<sup>2</sup> 密度（g/cm<sup>3</sup>）
实施例1 22.1 2.83 1.20
实施例2 22.5 2.86 1.24
实施例3 22.8 2.80 1.22
实施例4 22.0 2.85 1.25
实施例5 23.8 2.91 1.29
对比例1 18.1 2.05 1.25
对比例2 19.8 2.12 1.27
由表1可以看出，本申请制备的硅酸钙板抗折强度为22-24MPa，强度高，而且抗外力冲击，结合对比例1和对比例2的数据可以看出，仅仅添加一种增强纤维（纤维水镁石）时，硅酸钙的抗折强度相对会降低，不添加硅酸钙晶须时其抗折强度也有一定强度的降低，说明复合纤维具有协同增韧的作用，另外硅酸钙晶须也能相应的增加硅酸钙板的强度。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种装饰保温板，其特征在于：包括饰面层、保温层以及背板，所述保温层为聚氨酯泡沫板，所述饰面层和背板均为硅酸钙板，由以下重量份数的原料制成：电厂烟道灰渣40-45份、水泥8-10份、硫酸钙8-10份、脱硫石膏8-10份、增强纤维10-12份、乙烯-醋酸乙烯共聚物乳液3-5份、硅酸钙晶须3-5份、废瓷粉8-10份、丁苯橡胶颗粒3-5份。
2.根据权利要求1所述的一种装饰保温板，其特征在于：所述电厂烟道灰渣中SiO2 45-55%，Al2O3 25-30%，CaO 1.5-2%。
3.根据权利要求1所述的一种装饰保温板，其特征在于：所述电厂烟道灰渣和废瓷粉分别经过活化处理；
所述活化处理方法是：将原料与氢氧化钙按重量比10：1-1.5混合均匀后，600-700℃焙烧2h，迅速降温至室温，得活化产品。
4.根据权利要求1所述的一种装饰保温板，其特征在于：所述电厂烟道灰渣经改性处理，所述改性处理方法是：掺入0.5-1.5%硬脂酸，球磨混合，得改性电厂烟道灰渣。
5.根据权利要求1所述的一种装饰保温板，其特征在于：所述硅酸钙晶须由以下步骤制备而成：将氢氧化钙悬浮液和硅酸钠溶液混合加入反应釜中，搅拌速率为200r/min，添加少量外加助剂，钙硅的摩尔比为1.0，液固比为20：1，以1℃/min升温至260℃，保温20-22h，然后匀速降温至室温，产物经洗涤烘干后，得硅酸钙晶须。
6.根据权利要求5所述的一种装饰保温板，其特征在于：外加助剂为油酸钠，添加量为0.3-0.5%。
7.根据权利要求1所述的一种装饰保温板，其特征在于：所述增强纤维为纤维水镁石和聚乙烯醇纤维按重量比2：1混合而成。
8.一种权利要求1所述的装饰保温板的制备工艺，其特征在于：包括以下步骤：
按重量份称取上述原料，混合均匀后加水搅拌均匀；之后压制成型，压蒸处理后得硅酸钙板。
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