CN114477944B - 一种有机复合低温陶土板及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于建筑材料技术领域，具体说是一种有机复合低温陶土板及其制备方法，其中，陶土板包括基料树脂、硅溶胶、助溶剂、水、陶土粉、纤维、润湿剂、成膜助剂和分散剂。本发明通过对组成成分和制备方法的改进，获得的陶土板抗震和抗断裂性能优异，满足幕墙等使用要求，无需高温烧制，仅需要在120‑140摄氏度，烘烤15‑30分钟即可，大大降低了制作能耗。

Description

一种有机复合低温陶土板及其制备方法

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，具体说是一种有机复合低温陶土板及其制备方法。

背景技术

陶土板，又称之陶板，是以天然陶土为主要原料，不添加任何其它成分，经过高压挤出成型、低温干燥并经过1200℃-1250℃的高温烧制而成，具有绿色环保、无辐射、色泽温和、不会带来光污染等特点。所以备受欢迎，经常用作建筑幕墙。

例如申请号为201910606731.3中国发明专利公开了一种窑变烧结陶板及其制备方法，陶板主体，按重量份数计取黏土60～66份、高岭土12～14份、木炭粉1～2份，制成陶板坯料送入烧制设备中进行烧制，烧制的温度为1000℃～1300℃，所述烧制时间为8～10小时，梯度保温时间为8～12小时。烧制温度高，时间长。

发明内容

本发明提供一种有机复合低温陶土板，通过对组成成分的改进，在满足陶土板强度、硬度等性能条件下，无需高温烧制，仅需要在120-140度烘烤15-30分钟即可，大大降低了制作能耗。

本发明采用如下的技术方案：

一种有机复合低温陶土板，包括以下组分：

基料树脂、硅溶胶、助溶剂、水、陶土粉、纤维、润湿剂、成膜助剂和分散剂。

本发明的上述技术方案中，以陶土粉作为主要成分，辅以基料树脂、硅溶胶和纤维，整个配方，不仅实现了在低温条件下，短时间烧制，即可形成陶土板成品，而且成品抗热震、抗断裂效果明显，可以达到传统高温长时间烧制所得陶土板相当，甚至更优的性能。陶土板的组成中，以基料树脂在陶土粉中分散形成聚合点，以提升陶土粉的抗热震性能。硅溶胶表面层具有众多硅烷醇基和羟基，硅溶胶的胶体粒子填充于间隙，形成空间网络结构，不仅配合其它组分实现了低温烧制，而且在配合基料树脂，加强了陶土板的抗热震和抗裂效果。

作为优选，各组分的重量份组成如下：

基料树脂10-20份、硅溶胶3-6份、助溶剂2-4份、水15-30份、陶土粉60-80份、纤维0.5-1份、润湿剂0.5-1份、成膜助剂1-2份、分散剂 0.5-1份。

作为优选，各组分的重量份组成如下：基料树脂10-15份、硅溶胶4-5份、助溶剂2-4份、水15-30份、陶土粉70-80份、纤维 0.5-1份、润湿剂0.5-1份、成膜助剂1-2份、分散剂0.5-1份。

作为优选，所述基料树脂为环氧树脂、丙烯酸树脂、氨基树脂中的一种或几种。更加优选为丙烯酸树脂。原则上任何树脂都可以作为基料树脂使用于本申请中，实际上，结合本发明的陶土板其它成分之间的相互作用，采用上述的环氧树脂、丙烯酸树脂、氨基树脂这三种树脂，能够与陶土粉和硅溶胶组合，烧制所得陶土板性能更优，而且在烧制生产中，次品率低，不超过0.3%。

作为优选，所述纤维为石棉纤维。采用石棉纤维，更有利于提高陶土板的刚性和强度。

作为优选，所述助溶剂为乙二醇丁醚、丙二醇、酒精一种或几种。

作为优选，所述成膜助剂为醇酯12。

本发明还提供上述有机复合低温陶土板的制备方法。

本制备方法中包含烧制步骤，烧制温度为120℃-140℃，烧制时间为15-30min。

上述有机复合低温陶土板的制备方法，具体包括如下的步骤：

（1）将水、基料树脂、纤维、助溶剂、分散剂、润湿剂按顺序依次加入搅拌机中，搅拌5~10分钟；

（2）依次加入陶土粉、硅溶胶，搅拌30~50分钟；

（3）加入成膜助剂，搅拌5~10分钟，混合均匀后经过高压挤出成型、低温干燥并在120℃~140℃烤制15~30min即可得到一种有机复合低温陶土板。

本发明上述的制备方法中，发明人前期通过一次性统一混料，采用低温、短时间烤制，并没有理想的效果，得到的陶土板抗热震和抗断裂效果都难以达到要求。后经过研究，更换了组分的加入顺序与加入时机，基料树脂、纤维先加入，陶土粉和硅溶胶后加入，可以配合低温、短时间烧制，获得抗热震和抗断裂效果都较为优异的陶土板。

作为优选，低温干燥温度为85℃~100℃。

烧制前的干燥温度也会虽然对最终陶土板的性能影响不大，但是会影响产品的成品率。控制在85℃~100℃最为合适，超过100℃，在烧制阶段易出现裂缝，会导致成品率降低，次品率显著升高。

通过实施上述技术方案，本发明具有如下的优点：

1.本发明无需高温长时间烧制，仅需要在120-140℃烘烤15-30min即可，大大降低了制作能耗。

2.本发明的陶土板，抗热震和抗断裂性能优异，满足幕墙等使用要求。

3.本发明陶土板的成品率高、次品率低。

具体实施方式

下面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。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做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的保护范围。

实施例1

本实施例提供一种有机复合低温陶土板，对组成成分进行改进，具体包括以下组分：基料树脂10份、硅溶胶5份、助溶剂3份、水30份、陶土粉65份、石棉纤维 1份、炔二醇润湿剂1份、成膜助剂1份、分散剂 1份，其中，基料树脂采用环氧树脂。成膜助剂采用醇酯12。助溶剂为乙二醇丁醚。

实施例2

本实施例提供一种有机复合低温陶土板，对组成成分进行改进，具体包括以下组分：基料树脂20份、硅溶胶6份、助溶剂2份、水25份、陶土粉60份、石棉纤维 0.5份、炔二醇润湿剂1份、成膜助剂2份、分散剂 1份，其中，基料树脂采用丙烯酸树脂。成膜助剂采用醇酯12。助溶剂为乙二醇丁醚。

实施例3

本实施例提供一种有机复合低温陶土板，对组成成分进行改进，具体包括以下组分：基料树脂18份、硅溶胶3份、助溶剂4份、水20份、陶土粉80份、纤维素 1份、炔二醇润湿剂0.5份、成膜助剂1份、分散剂 0.5份，其中，基料树脂采用环氧树脂。成膜助剂采用醇酯12。助溶剂为乙二醇丁醚。

实施例4

本实施例提供一种有机复合低温陶土板，对组成成分进行改进，具体包括以下组分：基料树脂15份、硅溶胶4份、助溶剂2份、水22份、陶土粉66份、石棉纤维 1份、炔二醇润湿剂0.6份、成膜助剂1.8份、分散剂 0.5份，其中，基料树脂采用氨基树脂。成膜助剂采用醇酯12。助溶剂为丙二醇。

实施例5

本实施例提供一种有机复合低温陶土板，与实施例1的不同在于，基料树脂采用聚氨酯树脂。

实施例6

本实施例提供一种有机复合低温陶土板，与实施例1的不同在于，没有加入硅溶胶。

实施例7

本实施例提供一种有机复合低温陶土板，与实施例1的不同在于，硅溶胶替换为粉末状二氧化硅。

实施例8

本实施例提供一种有机复合低温陶土板，与实施例1的不同在于，没有加入基料树脂。

实施例9

本实施例提供一种有机复合低温陶土板的制备方法，以实施例1-实施例8的陶土板作为原料。步骤如下：

（1）将水、基料树脂、纤维、助溶剂、分散剂、润湿剂按顺序依次加入搅拌机中，搅拌速度300转/min，搅拌10分钟；

（2）依次加入陶土粉、硅溶胶，搅拌速度900转/min，搅拌50分钟；

（3）加入成膜助剂，搅拌速度300转/min，搅拌10分钟，混合均匀后经过高压挤出成型、100℃干燥后，并在140℃烤制30min即可得到一种有机复合低温陶土板。所制得的实施例1-实施例5的陶土板对应为陶土板Ⅰ、陶土板Ⅱ、陶土板Ⅲ、陶土板Ⅳ、陶土板Ⅴ、陶土板Ⅵ、陶土板Ⅶ、陶土板Ⅷ。厚度均为30mm。

对本发明生产出的产品进行取样测试，检测其抗热震性能和抗断裂性能以及次品率。

抗热震测试：试验方法执行国家标准GB/T27972-2011，按GB/T3810.9规定进行。

断裂模数测试：试验方法执行国家标准GB/T27972-2011。

次品率：次品/陶土板总数。

结果见表1。

表1 实施例9所得陶土板的检测结果

本发明还对制备方法中的一些步骤对结果的影响进行了探究，具体如下：

探究以“基料树脂20份、硅溶胶6份、助溶剂2份、水25份、陶土粉60份、石棉纤维0.5份、炔二醇润湿剂1份、成膜助剂2份、分散剂 1份，其中，基料树脂采用丙烯酸树脂。成膜助剂采用醇酯12。助溶剂为乙二醇丁醚。”这一配方的陶土板为原料。

制备方法一：

按照实施例9的制备方法，所得陶土板，记录为陶土板A。

制备方法二：

按照常规的高温、长时间烤制方式，具体步骤如下：

（1）将水、基料树脂、纤维、助溶剂、分散剂、润湿剂按顺序依次加入搅拌机中，搅拌速度300转/min，搅拌10分钟；

（2）依次加入陶土粉、硅溶胶，搅拌速度900转/min，搅拌50分钟；

（3）加入成膜助剂，搅拌速度300转/min，搅拌10分钟，混合均匀后经过高压挤出成型、100℃干燥后，并在1000℃烤制8小时，即可得到一种有机复合低温陶土板，记录为陶土板B。

制备方法三：

与制备方法一的不同在于，步骤（3）中的烘干温度设定为120℃，所得陶土板，记录为陶土板C。

制备方法四：

将所有原料均加入搅拌机中，搅拌速度900转/min，搅拌50分钟；混合均匀后经过高压挤出成型、100℃干燥后，并在140℃烤制30min即可得到一种有机复合低温陶土板。所得陶土板，记录为陶土板D。

对根据制备方法一至四所得产品进行取样测试，检测其抗热震性能和抗断裂性能以及次品率。结果见表2。

表2 不同制备方法所得陶土板的检测结果

Claims (6)

1.一种有机复合低温陶土板，其特征在于，包括以下重量份组分：基料树脂10-20份、硅溶胶3-6份、助溶剂2-4份、水15-30份、陶土粉60-80份、纤维 0.5-1份、润湿剂0.5-1份、成膜助剂1-2份、分散剂 0.5-1份，所述基料树脂为环氧树脂、丙烯酸树脂、氨基树脂中的一种或几种；

所述有机复合低温陶土板的制备方法如下：

（1）将水、基料树脂、纤维、助溶剂、分散剂、润湿剂按顺序依次加入搅拌机中，搅拌5~10分钟；

（2）依次加入陶土粉、硅溶胶，搅拌30~50分钟；

（3）加入成膜助剂，搅拌5~10分钟，混合均匀后经过高压挤出成型、低温干燥并在120℃~140℃烤制15~30min即可得到一种有机复合低温陶土板。

2.根据权利要求1所述的一种有机复合低温陶土板，其特征在于，各组分的重量份组成如下：基料树脂10-15份、硅溶胶4-5份、助溶剂2-4份、水15-30份、陶土粉70-80份、纤维0.5-1份、润湿剂0.5-1份、成膜助剂1-2份、分散剂 0.5-1份。

3.根据权利要求1所述的一种有机复合低温陶土板，其特征在于，所述纤维为石棉纤维。

4.根据权利要求1所述的一种有机复合低温陶土板，其特征在于，所述助溶剂为乙二醇丁醚、丙二醇、酒精一种或几种。

5.根据权利要求1所述的一种有机复合低温陶土板，其特征在于，所述成膜助剂为醇酯12。

6.根据权利要求1所述的一种有机复合低温陶土板，其特征在于，步骤（3）中低温干燥温度为85℃~100℃。