CN114634337A - 一种高韧性改性骨料无机人造石及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高韧性改性骨料无机人造石及其制备方法，解决了现有技术中的无机人造石工艺复杂繁琐，且无机人造石的抗压能力强，但抗弯能力、变形能力差的技术问题。它包括30‑60%白色硅酸盐水泥、30‑80%复合骨料、3‑15%超细矿粉占、0‑10%石灰石粉占总粉料、0‑10%石英粉和0.05‑5%拌和液体；所述复合骨料包括2‑30%改性骨料和70‑98%普通骨料，所述改性骨料包括重量百分比的下述成分，40‑60%普通骨料、30‑50%硅烷偶联剂、1‑5%无水乙醇。本发明采用无机人造石整体增韧，通过硅烷偶联剂改性石英砂来提高无机骨料与有机乳液的相容性和亲和性，提高了无机人造石弯曲强度，减少无机人造石在运输及安装过程中的崩边、掉角情况发生。
Description
技术领域
本发明涉及建筑装饰材料的技术领域，具体涉及一种高韧性改性骨料无机人造石及其制 备方法。
背景技术
无机人造石主要以硅酸盐水泥为主要胶凝材料，其抗压能力强，但抗弯能力、变形能力 差，受外力和内力作用时容易发生开裂。水泥基人造石产品脆性大这一缺陷，导致其产品在 运输、安装过程中易受磕碰而产生崩角、断裂。
专利CN102206053A公布了一种石英砂的表面改性制备方法，采用KH570(γ-甲基丙烯酰 氧基丙基三甲氧基硅烷)进行改性石英砂，达到其硅烷偶联剂与石英砂形成牢固的共价键结 合。经表面改性后的石英砂与有机高分子树脂材料的相容性、加工流动性和分散性等得到明 显改善。
专利CN112745061A公布了一种利用改性碳酸钙制备的人造石英石板材及其制备方法， 采用钛酸酯偶联剂包括异丙基二油酸酰氧基钛酸酯、异丙基三油酸酰氧基钛酸酯、异丙基三 油酸酰氧基钛酸酯等偶联剂，提高了石英石板材的密度、抗折强度、抗压强度和冲击强度， 提高了板材的综合性能指标，以上两个专利均是针对有机人造石英石，只是简单描述各项性 能指标增加，但是专利中没有给出具体的性能数据。
专利CN201810929011.6公布了一种纤维混凝土增韧水泥基无机人造石板材及其制备方 法，是在现浇法制备无机人造石板材的基础上，将高弯性能材料与无机人造石复合工艺，提 高无机人造石装饰板材的弯曲强度。该专利虽然采用分层布料的方式解决了面层外观问题， 但是其工艺复杂繁琐，切割后侧面还是会有纤维外漏的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高韧性改性骨料无机人造石及其制备方法，以解决现有技术 中无机人造石工艺复杂繁琐，且无机人造石的抗压能力强，但抗弯能力、变形能力差的技术 问题。
为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：
本发明提供的一种高韧性改性骨料无机人造石及其制备方法，包括重量百分比计的下述 材料：30-60％白色硅酸盐水泥、30-80％复合骨料、3-15％超细矿粉占、0-10％石灰石粉占总粉 料、0-10％石英粉和0.05-5％拌和液体；
所述复合骨料包括2-30％改性骨料和70-98％普通骨料，所述改性骨料包括重量百分比的 下述成分，40-60％普通骨料、30-50％硅烷偶联剂、1-5％无水乙醇。
进一步的，所述普通骨料包括石英砂、碳酸钙砂、碎玻璃和再生骨料中的任意一种或几 种，所述普通骨料的粒度在0.1～20mm。
进一步的，所述拌和液体为水和苯丙乳液或水和聚氨酯乳液中的任意一种。
进一步的，所述硅烷偶联剂为γ―氨丙基三乙氧基硅烷和γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧 基硅烷中的任意一种或几种。
本发明提供的一种高韧性改性骨料无机人造石的制备方法，包括下述的步骤：
S1配制改性骨料，将改性骨料所需的材料混合均匀，加入搅拌装置中，在500r/min转 速下搅拌2h，将搅拌后的材料在烘箱中进行二段温度烘干，制备成为改性骨料；
S2制作无机人造石，将制备无机人造石所需的材料混合均匀，通过真空条件下压制成型， 最终制成无机人造石。
进一步的，所述步骤S1中烘箱的二段温度烘干具体包括下述的步骤，将混合后的材料 在烘箱中50-60℃处理24h，之后在110-130℃温度下烘干1h。
进一步的，所述步骤S2的压制成型中，真空度为-0.08MPa，压制压力为1Mpa。
基于上述技术方案，本发明实施例至少可以产生如下技术效果：
(1)本发明提供的一种高韧性改性骨料无机人造石及其制备方法，防止纤维外漏的问 题，外观更加美观，不改变其花色；采用无机人造石整体增韧，板材制备工艺更容易控制， 防止分层或者花色不均匀现象；通过硅烷偶联剂改性石英砂来提高无机骨料与有机乳液的相 容性和亲和性，提高了无机人造石弯曲强度，减少无机人造石在运输及安装过程中的崩边、 掉角情况发生。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的 描述。本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例做进一步说明。应当理解，此处所 描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
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做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方 式，都属于本发明所保护的范围。
本发明提供了一种高韧性改性骨料无机人造石及其制备方法，包括重量百分比计的下述 材料：30-60％白色硅酸盐水泥、30-80％复合骨料、3-15％超细矿粉占、0-10％石灰石粉占总粉 料、0-10％石英粉和0.05-5％拌和液体；
所述复合骨料包括2-30％改性骨料和70-98％普通骨料，所述改性骨料包括重量百分比的 下述成分，40-60％普通骨料、30-50％硅烷偶联剂、1-5％无水乙醇。
所述白色硅酸盐水泥又称白水泥，白水泥是用石灰石(Fe203<0.05％)白泥、瓷石、雪花 石膏配制而成，在熟料烧成过程中，采取高溫下洒水的办法以提髙其白度，粉磨时采用混入 铁质较少的雷蒙磨，生料中不加铁粉。
所述复合骨料包括普通骨料、硅烷偶联剂、无水乙醇。
进一步的，所述普通骨料包括石英砂、碳酸钙砂、碎玻璃和再生骨料中的任意一种或几 种，所述普通骨料的粒度在0.1～20mm。
所述普通骨料在混凝土中起骨架或填充作用的粒状松散材料。
进一步的，所述硅烷偶联剂为γ―氨丙基三乙氧基硅烷和γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧 基硅烷中的任意一种或几种。
所述硅烷偶联剂，硅烷偶联剂处理的石英砂，可将其亲水性表面转变成亲有机表面，可 以避免体系中粒子集结及聚合物集聚稠化，可以提高有机聚合物对改性石英砂的润湿性，通 过碳官能团硅烷还可以使改性石英砂与聚合物实现牢固键合，改性石英砂来提高无机骨料与 有机乳液的相容性和亲和性，提高了无机人造石弯曲强度，减少无机人造石在运输及安装过 程中的崩边、掉角情况发生。
所述无水乙醇，起到分散硅烷偶联剂的作用，提高了硅烷偶联剂与石英砂的相互接触的 机会。
所述超细矿粉的加入能够改善孔结构及水泥石集料界面结构，从而提高混凝土材料性能 的主要手段。所述超细矿粉能够采用硅灰、超细矿渣、超细粉煤灰、超细沸石粉和超细石灰 石粉以及上述超细粉的不同组合。
所述石灰石粉，加入能够达到最佳级配，改善孔结构，从而提高混凝土材料性能的主要 手段。
所述石英粉，加入能够与水泥水化起到协同作用，提高无机人造石材料性能。
进一步的，所述拌和液体为水和苯丙乳液或水和聚氨酯乳液中的任意一种。
所述拌和液体，水起到溶解无机胶凝材料，无机胶凝材料水化反应中的主要成分；苯丙 乳液加入到人造石体系中起到保水的作用。
本发明提供的一种高韧性改性骨料无机人造石的制备方法，包括下述的步骤：
S1配制改性骨料，将改性骨料所需的材料混合均匀，加入搅拌装置中，在500r/min转 速下搅拌2h，将搅拌后的材料在烘箱中进行二段温度烘干，制备成为改性骨料；
S2制作无机人造石，将制备无机人造石所需的材料混合均匀，通过真空条件下压制成型， 最终制成无机人造石。
进一步的，所述步骤S1中烘箱的二段温度烘干具体包括下述的步骤，将混合后的材料 在烘箱中50-60℃处理24h，之后在110-130℃温度下烘干1h。
进一步的，所述步骤S2的压制成型中，真空度为-0.08MPa，压制压力为1Mpa。
实施例1
1.1配料
本申请实施例1提供了一种高韧性改性骨料无机人造石及其制备方法，所述无机人造石 的各组分配比、复合骨料的各组分配比和改性骨料的各组分配比如表1所示。
表1实施例各组分配比
1.2制备方法
本发明提供的一种高韧性改性骨料无机人造石的制备方法，包括下述的步骤：
S1配制改性骨料，称取改性骨料所需的材料，将硅烷偶联剂分散于无水乙醇中，5分钟 后，将普通骨料混入其中，加入搅拌装置，在500r/min转速下搅拌2h，将搅拌后的材料在 烘箱中50-60℃处理24h，之后在110-130℃温度下烘干1h，制备成为改性骨料；
S2制作无机人造石，将制备无机人造石所需的材料混合均匀，通过真空处理后，进行压 制成型，制备的人造石在温度23±2℃、相对湿度70±5％的条件下养护至28天龄期。
实施例2
2.1配料
本申请实施例1提供了一种高韧性改性骨料无机人造石及其制备方法，所述无机人造石 的各组分配比、复合骨料的各组分配比和改性骨料的各组分配比如表2所示。
表2实施例各组分配比
2.2制备方法
实施例2的具体制备方法同实施例1。
实施例3
3.1配料
本申请实施例3提供了一种高韧性改性骨料无机人造石及其制备方法，所述无机人造石 的各组分配比、复合骨料的各组分配比和改性骨料的各组分配比如表3所示。
表3实施例各组分配比
3.2制备方法
实施例3的具体制备方法同实施例1。
实施例4
4.1配料
本申请实施例4提供了一种高韧性改性骨料无机人造石及其制备方法，所述无机人造石 的各组分配比、复合骨料的各组分配比和改性骨料的各组分配比如表4所示。
表4实施例各组分配比
4.2制备方法
实施例4的具体制备方法同实施例1。
对比例1
5.1配料
本申请实施例5提供了一种高韧性改性骨料无机人造石及其制备方法，所述无机人造石 的各组分配比、复合骨料的各组分配比和改性骨料的各组分配比如表5所示。
表5实施例各组分配比
性能检测
对实施例1-4和对比例1制备出的无机人造石的28d抗弯强度值数据按照标准进行检测， 具体结果如表6所示：
表6检测结果
KH-550/KH-560改性骨料的加入对其28天抗弯强度有明显提升。实施例2中当KH-550 改性骨料掺量为6％时，其弯曲强度可达25.46MPa，与对比例1相比较，实施例2的28d抗弯强度值数据提升了28.3％，使人造石弯曲强度提升，减少了人造石崩边、掉角的情况发生， 同时此改性骨料加入不影响人造石的花色和外观。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉 本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本 发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (7)
1.一种高韧性改性骨料无机人造石，其特征在于，包括重量百分比计的下述材料：30-60%白色硅酸盐水泥、30-80%复合骨料、3-15%超细矿粉占、0-10%石灰石粉占总粉料、0-10%石英粉和0.05-5%拌和液体；
所述复合骨料包括2-30%改性骨料和70-98%普通骨料，所述改性骨料包括重量百分比的下述成分，40-60%普通骨料、30-50%硅烷偶联剂、1-5%无水乙醇。
2.根据权利要求1所述的一种高韧性改性骨料无机人造石，其特征在于：所述普通骨料包括石英砂、碳酸钙砂、碎玻璃和再生骨料中的任意一种或几种，所述普通骨料的粒度在0.1~20mm。
3.根据权利要求1所述的一种高韧性改性骨料无机人造石，其特征在于：所述拌和液体为水和苯丙乳液或水和聚氨酯乳液中的任意一种。
4.根据权利要求1所述的一种高韧性改性骨料无机人造石，其特征在于：所述硅烷偶联剂为γ―氨丙基三乙氧基硅烷和γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷中的任意一种或几种。
5.根据权利要求1-4任意一项所述高韧性改性骨料无机人造石的制备方法，其特征在于，包括下述的步骤：
S1配制改性骨料，将改性骨料所需的材料混合均匀，加入搅拌装置中，在500r/min转速下搅拌2h，将搅拌后的材料在烘箱中进行二段温度烘干，制备成为改性骨料；
S2制作无机人造石，将制备无机人造石所需的材料混合均匀，通过真空条件下压制成型，最终制成无机人造石。
6.根据权利要求5所述的一种高韧性改性骨料无机人造石的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中烘箱的二段温度烘干具体包括下述的步骤，将混合后的材料在烘箱中50-60℃处理24h，之后在110-130℃温度下烘干1h。
7.根据权利要求5所述的一种高韧性改性骨料无机人造石的制备方法，其特征在于：所述步骤S2的压制成型中，真空度为-0.08MPa，压制压力为1Mpa。
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