CN114854156B - 一种轻质高强防水透气装饰面板材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种轻质高强防水透气装饰面板材料及其制备方法，主要由以下组分按照以下质量份数比制备而成：改性云母粉5‑10份、水0.1‑5份、硅溶胶5‑10份、硅酸盐溶液5‑20份、乳液5‑20份、水性增稠剂0.1‑0.5份、消泡剂0.2‑0.5份、空心玻璃微珠15‑30份、重质碳酸钙5‑10份、石英砂20‑30份；所述的改性云母粉由质量比为5‑10：2‑3：80‑100:50‑100的云母粉、改性剂、无水乙醇和水制备而成。本发明的装饰面板密度低，抗拉强度高，吸水率低，柔韧性合适，抗冲击性好，而且即防水又透气。

Description

一种轻质高强防水透气装饰面板材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种轻质高强防水透气装饰面板材料及其制备方法。

背景技术

目前常用于室内外的装饰材料有几大类，比如室内常用的是石膏板、纤维水泥板配合涂料使用，也有部分软瓷材料应用于室内的墙面装修。但石膏板易吸水且强度低，纤维水泥板较重，软瓷强度较低且较软，施工平整度较差等问题。而外墙由于环境复杂，对材料的物化性能特别是耐候性要求较高，其中常用的有涂料、瓷砖以及一些干挂石材等。但涂料施工工序复杂，工期较长，对施工工人要求较高，常因施工过程产生质量问题，且外墙涂料一般几年就会产生变色、破损等现象。外墙瓷砖较重，有掉落风险，且瓷砖的生产需要较高的能耗，易造成环境污染。

随着现在具有多孔结构的轻质墙体的使用，一旦有水进入墙体，就会流入室内，并对墙体的寿命造成影响。若外墙采用吸水率较大的外保温材料，外侧的防护层如果渗水，保温层的保温效果会降低甚至失效，强度也会大大减小，所以外墙的防护层需要防水。但同时外墙也需要透气，若外墙不透气，室内的水蒸气分压力大于室外，室内水汽进入墙体内，会带来墙体内部结露、发霉的问题，其危害有时甚至高于外墙渗水。

现如今，石膏板强度较低，吸水率高易变形，仅适用于室内，不可用于外墙，使用场景较少。

纤维水泥板较重，吸水率高，防水透气效果差，在外墙应用较多，但由于其吸水率高导致在寒冷地区多次冻融后已产生破坏，有掉落的风险。

软瓷是近年来发展较快的一种新型装饰材料，但其较软，强度较低，防水透气效果一般，在施工过程中容易产生空鼓，不平整等问题，一直未在外墙有较大的发展。

涂料施工工序复杂，工期较长，对施工工人要求较高，常因施工过程产生质量问题，且外墙涂料一般几年就会产生变色、破损等现象。

外墙瓷砖较重，防水透气效果差，有掉落风险，且瓷砖的生产需要较高的能耗，易造成环境污染。

天然石材的开采会造成环境的破坏，且石材较重，施工过程复杂，有掉落的风险。

故急需一种防水透气且轻质高强的板材，将其饰面前置于工厂生产，在施工应用端快速便捷的安装。

发明内容

本发明提供一种轻质高强防水透气装饰面板材料及其制备方法，本发明的装饰面板密度低，抗拉强度高，吸水率低，柔韧性合适，抗冲击性好，而且即防水又透气。

本发明通过以下技术方案实现：

一种轻质高强防水透气装饰面板材料，由以下组分按照以下质量份数比制备而成：

所述的改性云母粉由质量比为5-10：2-3：80-100:50-100的云母粉、改性剂、无水乙醇和水制备而成；

进一步地，所述的改性云母粉由以下方法制备而成：

将云母粉加入水中，然后在搅拌速率为500-1200r/min下加入改性剂，在微波炉内微波工作5-15min，然后加入无水乙醇，接着在温度60-70℃下保温6-7h，最后过滤、干燥、粉粹，即得到所述的改性云母粉；

微波工作时每工作10-20s后停止微波25-35s。

进一步地，所述的硅酸盐溶液为硅酸钾水溶液或者硅酸锂水溶液，硅酸钾水溶液或者硅酸锂水溶液中的硅酸钾或者硅酸锂的质量分数为20-30％。

进一步地，所述的乳液为纯丙烯酸乳液或苯丙乳液。

进一步地，所述的改性剂为硅烷偶联剂、酞酸酯偶联剂或十二烷基季铵盐。

进一步地，所述的空心玻璃微珠由粒径为15μ或50μ中的一种或者两种按照任意比例混合而成；

所述的重质碳酸钙由粒径为500目或800目中的一种或者两种按照任意比例混合而成。

进一步地，所述的石英砂由粒径分布为40-80目、80-120目、120-200目的一种或者两种以上按照任意比例混合而成。

进一步地，所述的增稠剂为聚氨酯增稠剂或碱溶胀增稠剂。

进一步地，所述的消泡剂为矿物油消泡剂或聚氨酯消泡剂。

一种轻质高强防水透气装饰面板材料的制备方法，包括如下步骤：将改性云母粉、硅溶胶、硅酸盐溶液、乳液、水性增稠剂、消泡剂、空心玻璃微珠、重质碳酸钙和石英砂及水混合均匀，然后在模具内批刮成合适厚度的面板。

面板的厚度可以为3-8mm板块，接着在温度为60-120℃下烘干后脱模，然后根据需求在脱模后的面板表面滚涂或喷涂装饰涂料，最终制得装饰面板。

在施工应用的时候，将面板切割为合适的尺寸(可以为600mm*800mm、600mm*900mm或者600mm*1200mm等)，在面板的背面以条粘的方式批刮胶粘剂，按墙体分隔缝贴于墙上，使用填缝剂进行勾缝，清洁面板后即完成。施工过程简单、便捷，可以大大的缩短工期，面板尺寸较大，施工效率高。

云母粉是一种片状结构的硅酸盐，通过在高速分散的剪切力，使其由原本堆积的片状结构分散为单个的片状；再通过电离的作用，使其与改性剂反应，使云母粉带上疏水基团；在极性溶液中通过一定的剪切力，破坏了原本连接的氢键，使片状的中间带负电荷，边缘带正电荷。当其再次溶解于水中时，分散的云母粉片状通过正负电荷的吸引，形成层叠结构，经过生产时批刮的挤压剪切，使片状结构按同一方向排列。由于云母粉比其他粉料粒径更小，所有颗粒带来的空隙都会被云母粉的层叠结构填充，所以水分子无法通过，可以达到防水的效果。但其片状结构不会完全重叠，留有曲折的孔道，可使气体水分子通过，进而实现防水透气的效果。

本发明中的无机硅酸盐和乳液形成了一个互传网络结构，有机乳液包裹无机填料形成一个连续的膜，无机硅酸盐溶液干燥后在有机的膜中增加了硬质的加强筋，此加强筋与有机膜互相穿插交织，使整体既有有机膜的韧性，又有无机硅酸盐的高强度。制得的面板整体坚固却不易碎，硬而不脆。

本发明的配方可通过高温烘烤，烘烤的温度为60-120℃，厚度3-8mm，可实现快速干燥，适合工厂生产。

通过模具的造型及彩砂或涂料可直接制成具有装饰效果的面板。减少工地操作步骤，施工更加方便简单。

较之前的现有技术，本发明具有以下有益效果：

1.有机无机结合共同成膜，使最后的面板强度可以达到无机材料的高强，又因为有有机成膜物质的存在，不会像无机材料脆裂，兼具无机和有机的优点；

2.在填料中添加了轻质高强的中空玻璃微珠，使整体材料重量低，强度高；

3.可高温烘干，生产周期短，效率高，可上线生产；

4.可批刮或喷涂在模具上，根据模具的造型制成仿石或仿木纹等各种造型；

5.将具有片状结构的云母粉进行分散、改性，让其中间和边缘带不同的电荷，当施工的时候通过批刮的剪切力，让其片状呈同一方向分布，从而达到防水透气的效果。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进一步阐述：

实施例1

一种轻质高强防水透气装饰面板材料，由以下组分按照以下质量份数比制备而成：

所述的改性云母粉由质量比为5：2：80:100的云母粉、改性剂、无水乙醇和水制备而成；

所述的改性云母粉由以下方法制备而成：

将云母粉加入水中，然后在搅拌速率为500r/min下加入改性剂硅烷偶联剂，在功率为800w-2450MHz的微波下微波工作15min，然后加入无水乙醇，接着在温度70℃下保温6h，最后过滤、干燥、粉粹，即得到所述的改性云母粉；

微波工作时每工作15s后停止微波30s。

所述的硅酸盐溶液由4份硅酸钾水溶液和1份硅酸锂水溶液组成，硅酸钾水溶液或者硅酸锂水溶液中的硅酸钾或者硅酸锂的质量分数为20％。

所述的乳液由纯丙乳液15份和苯丙乳液5份组成。

所述的空心玻璃微珠由粒径由8份15μ空心玻璃微珠和12份50μ空心玻璃微珠组成；

所述的重质碳酸钙为粒径由6份500目的重质碳酸钙和4份800目重质碳酸钙组成。

所述的石英砂为由粒径分布由12份40-80目石英砂、10份80-120目石英砂和7份120-180目石英砂组成。

所述的增稠剂为聚氨酯增稠剂。

所述的消泡剂为矿物油消泡剂。

一种轻质高强防水透气装饰面板材料的制备方法，包括如下步骤：将改性云母粉、硅溶胶、硅酸盐溶液、乳液、水性增稠剂、消泡剂、空心玻璃微珠、重质碳酸钙和石英砂及水混合均匀，然后在模具内批刮成3mm的面板，接着在温度为60-120℃下烘干后脱模，然后根据需求在脱模后的面板表面滚涂或喷涂装饰涂料，最终制得所述的轻质高强防水透气装饰面板材料。

实施例2

一种轻质高强防水透气装饰面板材料，由以下组分按照以下质量份数比制备而成：

所述的改性云母粉由质量比为10：3：100:100的云母粉、改性剂、无水乙醇和水制备而成；

所述的改性云母粉由以下方法制备而成：

将云母粉加入水中，然后在搅拌速率为1200r/min下加入改性剂酞酸酯偶联剂，在功率为800w-2450MHz的微波下微波工作5min，然后加入无水乙醇，接着在温度60℃下保温6h，最后过滤、干燥、粉粹，即得到所述的改性云母粉；

微波工作时每工作10s后停止微波25s。

所述的硅酸盐溶液由12份硅酸钾水溶液和8份硅酸锂水溶液组成，硅酸钾水溶液或者硅酸锂水溶液中的硅酸钾或者硅酸锂的质量分数为30％。

所述的乳液为纯丙烯酸乳液。

所述的空心玻璃微珠由10份15μ空心玻璃微珠和12份50μ空心玻璃微珠组成；

所述的重质碳酸钙由粒径5份500目和3份800目重质碳酸钙组成。

所述的石英砂为由粒径分布由12份40-80目、10份80-120目和7份120-180目石英砂组成。

所述的增稠剂为碱溶胀增稠剂。

所述的消泡剂为聚氨酯消泡剂。

一种轻质高强防水透气装饰面板材料的制备方法，包括如下步骤：将改性云母粉、硅溶胶、硅酸盐溶液、乳液、水性增稠剂、消泡剂、空心玻璃微珠、重质碳酸钙和石英砂及水混合均匀，然后在模具内批刮成5mm的面板，接着在温度为60-120℃下烘干后脱模，然后根据需求在脱模后的面板表面滚涂或喷涂装饰涂料，最终制得所述的轻质高强防水透气装饰面板材料。

实施例3

一种轻质高强防水透气装饰面板材料，由以下组分按照以下质量份数比制备而成：

所述的改性云母粉由质量比为8：2：100:50的云母粉、改性剂、无水乙醇和水制备而成；

所述的改性云母粉由以下方法制备而成：

将云母粉加入水中，然后在搅拌速率为1200r/min下加入改性剂十二烷基季铵盐，在功率为800w-2450MHz的微波下微波工作5min，然后加入无水乙醇，接着在温度70℃下保温6h，最后过滤、干燥、粉粹，即得到所述的改性云母粉；

微波工作时每工作10s后停止微波35s。

所述的硅酸盐溶液包括硅酸钾水溶液9份和硅酸锂水溶液3份，硅酸钾水溶液或者硅酸锂水溶液中的硅酸钾或者硅酸锂的质量分数为30％。

所述的乳液包括纯丙烯酸乳液10份和苯丙乳液5份。

所述的空心玻璃微珠由粒径包括15μ10份和50μ5份；

所述的重质碳酸钙包括500目6份和800目4份。

所述的石英砂包括40-80目13份、80-120目10份和120-200目7份。

所述的增稠剂为碱溶胀增稠剂。

所述的消泡剂为矿物油消泡剂。

一种轻质高强防水透气装饰面板材料的制备方法，包括如下步骤：将改性云母粉、硅溶胶、硅酸盐溶液、乳液、水性增稠剂、消泡剂、空心玻璃微珠、重质碳酸钙和石英砂及水混合均匀，然后在模具内批刮成8mm的面板，接着在温度为60-120℃下烘干后脱模，然后根据需求在脱模后的面板表面滚涂或喷涂装饰涂料，最终制得所述的轻质高强防水透气装饰面板材料。

实施例4

一种轻质高强防水透气装饰面板材料，由以下组分按照以下质量份数比制备而成：

所述的改性云母粉由质量比为10：2：100:80的云母粉、改性剂、无水乙醇和水制备而成；

所述的改性云母粉由以下方法制备而成：

将云母粉加入水中，然后在搅拌速率为500r/min下加入改性剂硅烷偶联剂，在功率为800w-2450MHz的微波下微波工作10min，然后加入无水乙醇，接着在温度65℃下保温6.5h，最后过滤、干燥、粉粹，即得到所述的改性云母粉；

微波工作时每工作20s后停止微波25s。

所述的硅酸盐溶液包括硅酸钾水溶液9份和硅酸锂水溶液3份，硅酸钾水溶液或者硅酸锂水溶液中的硅酸钾或者硅酸锂的质量分数为20％。

所述的乳液为苯丙乳液10.5份。

所述的空心玻璃微珠包括15μ18份和50μ12份；

所述的重质碳酸钙包括800目5份。

所述的石英砂包括80-120目12份和120-200目8份。

所述的增稠剂为聚氨酯增稠剂。

所述的消泡剂为聚氨酯消泡剂。

一种轻质高强防水透气装饰面板材料的制备方法，包括如下步骤：将改性云母粉、硅溶胶、硅酸盐溶液、乳液、水性增稠剂、消泡剂、空心玻璃微珠、重质碳酸钙和石英砂及水混合均匀，然后在模具内批刮成5mm的面板，接着在温度为60-120℃下烘干后脱模，然后根据需求在脱模后的面板表面滚涂或喷涂装饰涂料，最终制得所述的轻质高强防水透气装饰面板材料。

上述各实施例烘干时烘箱设置为程序升温，具体为60℃30min，80℃60min，120℃60min，50℃30min。取出后放至室温，脱模后即可得到轻质高强的面板。

对比例(公布号：CN108516731A----软磁及其制备方法)

按以下重量比准备原料：聚甲基丙烯酸树脂12份，聚甲基硅氧烷0.5份，氢氧化铝15份，有机蒙脱土10份，40-80目石英砂5份，140-200目石英砂10份，矿砂30份，水16.1份，羟乙基甲基纤维素醚0.2份，短切玻璃纤维0.3份，聚丙烯酸盐分散剂0.2份，聚醚类消泡剂0.2份，高温润湿剂0.5份。将上述原料混合搅拌至各原料溶解胶化，得混合浆料。采用自动刮涂机将上述混合浆料分3次刮涂在0.5mm厚得玻纤毡上，每刮涂一次，在70-100℃干燥15min，3次刮涂干燥后，总厚度达到3mm，养护24h，即得软瓷。

表1本发明实施例与对比例性能对比表

通过上述对比表格，可以看出，本发明实施例的密度低，抗拉强度高，吸水率低，柔韧性合适，抗冲击性好，而且即防水又透气。

以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作出的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明保护范围之内。

Claims (9)

1.一种轻质高强防水透气装饰面板材料，其特征在于：主要由以下组分按照以下质量份数比制备而成：

改性云母粉 5-10份

水 0.1-5份

硅溶胶 5-10份

硅酸盐溶液 5-20份

乳液 5-20份

水性增稠剂 0.1-0.5份

消泡剂 0.2-0.5份

空心玻璃微珠 15-30份

重质碳酸钙 5-10份

石英砂 20-30份；

所述的改性云母粉由质量比为5-10：2-3：80-100:50-100的云母粉、改性剂、无水乙醇和水制备而成；

所述的改性云母粉由以下方法制备而成：

将云母粉加入水中，然后在搅拌速率为500-1200r/min下加入改性剂，在微波炉内功率为800w-2450MHz的微波下微波工作5-15min，然后加入无水乙醇，接着在温度60-70℃下保温6-7h，最后过滤、干燥、粉粹，即得到所述的改性云母粉；

微波工作时每工作10-20s后停止微波25-35s。

2.根据权利要求1所述的一种轻质高强防水透气装饰面板材料，其特征在于：所述的硅酸盐溶液为硅酸钾水溶液或者硅酸锂水溶液中的一种或者任意比例的混合物，硅酸钾水溶液或者硅酸锂水溶液中的硅酸钾或者硅酸锂的质量分数为20-30%。

3.根据权利要求1所述的一种轻质高强防水透气装饰面板材料，其特征在于：所述的乳液为纯丙烯酸乳液或苯丙乳液中的一种或者任意比例的混合物。

4.根据权利要求1所述的一种轻质高强防水透气装饰面板材料，其特征在于：所述的改性剂为硅烷偶联剂、酞酸酯偶联剂或十二烷基季铵盐。

5.根据权利要求1所述的一种轻质高强防水透气装饰面板材料，其特征在于：所述的空心玻璃微珠由粒径为15μ或50μ中的一种或者两种按照任意比例混合而成；所述的重质碳酸钙由粒径为500目或800目中的一种或者两种按照任意比例混合而成。

6.根据权利要求1所述的一种轻质高强防水透气装饰面板材料，其特征在于：所述的石英砂由粒径分布为40-80目、80-120目、120-200目中的一种或者两种以上按照任意比例混合而成。

7.根据权利要求1所述的一种轻质高强防水透气装饰面板材料，其特征在于：所述的增稠剂为聚氨酯增稠剂或碱溶胀增稠剂。

8.根据权利要求1所述的一种轻质高强防水透气装饰面板材料，其特征在于：所述的消泡剂为矿物油消泡剂或聚氨酯消泡剂。

9.一种用权利要求1-8任一项所述的轻质高强防水透气装饰面板材料制备轻质高强防水透气装饰面板的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：将改性云母粉、硅溶胶、硅酸盐溶液、乳液、水性增稠剂、消泡剂、空心玻璃微珠、重质碳酸钙和石英砂及水混合均匀，然后在模具内批刮成合适厚度的面板。