CN115536352B - 一种防霉保温装饰板及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种防霉保温装饰板及其制备方法，该保温装饰板的制备原料包括如下重量份的组分：α石膏粉：700～800份；陶瓷玻璃粉：150～210份；中空微珠：10～30份；增强纤维：13～30份；保水剂：1～3份；缓凝剂：0.1～1份；防霉剂：5～10份；可再分散性乳胶粉：35～50份；水：25～35份；所述陶瓷玻璃粉为树脂改性陶瓷玻璃粉，由质量比为(10～20)：（3～5）：100的环氧树脂、酚醛树脂和陶瓷玻璃粉共混制得。本申请的防霉保温装饰板具有优异的抗冲击强度、耐水性和防霉效果。

Description

一种防霉保温装饰板及其制备方法

技术领域

本申请涉及保温装饰板领域，尤其是涉及一种防霉保温装饰板及其制备方法。

背景技术

保温装饰板是一种在工厂预制成型的板材，其通常贴挂于建筑外墙表面，起到装饰和保温隔热作用。保温装饰板通常由保温基材和装饰面板复合形成，保温基材则由无机材料制浆后塑形得到。

石膏因具有良好的塑形能力和保温效果，因而能够用作保温基材的主要原料，然而，石膏固化的强度较低，不利于保障保温装饰板整体的机械强度。

发明内容

本申请提供一种防霉保温装饰板及其制备方法，能够有效提高石膏保温装饰板的机械强度。

第一方面，本申请提供一种防霉保温装饰板，其制备原料包括如下重量份的组分：

α石膏粉：700～800份；

陶瓷玻璃粉：150～210份；

中空微珠：10～30份；

增强纤维：13～30份；

保水剂：1～3份；

缓凝剂：0.1～1份；

防霉剂：5～10份；

可再分散性乳胶粉：35～50份；

水：25～35份；

所述陶瓷玻璃粉为树脂改性陶瓷玻璃粉，由质量比为(10～20)：(3～5)：100的环氧树脂、酚醛树脂和陶瓷玻璃粉共混制得。

通过采用上述技术方案，陶瓷玻璃粉能够增强石膏保温基材的刚性，有利于提高保温基材的抗冲击强度。进一步的，本申请采用环氧树脂和酚醛树脂对陶瓷玻璃粉进行改性，通过环氧树脂中环氧基和酚醛树脂中酚羟基的开环交联，使得陶瓷玻璃粉之间相互连接，形成体型结构，起到更为优异的增强作用。同时，由于酚醛树脂的加入，能够起到良好的增韧作用，使得保温基材的刚性和韧性更为平衡，从而有利于保证保温基材具有优异的抗冲击性能。

另外，由于石膏具有吸潮性，导致该保温基材的耐水性较差，本申请通过环氧树脂和酚醛树脂的交联，提高了保温基材的密实性，降低了其吸水量并提高防霉效果。

优选的，所述环氧树脂的环氧值为0.4～0.6mol/100g；更优选为0.45～0.55mol/100g。

优选的，所述增强纤维采用质量比为10～20：3～10的陶瓷纤维和木质纤维。

通过采用陶瓷纤维和木质纤维的组合物作为增强纤维，有利于增强保温基材的韧性和抗开裂性能，进而提高抗冲击强度并降低吸水率。

优选的，所述保水剂采用HPMC纤维素、HEC纤维素和聚丙烯酰胺中的一种或几种。

通过采用上述技术方案，保水剂能够有效降低保温基材干燥过程中的蒸发速率，减少开裂现象，降低所得保温基材的吸水量。

优选的，所述制备原料还包括20～30份的白炭黑。

本申请的陶瓷玻璃粉密度较高，极易发生沉淀，导致浆料分散不均，不利于提高保温基材成型后的强度性能。为克服该问题，本申请采用了白炭黑，利用白炭黑表面表面含有的大量硅羟基，在浆料中相互键合形成网络结构，有效提高浆料的粘度，对陶瓷玻璃料的产生托举作用，抑制其沉淀。

优选的，所述白炭黑由硅烷偶联剂表面改性制得，所述硅烷偶联剂包括烷基硅烷偶联剂，所述烷基硅烷偶联剂与白炭黑的质量比为(1～3)：100。

白炭黑的高表面能导致其具有极强的团聚趋势，不利于保障其对浆料的抗沉降效果，为此，本申请通过采用适量的烷基硅烷偶联剂，利用其水解后硅羟基与白炭黑表面硅羟基的键合反应，使得烷基硅烷偶联剂能够吸附于白炭黑表面，产生空间位阻作用，有效保障白炭黑抗沉降性能的稳定性。

优选的，所述硅烷偶联剂还包括巯基硅烷偶联剂，所述巯基硅烷偶联剂与白炭黑的质量比为(2～5)：100。

采用上述技术方案，将巯基硅烷偶联剂接枝于白炭黑表面，使得树脂改性陶瓷玻璃粉能够通过环氧基与巯基的反应，形成与白炭黑的化学交联，进一步提高保温基材固化后的交联密度，降低其吸水率并提高防霉性能。

另外，白炭黑具有优异的补强和增韧作用，能够有效提高保温基材的抗冲击强度。

优选的，所述防霉剂采用脱乙酰甲壳素。

上述脱乙酰甲壳素具有广谱抗菌作用，能够有效提高保温装饰板的防霉抗菌性能。同时脱乙酰甲壳素分子链中含有大量活性氨基，能够与树脂改性陶瓷玻璃粉的环氧基发生开环反应，从而将脱乙酰甲壳素分散并牢固的吸附于保温基材中，起到长效的防霉效果。

另外，含氨基的脱乙酰甲壳素能够起到催化剂作用，有效促进上述陶瓷玻璃粉表面的环氧树脂和酚醛树脂的交联键合，从而有效提高保温基材的抗冲击强度。

优选的，所述脱乙酰甲壳素的脱乙酰度＞70％。

脱乙酰度越高，则甲壳素中含有的活性氨基越多，有利于其与环氧基的反应。

第二方面，本申请提供一种防霉保温装饰板的制备方法，其包括如下步骤：

浆料制备：将制备原料混合搅拌，分散均匀，制得浆料；

塑形：把浆料注入成型模具中，振动均匀，烘干后得到保温基材；

贴面：将装饰面板复合于保温基材上，得到保温板材；

砌板：将保温板材按所需规格尺寸砌块包装，即得防霉保温装饰板。

通过采用上述技术方案，可制得具有优异抗冲击强度、耐水性以及防霉效果的保温装饰板。

典型但非限制性的，塑形步骤中，烘干温度优选为80～160℃，更优选为100～130℃。

综上所述，本申请具有如下有益效果：

1、本申请通过采用由环氧树脂和酚醛树脂混合改性的陶瓷玻璃粉，有效的解决了以石膏为原料的保温基材抗冲击强度(机械强度)不高的问题，同时显著提高保温基材的耐水性和防霉效果，保障保温装饰板的使用性能。

2、本申请通过采用烷基硅烷偶联剂改性的白炭黑，能够提高玻璃粉抗沉降性能，保障保温基材的整体机械强度。

3、本申请进一步采用巯基硅烷偶联剂对白炭黑进行表面修饰，显著促进了白炭黑和树脂改性陶瓷玻璃粉的交联，从而进一步提高了保温基材的抗冲击强度。

4、本申请通过采用脱乙酰甲壳素作为防霉剂，一方面能够起到长效防霉抗菌作用；另一方面能够作为催化剂促进陶瓷玻璃粉表面环氧树脂和酚醛树脂的交联，促进保温基材抗冲击强度和耐水性的提高，也能够间接提高其防霉效果。

具体实施方式

制备例

制备例1-1，树脂改性陶瓷玻璃粉，由17.5㎏E51环氧树脂、4㎏酚醛树脂和100㎏陶瓷玻璃粉混合，搅拌均匀制得。

制备例1-2，树脂改性陶瓷玻璃粉，由10㎏E51环氧树脂、3㎏2123酚醛树脂和100㎏陶瓷玻璃粉混合，搅拌均匀制得。

制备例1-3，树脂改性陶瓷玻璃粉，由20㎏E44环氧树脂、5㎏2123酚醛树脂和100㎏陶瓷玻璃粉混合，搅拌均匀制得。

制备例1-4，树脂改性陶瓷玻璃粉，由21.5㎏E51环氧树脂和100㎏陶瓷玻璃粉混合，搅拌均匀制得。

制备例1-5，树脂改性陶瓷玻璃粉，由21.5㎏2123酚醛树脂和100㎏陶瓷玻璃粉混合，搅拌均匀制得。

制备例2-1，改性白炭黑，在pH为4的50L水溶液中，加入0.25㎏十六烷基三甲氧基硅烷和0.35㎏3-巯丙基三甲氧基硅烷，搅拌溶解；然后加入10㎏白炭黑，继续搅拌20min，反应完成后过滤水洗至中性，得到改性白炭黑。

制备例2-2，改性白炭黑，在pH为3的50L水溶液中，加入0.3㎏十六烷基三乙氧基硅烷和0.2㎏3-巯丙基三乙氧基硅烷，搅拌溶解；然后加入10㎏白炭黑，继续搅拌20min，反应完成后过滤水洗至中性，得到改性白炭黑。

制备例2-3，改性白炭黑，在pH为3的50L水溶液中，加入0.1㎏十八烷基三甲氧基硅烷和0.5㎏3-巯丙基三甲氧基硅烷，搅拌溶解；然后加入10㎏白炭黑，继续搅拌20min，反应完成后过滤水洗至中性，得到改性白炭黑。

制备例2-4，改性白炭黑，在pH为4的50L水溶液中，加入0.6㎏十六烷基三甲氧基硅烷，搅拌溶解；然后加入10㎏白炭黑，继续搅拌20min，反应完成后过滤水洗至中性，得到改性白炭黑。

制备例2-5，改性白炭黑，在pH为4的50L水溶液中，加入0.6㎏3-巯丙基三甲氧基硅烷，搅拌溶解；然后加入10㎏白炭黑，继续搅拌20min，反应完成后过滤水洗至中性，得到改性白炭黑。

实施例

实施例1，一种防霉保温装饰板，按照如下方法制备得到：

浆料制备：将735㎏α石膏粉、180㎏制备例1-1所得树脂改性陶瓷玻璃粉、20㎏中空微珠、15㎏陶瓷纤维、5㎏木质纤维、1.5㎏HPMC纤维素、0.2㎏木质素磺酸盐(缓凝剂)、6.5㎏脱乙酰甲壳素(脱乙酰度85％)、45㎏可再分散性乳胶粉、25㎏制备例2-1所得白炭黑和30㎏水混合搅拌，分散均匀，制得浆料；

塑形：把浆料注入成型模具中，振动均匀，在120℃下烘干后得到保温基材；

贴面：通过胶黏剂将装饰面板通过复合于保温基材上，得到防霉保温装饰板。

砌板：将保温板材按所需规格尺寸砌块包装，即得防霉保温装饰板。

实施例2，一种防霉保温装饰板，按照如下方法制备得到：

浆料制备：将700㎏α石膏粉、210㎏制备例1-2所得树脂改性陶瓷玻璃粉、10㎏中空微珠、10㎏陶瓷纤维、10㎏木质纤维、3㎏HEC纤维素、0.1㎏木质素磺酸盐(缓凝剂)、5㎏脱乙酰甲壳素(脱乙酰度70％)、35㎏可再分散性乳胶粉、30㎏制备例2-2所得白炭黑和25㎏水混合搅拌，分散均匀，制得浆料；

塑形：把浆料注入成型模具中，振动均匀，在100℃下烘干后得到保温基材；

贴面：通过胶黏剂将装饰面板通过复合于保温基材上，得到防霉保温装饰板。

砌板：将保温板材按所需规格尺寸砌块包装，即得防霉保温装饰板。

实施例3，一种防霉保温装饰板，按照如下方法制备得到：

浆料制备：将800㎏α石膏粉、150㎏制备例1-3所得树脂改性陶瓷玻璃粉、30㎏中空微珠、20㎏陶瓷纤维、3㎏木质纤维、1㎏HPMC纤维素、1㎏木质素磺酸盐(缓凝剂)、10㎏脱乙酰甲壳素(脱乙酰度90％)、50㎏可再分散性乳胶粉、20㎏制备例2-3所得白炭黑和35㎏水混合搅拌，分散均匀，制得浆料；

塑形：把浆料注入成型模具中，振动均匀，在130℃下烘干后得到保温基材；

贴面：通过胶黏剂将装饰面板通过复合于保温基材上，得到防霉保温装饰板。

砌板：将保温板材按所需规格尺寸砌块包装，即得防霉保温装饰板。

实施例4，一种防霉保温装饰板，与实施例1的区别在于，原料所用白炭黑为制备例2-4所得改性白炭黑。

实施例5，一种防霉保温装饰板，与实施例1的区别在于，原料所用白炭黑为制备例2-5所得改性白炭黑。

实施例6，一种防霉保温装饰板，与实施例1的区别在于，原料所用白炭黑为未经改性的白炭黑。

实施例7，一种防霉保温装饰板，与实施例1的区别在于，原料中未加入白炭黑。

实施例8，一种防霉保温装饰板，与实施例1的区别在于，原料所用防霉剂为卡松。

对比例

对比例1，一种防霉保温装饰板，与实施例1的区别在于，原料所用陶瓷玻璃粉为制备例1-4所得树脂改性陶瓷玻璃粉。

对比例2，一种防霉保温装饰板，与实施例1的区别在于，原料所用陶瓷玻璃粉为制备例1-5所得树脂改性陶瓷玻璃粉。

对比例3，一种防霉保温装饰板，与实施例1的区别在于，原料所用陶瓷玻璃粉未采用树脂进行改性。

对比例4，一种防霉保温装饰板，与实施例1的区别在于，原料中采用等量α石膏粉替代陶瓷玻璃粉。

性能检测试验

1、根据JG/T 287-2013《保温装饰外墙外保温系统材料》的规定对保温基材的抗冲击强度、吸水量进行测试。

2、根据JC/T 2039-2010的规定，对保温基材的抗菌防霉性能进行测定。菌种为金黄色葡萄球菌，培养时间为14d。

3、取各实施例与对比例所得浆料1L，置于透明烧杯中静置1h，观察浆料的沉淀情况，若底部无块状沉淀，说明浆料抗沉降性能好；则说明浆料抗沉降性能差；若浆料底部出现块状沉淀且上层出现澄清液，则说明浆料抗沉降性能很差。

表1、试验结果

试验分析：

(1)结合实施例1～8和对比例1～4并结合表1可以看出，本申请通过采用环氧树脂、酚醛树脂改性的陶瓷玻璃料，显著的提高了以石膏为基料的保温装饰板的抗冲击强度和耐水性。其原因可能在于，环氧树脂和酚醛树脂包裹于陶瓷玻璃料表面，能够在保温基材固化过程中相互交联形成体型结构，从而起到更为优异的增强作用；同时酚醛树脂的加入可起到增韧作用。因此，树脂改性陶瓷玻璃料的增强增韧作用对于保温基材的抗冲击强度(机械强度)产生积极的促进作用。

(2)结合实施例1和实施例7并结合表1可以看出，本申请通过加入白炭黑，能够有效的改善保温基材浆料的抗沉降性能，保障保温基材固化成型后的整体机械强度。其原因在于，白炭黑表面含有大量的硅羟基团，使得白炭黑能够在浆料中相互键合，形成网络结构，提高浆料粘度，并对陶瓷玻璃料起到托举作用，抑制其沉降趋势。

进一步的结合实施例7和实施例4～6并结合表1可以看出，本申请通过采用烷基硅烷偶联剂和巯基硅烷偶联剂，能够进一步改善浆料的抗沉降性能，同时增强保温基材的抗冲击强度和耐水性。其原因可能在于，白炭黑的强极性、高表面能，导致其具有较强的自聚趋势，影响其抗沉降性能的稳定性。通过烷基硅烷偶联剂的改性，能够适当消耗其羟基，并形成空间位阻作用，抑制白炭黑的团聚。

另外，白炭黑具有增强增韧作用，经过巯基硅烷偶联剂的表面接枝修饰后，可通过巯基与陶瓷玻璃料表面的环氧树脂反应键合，起到更为突出的增强增韧作用，进而提高保温基材的抗冲击强度。

(3)结合实施例1和实施例8并结合表1可以看出，相比于常规防霉剂，采用脱乙酰甲壳素具有更为长效的防霉抗菌效果，且有助于提高保温基材的抗冲击强度。其原理可能在于，脱乙酰甲壳素可通过氨基与环氧基反应键合，促进脱乙酰甲壳素在保温基材内的均匀分散，并形成牢固连接。同时，通过氨基催化陶瓷玻璃粉表面环氧基和酚醛基的交联，从而促进其抗冲击强度的提高。

本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (7)

1.一种防霉保温装饰板，其特征在于，装饰板的制备原料包括如下重量份的组分：

α石膏粉：700～800份；

陶瓷玻璃粉：150～210份；

中空微珠：10～30份；

增强纤维：13～30份；

白炭黑：20～30份；

保水剂：1～3份；

缓凝剂：0.1～1份；

防霉剂：5～10份；

可再分散性乳胶粉：35～50份；

水：25～35份；

所述陶瓷玻璃粉为树脂改性陶瓷玻璃粉，由质量比为(10～20)：（3～5）：100的环氧树脂、酚醛树脂和陶瓷玻璃粉共混制得；

所述白炭黑由硅烷偶联剂表面改性制得，所述硅烷偶联剂包括烷基硅烷偶联剂和巯基硅烷偶联剂，所述烷基硅烷偶联剂、巯基硅烷偶联剂与白炭黑的质量比为（1～3）：（2～5）：100。

2.根据权利要求1所述的一种防霉保温装饰板，其特征在于，所述增强纤维采用质量比为10～20：3～10的陶瓷纤维和木质纤维。

3.根据权利要求1所述的一种防霉保温装饰板，其特征在于，所述保水剂采用HPMC纤维素、HEC纤维素和聚丙烯酰胺中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的一种防霉保温装饰板，其特征在于，所述巯基硅烷偶联剂采用3-巯丙基三甲氧基硅烷与3-巯丙基三乙氧基硅烷中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的一种防霉保温装饰板，其特征在于，所述防霉剂采用脱乙酰甲壳素。

6.根据权利要求5所述的一种防霉保温装饰板，其特征在于，所述脱乙酰甲壳素的脱乙酰度＞70%。

7.一种如权利要求1～6任一项所述的防霉保温装饰板的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

浆料制备：将制备原料混合搅拌，分散均匀，制得浆料；

塑形：把浆料注入成型模具中，振动均匀，烘干后得到保温基材；

贴面：将装饰面板复合于保温基材上，得到保温板材；

砌板：将保温板材按所需规格尺寸砌块包装，即得防霉保温装饰板。