CN116751007A - 一种无机装饰板及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种无机装饰板及其制备方法，用以解决现有装饰板使用胶黏剂所产生的脱层、污染等问题。其中，一种无机装饰板的制备方法，包括以下步骤：S100：制备基础材料，以重量份计，先将35～45份砂石、15～18份镁矿粉、12～20份硅粉、20～30份白水泥、3～6份植物纤维、2～5份可再分散乳胶粉进行初步混合，再加入3～4份减水剂、2～5份纤维素醚、1～3份憎水剂、1～2份消泡剂、1～4份抑碱剂进行搅拌，得到基础材料；S200：制备色彩材料；S300：装饰层加工；S400：结构层加工；S500：养护、脱模、后护理，得到无机装饰板。

Description

一种无机装饰板及其制备方法
技术领域
本发明涉及装饰建材技术领域，尤其涉及一种无机装饰板及其制备方法。
背景技术
随着国家装配式建筑政策的实施，对成品装饰构件的需求越来越大，尤其在钢结构装配式建筑领域，外墙装饰板缺乏装饰性、耐候性、可安装性。现有的外墙板同时兼具结构与装饰两种功能的板材较少。目前，市场上有利用硅酸钙板、石膏板、树脂板作为基板，为了达到装饰效果大多采用表面粘贴，包覆薄层木皮、树脂等，但普遍存在的问题是胶黏剂的使用，不仅会造成两种材质间的脱层，同时还会带来VOC等含量的超标污染，更不符合公建项目对防火等级的要求。
发明内容
鉴于上述的分析，本发明实施例旨在提供一种无机装饰板及其制备方法，用以解决现有装饰板使用胶黏剂所产生的脱层、污染等问题。
一方面，本发明提供了一种无机装饰板的制备方法，包括以下步骤：
S100：制备基础材料，
以重量份计，先将35～45份砂石、15～18份镁矿粉、12～20份硅粉、20～30份白水泥、3～6份植物纤维、2～5份可再分散乳胶粉进行初步混合，再加入3～4份减水剂、2～5份纤维素醚、1～3份憎水剂、1～2份消泡剂、1～4份抑碱剂进行搅拌，得到基础材料；
S200：制备色彩材料，
取一部分步骤S100获得的基础材料划分为第一基础材料和第二基础材料，向第一基础材料加入颜料混合后，再加入第二基础材料进行混合，得到色彩材料；
所述色彩材料的颜色、数量与装饰板相配合；
S300：装饰层加工，
根据装饰板的装饰效果需求，将步骤S200获得的色彩材料与水混合、搅拌、熟化得到装饰层浆料；
将所述装饰层浆料分批涂布在模板表面，得到涂布有装饰层的模板；
S400：结构层加工，
取一部分步骤S100获得的基础材料与硫酸镁溶液混合搅拌，熟化得到基层浆料；
将所述基层浆料铺设于步骤S300获得的涂布有装饰层的模板上，铺设分多次布料，布料中间铺设至少一层加固片，得到铺设于装饰层上的结构层；
S500：养护、脱模、后护理，得到无机装饰板。
进一步地，所述步骤S100中，所述砂石的粒径为0.1～2mm，所述镁矿粉的粒径为600～800目，所述硅粉的粒径为300～500目，所述植物纤维的直径为0.1～0.3mm；
所述白水泥为PI425硅酸盐白水泥；
所述再分散乳胶粉为丙烯酸共聚物可再生分散乳胶粉；
所述减水剂为聚羧酸高效减水剂；
所述纤维素醚为羟丙基纤维素醚；
所述憎水剂为硅烷基憎水剂；
所述消泡剂为聚硅氧烷消泡剂；
所述抑碱剂为硬脂酸钙类抑碱剂。
进一步地，所述步骤S100中，砂石、镁矿粉、硅粉、白水泥、植物纤维、可再分散乳胶粉进行初步混合时，搅拌时长为10～15min；
再加入减水剂、纤维素醚、憎水剂、消泡剂、抑碱剂进行搅拌时，搅拌时长为30～35min。
进一步地，所述步骤S200中，所述第一基础材料与所述第二基础材料的重量比为(1～1.2):(8.8～9)；
向第一基础材料加入颜料混合时，高速搅拌5～10min；
再加入第二基础材料进行混合时，缓慢搅拌30～35min；
所述颜料为无机颜料。
进一步地，所述颜料为氧化铁红、氧化铁黄、氧化铁黑、氧化铁棕中的一种或几种混合。
进一步地，所述步骤S300中，所述色彩材料与水的质量比为1:0.3～0.4；
所述熟化的时长为40～45min；
所述装饰层的厚度为5～8mm。
进一步地，所述步骤S300中，将所述装饰层浆料分批涂布在模板表面时，涂布中间铺设至少一层加固片。
进一步地，所述步骤S400中，所述基础材料与所述硫酸镁溶液的质量比1:0.3～0.35；
所述硫酸镁溶液的质量分数为27～28％；
所述熟化的时间为40～50min；
所述加固片为碱铂金玻纤网格布或/和钢丝网格；
所述结构层的厚度为10～25mm。
进一步地，所述步骤S500中，所述养护，在养护室中进行，养护室温为32～38℃，养护时长为24～36h；
所述后处理采用喷砂机、铣磨机械或水磨机，去掉装饰层的表面的浮浆料，形成表面装饰。
另一方面，本发明提供了一种无机装饰板，至少能够采用上述的制备方法得到，所述无机装饰板包括结构层以及位于所述结构层上的装饰层。
与现有技术相比，本发明至少可实现如下有益效果之一：
(1)本发明制备的无机装饰板是一种具有石材装饰效果的内外墙无机装饰板材，能够解决其他装饰板材表面不耐磨，高温、高湿下原材料游离态、水化反应不完全造成的泛霜、泛碱等问题，达到高强度、高硬度、高韧性、高耐磨、超强防火(耐火温度达到1200℃以上)、防潮(软化系数可以达到0.99，经泡水测试后，强度损失在1％以内)、防蛀、零甲醛等特性。
(2)本发明制备的无机装饰板，板材表面密度达到1.8g/cm3，结构致密、耐候性强、经久耐用，一方面，结合装配式建筑产业政策的推动，为装配式内、外装饰领域提供一种新型的无机装饰板材；另一方面，结合材料特性优化生产工艺步骤；
(3)本发明制备的无机装饰板，其装饰层的材料耐候、持久、抗紫外线、防水等特点同时具备装饰性；其结构层的材料轻质、韧性好，具备复合板材安装所需要的开孔、开槽等物理特性；
(4)本发明的制备方法，唯一的在线生产工艺将氧化镁、硫酸镁与硅酸盐水泥不同无机胶凝材料复合使用，同时进行水化反应，实现在线湿料生产，镁基胶凝材料与硅酸盐水泥同时进行养护，两种胶凝材料相互交融，最终基层材料与装饰材料形成一个整体。
本发明中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。
附图说明
附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。
图1为具体实施方式中实例制得的无机装饰板的装饰表面的局部照片；
图2为具体实施方式中实例制得的无机装饰板的局部照片。
具体实施方式
下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本发明一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。
在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接可以是机械连接，也可以是电连接可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
全文中描述使用的术语“顶部”、“底部”、“在……上方”、“下”和“在……上”是相对于装置的部件的相对位置，例如装置内部的顶部和底部衬底的相对位置。可以理解的是装置是多功能的，与它们在空间中的方位无关。
本发明通常的工作面可以为平面或曲面，可以倾斜，也可以水平。为了方便说明，本发明实施例放置在水平面上，并在水平面上使用，并以此限定“高低”和“上下”。
本发明的一个具体实施例，公开了一种无机装饰板的制备方法，包括如下步骤：
S100：制备基础材料
以重量份计，先将35～45份砂石、15～18份镁矿粉、12～20份硅粉、20～30份白水泥、3～6份植物纤维、2～5份可再分散乳胶粉进行初步混合，再加入3～4份减水剂、2～5份纤维素醚、1～3份憎水剂、1～2份消泡剂、1～4份抑碱剂进行搅拌，得到基础材料；
S200：制备色彩材料
取一部分步骤S100获得的基础材料划分为第一基础材料和第二基础材料，向第一基础材料加入颜料混合后，再加入第二基础材料进行混合，得到色彩材料；
所述色彩材料的颜色、数量与装饰板相配合；
S300：装饰层加工
根据装饰板的装饰效果需求，将步骤S200获得的色彩材料与水混合、搅拌、熟化得到装饰层浆料；
将所述装饰层浆料分批涂布在模板表面，得到涂布有装饰层的模板；
S400：结构层加工
取一部分步骤S100获得的基础材料与硫酸镁溶液混合搅拌，熟化得到基层浆料；
将所述基层浆料铺设于步骤S300获得的涂布有装饰层的模板上，铺设分多次布料，布料中间铺设至少一层加固片，得到铺设于装饰层上的结构层；
S500：养护、脱模、后护理，得到无机装饰板。
所述步骤S100中：
所述砂石的粒径为0.1～2mm，所述砂石可通过购买获得，如河北寿县多家企业可供。
所述镁矿粉的粒径为600～800目，氧化镁纯度80％以上，可通过购买获得，如松辽镁业公司生产的镁矿粉。
所述硅粉的粒径为300～500目，所述硅粉可通过购买获得，如河北寿县多家企业可供。
所述植物纤维的直径为0.1～0.3mm，所述植物纤维为优质植物纤维，纤维长度为1.5～5mm。
所述白水泥为PI425硅酸盐白水泥，其是一种无机凝胶材料，凝结后能够提高板材的强度。
所述再分散乳胶粉为丙烯酸共聚物可再生分散乳胶粉。所述再分散乳胶粉可以提升板材的塑性和强度，有利于板材的开槽、切割，降低板材的脆性。
所述减水剂为聚羧酸高效减水剂，其可提高板材强度，示例性地，所述聚羧酸高效减水剂为龙湖的F10。
所述纤维素醚为羟丙基纤维素醚，其在制板过程中可提高浆料的和易性，示例性地，所述纤维素醚为瓦克P1007。
所述憎水剂为硅烷基憎水剂，其可提高板材的防水性能。
所述消泡剂为聚硅氧烷消泡剂，其可减少板材的气泡、提高板材的致密度，示例性地，所述消泡剂为龙湖的P841，。
所述抑碱剂为硬脂酸钙类抑碱剂，其可防止板材发生泛碱。
砂石、镁矿粉、硅粉、白水泥、植物纤维、可再分散乳胶粉进行初步混合时，搅拌时长为10～15min。
再加入减水剂、纤维素醚、憎水剂、消泡剂、抑碱剂进行搅拌，先搅拌分散，再缓慢搅拌30～35min。
基础材料的制备是在锥式双螺旋分散机中进行的，进行初步混合时，转速为30-50r/min；进行搅拌分散时，转速为30-40r/min；进行缓慢搅拌时，转速为15-25r/min。
所述步骤S200中：
所述第一基础材料与所述第二基础材料的重量比为(1～1.2):(8.8～9)，优选1:9。
向第一基础材料加入颜料混合时，是在高速分散机中进行的，高速(1200-2500r/min)搅拌5～10min；
再加入第二基础材料进行混合时，是在锥式双螺旋分散机中进行的，缓慢(10-20r/min)搅拌30～35min；
所述颜料为无机颜料。优选地，所述颜料为矿物颜料，其具有色彩鲜艳、洁净，有较强的遮盖性，并具有较稳定的物理、化学性质。
进一步优选地，所述颜料为氧化铁红、氧化铁黄、氧化铁黑、氧化铁棕中的一种或几种混合。
示例性地，颜料可以是氧化铁红和氧化铁黑的混合(其中，氧化铁红与基础材料的质量比为0.001～0.1:1、氧化铁黑与基础材料的质量比为0.002～0.2:1)，可以是氧化铁黄和氧化铁黑的混合(其中，氧化铁黄与基础材料的质量比为0.01～1:1、氧化铁黑与基础材料的质量比为0.001～0.3:1)，可以是氧化铁红与氧化铁黄的混合(其中，氧化铁红与基础材料的质量比为0.001～0.1:1、氧化铁黄与基础材料的质量比为0.01～0.1:1)。
所述色彩材料的颜色、数量与装饰板相配合，即制备的色彩材料的颜色及种类，根据装饰板的装饰效果进行选定，是装饰板能够通过色彩材料实现相应的装饰效果。
所述步骤S300中：
所述色彩材料与水的质量比为1:0.3～0.4。当装饰层需要多种色彩材料时，优选色彩材料分别与水混合后，根据装饰板的需要使用色彩材料制得的装饰浆料，以达到装饰板需要的装饰效果。
所述熟化的时长为40～50min，本发明中的熟化均是在常温(25±5℃)下进行的。
所述装饰层的厚度为5～8mm。
将所述装饰层浆料分批涂布在模板表面时，涂布中间铺设至少一层加固片，所述加固片为碱铂金玻纤网格布或/和钢丝网格，钢丝网格丝径为0.2～0.5mm。
所述模板与所述装饰板相配合，即模板与装饰板的大小形状相配合，能够使通过模板制备出的装饰板呈现其预期的效果。所述模板为平模板或造型模板，当装饰板的装饰面(即将装饰板安装到建筑上被观察到的面)为平面时，模板选择平模板；当装饰板的装饰面有装饰浮雕或装饰起伏(所述装饰起伏包括凸起或/和凹陷)时，模板选择造型模板。
所述步骤S400中：
所述基础材料与所述硫酸镁溶液的质量比1:0.3～0.35，所述硫酸镁溶液的溶剂为水，即硫酸镁溶液为硫酸镁水溶液。所述硫酸镁溶液的质量分数为27～28％。
所述熟化的时间为40～50min。
所述基层浆料采用砂浆输送泵、刮板、齿耙等工具铺摊到生产线的装饰层表面上，在铺摊过程中，将基层浆料分多次布料(优选2～3次)，并在布料中间铺设一层以上(优选1～3层)加固片。
所述加固片为碱铂金玻纤网格布或/和钢丝网格，钢丝网格丝径为0.2～0.5mm。所述加固片至少宽度与模板宽度一致，优选地，所述加固片的尺寸与装饰板的尺寸相配合(即加固片的长宽与装饰板的长宽一致)。
所述结构层的厚度为10～25mm，装饰板的整体厚度为15～33mm。
所述步骤S500中：
所述养护，在养护室中进行，养护室温为32～38℃，养护时长为24～36h。
所述脱模通过翻转装置，将板材与模板自然分离。
所述后处理采用喷砂机、铣磨机械或水磨机，去掉装饰层的表面的浮浆料，形成表面装饰。
本发明还提供了一种无机装饰板，至少能够采用上述的制备方法得到，所述无机装饰板包括结构层以及位于所述结构层上的装饰层，所述装饰层的厚度为5～8mm，所述结构层的厚度为10～25mm。
通过本发明制备方法得到的无机装饰板，至少具有以下优点：
采用健康环保的矿物原料，不含任何有害化学物质，无放射性、无污染、无毒无味；
不易风化、耐紫外线、耐酸性、适应恶劣的外在环境能力强；
高强度、高硬度、高韧性、高耐磨；
超强防火，耐火温度达到1200℃以上；
防潮，软化系数可以达到0.99，经泡水测试后，强度损失在1％以内；
结构致密、耐候性强、经久耐用，板材表面密度达到1.8g/cm3；
采用天然矿物颜料体系，不仅保证了自然的色彩，同时也为色彩的持久性提供了保障。
本发明的无机装饰板是一种以砂、高活性镁矿粉、硅粉、白色硅酸盐水泥、颜料、助剂材料等无机材料体系为原料，高品质碱铂金玻纤网格布、优质植物纤维为轻质增韧材料的无机装饰板。本发明的无机装饰板可以应用于建筑室内、外墙面装饰，属于新型的环保无机装饰产品，应用在墙面不仅具有天然花岗岩、大理石、洞石、砂岩、木纹等带有造型的装饰效果，同时具有耐候、高强的特点。
【实例】一种新型无机装饰板的制备方法，包括以下步骤：
S100：制备基础材料：
将砂石(粒径0.1-1mm)370kg、镁矿粉(粒径800目)160kg、硅粉(粒径300目)170kg、白水泥(425)245kg、植物纤维(直径0.2mm)10kg、可再分散乳胶粉(瓦克5044)32kg进行初步混合，采用锥式双螺旋分散机混合，混合速度为30±1r/min，混合10min；
再投放聚羧酸高效减水剂2kg、羟丙基纤维素醚4kg、硅烷基憎水剂2kg、聚硅氧烷消泡剂2kg、硬脂酸钙类抑碱剂3kg添加到初混料中进行搅拌分散混合，再经混合速度为15±1r/min缓慢搅拌30min后，获得基础材料；
S200：制备色彩材料；
根据装饰板设计制备以下两种颜色的色彩材料，分别为第一色彩材料、第二色彩材料；
第一色彩材料的制备：将基础材料100kg内加入氧化铁红0.5kg、氧化铁黑1kg投放到高速分散机内，混合速度为2000±1r/min，混合5min后，再与900kg基础料一起投放到锥式双螺旋分散机内混合，混合速度为15±1r/min，混合30min，得到第一色彩材料；
第二色彩材料的制备：将基础材料100kg内加入氧化铁黄5kg、氧化铁红1kg投放到高速分散机内，混合速度为2000±1r/min，混合5min后，再与900kg基础料一起投放到锥式双螺旋分散机内混合，混合速度为15±1r/min，混合30min，得到第三色彩材料；
S300：装饰层加工：
将第一色彩材料500kg与水200kg、第二色彩材料175kg与水70kg分别进行搅拌均匀，熟化40min后得到装饰层浆料；
将装饰层浆料分别铺摊在被清洁后的模板(即对模板进行整理清洁，去除油污、灰尘等附着物)表面上，采用砂浆输送泵、刮板、齿耙等工具进行铺摊，铺摊的过程中，装饰层的厚度控制在8mm；
S400：结构层加工；
将基础材料1000kg与350kg硫酸镁水溶液(质量分数为28％)混合且搅拌均匀，熟化40min后得到基础浆料；
基础浆料采用砂浆输送泵、刮板、齿耙等工具铺摊到装饰层表面上，在铺摊的过程中，分3次布料，中间铺设2层碱铂金玻纤网格布或钢丝网格(丝径为0.3mm)，结构层的厚度控制在20mm；
S500：养护(在32～34℃的养护室内养护24h)、脱模，后护理(用专业抛丸设备将表面浮浆清理，也可以用专业铣磨或水磨机械在面层表面均匀地打磨出天然石材的质感)，得到装饰面为火烧图案的无机装饰板，如图1～图2所示。
采用实例所述的制备方法得到的无机装饰板的物理指标如下：
握螺钉力：大于100N/mm；
抗折强度：大于16MPa；
抗冲击强度：大于6.9KJ/m2；
吸湿率：小于15％；
防火性能：A1。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，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，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种无机装饰板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S100：制备基础材料，
以重量份计，先将35～45份砂石、15～18份镁矿粉、12～20份硅粉、20～30份白水泥、3～6份植物纤维、2～5份可再分散乳胶粉进行初步混合，再加入3～4份减水剂、2～5份纤维素醚、1～3份憎水剂、1～2份消泡剂、1～4份抑碱剂进行搅拌，得到基础材料；
S200：制备色彩材料，
取一部分步骤S100获得的基础材料划分为第一基础材料和第二基础材料，向第一基础材料加入颜料混合后，再加入第二基础材料进行混合，得到色彩材料；
所述色彩材料的颜色、数量与装饰板相配合；
S300：装饰层加工，
根据装饰板的装饰效果需求，将步骤S200获得的色彩材料与水混合、搅拌、熟化得到装饰层浆料；
将所述装饰层浆料分批涂布在模板表面，得到涂布有装饰层的模板；
S400：结构层加工，
取一部分步骤S100获得的基础材料与硫酸镁溶液混合搅拌，熟化得到基层浆料；
将所述基层浆料铺设于步骤S300获得的涂布有装饰层的模板上，铺设分多次布料，布料中间铺设至少一层加固片，得到铺设于装饰层上的结构层；
S500：养护、脱模、后护理，得到无机装饰板。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S100中，所述砂石的粒径为0.1～2mm，所述镁矿粉的粒径为600～800目，所述硅粉的粒径为300～500目，所述植物纤维的直径为0.1～0.3mm；
所述白水泥为PI425硅酸盐白水泥；
所述再分散乳胶粉为丙烯酸共聚物可再生分散乳胶粉；
所述减水剂为聚羧酸高效减水剂；
所述纤维素醚为羟丙基纤维素醚；
所述憎水剂为硅烷基憎水剂；
所述消泡剂为聚硅氧烷消泡剂；
所述抑碱剂为硬脂酸钙类抑碱剂。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S100中，砂石、镁矿粉、硅粉、白水泥、植物纤维、可再分散乳胶粉进行初步混合时，搅拌时长为10～15min；
再加入减水剂、纤维素醚、憎水剂、消泡剂、抑碱剂进行搅拌时，搅拌时长为30～35min。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S200中，所述第一基础材料与所述第二基础材料的重量比为(1～1.2):(8.8～9)；
向第一基础材料加入颜料混合时，高速搅拌5～10min；
再加入第二基础材料进行混合时，缓慢搅拌30～35min；
所述颜料为无机颜料。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述颜料为氧化铁红、氧化铁黄、氧化铁黑、氧化铁棕中的一种或几种混合。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S300中，所述色彩材料与水的质量比为1:0.3～0.4；
所述熟化的时长为40～45min；
所述装饰层的厚度为5～8mm。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S300中，将所述装饰层浆料分批涂布在模板表面时，涂布中间铺设至少一层加固片。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S400中，所述基础材料与所述硫酸镁溶液的质量比1:0.3～0.35；
所述硫酸镁溶液的质量分数为27～28％；
所述熟化的时间为40～50min；
所述加固片为碱铂金玻纤网格布或/和钢丝网格；
所述结构层的厚度为10～25mm。
9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S500中，所述养护，在养护室中进行，养护室温为32～38℃，养护时长为24～36h；
所述后处理采用喷砂机、铣磨机械或水磨机，去掉装饰层的表面的浮浆料，形成表面装饰。
10.一种无机装饰板，其特征在于，至少能够采用如权利要求1至9任一所述的制备方法得到，所述无机装饰板包括结构层以及位于所述结构层上的装饰层。
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