一種藻鈣複合材料及裝飾板材和生產方法
2023-05-23 04:11:16
專利名稱：一種藻鈣複合材料及裝飾板材和生產方法
技術領域：
本發明涉及一種建材，特別涉及利用硅藻類材料晶體特有的微孔特性和硫酸鈣 (或磷酸鈣、鋁酸鈣)晶體技術複合的一種藻鈣複合材料及裝飾板材和生產方法。
背景技術：
硅藻土的主要成分是矽酸質，具有超纖維、多孔質等特性，在室內的溼度上升時， 硅藻土的超微細孔能夠自動吸收空氣中的水份，將其儲存起來，避免室內環境發黴、變質。 如果室內空氣中的水份減少、溼度下降，硅藻土壁材就能夠將儲存在超微細孔中的水份釋放出來。其次，硅藻土應用研究和實驗結果表明，硅藻土能起到除臭劑的作用，具有消除異味的功能，分解有害化學物質如甲醛、苯、氨、VOC等有害物質以及寵物體臭、吸菸、生活垃圾所產生的異味等，可有效保持室內清潔；第三，硅藻土對水分的吸收和釋放能夠產生瀑布效應，將水分子分解成正負離子，正負離子群，然後以水分子為載體，在空氣中四處浮遊，遇到過敏物質以及其他細菌、黴菌等有害物質，就能立即將其進行包圍和隔離，並使正負離子群中性能最活躍的氫氧根離子與有害物質進行劇烈的化學反應，最後將它們徹底分解成水分子等無害物從而產生醫療效果，擁有殺菌能力。
含鈣無機類建材基體如硫酸鈣或磷酸鈣、鋁酸鈣等的裝飾板材特有的可塑性賦予細膩的表面質感，可以保證各種表面浮雕肌理紋飾的高度保真表現力的同時，其高孔隙率結構及穩定存在於基體內的結晶水，可滿足裝飾建材集輕質、吸音降噪、調溼、防火阻燃等功能特性。因此，已廣泛用於住宅、辦公樓、商店、旅館和工業廠房等各種建築物的內隔牆、 牆體覆面板(代替牆面抹灰層)、天花板、吸音板、地面基層板和各種裝飾板等。然而從目前主要的三類硫酸鈣基裝飾板材來看都存在一定的局限性。第一，紙面石膏板、紙面裝飾石膏板大多做為整體造型，裝飾效果差，因上下粘貼表面護面紙，僅保留了石膏基特有的輕質特性，其獨特的吸音降噪、調溼、防火阻燃性能皆因此而下降甚至喪失；第二，石膏礦棉板以石膏、礦物纖維為原材料製成，部分低劣產品含有石棉，當石棉纖維進入空氣後，可以對人體產生物理損傷和細胞毒性，已被國際致癌研究中心肯定為致癌物；第三，裝飾石膏板、防潮石膏板、矽鈣板生產波動性大、晶體微觀結構鬆散，在潮溼的環境中，結晶體微孔大量吸收空氣中的水分產生「水膜鍥入」作用，晶體單元被逐漸分開、膨脹溶析而發生變形。採用松香乳劑做摻合料製成吸水率低於3%的防潮石膏板，以及外摻矽酸鹽水泥水化製得的矽鈣板隨時間的延長，吸水率逐漸上升，板材內部孔隙飽水量逐漸提高，微觀上表現出晶體結構破壞，宏觀上呈現出強度損失、自重增大，導致其變形愈加顯著。究其原因，根本問題在於半水石膏重新結晶形成的二水石膏晶網結構強度低，晶粒與晶粒之間的連接強度差。
綜上，就目前的無機類(石膏板、礦棉板等)裝飾板材從產品、產品技術、產品性能、 產品應用缺乏連貫及整體性，主要表現為產品單一、技術瓶頸、性能兩級分化、產品應用局限、裝飾風格單調。如何保持無機類裝飾板材類特有的可塑成型性，開發豐富的浮雕肌理、 鏤花格柵圖案，複合晶體轉晶技術及無機材料內置防水技術突破技術瓶頸、最大化實現材料力學性能、環保功能性並重，開發背景牆、玄關、隔斷、吊頂、陽臺系統集成裝飾方案以從家居到公共建築，成就性能優異、功能環保的空間格局，無機類複合新材料藻鈣裝飾板材應運而生。
專利文獻公開的有關硅藻土與石膏基裝飾建材的技術方案有CN201502152U、 CN201486076，其共同特點是以單一石膏基裝飾板材為基面層，以硅藻泥為飾面層，即將其硅藻土壁材與石膏基裝飾板材做塗敷形成，產品型號、規格、圖案存在局限，技術上兩者沒有整合，工藝上因塗敷層而存在二次成型、成型周期長，同時因界面層潛在的膨脹溶析，產品性能耐候性低。以硅藻、石膏等無機類複合裝飾建材微觀結晶的轉晶技術尚未見文獻報導。發明內容
本發明的目的是基於硅藻類材料特有的微孔特性以及含鈣無機類建材的可塑性、 衍生性滿足產品力學性、裝飾性、環保性、功能性的技術支撐，通過硅藻土的改性、含鈣無機類建材基體的晶體的轉晶、內置防水，從而提供新的藻鈣複合裝飾建材。
本發明技術方案之一為一種藻鈣複合材料，所述的藻鈣複合材料包括硅藻土和含鈣無機類建材基體，由硅藻土和含鈣無機類建材基體水化凝膠複合而成；所述的硅藻土與含鈣無機類建材基體的重量比為100 7. 5 75 ；所述的含鈣無機類建材基體為半水硫酸鈣、磷酸鈣、和鋁酸鈣中的一種或多種。
所述的藻鈣複合材料還含有增強纖維短切絲、水性膠溶液、化學改性劑；各組分按重量比配合，其比例為含鈣無機類建材基體硅藻土 增強纖維短切絲水性膠溶液化學助劑=100 :10 50 :1. 2 2. 0 :50 65 :5 10 ；其中水性膠溶液由可再分散乳膠粉、乙酸-醋酸乙烯的共聚乳液中的一種或兩種組成；化學改性劑由轉晶體系、內置防水體系、消泡體系水溶液復配而成，其中檸檬酸鉀、檸檬酸鈉、硫酸鋁、硫酸鋁鉀中的一種及多種形成轉晶體系；氫氧矽烷、烷氧矽中的一種或兩種形成內置防水體系；乳化矽油、磷酸三丁脂、十二水磺酸鹽中的一種或者多種形成消泡體系；各組分及配比為清水轉晶體系防水體系消泡體系=100 1. 5 2. 0 :0. 4 0. 5 0. 4 0. 5。
所述的硅藻土為改性硅藻土；改性硅藻土是將硅藻土粉體經過粉磨使其粒度達到 400 1000目，在溫度為60 70°C條件下，摻加硅藻土粉體重量的3 5%的十八烷基胺和硅藻土粉體重量的1. 5 2. 5%的脂肪酸，進行表面化學包覆處理25 35分鐘後充分冷卻至25 30°C，經過60 80小時的陳化製成。
所述的含鈣無機類建材基體為天然形成的粉料、或化學合成的粉料、或工業副產脫硫形成的粉料、或工業副產脫磷形成再經高溫煅燒後的粉料中的一種或多種。
所述的粉料的白度》75，標準用水量在65 70%，初凝時間》6分鐘，終凝時間 (22分鐘，溼強彡3. 0兆帕，陳化有效期為3 15天。
所述的增強纖維短切絲為玻璃纖維絲或丙烯增強纖維；纖維長度在18 20 mm。
所述的玻璃纖維絲或丙烯增強纖維為經0. 8 1. 2mol/l鹽酸溶液浸泡25 35 分鐘去掉表面浸潤劑後，得到的玻璃纖維絲或丙烯增強纖維。
本發明技術方案之二為一種藻鈣複合裝飾板材，含有如上所述的藻鈣複合材料。
本發明技術方案之三為一種藻鈣複合材料的生產方法，生產方法按如下步驟完成，採用如上所述的各組分組成(1)原材料預處理含鈣無機類建材基體，和硅藻土或改性硅藻土，按100:10 50預混合後在陳化倉中陳化3 15天製備混合粉體；(2)混合料攪拌水性膠溶液、化學改性劑單獨準確計量後，再將其與計量準確的混合粉體和增強纖維短切絲緩慢混合，待其液相介質充分浸潤粉料後強制攪拌，攪拌轉速為 280 400轉/分，攪拌時間為15 32秒；各組分按重量比配合，其比例為含鈣無機類建材基體硅藻土 增強纖維短切絲水性膠溶液化學助劑=100 10 50 :1. 2 2. 0 :50 65 :5 10 ；(3)混合料漿，材料成型。
本發明技術方案之四為一種藻鈣複合裝飾板材的生產方法，複合裝飾板材按如下步驟完成，採用如上所述的各組分組成(1)原材料預處理含鈣無機類建材基體，和硅藻土或改性硅藻土，按100:10 50預混合後在陳化倉中陳化3 15天製備混合粉體；(2)混合料攪拌水性膠溶液、化學改性劑單獨準確計量後，再將其與計量準確的混合粉體和增強纖維短切絲緩慢混合，待其液相介質充分浸潤粉料後強制攪拌，攪拌轉速為 280 400轉/分，攪拌時間為15 32秒；各組分按重量比配合，其比例為含鈣無機類建材基體硅藻土 增強纖維短切絲水性膠溶液化學助劑=100 10 50 :1. 2 2. 0 :50 65 :5 10 ；(3)成型混合料漿採用灌注方式成型，在成型線上待其水化凝膠硬化成板材型；(4)脫模養護按含鈣無機類建材基體的水化特性確定脫模時間，脫模後靜止2小時定型養護；(5)乾燥採用自然乾燥或者乾燥窯烘乾乾燥方式中的一種或兩種，自然乾燥3 5天， 乾燥窯乾燥溫度為50 65°C，乾燥10 12小時，當含水重量小於3. 5%時成為半成品；(6)表面處理半成品經過乾燥後打磨平整，表面光滑，按產品應用設計採用塗料、烤漆、UV鍍膜、絲印、燙金或其他材質貼面中的一種或多種表面處理方式，待其表面固化後包裝為廣品。
本發明與現有產品及技術相比所具有如下優點(1)目前建材市場上的硅藻土裝修材料主要有3大類第一，是含有不純物的自然乾燥品，工藝簡單，吸附功能性有限；第二，800°C窯燒製品；第三，加入各種添加劑近約1100°C 窯燒製品。與此三類相比，藻鈣複合裝飾建材無需高溫燒結，採用鈣質基裝飾板材以改性及轉晶技術為技術支撐，以硅藻+鈣質微孔、硅藻+鈣質微晶單元為突破點，微觀結構表現為晶體形貌、晶體大小、晶體分布、微孔結構四方面，宏觀上呈現出優異的力學性能、環保性能、功能性；(2)目前含鈣無機類裝飾建材產品主要分3大類第一，與紙面石膏板、紙面裝飾石膏相比，產品規格、圖案、產品應用設計豐富；第二，與石膏礦棉板相比，保留特有的輕質、吸音、降噪、防火阻燃的同時，一方面具有良好的裝飾效果和力學性能，所用的硅藻土、硫酸鈣粉都是國際衛生組織倡導的環保材料，對生活、工作環境具有顯著的環保功能性；第三，與裝飾石膏板、防潮石膏板、矽鈣板相比，化學組分中因硅藻類物質而引入80%以上的二氧化矽，在分子結構中存在大量的矽羥基，具有顯著表面活性和吸附性，技術上以轉晶及內置防水，從藻鈣複合材料整體呈遠程，硅藻和鈣質微孔均勻分散；近程，硅藻和鈣質微晶單元相互咬合為突破點，改善晶體形貌、晶體大小、晶體分布、微孔結構四方面，從根本上使結晶單元由「纖維狀」生長為「短柱狀」、晶體長徑比減小、晶體分布相互咬合、堆砌緊密、微孔分散有序的微觀結構層面改善，宏觀表現出良好的力學性能、抗變形性以及耐氣候性。且同時有效擴大了主要原材料(不在單純依賴建築石膏粉作為原材料，而可使用到化學合成、工業副產等鈣質類原料)的使用範圍，增加了鈣質原材料的選擇多樣性，從而增加了本技術的環保節能、低碳減排等社會效益貢獻。
圖1是本發明實施例1的工藝流程圖。
具體實施方式
本發明可以通過發明內容中說明的技術方案具體實施，通過下面的實施例對本發明進行進一步的描述，然而，本發明的範圍並不限於下述實施例。
以一種藻鈣複合裝飾板材的生產方法為實施例1 : 1、配方組成(物質計量單位均為重量份)(1)天然β-半水硫酸鈣(或磷酸鈣、鋁酸鈣)100份；(2)改性硅藻土粒度400 1000目經粉磨的硅藻土粉體15份；(3)增強纖維短切絲長度在18 20mm無鹼玻璃纖維1. 5份；(4)水性膠溶液重量濃度為1.0%的可分散乳膠粉水溶液62份；(5)化學改性劑5份，使用前復配，復配組成為清水100份、檸檬酸鉀0.8份、硫酸鋁鉀0. 7份、烷氧矽0. 5份、和磷酸三丁脂0. 5份。
2、生產製備工藝(1)原材料預處理β-半水硫酸鈣(或磷酸鈣、鋁酸鈣)、硅藻土按100 10 50預混合後在陳化倉中陳化3 15天製備混合粉體；(2)混合料攪拌水性膠溶液、化學改性劑單獨準確計量後，再將其與計量準確的混合粉體和增強纖維短切絲緩慢混合，待其液相介質充分浸潤粉料後強制攪拌，攪拌轉速為 280 400轉/分，攪拌時間為15 32秒；(3)成型混合料漿採用灌注方式成型，在成型線上待其水化凝膠硬化成型；(4)脫模養護按硫酸鈣質材料水化特性18 25分鐘即可脫模，脫模後靜止2小時定型養護；(5)乾燥採用自然乾燥或者乾燥窯烘乾乾燥方式中的一種或兩種，自然乾燥3 5天， 乾燥窯乾燥溫度為50 65°C，乾燥10 12小時，當含水率小於3. 5 (重量)％時成為半成Pm ；(6)表面處理半成品經過乾燥後打磨平整，表面光滑，按產品應用設計採用塗料、烤漆、UV鍍膜、絲印、燙金或其他材質貼面中的一種或多種表面處理方式，待其表面固化後包裝為廣品。
3、測試結果
權利要求
1.一種藻鈣複合材料，其特徵在於所述的藻鈣複合材料包括硅藻土和含鈣無機類建材基體，由硅藻土和含鈣無機類建材基體水化凝膠複合而成；所述的硅藻土與含鈣無機類建材基體的重量比為100 7. 5 75 ；所述的含鈣無機類建材基體為半水硫酸鈣、磷酸鈣、 和鋁酸鈣中的一種或多種。
2.根據權利要求1所述的一種藻鈣複合材料，其特徵在於所述的藻鈣複合材料還含有增強纖維短切絲、水性膠溶液、化學改性劑；各組分按重量比配合，其比例為含鈣無機類建材基體硅藻土 增強纖維短切絲水性膠溶液化學助劑=100 10 50 :1. 2 2. 0 :50 65 :5 10 ；其中水性膠溶液由可再分散乳膠粉、乙酸-醋酸乙烯的共聚乳液中的一種或兩種組成；化學改性劑由轉晶體系、內置防水體系、消泡體系水溶液復配而成，其中檸檬酸鉀、檸檬酸鈉、硫酸鋁、硫酸鋁鉀中的一種及多種形成轉晶體系；氫氧矽烷、烷氧矽中的一種或兩種形成內置防水體系；乳化矽油、磷酸三丁脂、十二水磺酸鹽中的一種或者多種形成消泡體系；各組分及配比為清水轉晶體系防水體系消泡體系=100 1. 5 2. 0 :0. 4 0. 5 0. 4 0. 5。
3.根據權利要求1或2所述的一種藻鈣複合材料，其特徵在於所述的硅藻土為改性硅藻土 ；改性硅藻土是將硅藻土粉體經過粉磨使其粒度達到400 1000目，在溫度為60 70°C條件下，摻加硅藻土粉體重量的3 5%的十八烷基胺和硅藻土粉體重量的1. 5 2. 5% 的脂肪酸，進行表面化學包覆處理25 35分鐘後充分冷卻至25 30°C，經過60 80小時的陳化製成。
4.根據權利要求1或2所述的一種藻鈣複合材料，其特徵在於所述的含鈣無機類建材基體為天然形成的粉料、或化學合成的粉料、或工業副產脫硫形成的粉料、或工業副產脫磷形成再經高溫煅燒後的粉料中的一種或多種。
5.根據權利要求4所述的一種藻鈣複合材料，其特徵在於所述的粉料的白度>75，標準用水量在65 70%，初凝時間> 6分鐘，終凝時間彡22分鐘，溼強> 3. 0兆帕，陳化有效期為3 15天。
6.根據權利要求2所述的一種藻鈣複合材料，其特徵在於所述的增強纖維短切絲為玻璃纖維絲或丙烯增強纖維；纖維長度在18 20 mm。
7.根據權利要求6所述的一種藻鈣複合材料，其特徵在於所述的玻璃纖維絲或丙烯增強纖維為經0. 8 1. 2mol/l鹽酸溶液浸泡25 35分鐘去掉表面浸潤劑後，得到的玻璃纖維絲或丙烯增強纖維。
8.—種藻鈣複合裝飾板材，其特徵在於含有權利要求1 7中任一項所述的藻鈣複合材料。
9.一種藻鈣複合材料的生產方法，其特徵在於按如下步驟完成(1)原材料預處理含鈣無機類建材基體，和硅藻土或改性硅藻土，按100 10 50預混合後在陳化倉中陳化3 15天製備混合粉體；(2)混合料攪拌水性膠溶液、化學改性劑單獨準確計量後，再將其與計量準確的混合粉體和增強纖維短切絲緩慢混合，待液相介質浸潤粉料後強制攪拌，攪拌轉速為280 400轉/分，攪拌時間為15 32秒；各組分按重量比配合，其比例為含鈣無機類建材基體硅藻土 增強纖維短切絲水性膠溶液化學助劑=100 10 50 :1. 2 2. 0 :50 65 :5 10 ； (3)混合料漿，材料成型。
10. 一種藻鈣複合裝飾板材的生產方法，其特徵在於按如下步驟完成(1)原材料預處理含鈣無機類建材基體，和硅藻土或改性硅藻土，按100 10 50預混合後在陳化倉中陳化3 15天製備混合粉體；(2)混合料攪拌水性膠溶液、化學改性劑單獨準確計量後，再將其與計量準確的混合粉體和增強纖維短切絲緩慢混合，待其液相介質浸潤粉料後強制攪拌，攪拌轉速為觀0 400轉/分，攪拌時間為15 32秒；各組分按重量比配合，其比例為含鈣無機類建材基體 硅藻土 增強纖維短切絲水性膠溶液化學助劑=100 10 50 :1. 2 2. 0 :50 65 5 10 ；(3)成型混合料漿採用灌注方式成型，在成型線上待其水化凝膠硬化成板材型；(4)脫模養護按含鈣無機類建材基體的水化特性確定脫模時間，脫模後靜止2小時定型養護；(5)乾燥採用自然乾燥或者乾燥窯烘乾乾燥方式中的一種或兩種，自然乾燥3 5天， 乾燥窯乾燥溫度為50 65°C，乾燥10 12小時，當含水重量小於3. 5%時成為半成品；(6)表面處理半成品經過乾燥後打磨平整，表面光滑，按產品應用設計採用塗料、烤漆、UV鍍膜、絲印、燙金或其他材質貼面中的一種或多種表面處理方式，待其表面固化後包裝為廣品。
全文摘要
本發明屬於一種建材，特別涉及一種藻鈣複合材料及裝飾板材和生產方法。所述的藻鈣複合材料包括由硅藻土和含鈣無機類建材基體水化凝膠複合而成；所述的含鈣無機類建材基體為半水硫酸鈣、磷酸鈣、和鋁酸鈣中的一種或多種；優選各組分按重量比配合，其比例為含鈣無機類建材基體硅藻土增強纖維短切絲水性膠溶液化學助劑=10010～501.2～2.050～655～10；上述原材料經原料預處理、混合攪拌、灌注成型、養護乾燥、表面處理製成裝飾材料產品，充分激發複合新型材料優異的可塑性和環境協調性的同時，利用硅藻土多微孔性，賦予材料具有良好的調溼、吸附甲醛等有害氣體和殺菌等環保功能。
文檔編號C04B28/14GK102515678SQ20111037365
公開日2012年6月27日 申請日期2011年11月22日 優先權日2011年11月22日
發明者劉鋼, 戴一軍 申請人:劉鋼, 戴一軍