一种具有高耐候性的软瓷材料的制作方法

1.本发明涉及软瓷生产技术领域，尤其涉及一种具有高耐候性的软瓷材料。


背景技术：

2.软瓷是一种柔性饰面材料，是以非金属工业尾矿渣、建筑弃料、石粉、砂子等材料作为生产主料，经过干燥、球磨、分类等多重加工与分子改性处理后，用3d模塑技术，在曲线温度下塑造成型，能形象鲜明地表现各种砖、木材、石材、皮革、陶瓷、编织物和立体浮雕等艺术效果，厚度在2mm
‑
10mm之间，具有柔性不易断裂的一种低碳环保新型绿色的轻质建筑装饰材料。因其具有质轻、柔性好、造型多样、耐候性好等优点，在建筑装饰领域中有着广泛应用。
3.目前市面上的软瓷往往使用丙烯酸乳液作为原料之一，从而提升材料的柔性，但大多仍然存在着“热粘冷脆”的缺陷，这导致其在北方冬季低温干燥情况下容易开裂，在南方温暖潮湿的环境下，因为水蒸气的渗入变软发粘而容易吸附空气中的污染物，导致耐沾污性变差。这些问题不仅影响了建筑物的美观程度，而且降低了建筑物的使用寿命。因此，生产出一种具有优异耐候性、广泛适应性的软瓷，具有重要意义。


技术实现要素：

4.针对现有技术中所存在的不足，本发明提供了一种具有高耐候性的软瓷材料，其解决了现有技术中存在的软瓷具有“热粘冷脆”的缺陷，在北方冬季低温干燥情况下容易开裂，在南方温暖潮湿的环境下水蒸气又容易渗入墙面、腐蚀墙体的问题。
5.一方面，根据本发明的实施例，一种具有高耐候性的软瓷材料，包含按重量配比的如下组分：硅酸盐水泥5
‑
15份、石英砂50
‑
70份、重钙10
‑
30份、改性剂2
‑
8份、阻燃剂0.5
‑
6份、固化剂2
‑
5份；
6.所述改性剂为水性聚氨酯改性丙烯酸乳液、环氧树脂改性丙烯酸乳液或两者的混合物，所述水性聚氨酯改性丙烯酸乳液为通过化学共聚的方式在丙烯酸乳液中引入水性聚氨酯，通过二者的交联作用形成；所述环氧树脂改性丙烯酸乳液为通过自由基引发的方式将环氧树脂杂化到丙烯酸乳液上生成。
7.优选的，本发明包含按重量配比的如下组分：硅酸盐水泥8
‑
12份、石英砂57
‑
64份、重钙12
‑
25份、水性聚氨酯改性丙烯酸乳液或环氧树脂改性丙烯酸乳液4
‑
7份、阻燃剂2
‑
4份、固化剂2.5
‑
4份。
8.优选的，所述阻燃剂为十溴二苯乙烷、三聚氰胺氰尿酸盐、甲基磷酸二甲酯、磷酸三甲苯酯中的一种或多种的混合物。
9.优选的，所述固化剂为改性胺环氧树脂固化剂、多碳二亚胺固化剂、非离子型水可乳化异氰酸固化剂中的一种或多种的混合物。
10.另一方面，本发明提出了一种具有高耐候性的软瓷材料的制备方法，包括以下步骤：
11.(1)备料：按如下重量配比准备原料：硅酸盐水泥5
‑
15份、重钙10
‑
30份、石英砂50
‑
70份、改性剂2
‑
8份、阻燃剂0.5
‑
6份、固化剂2
‑
5份；
12.(2)混合：将混合好的原料加入搅拌机中边搅拌边加入原料总重量10％
‑
30％的水，直至原料充分溶解、胶化，使粘稠度达到2000
‑
2800pa
·
s；
13.(3)成型：将混合后的原料注入到生产模具中，送入车间进行烘烤，在曲线温度80
‑
150℃下烘烤0.5
‑
2小时，得到具有高耐候性的软瓷。
14.进一步的，所述重钙先加工为400目的粉体后再进行称量选用。
15.进一步的，所述石英砂选用60
‑
80目的粉体产品。
16.进一步的，所述步骤(3)中的烘烤过程中，前1/4时间的烘烤温度为90℃，中间1/2时间的升温至150℃烘烤，后1/4时间的烘烤温度为80℃。
17.本发明的技术原理为：本发明将水性聚氨酯改性丙烯酸乳液或环氧树脂改性丙烯酸乳液作为改性剂与其它材料混合共同烧结，从而让得到的软瓷产品也具有改性剂乳液所具备的性能。
18.相比于现有技术，本发明具有如下有益效果：
19.1、本发明通过化学共聚的方式在丙烯酸乳液中引入水性聚氨酯，通过二者的交联作用，使生成的乳液综合兼具有丙烯酸和水性聚氨酯的优良性能，克服了原本丙烯酸乳液存在的“热粘冷脆”的缺陷，生产出的软瓷具有不易断裂、弹性好以及优异的耐候性；
20.2、本发明通过自由基引发的方式将环氧树脂杂化到丙烯酸乳液上，最终生成的环氧树脂改性的丙烯酸乳液不仅保留了丙烯酸乳液的柔韧性、耐碱性，还在耐候性、耐水性上有了明显的提升，使生产出的软瓷能适应各类外部环境的施工；
21.3、本发明生产的软瓷，原料中不含苯和醛类物质，对人体无害，对环境友好。
具体实施方式
22.下面结合实施例对本发明中的技术方案进一步说明。
23.实施例1：
24.本实施例中一种具有高耐候性的软瓷材料由如下组分重量配比构成：硅酸盐水泥5份、重钙20份、石英砂60份、水性聚氨酯改性丙烯酸乳液8份、阻燃剂3份、固化剂4份；其中阻燃剂使用十溴二苯乙烷，固化剂使用改性胺环氧树脂固化剂。
25.上述配方的一种具有高耐候性的软瓷材料的具体制备工艺如下：
26.首先准备如下组分重量配比的原料：硅酸盐水泥5份、重钙20份、石英砂60份、水性聚氨酯改性丙烯酸乳液8份、阻燃剂3份、固化剂4份。向所述的原料中用搅拌机边搅拌边加入干粉重量25％的水，直至原料充分溶解、胶化，使粘稠度达到2000
‑
2800pa
·
s；将混合后的原料注入到生产模具中，送入车间进行烘烤，在曲线温度80
‑
150℃下烘烤0.8小时，得到软瓷产品。
27.实施例2：
28.本实施例中一种具有高耐候性的软瓷材料由如下组分重量配比构成：硅酸盐水泥5份、重钙30份、石英砂57份、水性聚氨酯改性丙烯酸乳液4份、阻燃剂0.5份、固化剂3.5份；其中阻燃剂使用三聚氰胺氰尿酸盐，固化剂使用多碳二亚胺固化剂。
29.上述配方的一种具有高耐候性的软瓷材料的具体制备工艺如下：
30.首先准备如下组分重量配比的原料：硅酸盐水泥5份、重钙30份、石英砂57份、水性聚氨酯改性丙烯酸乳液4份、阻燃剂0.5份、固化剂3.5份。向所述的原料中用搅拌机边搅拌边加入干粉重量20％的水，直至原料充分溶解、胶化，使粘稠度达到2000
‑
2800pa
·
s；将混合后的原料注入到生产模具中，送入车间进行烘烤，在曲线温度80
‑
150℃下烘烤1小时，得到软瓷产品。
31.实施例3：
32.本实施例中一种具有高耐候性的软瓷材料由如下组分重量配比构成：硅酸盐水泥8份、重钙17份、石英砂70份、水性聚氨酯改性丙烯酸乳液2份、阻燃剂0.5份、固化剂2.5份；其中阻燃剂使用甲基磷酸二甲酯，固化剂使用非离子型水可乳化异氰酸固化剂。
33.上述配方的一种具有高耐候性的软瓷材料的具体制备工艺如下：
34.首先准备如下组分重量配比的原料：硅酸盐水泥8份、重钙17份、石英砂70份、水性聚氨酯改性丙烯酸乳液2份、阻燃剂0.5份、固化剂2.5份。向所述的原料中用搅拌机边搅拌边加入干粉重量30％的水，直至原料充分溶解、胶化，使粘稠度达到2000
‑
2800pa
·
s；将混合后的原料注入到生产模具中，送入车间进行烘烤，在曲线温度80
‑
150℃下烘烤1.5小时，得到软瓷产品。
35.实施例4：
36.本实施例中一种具有高耐候性的软瓷材料由如下组分重量配比构成：硅酸盐水泥8份、重钙12份、石英砂61份、水性聚氨酯改性丙烯酸乳液8份、阻燃剂6份、固化剂5份；其中阻燃剂使用磷酸三甲苯酯、十溴二苯乙烷，固化剂使用改性胺环氧树脂固化剂。
37.上述配方的一种具有高耐候性的软瓷材料的具体制备工艺如下：
38.首先准备如下组分重量配比的原料：硅酸盐水泥8份、重钙12份、石英砂61份、水性聚氨酯改性丙烯酸乳液8份、阻燃剂6份、固化剂5份。向所述的原料中用搅拌机边搅拌边加入干粉重量10％的水，直至原料充分溶解、胶化，使粘稠度达到2000
‑
2800pa
·
s；将混合后的原料注入到生产模具中，送入车间进行烘烤，在曲线温度80
‑
150℃下烘烤0.5小时，得到软瓷产品。
39.实施例5：
40.本实施例中一种具有高耐候性的软瓷材料由如下组分重量配比构成：硅酸盐水泥12份、重钙25份、石英砂50份、水性聚氨酯改性丙烯酸乳液6份、阻燃剂4份、固化剂3份；其中阻燃剂使用三聚氰胺氰尿酸盐、甲基磷酸二甲酯，固化剂使用非离子型水可乳化异氰酸固化剂。
41.上述配方的一种具有高耐候性的软瓷材料的具体制备工艺如下：
42.首先准备如下组分重量配比的原料：硅酸盐水泥12份、重钙25份、石英砂50份、水性聚氨酯改性丙烯酸乳液6份、阻燃剂4份、固化剂3份。向所述的原料中用搅拌机边搅拌边加入干粉重量25％的水，直至原料充分溶解、胶化，使粘稠度达到2000
‑
2800pa
·
s；将混合后的原料注入到生产模具中，送入车间进行烘烤，在曲线温度80
‑
150℃下烘烤1小时，得到软瓷产品。
43.实施例6：
44.本实施例中一种具有高耐候性的软瓷材料由如下组分重量配比构成：硅酸盐水泥15份、重钙10份、石英砂64份、水性聚氨酯改性丙烯酸乳液7份、阻燃剂2份、固化剂2份；其中
阻燃剂使用磷酸三甲苯酯，固化剂使用改性胺环氧树脂固化剂、多碳二亚胺固化剂。
45.上述配方的一种具有高耐候性的软瓷材料的具体制备工艺如下：
46.首先准备如下组分重量配比的原料：硅酸盐水泥15份、重钙10份、石英砂64份、水性聚氨酯改性丙烯酸乳液7份、阻燃剂2份、固化剂2份。向所述的原料中用搅拌机边搅拌边加入干粉重量17％的水，直至原料充分溶解、胶化，使粘稠度达到2000
‑
2800pa
·
s；将混合后的原料注入到生产模具中，送入车间进行烘烤，在曲线温度80
‑
150℃下烘烤2小时，得到软瓷产品。
47.实施例7：
48.本实施例中一种具有高耐候性的软瓷材料由如下组分重量配比构成：硅酸盐水泥5份、重钙20份、石英砂60份、环氧树脂改性丙烯酸乳液8份、阻燃剂3份、固化剂4份；其中阻燃剂使用十溴二苯乙烷，固化剂使用改性胺环氧树脂固化剂。
49.上述配方的一种具有高耐候性的软瓷材料的具体制备工艺如下：
50.首先准备如下组分重量配比的原料：硅酸盐水泥5份、重钙20份、石英砂60份、环氧树脂改性丙烯酸乳液8份、阻燃剂3份、固化剂4份。向所述的原料中用搅拌机边搅拌边加入干粉重量25％的水，直至原料充分溶解、胶化，使粘稠度达到2000
‑
2800pa
·
s；将混合后的原料注入到生产模具中，送入车间进行烘烤，在曲线温度80
‑
150℃下烘烤0.8小时，得到软瓷产品。
51.实施例8：
52.本实施例中一种具有高耐候性的软瓷材料由如下组分重量配比构成：硅酸盐水泥5份、重钙30份、石英砂57份、环氧树脂改性丙烯酸乳液4份、阻燃剂0.5份、固化剂3.5份；其中阻燃剂使用三聚氰胺氰尿酸盐，固化剂使用多碳二亚胺固化剂。
53.上述配方的一种具有高耐候性的软瓷材料的具体制备工艺如下：
54.首先准备如下组分重量配比的原料：硅酸盐水泥5份、重钙30份、石英砂57份、环氧树脂改性丙烯酸乳液4份、阻燃剂0.5份、固化剂3.5份。向所述的原料中用搅拌机边搅拌边加入干粉重量20％的水，直至原料充分溶解、胶化，使粘稠度达到2000
‑
2800pa
·
s；将混合后的原料注入到生产模具中，送入车间进行烘烤，在曲线温度80
‑
150℃下烘烤1小时，得到软瓷产品。
55.实施例9：
56.本实施例中一种具有高耐候性的软瓷材料由如下组分重量配比构成：硅酸盐水泥8份、重钙17份、石英砂70份、环氧树脂改性丙烯酸乳液2份、阻燃剂0.5份、固化剂2.5份；其中阻燃剂使用甲基磷酸二甲酯，固化剂使用非离子型水可乳化异氰酸固化剂。
57.上述配方的一种具有高耐候性的软瓷材料的具体制备工艺如下：
58.首先准备如下组分重量配比的原料：硅酸盐水泥8份、重钙17份、石英砂70份、环氧树脂改性丙烯酸乳液2份、阻燃剂0.5份、固化剂2.5份。向所述的原料中用搅拌机边搅拌边加入干粉重量30％的水，直至原料充分溶解、胶化，使粘稠度达到2000
‑
2800pa
·
s；将混合后的原料注入到生产模具中，送入车间进行烘烤，在曲线温度80
‑
150℃下烘烤1.5小时，得到软瓷产品。
59.实施例10：
60.本实施例中一种具有高耐候性的软瓷材料由如下组分重量配比构成：硅酸盐水泥
8份、重钙12份、石英砂61份、水性聚氨酯改性丙烯酸乳液和环氧树脂改性丙烯酸乳液的1:1混合物8份、阻燃剂6份、固化剂5份；其中阻燃剂使用磷酸三甲苯酯、十溴二苯乙烷，固化剂使用改性胺环氧树脂固化剂。
61.上述配方的一种具有高耐候性的软瓷材料的具体制备工艺如下：
62.首先准备如下组分重量配比的原料：硅酸盐水泥8份、重钙12份、石英砂61份、水性聚氨酯改性丙烯酸乳液和环氧树脂改性丙烯酸乳液的1:1混合物8份、阻燃剂6份、固化剂5份。向所述的原料中用搅拌机边搅拌边加入干粉重量10％的水，直至原料充分溶解、胶化，使粘稠度达到2000
‑
2800pa
·
s；将混合后的原料注入到生产模具中，送入车间进行烘烤，在曲线温度80
‑
150℃下烘烤0.5小时，得到软瓷产品。
63.实施例11：
64.本实施例中一种具有高耐候性的软瓷材料由如下组分重量配比构成：硅酸盐水泥12份、重钙25份、石英砂50份、水性聚氨酯改性丙烯酸乳液和环氧树脂改性丙烯酸乳液的1:1混合物6份、阻燃剂4份、固化剂3份；其中阻燃剂使用三聚氰胺氰尿酸盐、甲基磷酸二甲酯，固化剂使用非离子型水可乳化异氰酸固化剂。
65.上述配方的一种具有高耐候性的软瓷材料的具体制备工艺如下：
66.首先准备如下组分重量配比的原料：硅酸盐水泥12份、重钙25份、石英砂50份、水性聚氨酯改性丙烯酸乳液和环氧树脂改性丙烯酸乳液的1:1混合物6份、阻燃剂4份、固化剂3份。向所述的原料中用搅拌机边搅拌边加入干粉重量25％的水，直至原料充分溶解、胶化，使粘稠度达到2000
‑
2800pa
·
s；将混合后的原料注入到生产模具中，送入车间进行烘烤，在曲线温度80
‑
150℃下烘烤1小时，得到软瓷产品。
67.实施例12：
68.本实施例中一种具有高耐候性的软瓷材料由如下组分重量配比构成：硅酸盐水泥15份、重钙10份、石英砂64份、水性聚氨酯改性丙烯酸乳液和环氧树脂改性丙烯酸乳液的1:1混合物7份、阻燃剂2份、固化剂2份；其中阻燃剂使用磷酸三甲苯酯，固化剂使用改性胺环氧树脂固化剂、多碳二亚胺固化剂。
69.上述配方的一种具有高耐候性的软瓷材料的具体制备工艺如下：
70.首先准备如下组分重量配比的原料：硅酸盐水泥15份、重钙10份、石英砂64份、水性聚氨酯改性丙烯酸乳液和环氧树脂改性丙烯酸乳液的1:1混合物7份、阻燃剂2份、固化剂2份。向所述的原料中用搅拌机边搅拌边加入干粉重量17％的水，直至原料充分溶解、胶化，使粘稠度达到2000
‑
2800pa
·
s；将混合后的原料注入到生产模具中，送入车间进行烘烤，在曲线温度80
‑
150℃下烘烤2小时，得到软瓷产品。
71.对比例1：
72.本对比例由如下组分重量配比构成：硅酸盐水泥5份、重钙20份、石英砂60份、丙烯酸乳液8份、阻燃剂3份、固化剂4份；其中阻燃剂使用十溴二苯乙烷，固化剂使用改性胺环氧树脂固化剂。
73.上述配方的一种软瓷的具体制备工艺如下：
74.首先准备如下组分重量配比的原料：硅酸盐水泥5份、重钙20份、石英砂60份、丙烯酸乳液8份、阻燃剂3份、固化剂4份。向所述的原料中用搅拌机边搅拌边加入干粉重量25％的水，直至原料充分溶解、胶化，使粘稠度达到2000
‑
2800pa
·
s；将混合后的原料注入到生
产模具中，送入车间进行烘烤，在曲线温度80
‑
150℃下烘烤0.8小时，得到软瓷产品。
75.对比例2：
76.本对比例由如下组分重量配比构成：硅酸盐水泥8份、重钙17份、石英砂70份、丙烯酸乳液2份、阻燃剂0.5份、固化剂2.5份；其中阻燃剂使用甲基磷酸二甲酯，固化剂使用非离子型水可乳化异氰酸固化剂。
77.上述配方的一种软瓷的具体制备工艺如下：
78.首先准备如下组分重量配比的原料：硅酸盐水泥8份、重钙17份、石英砂70份、丙烯酸乳液2份、阻燃剂0.5份、固化剂2.5份。向所述的原料中用搅拌机边搅拌边加入干粉重量30％的水，直至原料充分溶解、胶化，使粘稠度达到2000
‑
2800pa
·
s；将混合后的原料注入到生产模具中，送入车间进行烘烤，在曲线温度80
‑
150℃下烘烤1.5小时，得到软瓷产品。
79.上述实施例1
‑
12和对比例1
‑
2的产品的部分性能如下表所示：
[0080] 吸水率不透水性抗冻性柔韧性实施例11.5％47min无渗漏171次循环无裂纹无裂纹或断裂实施例21.6％44min无渗漏166次循环无裂纹无裂纹或断裂实施例31.4％46min无渗漏178次循环无裂纹无裂纹或断裂实施例41.4％46min无渗漏178次循环无裂纹无裂纹或断裂实施例51.6％44min无渗漏166次循环无裂纹无裂纹或断裂实施例61.7％41min无渗漏157次循环无裂纹无裂纹或断裂实施例71.1％65min无渗漏122次循环无裂纹无裂纹或断裂实施例80.8％73min无渗漏135次循环无裂纹无裂纹或断裂实施例91.0％71min无渗漏127次循环无裂纹无裂纹或断裂实施例101.2％53min无渗漏151次循环无裂纹无裂纹或断裂实施例111.3％54min无渗漏146次循环无裂纹无裂纹或断裂实施例121.2％54min无渗漏151次循环无裂纹无裂纹或断裂对比例12.9％26min无渗漏83次循环无裂纹有裂纹或断裂对比例23.1％22min无渗漏78次循环无裂纹有裂纹或断裂
[0081]
其中：
[0082]
吸水率的检验方法为gb/t3810.3
‑
2006真空法；不透水性的检验方法为gb18173.1
‑
2006；抗冻性的检验方法为gb/t3810.12
‑
2006；柔韧性的检验方法为jc/t864
‑
2000。
[0083]
由上表可知，采用水性聚氨酯改性丙烯酸乳液的实施例1
‑
6具有更好的抗冻性，采用环氧树脂改性丙烯酸乳液的实施例7
‑
9具有更好的防水性，而采用水性聚氨酯改性丙烯酸乳液和环氧树脂改性丙烯酸乳液混合物的实施例10
‑
12的性能在上两者之间，且全部实施例的各项性能均优于对比例。充分说明本发明相对现有技术，在低温的北方干燥地区可以具有更好的抗冻性；在南方湿润炎热地区具有更好的防水性，同时整体均具有良好的柔韧性，是性能优异的耐候性软瓷材料。
[0084]
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本
发明的权利要求范围当中。