生态型墙面装饰粉料及轻质面砖的制备方法
【专利摘要】本发明属于建筑装饰材料及人造合成石领域，具体涉及一种生态型墙面装饰粉料及轻质面砖的制备方法，采用质量份为30-70的基料、15-35的辅料、13-33的粘结料和0.5-1的纳米料，经矿物粉碎、配制混合和成品包装工序制备成墙面装饰粉料，或经矿物粉碎、配制混合、分层布料、组合成型、研磨分切和成品包装工序制备成轻质面砖。本发明为具有生态性的叠层石、珍珠岩、透闪石、叶腊石和硅藻土类矿物提供了较好的转化利用途径，也为墙面装饰粉料与装饰面砖提出了产品升级的技术方案，其产品具有净化环境、保温及保湿的功效，其质量与木材近似，密度为1.0g/cm2，导热系数≤0.1w/m.k。
【专利说明】生态型墙面装饰粉料及轻质面砖的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于建筑装饰材料及人造合成石领域，具体涉及一种生态型墙面装饰粉料及轻质面砖的制备方法。
【背景技术】
[0002]现时的生态学及生态矿物材料，从生态环境友好材料的设计理念出发，充分利用天然矿物的功能属性，以仿生的方式加工微集料基元，使其成分、功能与人居环境协调兼容，并使其具有多元及多层次的生态环保功能。环境矿物学致力于采用无机矿物对污染物的净化功能及天然自净化功能的研究，并发展和完善无机矿物与有机生物共同构筑的天然自净化系统。中国专利201210443903.8的一种生态无机矿物内墙装饰材料采用了生态性较强的硅藻土、膨润土矿物，但其采用石英砂作骨料与纤维素醚作增强料将使其制备面砖时较难研磨，并且其利用矿物的自身色彩及矿物元素的配合方面也存在不足。
[0003]人造合成石是天然矿物的聚合物，其矿物的选择范围除大理石和石英石之外，还应包括珍珠岩、透闪石、叠层石、硅藻土等生态性能较强的矿物。市场上较热的天然洞石有许多无规则的孔洞，属于陆相沉积岩，因此具有隔热性与良好的墙面装饰效果。中国专利200910074908.6的纳米型合成洞石的生产方法，采用混合料中添加玻化微珠并用有机不饱和树脂做粘结料的工艺，具有减轻制品重量与保温的优点，但玻化微珠混合于有机料中受其强力搅拌作用与使用强压的振动作用，将使其受损破裂，在矿物选用方面也缺乏生态矿物与之配合的问题。石材制品用于建筑墙面装饰是有一定的改善环境功效的，但其重量大与保温差也使其广泛应用有所局限。如何利用具有生态性与微孔结构的矿物是石材及人造合成石领域应予关注并重点研发的课题。这些广泛存在的轻质矿物只要采用聚合工艺，尤其是用无机粘结料(剂)聚合的矿物制品，对解决目前的环境污染及居室环境不良的环保问题，是主导性的也是能使装饰材料产业升级的有益之举及必由之路。叠层石与硅藻土是生物生成的矿物，珍珠岩与沸石是火山直接生成的矿物及叶腊石等变质生成的矿物，因为其裂隙节理较多而无法用常规石材生产工艺进行加工利用，但用人造合成石的先聚合再加工板材的生产工艺则是相得益彰的转化途径。
【发明内容】
[0004]本发明旨在用矿物配制与聚合技术提高叠层石、珍珠岩、叶腊石和透闪石类矿物的利用价值，并解决现行墙面装饰粉料缺乏生态环境性能的问题，提供了一种生态型墙面装饰粉料及轻质面砖制备方法。
[0005]本发明通过如下技术方案实现:一种生态型墙面装饰粉料及轻质面砖的制备方法，采用质量份为30-70的基料、15-35的辅料、13-33的粘结料和0.5-1的纳米料，经矿物粉碎、配制混合和成品包装工序制备成墙面装饰粉料，或经矿物粉碎、配制混合、分层布料、组合成型、研磨分切和成品包装工序制备成轻质面砖；
所述的基料是选用叠层石、珍珠岩、透闪石，叶腊石及其上述矿物的伴生矿物中的两种或两种以上；
所述的辅料是粒径为0.1-2 mm的硅藻土与沸石，粒径为0.1-2mm的玻化微珠，三者按(5-15):(0-5):(0-2)的质量份配制；
所述的粘结料是200-1250网目的煅烧高岭土、白水泥和硅酸钠水溶液三者按(1-3):(0-4): (0-4)质量份配制；
所述的纳米料是纳米TiO2和纳米ZnO,两者按(0-1): (0-1)的质量份配制。
[0006]所述的基料的选用方式有:
选用透闪石、叠层石、透闪石质的蛇纹石和蛇纹石化透闪石四种矿物作为基料；选用透闪石、叶腊石、珍珠岩和叠层石四种矿物作为基料；选用透闪石、叶腊石和石英质叶腊石三种矿物作为基料；选用透闪石、叶腊石质大理石和珍珠岩三种矿物作为基料。
[0007]所述的经矿物粉碎工序后的任何一种基料砂粒都不能低于基料砂粒总质量的20%。
[0008]所述的粘接料中使用硅酸钠水溶液时，在配制混合工序中还需添加氢氧化钠助剂。
[0009]本发明所采用的天然矿物具有一定的生态性能:
叠层石是元古界滨海环境中蓝绿藻群落形成的矿物，其微生物是靠光合作用滋养的，由其光合作用产生氧气的原始性能使其成矿后依然存在，并由其中等硬度与黄色的主色调及碎块居多的矿物特征使其宜于加工生态聚合产品。
[0010]娃藻土是一种生物成因的娃质沉积岩，其松散密度为0.3-0.5g/cm3,孔隙率为80-90%, SiO2超过70%，硅藻土中空的硅藻体在长度上有20-40 μ m，直径在10-15 μ m，可形成外形圆整的圆柱体，壁上微孔大小均匀，孔径1/10 μ m,圆筒壁厚0.8-2 μ m,还有一些圆筛藻。
[0011]沸石是火山熔岩形成的一种架构的铝硅酸盐矿物，它的笼子状结构及天然造成的带负电使其具有生态效应；它由硅氧四面体和铝氧四面体组成，四面体只能以顶点相联，既共用一个氧原子，而不能边和面相联；在其构造中，金属阳离子位于晶体构造较大并相互通连的孔道间，阳离子可自由地通过孔道发生交换作用，并由其铝氧四面体的一个氧原子而产生电荷不平衡。
[0012]珍珠岩是一种玻璃质酸性喷出岩，其SiO2为65%-78%，用其灰色与棕色的珍珠岩、黄色的松脂岩及黑色的黑曜岩颗粒作为聚合产品的骨料，能以其半透明的玻璃质及较强的磁性产生富丽堂煌的观感；用其砂料在电炉加热方式下膨化、使颗料表面熔融、气孔封闭，而成内部为蜂窝状的容重为50-100kg/m3的玻化微珠。
[0013]高岭土的理论化学成分AL2O3为39.5%, SiO2为46.5%，具有从周围介质中吸附各种离子及离子交换性质，其粘土的粒度分布在0.2-5 μ m，在其煅绕至500°C时便将其羟基和氧以水的形式脱出，原子间发生了较大的错位，形成了结晶很差的在碱的激发下具有胶凝活性的偏高岭土。
[0014]叶腊石是一种天然含水铝硅酸盐矿物，它具有硅氧四面体复杂的层状结构，是典型的2:1型层状化合物，两层间结合力软，阴、阳离子可进入层间，具有一定的吸附能力，其中包括石英质叶腊石，圆叶腊石与大理石的伴生矿。
[0015]透闪石是钙镁的链状结构硅酸盐矿物，其矿物呈纤维状集合体，当其含铁成分较高时便是中药的阳起石，用其针状粉体作为聚合物的填充料可提高其力学强度指标，并可产生一定的净化环境性能。
[0016]本发明的积极效应是:为具有生态性的叠层石、珍珠岩、透闪石、叶腊石和硅藻土类矿物提供了较好的转化利用途径，也为墙面装饰粉料与装饰面砖提出了产品升级的技术方案，其产品具有净化环境、保温及保湿的功效，其质量与木材近似，密度为1.0g/cm2，导热系数< 0.lw/m.k。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1为本发明制备墙面装饰粉料的工艺流程图；
图2为本发明制备轻质面砖的工艺流程图。
【具体实施方式】
[0018]实施例1
原料的选择和配比如下:
基料:采用灰白色的透闪石、黄色的叠层石、透闪石质蛇纹石、蛇纹石化透闪石，四种矿物的质量比为1:1:1:1 ;
辅料:由粒径为0.1-2.0mm的娃藻土与粒径为0.1-2mm的玻化微珠按5:1的质量份配制而成；
粘接料:由200-400网目的煅 烧高岭土 (偏高岭土)与白水泥按1:4的质量份配制而
成；
纳米料为纳米TiO2粉体。
[0019]将所述四种基料矿物用破碎和筛分设备加工成10-100网目的砂粒；再将基料砂粒、辅料、粘接料和纳米料四者按50:15:20:0.5的质量份配制混合成干粉状混合物即墙面装饰粉料，混合时可加入0.1%-0.5%的颜料；再用包装将粉状的墙面装饰粉料分袋包装。在现场进行墙体抹面施工时，将粉状装饰材料与水按1:0.3的比例混合形成砂浆后即可使用，调制砂浆时还可加入微量颜料和适量的乳胶，以满足施工后的色泽，且使用乳胶后能有效改善光滑度和粘接性，所述的墙面装饰粉料也可作为墙体面层装饰材料。
[0020]实施例2
原料的选择和配比如下:
基料:采用浅绿色透闪石、黄色叶腊石、浅黄色珍珠岩、土色叠层石，四种矿物的质量比为 1:1:1:2 ；
辅料:由粒径为0.1-1mm的娃藻土与粒径为0.1-2.0mm的沸石按1:1配制而成； 粘接料:由白水泥与偏高岭土按4:1配制而成；
纳米料:由纳米TiO2与纳米ZnO按1:1配制而成。
[0021]将所述四种基料矿物用破碎和筛分设备加工成10-100网目的砂粒；再将基料砂粒、辅料、粘接料和纳米料四者按55:20:22:1的质量份配制混合成干粉状混合物即墙面装饰粉料；再用包装将粉状的墙面装饰粉料分袋包装。
[0022]实施例3
原料的选择和配比如下:基料:采用透闪石、叶腊石和石英质叶腊石(SiO2占60%以上)；
辅料:由粒径为0.1-0.5mm的娃藻土与粒径为0.1-2.0mm的沸石按10:5配置而成；粘接料:由硅酸钠水溶液(水玻璃)与800-1250网目的偏高岭土按1:1配置而成，其中硅酸钠的模数为2.6-2.8，质量分数为45%-47% ；
纳米料采用纳米ZnO。
[0023]轻质面砖的制备工艺过程为:
1)矿物粉碎:利用破碎和筛分设备将基料矿物碎石加工成40-200网目的砂粒，三种矿物砂粒的质量比为1:2:2 ;
2)配制混合:将破碎后的基料砂粒、辅料、粘接料和纳米料按质量份30:35:20:1混合，再将混合料与水按1:0.33的质量比共同搅拌8min，搅拌的同时加入相对于硅酸钠水溶液(水玻璃)质量30%的氢氧化钠(NaOH)助剂和0.1%_0.3%的微量颜料搅拌成两种色彩的混合料；
3)分层布料:利用边框可拆卸的模箱并在其中垂直排列20片4mm厚度的锰钢制模板进行组合的薄板成型设备，将搅拌成的两种色彩的混合料以每层2-10_厚度交替地分布于钢制模板之间的空隙中，同时可喷涂或喷洒液态火粉末颜料以制成曲线纹理；
4)组合成型:用装设4X7.5KW振动器的震动台对放置于其上的模箱进行6min的震动成型，经24-48小时的常温固化后，采用先吊离模箱的边框再逐片剥离模板的方式进行脱模，从而制得面砖毛板；
5)研磨分切:利用石材加工的定厚与研磨设备对成型薄板进行底面粗磨和正面抛光的研磨加工，再将其分切边 长为30-80cm的轻质面砖；
6)成品包装:最后将轻质面砖利用箱式包装材料包装。
[0024]实施例4
原料的选择和配比如下:
基料:采用透闪石、叶腊石质大理石和珍珠岩(松脂岩);
辅料:由0.5-2mm粒径大小的娃藻土和由珍珠岩膨化制成的玻化微珠按15:1配制而
成；
粘接料:由硅酸钠水溶液和600-1250网目的高岭土配制按3:4而成；
纳米料采用ZnO。
[0025]轻质面砖的制备工艺过程为:
1)矿物粉碎:利用破碎和筛分设备将基料矿物加工成40-120网目的砂粒，且三种矿物砂粒的质量比为1:1:1 ；
2)配制混合:将破碎后的基料砂粒、辅料、粘接料和纳米料按质量份70:15:14:1混合，再加入相对粉体混合物质量的30%的水用两台卧式双轴搅拌机以25r/min的转速进行5min的搅拌，搅拌的同时加入氢氧化钠助剂和两种微量颜料，其中氢氧化钠与硅酸钠水溶液和偏高岭土的质量比为1:3:4，搅拌成两种色彩的混合料；
3)分层布料:利用实施2中所述的薄板成型设备将配制的混合料按每层3-20mm松散料体的厚度交替进行布料；
4)组合成型:利用中国专利200920254369.X所述的人造石英石薄板组合成型机将步骤3中的模箱进行6min的振动成型，再经常温固化与逐片剥离制成毛板；5)研磨分切:利用石材加工的定厚与研磨设备对成型薄板进行底面粗磨和正面抛光的研磨加工，再分切成边长为80-120cm的轻质面砖，还可用市场上的纳米胶液对其板进行封闭处理； 成品包装:同实施例3。
【权利要求】
1.一种生态型墙面装饰粉料及轻质面砖的制备方法，其特征在于:采用质量份为30-70的基料、15-35的辅料、13-33的粘结料和0.5-1的纳米料，经矿物粉碎、配制混合和成品包装工序制备成墙面装饰粉料，或经矿物粉碎、配制混合、分层布料、组合成型、研磨分切和成品包装工序制备成轻质面砖； 所述的基料是选用叠层石、珍珠岩、透闪石，叶腊石及其上述矿物的伴生矿物中的两种或两种以上； 所述的辅料是粒径为0.1-2 mm的硅藻土与沸石，粒径为0.1-2mm的玻化微珠，三者按(5-15):(0-5):(0-2)的质量份配制； 所述的粘结料是200-1250网目的煅烧高岭土、白水泥和硅酸钠水溶液三者按(1-3):(0-4): (0-4)质量份配制； 所述的纳米料是纳米TiO2和纳米ZnO,两者按(0-1): (0-1)的质量份配制。
2.根据权利要求1所述的生态型墙面装饰粉料及轻质面砖的制备方法，其特征在于，所述的基料的选用方式有: 选用透闪石、叠层石、透闪石质的蛇纹石和蛇纹石化透闪石四种矿物作为基料； 选用透闪石、叶腊石、珍珠岩和叠层石四种矿物作为基料； 选用透闪石、叶腊石和石英质叶腊石三种矿物作为基料； 选用透闪石、叶腊石质大理石和珍珠岩三种矿物作为基料。
3.根据权利要求1所述的生态型墙面装饰粉料及轻质面砖的制备方法，其特征在于，所述墙面装饰粉料的制备方法的具体步骤为: 矿物粉碎:是用破碎与筛分设备将基料矿物碎石加工成10-200网目的砂粒； 配制混合:是用卧式双轴搅拌机将基料砂粒、辅料、粘结料和纳米料四者配加颜料搅拌成干粉状混合料作为生态型墙面装饰粉料，； 成品包装:是用包装袋对粉状装饰材料进行包装； 所述轻质面砖的制备方法的具体步骤为: 矿物粉碎:是用破碎与筛分设备将基料矿物碎石加工成10-200网目的砂粒； 配制混合:是用卧式双轴搅拌机将基料砂粒、辅料、粘结料和纳米料的混合料以及在混合料中加入的相对粉状混合料25% — 35%质量比的水和配加的二种以上色彩的颜料搅拌成二种以上色彩的黏状混合料； 分层布料:是用钢制模箱并在其中垂直排列若干片钢制模板的成型设备中，以每层2-20mm的混合料厚度将带色彩的混合料交替排布于模板之中进行轻型面砖成型； 组合成型:是将钢制模箱放置于振动台上，用大于模箱及混合料总质量3倍以上的激振力进行振动成型，再经20°C _65°C温度及24-48小时的固化后，逐片进行成型薄板的脱模； 研磨分切:是用石材加工设备对成型板的两个表面进行粗磨加工，而后对其正面进行精磨加工并分切成边长为20-120cm的装饰面砖； 成品包装:是用箱式包装材料对轻质面砖进行包装。
4.根据权利要求3所述的生态型墙面装饰粉料及轻质面砖的制备方法，其特征在于:所述的经矿物粉碎后的任何一种基料砂粒都不能低于基料砂粒总质量的20%。
5.根据权利要求3所述的生态型墙面装饰粉料及轻质面砖的制备方法，其特征在于:所述的粘接料中使 用硅酸钠水溶液时，在配制混合工序中还需添加氢氧化钠助剂。
【文档编号】C04B28/04GK103588430SQ201310511675
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2013年10月28日 优先权日:2013年10月28日
【发明者】刘媛, 刘建平 申请人:刘建平