人造石材面层色浆组合物及其生产方法和应用的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种人造石材面层色浆组合物及其生产方法，其组分包括改性凹凸棒石粘土、无机胶凝材料及有机添加剂，组合物按下述方法制成：用硅烷偶联剂及季铵盐阳离子表面活性剂对凹凸棒石粘土进行改性，得改性凹凸棒石粘土；将改性凹凸棒石粘土、颜料、水泥及其它添加剂混合使其分散、杂化；向制得的浆料中加入石英砂，搅拌混合得改性凹凸棒石粘土人造石材面层色浆。采用本发明所述组合物及其生产方法得到的面层色浆组合物具有较高的保水性、悬浮性、稳定性、流变性和触变性，能够减少人造石材面层色浆组合物生产操作过程中的沉淀、离析和泌水问题的出现，并能使在极不规则的人造石材模具的凹凸表面喷涂的面层色浆厚度均匀一致。
【专利说明】人造石材面层色浆组合物及其生产方法和应用
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种人造石材面层色浆，尤其涉及一种改性凹凸棒石粘土人造石材面层色浆组合物及其生产方法和应用。
【背景技术】
[0002]人造石材是由无机物粉料以及适量的黏结剂、阻燃剂、颜色等，经配料混合、瓷铸、振动压缩、挤压等方法成型固化制成的，按原料可以大致分为:树脂型、复合型、水泥型以及烧结型。与天然石材相比，人造石具有色彩艳丽、光洁度高、颜色均匀一致，抗压耐磨、韧性好、结构致密、坚固耐用、比重轻、不吸水、耐侵蚀风化、色差小、不褪色、放射性低等优点。随着人们生活水平的提高，对于建材装饰的要求也越来越高，人造石材技术也在不断进步，它能根据人们的需要进行个性化的创新，能根据市场的需求生产出满足社会需求的新产品、新工艺，因此其具有很好的发展前景。
[0003]人造石材其主要组成部分为基体结构和面层。人造石材的面层，不仅起到装饰人造石材表面、提高人造石材质感的内涵和艺术性的展现的作用，还可以保护人造石材基体结构，减少人造石材出现裂缝、侵蚀的问题，延长人造石材的使用寿命。人造石材的面层由面层色浆组合物在人造石材基体结构表面喷涂而成。
[0004]目前用于人造石材的面层色浆组合物，其保水性、悬浮性以及稳定性等性能都较差，从而大大降低了人造石材的美观度、实用度及使用寿命，无法满足建筑装饰对人造石材面层色浆组合物的产品要求。
[0005]现有的人造石材面层色浆组合物在其生产过程中，还容易出现颜料及其它组分沉淀、离析、泌水等现象，降低了产品的合格率及其生产效率，增加了生产成本，不利于人造石材的广泛生产和应用。因此，关于新型人造石材面层色浆组合物的研究和应用及其生产方法的改进很有必要。
【发明内容】
[0006]本发明所要解决的技术问题是人造石材的面层色浆组合物及其生产过程中的缺陷，本发明提供了一种生产改性凹凸棒石粘土人造石材面层色浆组合物及其生产方法。使用本发明所述方法制得的面层色浆组合物可以使人造石材色彩更鲜艳持久、图案更丰富，并具有更好的耐高温、抗冲、耐磨、耐候、耐划伤抗老化的性能。
[0007]本发明所述的人造石材面层色浆，其组分包括改性凹凸棒石粘土、无机胶凝材料及有机添加剂，其中，无机胶凝材料包括白色硅酸盐水泥、白色铝酸盐水泥中的任意一种或其组合物；有机添加剂包括塑化剂、可再分散乳胶粉、纤维素及其衍生物中的任意一种或几种的混合物。
[0008]本发明所述的人造石材面层色浆除颜料外其他组合物具体包括:
[0009]白色娃酸盐水泥15~50重量份、优选为25~40重量份；
[0010]白色招酸盐水泥2~12重量份、优选为2.5~10重量份；[0011]改性凹凸棒石粘土 0.5~7重量份、优选为I~5重量份；
[0012]半水石骨0.5~5重量份、优选为I~3重量份；
[0013]石灰石粉2~30重量份、优选为5~20重量份；
[0014]滑石粉2~15重量份、优选为5~10重量份；
[0015]石英砂20~60重量份、优选为30~50重量份；
[0016]高性能聚羧酸盐超塑化剂0.1~I重量份、优选为0.2~0.8重量比；
[0017]纤维素醚O~0.1重量份、优选为0.01~0.05重量份；
[0018](HOCH2CH2)nMVnO ~0.1 重量份、优选为 0.01 ~0.05 重量份；
[0019]聚合物可再分散乳胶粉I~8重量份、优选为3~6重量份；
[0020]木质纤维素O~I重量份、优选为0.1~0.3重量份；
[0021]消泡剂0.01~0.5重量份、优选为0.02~0.2重量份；
[0022]其中，η为2或3。
[0023]本发明还提供一种生产制备所述人造石材面层色浆组合物的生产方法，其步骤包括:
[0024]步骤1，将改性凹凸棒石粘土、颜料、水泥及除石英砂外的其它组分复合兑水后，高速分散5~lOmin，分散速度为·2000~5000r/min ；
[0025]步骤2，在上述浆料中加入石英砂，搅拌分散15~20min，分散速度为200~500r/min，得到面层色浆。
[0026]本发明所述人造石材面层色浆组合物，其组分之一凹凸棒石粘土改性的步骤包括:
[0027]步骤I，增稠型凹凸棒粘土加水搅拌成均匀流动浆体。
[0028]步骤2，温度调至60~80°C,加入I~4% (w/w，重量比)季铵盐阳离子表面活性剂；
[0029]步骤3，温度60~80°C下使用盐酸调节pH值至3~4 ;
[0030]步骤4，温度60~80°C下加入2~5% (v/v,体积比)的硅烷偶联剂水溶液；
[0031]步骤5，搅拌好后，分离、烘干、粉碎、过200目筛，得改性凹凸棒石粘土。
[0032]本发明所述石灰石粉为200~500目。
[0033]本发明所述滑石粉为1000~2000目。
[0034]本发明所述高性能聚羧酸盐超塑化剂不受限制，可以为含聚氧乙烯基、聚氧丙烯基等聚氧烷烯基单体；甲基丙烯酸、丙烯酸、马来酸(或马来酸酐)、(甲基)丙烯基磺酸、(甲基)烯丙基磺酸、苯乙烯基磺酸2-丙烯酰胺-2甲基丙磺酸，或上述酸的盐或酯或其它衍生物，如(甲基)烯丙醇、(甲基)丙烯酰胺等。
[0035]本发明所述乳胶粉为可再分散乳胶粉，可以为醋酸乙烯酯均聚物或共聚物再分散乳胶粉、月桂酸乙烯酯共聚物再分散乳胶粉、丙烯酸或丙烯酸酯均聚物或共聚物可再分散乳胶粉、硅丙再分散乳胶粉、苯乙烯/ 丁二烯共聚胶粉等，或含有等同有效成分比例的上述物质的乳液，可以是上述物质中的一种或几种的混合，如含丙烯酸可再分散乳胶粉3~6重量份、硅丙可再分散乳胶粉3~6重量份。
[0036]本发明所述增稠型凹凸棒粘土其粘度不低于3000MPa.S。
[0037]本发明所述季铵盐阳离子表面活性剂为十八烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵、十二烷基二甲基苄基氯化铵一种或几种的混合物，其质量浓度优选为2%。
[0038]本发明所述硅烷偶联剂水溶液为Y-氨丙基二乙氧基硅烷、Y - (2，3_环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷、Y -(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷、Y-氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷、N- β -(氛乙基)-Y -氛丙基甲基二甲氧基硅烷、乙烯基二甲氧基硅烷一种或几种的混合物，其浓度优选为3% (v/v)。
[0039]本发明所述人造石材面层色浆组合物，组分还可以包括颜料。颜料可以是涂覆在所述人造石材的外表面，也可以与其它组分共混后一起生产制备成所述人造石材面层色浆组合物。所述颜料可以选用本【技术领域】常用的各种颜料，如市场上销售的炭黑、氧化铁、氧化钴、钛白粉、颜料红122 (主要成分为2，9-二甲基喹吖啶酮)、有机嫩黄、酞菁蓝、孔雀绿、柠檬黄、硫酸铜、丙烯颜料等。
[0040]上述的技术方案具有如下优点或者有益效果:
[0041]凹凸棒石粘土是一种具有链状结构的富镁、富硅的粘土矿物，呈纤维状或针状形态，聚集成稻草束状，当遇水或其它极性溶液时可迅速溶胀并解散，形成单体纤维或较小的纤维束无规律分散成互相制约的网络，形成具有流变性能的高粘度及较为稳定的悬浮液。通过本发明所述方法改性后的凹凸棒石粘土具有更大比表面积，其分散性、吸附性和稳定性都大大提高。
[0042]本发明所述改性凹凸棒石粘土人造石材面层色浆组合物相对于现有面层色浆组合物具有更好的保水性、悬浮性、稳定性、流变性和触变性，能够减少人造石材面层色浆组合物生产操作过程中的沉淀、离析和泌水问题的出现，并能使在极不规则的人造石材模具的凹凸表面喷涂的面层色浆厚度均匀一致。
[0043]使用本发明生产出来的 面层色浆喷涂于人造石材表面，可以使人造石材色彩更鲜艳持久、图案更丰富，并具有更好的耐高温、抗冲、耐磨、耐候、耐划伤抗老化的性能。
【具体实施方式】
[0044]本发明提供了一种人造石材面层色浆组合物及其生产方法。
[0045]下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。
[0046]实施例1
[0047]根据市场和客户的需求配制面层色浆，第一步对市售凹凸棒石粘土进行改性，步骤为:
[0048]步骤I，增稠型凹凸棒粘土加水搅拌成均匀流动浆体。
[0049]步骤2，温度调至60°C，加入2% (w/w)十八烷基三甲基氯化铵。
[0050]步骤3,60°C恒温,加入盐酸调节pH值至3~4,搅拌3h,搅拌速度100r/min。
[0051]步骤4，60°C恒温，加入3% (v/v)的Y -氨丙基三乙氧基硅烷水溶液，搅拌2h，搅拌速度100r/min。
[0052]步骤5，搅拌好后，分离、烘干、粉碎、过200目筛，得改性凹凸棒石粘土。
[0053]第二步改性凹凸棒石粘土人造石材面层色浆，其步骤为:
[0054]步骤1，将改性凹凸棒石粘土、颜料、水泥及除石英砂外的其它组分复合兑水，搅拌IOmin,揽拌速度 2000r/min。
[0055]步骤2,在上述衆料中加入石英砂,搅拌15min,搅拌速度200r/min,得面层色衆。
[0056]其组成部分为:
[0057]
白色硅酸盐水泥35Kg;
白色铝酸盐水泥3Kg;
改性凹凸棒石粘土3Kg;
半水石膏1Kg;
石灰石粉10Kg；
滑石粉10Kg;
石英砂34Kg;
高性能聚羧酸盐超塑化剂0.6Kg;
纤维素醚0.01 Kg;
三乙醇胺0.02Kg:
硅丙可再分散乳胶粉3Kg;
木质纤维素0.3Kg;
消泡剂0.05Kg;
[0058]以上实施例中所提到的高性能聚羧酸盐超塑化剂、三乙醇胺、聚合物可再分散乳胶粉、木质纤维素、消泡剂，均为化工市场上可以买到的普通商品化学原料。
[0059]实施例2
[0060]根据市场和客户的需求配制面层色浆，第一步对市售凹凸棒石粘土进行改性，步骤为:
[0061]步骤I，增稠型凹凸棒粘土加水搅拌成均匀流动浆体。
[0062]步骤2，温度调至60°C，加入2% (w/w)十二烷基三甲基氯化铵。
[0063]步骤3，60°C恒温，加入盐酸调节pH值至3~4，搅拌4h，搅拌速度100r/min。
[0064]步骤4，60°C恒温，加入3% (v/v)的Y -(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷水溶液，搅拌3h，搅拌速度100r/min。
[0065]步骤5，搅拌好后，分离、烘干、粉碎、过200目筛，得改性凹凸棒石粘土。
[0066]第二步改性凹凸棒石粘土人造石材面层色浆，其步骤为:
[0067]步骤1，将改性凹凸棒石粘土、颜料、水泥及除石英砂外的其它组分复合兑水，搅拌IOmin,揽拌速度 2000r/min。
[0068]步骤2,在上述衆料中加入石英砂,搅拌15min,搅拌速度200r/min,得面层色衆。
[0069]其组成部分为:
[0070]白色硅酸盐水泥30Kg；
白色铝酸盐水泥2Kg;
改性凹凸棒石粘土5Kg;
半水石膏1Kg; 石灰石粉20Kg;
滑石粉5Kg;
石英砂31 Kg;
高性能聚羧酸盐超塑化剂0.8Kg;
纤维素醚0.01 Kg;
二乙醇胺0.03Kg;
醋酸乙烯酯均聚物可再分散乳胶粉5Kg;
木质纤维素0.3Kg;
消泡剂0.05Kg;
[0071]以上实施例中所提到的高性能聚羧酸盐超塑化剂、二乙醇胺、聚合物可再分散乳胶粉、木质纤维素、消泡剂，均为化工市场上可以买到的普通商品化学原料。
[0072]实施例3
[0073]根据市场和客户的需求配制面层色浆，第一步对市售凹凸棒石粘土进行改性，步骤为:
[0074]步骤I，增稠型凹凸棒粘土加水搅拌成均匀流动浆体。
[0075]步骤2，温度调至70°C，加入2% (w/w)十六烷基三甲基氯化铵。
[0076]步骤3, 70°C恒温,加入盐酸调节pH值至3~4,搅拌3h,搅拌速度80r/min。
[0077]步骤4，70°C恒温，加入3% (v/v)的乙烯基三甲氧基硅烷水溶液，搅拌3h，搅拌速度 50r/mino
[0078]步骤5，搅拌好后，分离、烘干、粉碎、过200目筛，得改性凹凸棒石粘土。
[0079]第二步改性凹凸棒石粘土人造石材面层色浆，其步骤为:
[0080]步骤1，将改性凹凸棒石粘土、颜料、水泥及除石英砂外的其它组分复合兑水，搅拌IOmin,揽拌速度 5000r/min。
[0081]步骤2,在上述衆料中加入石英砂,搅拌15min,搅拌速度200r/min,得面层色衆。
[0082]其组成部分为:
[0083]白色硅酸盐水泥25Kg；
白色铝酸盐水泥5Kg ；
改性凹凸棒石粘土4Kg;
半水石膏1.5Kg;
石灰石粉20Kg;
滑石粉9.5Kg;
石英砂30Kg;
高性能聚羧酸盐超塑化剂0.6Kg;
纤维素醚0.01 Kg;
二乙醇胺0.02Kg;
丙烯酸酯共聚物可再分散乳胶粉4Kg;
木质纤维素0.3Kg；
消泡剂0_05Kg;
[0084]以上实施例中所提到的高性能聚羧酸盐超塑化剂、二乙醇胺、聚合物可再分散乳胶粉、木质纤维素、消泡剂，·均为化工市场上可以买到的普通商品化学原料。
[0085]性能检测
[0086]检测方法:
[0087]1.保水性、分层度测试参照JGJ70-2009《建筑砂浆基本性能试验方法标准》中相关的试验方法测试；
[0088]2.流动度测试参照GB/T50448-2008《水泥基灌浆材料应用技术规范》中相关试验方法测试；
[0089]3.流锥时间测试参照TB/T3192-2008《铁路后张法预应力混凝土梁管道压浆技术条件》中相关试验方法测试。
[0090]检测结果:
[0091]经过检测，以上实施例的产品的性能均能达到以下指标。
[0092]表1，本发明面浆与未加改性凹凸棒石粘土面浆性能比较
【权利要求】
1.一种人造石材面层色浆组合物，其特征在于，所述的面层色浆组分包括改性凹凸棒石粘土、无机胶凝材料及有机添加剂，其中，所述无机胶凝材料包括白色硅酸盐水泥、白色铝酸盐水泥中的任意一种或其组合物；所述有机添加剂包括塑化剂、可再分散乳胶粉、纤维素及其衍生物中的任意一种或几种的混合物。
2.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述改性凹凸棒石粘土通过以下步骤得到: 步骤1，增稠型凹凸棒粘土加水搅拌成均匀流动浆体； 步骤2，温度调至60~80°C，加入I~4% (w/w)季铵盐阳离子表面活性剂； 步骤3，温度60~80°C下使用盐酸调节pH值至3~4 ; 步骤4，温度60~80°C下加入2~5% (v/v)的硅烷偶联剂水溶液； 步骤5，搅拌后，经过分离、烘干，得改性凹凸棒石粘土。
3.根据权利要求2所述的组合物，其特征在于，所述的季铵盐阳离子表面活性剂包括十八烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵、十二烷基二甲基苄基氯化铵的一种或几种的混合物。
4.根据权利要求2所述的组合物，其特征在于，所述的硅烷偶联剂水溶液为Y-氨丙基三乙氧基硅烷、Y - (2，3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷、Y -(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷、Y-氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷、Ν-β-(氨乙基)-Y-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、乙烯基二甲氧基硅烷的一种或几种的混合物。
5. 根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，其除颜料外其他组合物包括:白色硅酸盐水泥15~50重量份；白色铝酸盐水泥2~12重量份；改性凹凸棒石粘土0.5~7重量份；半水石膏0.5~5重量份；石灰石粉2~30重量份；滑石粉2~15重量份；石英砂20~60重量份；高性能聚羧酸盐超塑化剂0.1 重量份；纤维素醚O ~0.1重量份；(HOCH2CH2)nNH3-ηO -0.1 重量份；
聚合物可再分散乳胶粉1~8重量份； 木质纤维素0~1重量份；消泡剂0.01~0.5重量份。
6.根据权利要求5所述的组合物，其特征在于，所述组分石灰石粉为200~500目。
7.根据权利要求5所述的组合物，其特征在于，所述滑石粉为1000~2000目。
8.根据权利要求5所述的组合物，其特征在于，所述(HOCH2CH2)nNH3_n中的η为2或3。
9.一种如权利要求1所述的人造石材面层色浆的生产方法，其特征在于包括如下步骤: 步骤I，将改性凹凸棒石粘土、颜料、水泥及除石英砂外的其它组合物成分复合兑水后混合； 步骤2，在上述浆料中加入石英砂混合，得到面层色浆。
10.一种人造石材，其特征在于，包括基体结构以及面层，所述面层由权利要求1所述组合物制备得到。
【文档编号】C04B28/04GK103570319SQ201310512028
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2013年10月24日 优先权日:2013年10月24日
【发明者】陈国迈, 陈迈华, 夏艺, 由继业, 李静, 孙祥山 申请人:上海古猿人石材有限公司