本发明公开了一种人造砂岩板的制备方法，属于建筑材料制备
技术领域：
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背景技术：
：砂岩板作为一种高档建筑装饰材料广泛应用于室内外装饰设计、幕墙装饰和公共设施建设。目前市场上常见的砂岩主要分为天然砂岩和人造砂岩，天然砂岩因产地不同主要有澳州砂岩、西班牙砂岩、印度砂岩和中国砂岩，人造砂岩又叫仿砂岩或复合砂岩。它是将天然彩色石英砂按不同的配比调制颜色，再添加环保树脂和固化剂等配料，通过硅胶模具手工压制而成。砂岩是一种沉积岩，主要由砂粒胶结而成的，其中砂粒含量大于50%。绝大部分砂岩是由石英或长石组成的，石英和长石是组成地壳最常见的成分。砂岩的颜色和成分有关，可以是任何颜色，最常见的是棕色、黄色、红色、灰色和白色。有的砂岩可以抵御风化，但又容易切割，所以经常被用于做建筑材料和铺路材料。例如石英砂岩中的颗粒比较均匀坚硬，所以砂岩也被经常用来做磨削工具。砂岩由于透水性较好，表面含水层可以过滤掉污染物，比其他石材如石灰石更能抵御污染。砂岩是使用最广泛的一种建筑用石材，几百年前用砂岩装饰而成的建筑至今仍风韵犹存，如巴黎圣母院、罗浮宫、英伦皇宫、美国国会、哈佛大学等，砂岩的高贵典雅的气质以及其坚硬的质地成就了世界建筑史上一朵朵奇葩。最近几年砂岩作为一种天然建筑材料，被追随时尚和自然的建筑设计师所推崇，广泛地应用在商业和家庭装潢上。但目前人造砂岩板普遍存在产品强度低，隔热保温性能不理想，密度较大用于外墙装饰时贴不牢容易脱落等缺陷。砂岩在建筑中使用比较广泛，而随着人们对于生活环境的要求提高，城市中各种艺术品的出现，也导致了人造砂岩的问世。而随着人造砂岩在城市中的使用量越来越大，砂岩价格也逐渐攀升。这种用复合型的艺术砂岩，是进行艺术创造建筑时必不可缺的重要原料。由于他可以根据需求进行调配色彩，还可以进行自由的造型，生产出各种满足客户需求的艺术产品，因此备受市场的亲睐。虽然人造砂岩可替代天然砂岩，但市场上大多的人造砂岩都未考虑材料的保温性能。随着能源危机的日益加剧，人们对于建筑材料的保温性能的关注逐渐的开始重视。申请号为201510150286.6《一种人造砂岩板及其制备方法》公开了一种人造砂岩板，由结构层和涂覆在结构层表面的面层组成；该产品具有如下缺点：该方法制备得到的产品不具备保温性能；需要对表面用盐酸和大量的水清洗，浪费资源，且产品中会残留氯离子。因此，发明一种强度高、隔热保温性好且不易脱落的砂岩板对建筑材料制备
技术领域：
是很有必要的。技术实现要素：本发明主要解决的技术问题，针对目前人造砂岩板普遍存在产品强度低，隔热保温性能不理想，密度较大用于外墙装饰时贴不牢容易脱落的缺陷，提供了一种人造砂岩板的制备方法。为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种人造砂岩板的制备方法为：将有机粘结剂、中空生料球、河砂、硅铝增强剂混合，倒入硅胶模具中，控制内膜温度为130～135℃，用压辊以3～4mpa的压力压实，保持30～35min后，撤去压力，保温4～5h，自然冷却至室温后，脱模后置于养护房中，养护3～4天，得到人造砂岩板；所述的硅铝增强剂具体制备步骤为：（1）将700～800ml质量分数为20%的铝酸钠溶液放入塑料槽中，向塑料槽中通二氧化碳气体40～45min，通气完毕后，静置沉降3～4h，得到沉降混合物，将沉降混合物放在平盘过滤机中，过滤去除滤液得到滤渣，将滤渣置于烘箱中，加热升温至90～100℃，干燥4～5h，得到氢氧化铝粉料；（2）将氢氧化铝粉料置于高压气流机中，气流粉碎10～15min，得到氢氧化铝超细粉，将200～220g氢氧化铝超细粉倒入装有500～550ml质量分数30%的硅酸钠溶液中，得到胶状液，将胶状液置于高速分散机中以3000～3300r/min的转速高速分散得到硅铝增强剂；所述的有机粘结剂具体制备步骤为：将e-51环氧树脂粒料、标准型双酚a环氧乙烯基树脂粒料混合得到混合树脂，将所得混合树脂、硅铝增强剂置于搅拌釜中搅拌混合，加热升温至100～110℃，保温4～5h，再向搅拌釜加入乙烯基三甲氧基硅烷、苯并三唑，继续反应10～20min得到有机粘结剂；所述的中空生料球具体制备步骤为：（1）按重量份数计，将60～70份聚苯乙烯和30～40份醋酸乙烯树脂混合，得到混合树脂，将混合树脂倒入装有40～50份苯乙烯的三口烧瓶中，对三口烧瓶加热升温至80～90℃，启动搅拌器，以300～350r/min的转速搅拌分散，保温搅拌反应4～5h，出料，自然降温至室温得到核壳型有机泡沫颗粒；（2）将二次沉淀污泥置于污泥脱水机中脱水30～40min后，放入烘箱中加热升温至70～80℃，干燥4～5h，得到脱水污泥，将脱水污泥、核壳型有机泡沫颗粒、蒙脱石黏土、水混合，置于球磨机中球磨3～4h，过200目筛后，过滤去除滤液，用造粒机制得中空生料球。所述的人造砂岩板具体制备步骤中有机粘结剂、中空生料球、河砂、硅铝增强剂混合质量比优选为1︰5︰1︰2。所述的人造砂岩板具体制备步骤中养护房的温度为20～25℃，空气相对湿度85～95%。所述的硅铝增强剂具体制备步骤（1）中二氧化碳通入塑料槽中通气速率控制为20～30ml/min，从而使铝酸钠缓慢水解并结晶产生更细的氢氧化铝结晶。所述的硅铝增强剂具体制备步骤（2）中气流粉碎后筛选的氢氧化铝超细粉粒径优选为50～80μm。所述的有机粘结剂具体制备步骤中各组分原料，按重量份数计，包括20～25份e-51环氧树脂粒料、50～60份标准型双酚a环氧乙烯基树脂粒料、40～50份硅铝增强剂、10～12份乙烯基三甲氧基硅烷、15～18份苯并三唑。所述的中空生料球具体制备步骤（1）中制备核壳型有机泡沫颗粒的各组分原料，按重量份数计，包括60～70份聚苯乙烯、30～40份醋酸乙烯树脂、40～50份苯乙烯。所述的中空生料球具体制备步骤（2）中将脱水污泥、核壳型有机泡沫颗粒、蒙脱石黏土、水按质量比为5︰1︰2︰10。所述的中空生料球具体制备步骤（2）中所得中空生料球的粒径优选为2～3mm。本发明的有益效果是：（1）本发明向铝酸钠溶液中通入二氧化碳，静置沉降得到沉降混合物，经过滤得到滤渣，再干燥得到氢氧化铝粉料，将氢氧化铝粉料与硅酸钠溶液混合，高速分散得到均匀的硅铝增强剂，将聚苯乙烯与醋酸乙烯树脂混合后倒入苯乙烯中，保温搅拌反应得到核壳型有机泡沫颗粒，将e-51环氧树脂与标准型a双酚环氧乙烯基树脂混合得到混合树脂，将混合树脂与硅铝增强剂混合，经过加热保温反应后，再掺加烯基三甲氧基硅烷、苯并三唑得到有机粘结剂，将二次沉淀污泥干燥脱水后与核壳型有机泡沫颗粒、蒙脱土粘土混合加水沉淀，经过过滤分离得到中空生料球，将中空生料球与有机粘结剂混合放入硅胶模具中压制成型后脱模，再养护得到人造砂岩板，本发明所制人造砂岩板以自制的中空生料球，通过有机粘结剂和硅铝增强剂的粘合增强制备而成，质地轻盈，便于运输和搬运，核壳型有机泡沫颗粒是以醋酸乙烯树脂为内层的核壳型有机泡沫颗粒，将它用于中空生料球，从而降低在模压时空生料球收缩，使人造砂岩板具备较好的保温隔热性能；（2）本发明以铝酸钠溶液进行碳酸化分解制备氢氧化铝时，溶液的苛性比降低，氢氧化铝晶种分解受到抑制，周围形成的氢氧化铝粒度变细，得到高细度的氢氧化铝粉，从而提高其与树脂接触面积，增强人造砂岩板无机颗粒与高分子树脂的界面结合力，在核壳型有机泡沫颗粒的发泡下，可以使中空生料球形成更均匀的孔结构，减少固化收缩，改善砂岩板的气孔结构，增加砂岩板中有机树脂的粘结强度，从而得到低密度高强度的砂岩板，具有广阔的应用前景。具体实施方式将700～800ml质量分数为20%的铝酸钠溶液放入塑料槽中，以20～30ml/min的速率向塑料槽中通二氧化碳气体40～45min，通气完毕后，静置沉降3～4h，得到沉降混合物，将沉降混合物放在平盘过滤机中，过滤去除滤液得到滤渣，将滤渣置于烘箱中，加热升温至90～100℃，干燥4～5h，得到氢氧化铝粉料；将上述氢氧化铝粉料置于高压气流机中，气流粉碎10～15min，得到粒径为50～80μm的氢氧化铝超细粉，将200～220g氢氧化铝超细粉倒入装有500～550ml质量分数30%的硅酸钠溶液中，得到胶状液，将胶状液置于高速分散机中以3000～3300r/min的转速高速分散得到硅铝增强剂，备用；按重量份数计，将60～70份聚苯乙烯和30～40份醋酸乙烯树脂混合，得到混合树脂，将混合树脂倒入装有40～50份苯乙烯的三口烧瓶中，对三口烧瓶加热升温至80～90℃，启动搅拌器，以300～350r/min的转速搅拌分散，保温搅拌反应4～5h，出料，自然降温至室温得到核壳型有机泡沫颗粒，备用；按重量份数计，将20～25份e-51环氧树脂粒料、50～60份标准型双酚a环氧乙烯基树脂粒料混合得到混合树脂，将所得混合树脂、40～50份备用硅铝增强剂置于搅拌釜中搅拌混合，加热升温至100～110℃，保温4～5h，再向搅拌釜加入10～12份乙烯基三甲氧基硅烷、15～18份苯并三唑，继续反应10～20min得到有机粘结剂，备用；将二次沉淀污泥置于污泥脱水机中脱水30～40min后，放入烘箱中加热升温至70～80℃，干燥4～5h，得到脱水污泥，将脱水污泥、备用核壳型有机泡沫颗粒、蒙脱石黏土、水按质量比为5︰1︰2︰10混合，置于球磨机中球磨3～4h，过200目筛后，过滤去除滤液，用造粒机制得粒径为2～3mm的中空生料球；将备用有机粘结剂、上述中空生料球、河砂、备用硅铝增强剂按质量比为1︰5︰1︰2混合，倒入硅胶模具中，控制内膜温度为130～135℃，用压辊以3～4mpa的压力压实，保持30～35min后，撤去压力，保温4～5h，自然冷却至室温后，脱模后置于温度为20～25℃、空气相对湿度85～95%的养护房中，养护3～4天，得到人造砂岩板。实施例1硅铝增强剂的制备：将700ml质量分数为20%的铝酸钠溶液放入塑料槽中，以20ml/min的速率向塑料槽中通二氧化碳气体40min，通气完毕后，静置沉降3h，得到沉降混合物，将沉降混合物放在平盘过滤机中，过滤去除滤液得到滤渣，将滤渣置于烘箱中，加热升温至90℃，干燥4h，得到氢氧化铝粉料；将上述氢氧化铝粉料置于高压气流机中，气流粉碎10min，得到粒径为50μm的氢氧化铝超细粉，将200g氢氧化铝超细粉倒入装有500ml质量分数30%的硅酸钠溶液中，得到胶状液，将胶状液置于高速分散机中以3000r/min的转速高速分散得到硅铝增强剂，备用；有机泡沫颗粒的制备：按重量份数计，将60份聚苯乙烯和30份醋酸乙烯树脂混合，得到混合树脂，将混合树脂倒入装有40份苯乙烯的三口烧瓶中，对三口烧瓶加热升温至80℃，启动搅拌器，以300r/min的转速搅拌分散，保温搅拌反应4h，出料，自然降温至室温得到核壳型有机泡沫颗粒，备用；有机粘结剂的制备：按重量份数计，将20份e-51环氧树脂粒料、50份标准型双酚a环氧乙烯基树脂粒料混合得到混合树脂，将所得混合树脂、40份备用硅铝增强剂置于搅拌釜中搅拌混合，加热升温至100℃，保温4h，再向搅拌釜加入10份乙烯基三甲氧基硅烷、15份苯并三唑，继续反应10min得到有机粘结剂，备用；人造砂岩板的制备：将二次沉淀污泥置于污泥脱水机中脱水30min后，放入烘箱中加热升温至70℃，干燥4h，得到脱水污泥，将脱水污泥、备用核壳型有机泡沫颗粒、蒙脱石黏土、水按质量比为5︰1︰2︰10混合，置于球磨机中球磨3h，过200目筛后，过滤去除滤液，用造粒机制得粒径为2mm的中空生料球；将备用有机粘结剂、上述中空生料球、河砂、备用硅铝增强剂按质量比为1︰5︰1︰2混合，倒入硅胶模具中，控制内膜温度为130℃，用压辊以3mpa的压力压实，保持30min后，撤去压力，保温4h，自然冷却至室温后，脱模后置于温度为20℃、空气相对湿度85%的养护房中，养护3天，得到人造砂岩板。实施例2硅铝增强剂的制备：将750ml质量分数为20%的铝酸钠溶液放入塑料槽中，以25ml/min的速率向塑料槽中通二氧化碳气体42min，通气完毕后，静置沉降3.5h，得到沉降混合物，将沉降混合物放在平盘过滤机中，过滤去除滤液得到滤渣，将滤渣置于烘箱中，加热升温至95℃，干燥4.5h，得到氢氧化铝粉料；将上述氢氧化铝粉料置于高压气流机中，气流粉碎12min，得到粒径为70μm的氢氧化铝超细粉，将210g氢氧化铝超细粉倒入装有520ml质量分数30%的硅酸钠溶液中，得到胶状液，将胶状液置于高速分散机中以3100r/min的转速高速分散得到硅铝增强剂，备用；有机泡沫颗粒的制备：按重量份数计，将65份聚苯乙烯和35份醋酸乙烯树脂混合，得到混合树脂，将混合树脂倒入装有45份苯乙烯的三口烧瓶中，对三口烧瓶加热升温至85℃，启动搅拌器，以320r/min的转速搅拌分散，保温搅拌反应4.5h，出料，自然降温至室温得到核壳型有机泡沫颗粒，备用；有机粘结剂的制备：按重量份数计，将22份e-51环氧树脂粒料、55份标准型双酚a环氧乙烯基树脂粒料混合得到混合树脂，将所得混合树脂、45份备用硅铝增强剂置于搅拌釜中搅拌混合，加热升温至105℃，保温4.5h，再向搅拌釜加入11份乙烯基三甲氧基硅烷、17份苯并三唑，继续反应15min得到有机粘结剂，备用；人造砂岩板的制备：将二次沉淀污泥置于污泥脱水机中脱水35min后，放入烘箱中加热升温至75℃，干燥4.5h，得到脱水污泥，将脱水污泥、备用核壳型有机泡沫颗粒、蒙脱石黏土、水按质量比为5︰1︰2︰10混合，置于球磨机中球磨3.5h，过200目筛后，过滤去除滤液，用造粒机制得粒径为2mm的中空生料球；将备用有机粘结剂、上述中空生料球、河砂、备用硅铝增强剂按质量比为1︰5︰1︰2混合，倒入硅胶模具中，控制内膜温度为132℃，用压辊以3mpa的压力压实，保持32min后，撤去压力，保温4.5h，自然冷却至室温后，脱模后置于温度为22℃、空气相对湿度90%的养护房中，养护3天，得到人造砂岩板。实施例3硅铝增强剂的制备：将800ml质量分数为20%的铝酸钠溶液放入塑料槽中，以30ml/min的速率向塑料槽中通二氧化碳气体45min，通气完毕后，静置沉降4h，得到沉降混合物，将沉降混合物放在平盘过滤机中，过滤去除滤液得到滤渣，将滤渣置于烘箱中，加热升温至100℃，干燥5h，得到氢氧化铝粉料；将上述氢氧化铝粉料置于高压气流机中，气流粉碎15min，得到粒径为80μm的氢氧化铝超细粉，将220g氢氧化铝超细粉倒入装有550ml质量分数30%的硅酸钠溶液中，得到胶状液，将胶状液置于高速分散机中以3300r/min的转速高速分散得到硅铝增强剂，备用；有机泡沫颗粒的制备：按重量份数计，将70份聚苯乙烯和40份醋酸乙烯树脂混合，得到混合树脂，将混合树脂倒入装有50份苯乙烯的三口烧瓶中，对三口烧瓶加热升温至90℃，启动搅拌器，以350r/min的转速搅拌分散，保温搅拌反应5h，出料，自然降温至室温得到核壳型有机泡沫颗粒，备用；有机粘结剂的制备：按重量份数计，将25份e-51环氧树脂粒料、60份标准型双酚a环氧乙烯基树脂粒料混合得到混合树脂，将所得混合树脂、50份备用硅铝增强剂置于搅拌釜中搅拌混合，加热升温至110℃，保温5h，再向搅拌釜加入12份乙烯基三甲氧基硅烷、18份苯并三唑，继续反应20min得到有机粘结剂，备用；人造砂岩板的制备：将二次沉淀污泥置于污泥脱水机中脱水40min后，放入烘箱中加热升温至80℃，干燥5h，得到脱水污泥，将脱水污泥、备用核壳型有机泡沫颗粒、蒙脱石黏土、水按质量比为5︰1︰2︰10混合，置于球磨机中球磨4h，过200目筛后，过滤去除滤液，用造粒机制得粒径为3mm的中空生料球；将备用有机粘结剂、上述中空生料球、河砂、备用硅铝增强剂按质量比为1︰5︰1︰2混合，倒入硅胶模具中，控制内膜温度为135℃，用压辊以4mpa的压力压实，保持35min后，撤去压力，保温5h，自然冷却至室温后，脱模后置于温度为25℃、空气相对湿度95%的养护房中，养护4天，得到人造砂岩板。对比例1：与实施例2的制备方法基本相同，唯有不同的是缺少硅铝增强剂。对比例2：与实施例2的制备方法基本相同，唯有不同的是缺少有机粘结剂。对比例3：广州某公司生产的人造砂岩板。破坏强度测试按gb/t3810.4-2006进行检测。导热系数测试采用导热系数测试仪进行检测。牢固性测试：将实施例和对比例中的砂岩板用于外墙装饰中，观察是否牢固是否易脱落。表1：砂岩板性能测定结果检测项目实例1实例2实例3对比例1对比例2对比例3破坏强度（n）217021802200152015301740导热系数（w/m·k）0.0600.0580.0520.1000.1200.093体积密度（g/cm3）1.61.61.52.52.62.0牢固性牢固不易脱落牢固不易脱落牢固不易脱落易脱落易脱落易脱落综合上述，从表1可以看出本发明的砂岩板强度高，破坏强度高，隔热保温效果好，导热系数低，密度低用于外墙装饰时牢固不易脱落，具有广阔应用前景。以上所述仅为本发明的较佳方式，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页1 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