一种碳化转印制品的制备方法

1.本发明涉及氢氧钙石碳化领域，具体涉及一种碳化转印制品的制备方法。


背景技术：

2.随着国家的快速发展，二氧化碳排放量日益上升，由此带来了严重的社会和环境问题。另外，目前我国主要建筑立面装饰材料为瓷砖，瓷砖存在耐久性不足、易脱落、图案单调等缺点，应该被更优异的装饰材料取代。
3.转印混凝土是一种通过缓凝技术使得混凝土表面图案部分的骨料露出从而形成图案的装饰混凝土。其特征在于图案精细复杂，可随意变化，相比于普通装饰材料，转印混凝土能给建筑设计师极大的创造空间，能达到极好的艺术效果。所以转印混凝土的发展越来越迅速，应用范围越来越大。
4.然而，转印混凝土的色彩对比不够明显、易出现色差等问题比较突出。碳化制品则能解决此类问题。碳化制品大多呈现白色，与碳化制品内部的黑色骨料形成鲜明对比，色彩对比十分明显。碳化制品也不存在混凝土的泛碱、色差等问题。但目前碳化制品的转印技术还没有文献提及。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于解决现有技术存在的问题，提供一种工艺简单、成本低廉、无色差并能实现固碳效果的碳化转印制品的制备方法。
6.针对背景技术中存在的问题，发明人经大量研究发现，碳化坯体在养护过程中实现了强度的大幅提升。若在碳化养护前在坯体表面涂抹少量液态物质，液态物质将渗透进坯体并堵塞其孔隙，使得二氧化碳进入该部分困难，阻止该部分的碳化。若液态物质的表面张力和总量控制得当，其渗透范围将得到精细控制。本发明巧妙地利用此原理，采用丝网印刷技术并控制丝网印刷的次数以控制封闭剂的涂抹量，同时利用聚丙烯酰胺和聚氧化乙烯调节封闭剂的表面张力，使得表面张力值处于一定的范围，进而精确调节封闭剂渗透进碳化坯体的深度，使该部分坯体碳化受阻。之后利用高压水枪冲刷碳化体表面，使得强度低的部分剥落而形成图案。具体方法是用含聚丙烯酰胺和聚氧化乙烯的封闭剂封住坯体的部分区域后碳化，碳化过程中，未被封闭剂封闭的部分正常碳化，被封闭剂封闭的部分由于二氧化碳渗透缓慢而导致碳化受阻，强度较低。此时用高压水枪冲刷碳化体，强度较低的部分被冲下而剥落，形成图案。
7.本发明的目的通过下述技术方案实现：
8.一种碳化转印制品的制备方法，包括以下步骤：
9.a、通过压制成型制作碳化坯体。
10.b、通过丝网印刷将封闭剂按设计图案印在坯体上，所述的封闭剂主要由聚丙烯酰胺、聚氧化乙烯和水组成。
11.c、对印刷图案的坯体进行加速碳化养护。
12.d、将碳化后的样品取出后用高压水枪冲洗，得到有转印图案的碳化体，即得到所述的碳化转印制品。
13.所述步骤a中，碳化坯体的原材料组成中包含以下一种或多种：ca(oh)2、mg(oh)2、β
‑
c2s、γ
‑
c2s、c3s。因为以上五种物质有较高的碳化强度，碳化后的样品能承受水枪冲刷。
14.所述步骤a中，碳化坯体的厚度优选≥5mm。碳化坯体的厚度过小将导致碳化体被水枪冲穿，因为被水枪剥蚀的厚度可能达到3mm。
15.所述步骤a中，碳化坯体的骨架空隙率优选≤0.5。碳化坯体的骨架空隙率过大将导致坯体的气孔过多、孔径过大，封闭剂渗透范围和深度过大，最终导致碳化制品图案过大、难以呈现设计的图案。
16.所述步骤b中，所述的封闭剂优选主要由如下按质量份计的成分组成：聚丙烯酰胺2～5份，聚氧化乙烯2～5份，水90～96份。聚丙烯酰胺占比过大会导致封闭剂表面张力过大，封闭剂难以渗透到坯体内部，无法形成图案；聚丙烯酰胺占比过小将导致封闭剂表面张力过小，封闭剂渗透范围和深度过大，最终导致图案扩散。聚氧化乙烯占比过大会导致封闭剂表面张力过大，封闭剂难以渗透到坯体内部，无法形成图案；聚氧化乙烯占比过小将导致封闭剂表面张力过小，封闭剂渗透范围和深度过大，最终导致图案扩散。
17.所述步骤b中，丝网印刷可重复多次，目的是保证封闭剂渗透进碳化坯体的深度为1～2mm。渗透深度过小将导致被水枪冲刷下来的区域过小，图案对比不够鲜明，难以辨别；渗透深度过大将导致被水枪冲刷下来的区域过大，碳化样品被破坏。
18.所述步骤c中，碳化养护的co2浓度优选不小于20％，co2压力优选为0.1～0.4mpa。co2浓度过小或co2压力过小导致坯体碳化缓慢，强度过低，最终无法形成图案。co2压力过大导致坯体外部碳化过快，形成的碳化产物堵塞孔隙，二氧化碳无法进入坯体内部，最终导致内部强度不足，被水枪冲刷时无法形成精细的图案。
19.所述步骤c中，碳化养护的时间优选为2～10小时。碳化养护时间过短将导致坯体不能正常碳化，不能承受水枪压力而使碳化制品的图案变形；养护时间过长将导致二氧化碳渗透过于充分，被封闭区域也正常碳化，不能显现图案。
20.一种碳化转印制品，通过上述制备方法得到。
21.综上，本发明方法简单、成本低廉、制得的转印碳化制品图案精细。
具体实施方式
22.以下实施例用于进一步说明本发明，但不应理解为对本发明的限制。若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。
23.一种碳化转印制品的制备方法，包括以下步骤：
24.a、通过压制成型制作碳化坯体。
25.b、通过丝网印刷将封闭剂按设计图案印在坯体上，封闭剂的成分为：聚丙烯酰胺2～5份，聚氧化乙烯2～5份，水90～96份。
26.c、对印刷图案的坯体进行加速碳化养护。
27.d、将碳化后的样品取出后用高压水枪冲洗，得到有转印图案的碳化体，即得到所述的碳化转印制品。
28.采用上述方法的实施例1
‑
4以及对比实施例5
‑
18的参数及效果详见表1和2。
29.表1实施例
[0030][0031]
表2对比实施例
[0032][0033]
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。


技术特征：
1.一种碳化转印制品的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：a、通过压制成型制作碳化坯体；b、通过丝网印刷将封闭剂按设计图案印在坯体上，所述的封闭剂主要由聚丙烯酰胺、聚氧化乙烯和水组成；c、对印刷图案的坯体进行加速碳化养护；d、将碳化后的样品取出后用高压水枪冲洗，得到碳化转印制品。2.如权利要求1所述的碳化转印制品的制备方法，其特征在于：步骤a中，所述的碳化坯体的原材料组成中包含以下一种或多种：ca(oh)2、mg(oh)2、β
‑
c2s、γ
‑
c2s、c3s。3.如权利要求1所述的碳化转印制品的制备方法，其特征在于：步骤a中，所述的碳化坯体的厚度≥5mm。4.如权利要求1所述的碳化转印制品的制备方法，其特征在于：步骤a中，所述的碳化坯体的的骨架空隙率≤0.5。5.如权利要求1所述的碳化转印制品的制备方法，其特征在于：步骤b中，所述的封闭剂主要由如下按质量份计的成分组成：聚丙烯酰胺2～5份，聚氧化乙烯2～5份，水90～96份。6.如权利要求1所述的碳化转印制品的制备方法，其特征在于：步骤b中，所述的封闭剂渗透进坯体的深度为1～2mm。7.如权利要求1所述的碳化转印制品的制备方法，其特征在于：步骤b中，通过重复丝网印刷多次，使封闭剂渗透进坯体的深度为1～2mm。8.如权利要求1所述的碳化转印制品的制备方法，其特征在于：步骤c中，所述的碳化养护的co2浓度不小于20％，co2压力为0.1～0.4mpa。9.如权利要求1所述的碳化转印制品的制备方法，其特征在于：步骤c中，所述的碳化养护的时间为2～10小时。

技术总结
本发明公开了一种碳化转印制品的制备方法，属于氢氧钙石碳化领域。本发明方法包括以下步骤：通过压制成型制作碳化坯体；通过丝网印刷将封闭剂按设计图案印在坯体上，所述的封闭剂主要由聚丙烯酰胺、聚氧化乙烯和水组成；对印刷图案的坯体进行碳化养护；将碳化后的坯体取出后用高压水枪冲洗，得到碳化转印制品。本发明工艺简单、成本低廉，可得到图案精细的碳化转印制品。碳化转印制品。


技术研发人员：张运华 张志鹏 徐子萌 汪卿
受保护的技术使用者：湖北工业大学
技术研发日：2021.08.10
技术公布日：2021/11/9