一種保溫飾面一體板及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種保溫飾面一體板及其制備方法，其以河道污泥為主要原料制備污泥發(fā)泡劑，并以此種污泥發(fā)泡劑、水泥、粉煤灰等為主要原料制備發(fā)泡水泥保溫板；以改性污泥為主要原料制備柔性飾面材料，利用噴涂技術(shù)將柔性飾面材料涂覆在保溫板上，最終制得裝飾保溫一體板。本發(fā)明的制備方法所制得的裝飾保溫一體板，導(dǎo)熱系數(shù)≤0.024W/m·k，表觀密度≤3.78Kg/m2，與水泥砂漿的粘結(jié)強(qiáng)度為0.25-0.3MPa；具有保溫、耐候性能好，以及生產(chǎn)成本低、使用壽命長、施工簡單等特點，適于建筑物外墻墻體保溫與裝飾使用。
【專利說明】 一種保溫飾面一體板及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種裝飾保溫一體板及其制備方法，特別涉及一種采用河道污泥為主要原料的保溫飾面一體板及其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著江河環(huán)境治理的加速，河道清淤整治過程中，大量含水率高、富含有機(jī)物的污泥，如果得不到及時處理，將造成嚴(yán)重的二次污染。
[0003]傳統(tǒng)河道污泥主要通過焚燒或填埋處理，部分用于有機(jī)肥料的加工或直接使用。但焚燒或填埋一時處理成本高，而且往往易造成二次污染。而隨著工業(yè)化進(jìn)程的加速，江河水體污染程度的加重，江河污泥中富含大量的重金屬元素，早已不宜、甚至是根本就不能用于作物的有機(jī)肥料。
[0004]變廢為寶、污泥無害化、資源化處理，已經(jīng)逐步成為當(dāng)今面臨的重要課題。
[0005]中國專利申請CN103359995A公開了一種利用紅蓮湖淤泥制備環(huán)保柔性軟瓷飾面磚的方法，其以淤泥干燥顆粒，添加石英砂、水泥、乳液、阻燃劑、粉煤灰、鈦白粉、生物顆粒和水為主要原料，通過擠壓成型后進(jìn)行干燥再煅燒的方式，制備了柔性軟瓷飾面磚，這為淤泥在建筑裝飾領(lǐng)域提供了一種很好的途徑。
[0006]主要不足之處在于其生產(chǎn)過程的綜合能耗偏高，其干燥工藝溫度80_90°C，干燥時間5-10h，煅燒溫度1000-1100°c，煅燒時間12-18h。
[0007]目前，市售的裝飾保溫一體板是由粘結(jié)層、保溫裝飾成品板、錨固件、密封材料等組成，具有防掉皮、防脫落、防連帶、防火、防雷、防震、輕質(zhì)節(jié)能等優(yōu)點。
[0008]但是，這種結(jié)構(gòu)形式的裝飾保溫一體板存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、生產(chǎn)工序繁瑣、生產(chǎn)成本偏高等問題與不足。
[0009]隨著新材料技術(shù)的不斷發(fā)展，可以預(yù)見，輕質(zhì)、節(jié)能、利廢、生產(chǎn)工藝簡單、高效的制備裝飾保溫一體板，將成為行業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展趨勢。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的目的之一是，提供一種以河道污泥為主要制備原料之一，具有保溫性能好、質(zhì)輕、與水泥砂漿粘附性能好等特點的裝飾保溫一體板。本發(fā)明為實現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案是，一種保溫飾面一體板，為層狀結(jié)構(gòu)，包括保溫層和裝飾層，其特征在于，導(dǎo)熱系數(shù)彡0.024ff/m.k，表觀密度彡3.78Kg/m2，與水泥砂漿的粘結(jié)強(qiáng)度為0.25-0.3MPa ；
[0011]所述保溫層和裝飾層的主要制備原料之一為河道污泥；
[0012]所述河道污泥含水率< 15%，其主要化學(xué)成分及百分含量分別為Si0248%、Α120312.5 %, Fe2035 %, Ca04 %, Mg02.5%，燒失量為 7.5%0
[0013]上述技術(shù)方案直接帶來的技術(shù)效果是，以河道污泥為主要制備原料之一，其主要原料之一的河道污泥的性能接近粘土，且富含有機(jī)質(zhì)、疏松多孔。一方面，所制得的裝飾保溫一體板導(dǎo)熱系數(shù)彡0.024ff/(m.k)，表觀密度彡3.78Kg/m2，具有保溫效果好、裝飾彩色豐富、強(qiáng)度高、輕質(zhì)節(jié)能等優(yōu)異性能；
[0014]另一方面，其與水泥砂漿粘附性能好，粘結(jié)強(qiáng)度高達(dá)0.25-0.3MPa，適于快捷施工，且保溫層和裝飾層原料來源相同，相容性好，整體的理化性能指標(biāo)更穩(wěn)定；
[0015]更為關(guān)鍵的是，裝飾保溫一體板的保溫層與裝飾層是相互結(jié)合成一體的。這種“外柔內(nèi)剛、內(nèi)外結(jié)合成一整體”的結(jié)構(gòu)形式，其結(jié)構(gòu)簡單，有效地解決了現(xiàn)有技術(shù)的“夾心層”結(jié)構(gòu)形式的裝飾保溫一體板的裝飾外層與保溫內(nèi)層之間，因材質(zhì)不同、熱膨脹系數(shù)不一致，經(jīng)長期使用后，易于出現(xiàn)內(nèi)外層剝離、鼓泡、變形，進(jìn)而導(dǎo)致保溫效果變差、使用壽命縮短等冋題和不足；
[0016]而且，柔性飾面材料的強(qiáng)度高、抗拉伸性能好、防水性和透氣性好，這保證了保溫裝飾一體板具有優(yōu)越的耐候性和使用壽命長等特點。
[0017]本發(fā)明的目的之二是，提供一種上述保溫飾面一體板的制備方法，其具有工藝簡單易控、能耗低等特點。本發(fā)明為實現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案是，一種如權(quán)利要求1所述的保溫飾面一體板的制備方法，其特征在于，包括以下步驟:
[0018]第一步，污泥發(fā)泡劑制備步驟:
[0019]按重量比，分別稱取20-50: 5-10: 10-30: 1:20: 1-15:: 0.1-3: 0.1-3:
0.1-3河道污泥顆粒、高粘凹凸棒石粘土粉、活性凹凸棒石粘土粉、十二烷基硫酸鈉、過碳酸鈉、聚丙烯酸鈉、焦磷酸鈉和聚萘甲醛磺酸鈉，在攪拌機(jī)中攪拌至均勻后，入球磨機(jī)中粉磨至粒徑< 0.05mm，制得污泥發(fā)泡劑；
[0020]第二步，發(fā)泡水泥保溫板制備步驟:
[0021]按重量比，分別稱取1-5: 20-40: 10-30: 10-20污泥發(fā)泡劑、硅酸鹽水泥、粉煤灰和水，在攪拌機(jī)中攪拌20-40分鐘，在模具中制得發(fā)泡水泥保溫板；
[0022]第三步，柔性飾面材料制備步驟:
[0023]按重量比，分別稱取30-50: 20-40: 10-30: 10-20: 1-3: 1-3改性污泥、重質(zhì)碳酸媽、高分子乳液、水、無機(jī)顏料和PP纖維，入攪拌機(jī)，在100r/min轉(zhuǎn)速下攪拌均勾，制得柔性飾面材料；
[0024]上述重質(zhì)碳酸媽的粒徑< 0.08mm,上述PP纖維的長度為20_30mm ；
[0025]第四步，保溫飾面板的制備步驟:
[0026]將制得的柔性飾面材料通過高壓噴槍噴涂在上述發(fā)泡水泥保溫板上，在50_80°C溫度下放置3_5h后出模、澆水養(yǎng)護(hù)12_48h，制得裝飾保溫板。
[0027]上述技術(shù)方案直接帶來的技術(shù)效果是，1、整個生產(chǎn)工藝流程簡單、耗能少；2、高分子乳液的加入將形成不透水的膜，將污泥顆粒包裹住，使得最終產(chǎn)品在獲得較好防水性能的基礎(chǔ)上，保證其使用過程中，污泥中可能含有的重金屬成分不會因長期的雨水浸泡或沖刷而浸出；
[0028]而且，晶體呈網(wǎng)狀排列的高粘凹凸棒石粘土粉和活性凹凸棒石粘土粉的引入，并與富含有機(jī)質(zhì)、輸送多孔的河道污泥混合使用進(jìn)行污泥發(fā)泡劑的生產(chǎn)，在整個反應(yīng)體系中，各原料成分在外力攪拌下分散性好，對水份接受、排放性能強(qiáng)，所制得的污泥發(fā)泡劑具有很高的表面活性，發(fā)泡倍數(shù)高、泡沫穩(wěn)定性好、泌水量低。
[0029]3、由于河道污泥和粉煤灰顆粒呈多孔型蜂窩狀結(jié)構(gòu)，孔隙率高，比表面積較大，具有較高的吸附活性。
[0030]因而，所制得的發(fā)泡水泥保溫板具有較高的空隙率，保溫性能優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)的裝飾保溫一體板。
[0031]4、無機(jī)粉體球磨后顆粒細(xì)度< 0.05_。通過球磨使各組份的粒徑一致，制得的發(fā)泡劑具有更好的發(fā)泡效果，發(fā)泡均勻密實、強(qiáng)度高。
[0032]優(yōu)選為，上述高分子乳液為多元共聚乳液、有機(jī)硅改性丙烯酸酯乳液、甲基丙烯酸甲酯和醋酸乙酯中的一種或幾種。
[0033]該優(yōu)選技術(shù)方案直接帶來的技術(shù)效果是，多元共聚乳液、有機(jī)硅改性丙烯酸酯乳液、甲基丙烯酸甲酯和醋酸乙酯均具有良好的粘合力，且成膜性好。
[0034]進(jìn)一步優(yōu)選，上述改性污泥為加入鈦酸酯偶聯(lián)劑進(jìn)行改性的河道污泥；
[0035]所述鈦酸酯偶聯(lián)劑的加入量為所述河道污泥重量的0.85-1.35%。
[0036]該優(yōu)選技術(shù)方案直接帶來的技術(shù)效果是，一方面，鈦酸酯偶聯(lián)劑是一種性質(zhì)優(yōu)良的無機(jī)材料表面處理劑，可改善制品機(jī)械性能，特別是抗沖強(qiáng)度、伸長率，同時可提高成品的表面光潔度，且其反應(yīng)活性高，分散性好，熱穩(wěn)定性好，吹膜時不起泡，填料易于分散；鈦酸酯偶聯(lián)劑的加入可改善污泥的流動性，并提高后期復(fù)合材料的抗沖擊強(qiáng)度。經(jīng)改性后的污泥官能團(tuán)數(shù)量增加，有利于與有機(jī)高分子材料PP纖維反應(yīng)，生成的柔性飾面材料具有彈性好，易造型等優(yōu)點。
[0037]另一方面，其既適用于無機(jī)物重質(zhì)碳酸鈣，又適于有機(jī)物PP纖維的表面處理。
[0038]進(jìn)一步優(yōu)選，上述高壓噴槍的噴嘴出口直徑為2.5-10mm，噴涂空氣壓力為0.2Mpa。
[0039]該優(yōu)選技術(shù)方案直接帶來的技術(shù)效果是，噴嘴孔徑與噴涂氣壓的匹配選擇，有利于粘稠度不高的柔性飾面材料分散的均勻性，保證噴涂的質(zhì)量。
[0040]綜上所述，本發(fā)明分別以污泥為主要基礎(chǔ)原料，分別制備發(fā)泡劑并制得發(fā)泡水泥板和柔性飾面材料，并采用噴涂工藝將柔性飾面材料直接噴涂在發(fā)泡水泥板表面的方式制得裝飾保溫一體板。其相對于現(xiàn)有技術(shù)，具有以下有益效果:
[0041]1、工藝簡單、生產(chǎn)效率高、原料來源廣、生產(chǎn)過程能源消耗少。
[0042]2、一方面，所制得的裝飾保溫一體板導(dǎo)熱系數(shù)< 0.024ff/m.k，表觀密度(3.78Kg/m2，具有保溫效果好、裝飾彩色豐富、強(qiáng)度高、輕質(zhì)節(jié)能等優(yōu)異性能；
[0043]另一方面，其與水泥砂漿粘附性能好，粘結(jié)強(qiáng)度高達(dá)0.25-0.3MPa，適于快捷施工，且保溫層和裝飾層原料來源相同，相容性好，整體的理化性能指標(biāo)更穩(wěn)定；
[0044]更為關(guān)鍵的是，裝飾保溫一體板的保溫層與裝飾層是相互結(jié)合成一體的。這種“外柔內(nèi)剛、內(nèi)外結(jié)合成一整體”的結(jié)構(gòu)形式，其結(jié)構(gòu)簡單，有效地解決了現(xiàn)有技術(shù)的“夾心層”結(jié)構(gòu)形式的裝飾保溫一體板的裝飾外層與保溫內(nèi)層之間，因材質(zhì)不同、熱膨脹系數(shù)不一致，經(jīng)長期使用后，易于出現(xiàn)內(nèi)外層剝離、鼓泡、變形，進(jìn)而導(dǎo)致保溫效果變差、使用壽命縮短等冋題和不足；
[0045]而且，柔性飾面材料的強(qiáng)度高、抗拉伸性能好、防水性和透氣性好，這保證了保溫裝飾一體板具有優(yōu)越的耐候性和使用壽命長等特點。
[0046]3、實現(xiàn)了污泥的無害化、資源化處理，并有效降低了保溫裝飾一體板的生產(chǎn)制造成本。

【具體實施方式】
[0047]下面結(jié)合實施例，對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0048]說明:以下各實施例中:
[0049]1、所用污泥均為河道污泥，其含水率< 15%，其主要化學(xué)成分及百分含量分別為Si0248%、Al20312.5%, Fe2035%, Ca04%, Mg02.5%，燒失量為 7.5% ；
[0050]2、所用重質(zhì)碳酸鈣的粒徑均彡0.08mm ；
[0051]3、所用PP纖維的長度均為20-30mm。
[0052]實施例1
[0053]實驗方法如下:
[0054]步驟1:稱取20kg污泥顆粒、5kg高粘凹凸棒石粘土粉、1kg活性凹凸棒石粘土粉、Ikg十二烷基硫酸鈉、Ikg過碳酸鈉、0.1kg聚丙烯酸鈉、Ikg焦磷酸鈉和0.1kg聚萘甲醛磺酸鈉，在攪拌機(jī)中攪拌均勻后輸送到球磨機(jī)中進(jìn)行粉磨，制得污泥發(fā)泡劑；
[0055]步驟2:稱取Ikg污泥發(fā)泡劑、20kg硅酸鹽水泥1kg粉煤灰1kg水在攪拌機(jī)中攪拌20分鐘后投入模具中，制得發(fā)泡水泥保溫板；
[0056]步驟3:稱取30kg改性污泥、20kg重質(zhì)碳酸1? 1kg高分子乳液、1kg水、Ikg無機(jī)顏料、Ikg PP纖維，在100r/min轉(zhuǎn)速下，攪拌均勾，制得柔性飾面材料；
[0057]步驟4:將柔性飾面材料通過高壓噴槍，噴涂在上述發(fā)泡保溫板上，50°C溫度下，放置5h后出模，澆水養(yǎng)護(hù)12h后，制得裝飾保溫板。
[0058]實施例2
[0059]實驗方法如下:
[0060]步驟1，稱取35kg污泥顆粒、7kg高粘凹凸棒石粘土粉、20kg活性凹凸棒石粘土粉、1kg十二燒基硫酸鈉、8kg過碳酸鈉、1.5kg聚丙稀酸鈉、2kg焦磷酸鈉和2kg聚萘甲醛磺酸鈉，在攪拌機(jī)中攪拌均勻后輸送到球磨機(jī)中進(jìn)行粉磨，制得污泥發(fā)泡劑；
[0061]步驟2，稱取3kg污泥發(fā)泡劑、30kg硅酸鹽水泥20kg粉煤灰15kg水在攪拌機(jī)中攪拌30分鐘后投入模具中，制得發(fā)泡水泥保溫板；
[0062]步驟3，稱取40kg改性污泥、30kg重質(zhì)碳酸1? 20kg高分子乳液、15kg水、2kg無機(jī)顏料、2kg PP纖維，在100r/min轉(zhuǎn)速下，攪拌均勾，制得柔性飾面材料；
[0063]步驟4，將柔性飾面材料通過高壓噴槍，噴涂在上述發(fā)泡保溫板上，65°C溫度下，放置4h后出模，澆水養(yǎng)護(hù)24h后，制得裝飾保溫板。
[0064]實施例3
[0065]實驗方法如下:
[0066]步驟1，稱取50kg污泥顆粒、1kg高粘凹凸棒石粘土粉、30kg活性凹凸棒石粘土粉、20kg十二烷基硫酸鈉、15kg過碳酸鈉、3kg聚丙烯酸鈉、3kg焦磷酸鈉和3kg聚萘甲醛磺酸鈉，在攪拌機(jī)中攪拌均勻后輸送到球磨機(jī)中進(jìn)行粉磨，制得污泥發(fā)泡劑；
[0067]步驟2，稱取5kg污泥發(fā)泡劑、40kg硅酸鹽水泥30kg粉煤灰20kg水在攪拌機(jī)中攪拌40分鐘后投入模具中，制得發(fā)泡水泥保溫板；
[0068]步驟3，稱取50kg改性污泥、40kg重質(zhì)碳酸1? 30kg高分子乳液、20kg水、3kg無機(jī)顏料、3kg PP纖維，在100r/min轉(zhuǎn)速下，攪拌均勾，制得柔性飾面材料；
[0069]步驟4，將柔性飾面材料通過高壓噴槍，噴涂在上述發(fā)泡保溫板上，80°C溫度下，放置3h后出模，澆水養(yǎng)護(hù)48h后，制得裝飾保溫板。
[0070]經(jīng)檢驗，所制得的裝飾保溫一體板:導(dǎo)熱系數(shù)彡0.024ff/m-k,表觀密度彡3.78Kg/m2，與水泥砂漿的粘結(jié)強(qiáng)度均在0.25-0.3MPa之間。
【權(quán)利要求】
1.一種保溫飾面一體板，為層狀結(jié)構(gòu)，包括保溫層和裝飾層，其特征在于，導(dǎo)熱系數(shù)(0.024ff/m.k，表觀密度彡3.78Kg/m2，與水泥砂漿的粘結(jié)強(qiáng)度為0.25-0.3MPa ； 所述保溫層和裝飾層的主要制備原料之一為河道污泥； 所述河道污泥含水率< 15%，其主要化學(xué)成分及百分含量分別為Si0248 %、Α120312.5 %, Fe2035 %, Ca04 %, Mg02.5%，燒失量為 7.5%0
2.一種如權(quán)利要求1所述的保溫飾面一體板的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: 第一步，污泥發(fā)泡劑制備步驟:
按重量比，分別稱取20-50: 5-10: 10-30: 1:20: 1-15:: 0.1-3: 0.1-3: 0.1-3河道污泥顆粒、高粘凹凸棒石粘土粉、活性凹凸棒石粘土粉、十二烷基硫酸鈉、過碳酸鈉、聚丙烯酸鈉、焦磷酸鈉和聚萘甲醛磺酸鈉，在攪拌機(jī)中攪拌至均勻后，入球磨機(jī)中粉磨至粒徑(0.05mm，制得污泥發(fā)泡劑； 第二步，發(fā)泡水泥保溫板制備步驟: 按重量比，分別稱取1-5: 20-40: 10-30: 10-20污泥發(fā)泡劑、硅酸鹽水泥、粉煤灰和水，在攪拌機(jī)中攪拌20-40分鐘，在模具中制得發(fā)泡水泥保溫板； 第三步，柔性飾面材料制備步驟: 按重量比，分別稱取30-50: 20-40: 10-30: 10-20: 1-3: 1-3改性污泥、重質(zhì)碳酸鈣、高分子乳液、水、無機(jī)顏料和PP纖維，入攪拌機(jī)，在lOOr/min轉(zhuǎn)速下攪拌均勻，制得柔性飾面材料； 上述重質(zhì)碳酸I?的粒徑< 0.08mm，上述PP纖維的長度為20_30mm ； 第四步，保溫飾面板的制備步驟: 將制得的柔性飾面材料通過高壓噴槍噴涂在上述發(fā)泡水泥保溫板上，在50-80°C溫度下放置3-5h后出模、澆水養(yǎng)護(hù)12-48h，制得裝飾保溫板。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的保溫飾面一體板的制備方法，其特征在于，所述高分子乳液為多元共聚乳液、有機(jī)硅改性丙烯酸酯乳液、甲基丙烯酸甲酯和醋酸乙酯中的一種或幾種。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的保溫飾面一體板的制備方法，其特征在于，所述改性污泥為加入鈦酸酯偶聯(lián)劑進(jìn)行改性的河道污泥； 所述鈦酸酯偶聯(lián)劑的加入量為所述河道污泥重量的0.85-1.35%。
5.根據(jù)權(quán)利要求2-4任一所述的所述的保溫飾面一體板的制備方法，其特征在于，所述高壓噴槍的噴嘴出口直徑為2.5-10mm，噴涂空氣壓力為0.2Mpa。
【文檔編號】E04F13/075GK104514335SQ201410698782
【公開日】2015年4月15日 申請日期:2014年11月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月27日
【發(fā)明者】徐琪, 王臻 申請人:武漢紡織大學(xué)