建筑装饰板材表面防污剂的制膜方法

《建筑装饰板材表面防污剂的制膜方法》涉及建筑机械领域，尤其涉及一种建筑装饰板材表面防污剂的制膜设备及方法。

建筑装饰板材如抛光砖、石材、人造石等其表面存在很多微小孔洞或微细纹，使用过程中由于雨水、含有色溶剂的溶液等污染物的浸染，使建材表面形成清除不掉的永久性的污斑，具有很容易受污染的缺点。

截至2006年8月，中国国内外采用较好的防污是纳米防污，即在瓷砖上加一层纳米防污层，但纳米防污工艺复杂，其工艺是：a）清洁砖体表面，b）在砖体表面均匀施加纳米抗污材料，c）用抛刷磨具对砖体表面进行抛光刷涂，d）在抛光刷涂中保持砖体表面温度在一定区间内，e）重复b、c、d步骤若干次，f）通过抛光砖磨具加水抛光若干次，g）清洁和干燥处理。采用以上工艺需要对砖体干燥，同时在加工过程中需加水控制温度以及加工完成后还需要有干燥处理的步骤，这样就造成了工艺复杂、设备成本高、以及低效率。另外，这种单层的纳米防污虽然防污性能和亮度比普通的硅胶类和石腊类提高，但其防污性能仍然不强。还有，截至2006年8月的技术中的防污层制膜设备是敞开式的，在瓷砖抛刷工作过程中产生的有害粉尘污染非常严重，极大威胁着操作人员的身体健康。

因此，如果有一种新的工艺和设备能够克服上述缺陷，则定能受到业界欢迎。

图1为《建筑装饰板材表面防污剂的制膜方法》的制膜方法的流程示意图；

图2为《建筑装饰板材表面防污剂的制膜方法》的建筑装饰板材表面防污剂的制膜设备的示意图。

2017年12月11日，《建筑装饰板材表面防污剂的制膜方法》获得第十九届中国专利优秀奖。

结合附图和实施例对《建筑装饰板材表面防污剂的制膜方法》作进一步的描述，但应当说明的是，这些实施例仅用于说明该发明的系统和方法，而并不能将该发明的范围局限于此。

如图1所示为该发明的抛光砖的制膜方法的流程示意图；该发明的方法主要应用于抛光砖、石材、人造石等其表面上加制防污膜，该防污膜可包括一层或多层，如只涂覆一层纳米材料防污膜（如：SiO₂纳米浆料）；又比如：涂覆一层微米级防污材料（如：SiO2微米浆料），然后一层为高分子材料（如有机硅油类溶液）、其上还有一层为高分子材料的保护膜；或者，先涂覆一层微米级防污材料，然后一层为纳米材料、最后在其上还有一层为高分子材料的保护膜；也可以只有两层，如一层为纳米材料，还有一层为高分子材料的保护膜。

见图1，是该发明的一个实施例在建材表面上涂覆纳米类防污剂及高分子材料的抛刷方法的工艺原理图，该发明的制膜方法包含下列步骤：

a）在待加工的砖表面施加纳米防污性材料，并使防污材料均匀的在抛光砖表面附着一层。

b）用抛刷磨具对防污材料在一定压力下进行抛光涂刷，同时扫刷清除多余防污材料。在一个实施例中，该压力大小在0.01～0.1千克力/平方厘米范围内。

c）重复a、b步骤若干次。

d）加少量的水或溶剂（如0.1％～3％的KOH水溶液）清洁砖面，将砖面多余残留物清洁、抛除。

e）重复c、d程序若干次，使整个抛光砖砖面能镀上一层致密的纳米防污保护层。

f）然后在砖表面施加高分子材料。

g）用抛刷磨具对高分子抗污材料进行抛刷；

h）重复f、g程序若干次；

i）清洁砖四周边。

另外，该方法在该工艺流程中步骤a之前可以先施加一层微米级防污材料并对砖进行抛磨，以提高其效率。

该发明还包括实现上述方法的设备，具体请看图2，为该发明的建筑装饰板材表面防污剂的制膜设备的一个实施例的主视图；该发明的制膜设备主要部件有：下机架体输送机构100、N组磨具升降总成200、N组加料均匀装置300、上机架体400、加料桶500、以及抽风吸尘系统。其中N为正的整数，在图2中可见N＝8，在其他实施例中还可以是其他数目。另外，该发明的建筑装饰板材表面防污剂的制膜设备还包括一个控制系统，负责整个设备的控制运行，因其不是该发明的重点内容，此不赘述。

该实施例中，下机架体输送机构100采用了皮带式输送装置，由一个传动装置带动将置于其上的建筑装饰板材依次向前输送，并在此过程中对板材表面加膜抛刷。输送方向如图2所示的A向。

每一组磨具升降总成200内部装有一个磨盘传动机构201，根据控制系统的指令带动与之相连的行星式磨盘202上下移动，在建筑装饰板材表面上抛刷加膜。行星式抛刷磨盘202与三个至数个磨头座（或轴）总成相连接，每个磨头座（或轴）总成装有一个抛磨轮204，其莫氏硬度小于5，抛磨轮204可以用毛刷、羊毛粘轮、绒布轮、棉布轮、尼龙轮、树脂类合成磨块等软、硬性材料中的一种制成或其中几种的组合。抛磨轮204与磨头座（或轴）总成之间还装有一个减震垫203，减震垫203可以为发泡橡胶、海绵、弹簧等弹性材料；减震垫203可通过多种方式与抛磨轮204相连接，比如通过尼龙粘贴（即俗称的“魔术贴”）、或黏合剂粘接，等等；当被抛刷的瓷砖表面有凹凸不平时，通过减震垫的上下升缩自动调整瓷砖表面的不平度，确保抛磨轮在瓷砖上的压力均匀，从而在瓷砖表面上形成一层均匀的镀膜。抛磨轮204在磨头座（或轴）总成上高速自转的同时又随磨盘公转，使得整个板材表面都能够被均匀抛刷到。

在进行纳米防污层和高分子材料防污层的加膜抛刷过程中对建筑装饰板材表面的压力在0.01～0.1千克力/平方厘米范围内。而在微米防污层的加膜抛刷过程中对建筑装饰板材表面的压力则在0.05～0.2千克力/平方厘米范围内。

加料均匀装置300与控制电路系统相连接，由控制系统向加料均匀装置300发出信号，向板材表面加料；在该实施例中有8组加料均匀装置300依次沿下机架体输送机构100排列安装，每组加料均匀装置300与一组磨具升降总成200相互配合。当然在其他实施例中加料均匀装置300的数目还可根据实际需要设置。加料均匀装置300还包括一个加料装置（图中未示），可以为单小孔滴注装置，多小孔滴注装置，双辊筒加注装置，气枪喷淋装置和刷涂装置中的任何一种。

上机架体400位于下机架体输送机构100的上方并延伸，用于安装固定本制膜设备的其他主要部件。

如图2所示，加料桶500置于上机架体400之上，与各个加料均匀装置300之间设有供料管线（图中未示出），根据工艺的需要提供不同的材料或清洗剂。如前面所述的微米级防污材料、纳米材料、以及高分子材料的药水；以及用于清洗的水或KOH水溶液等。

抽风吸尘系统是该发明的设备独创的，为了改善工作场所的粉尘和有害气体污染，该制膜设备的抽风吸尘系统主要包括一个扣置于下机架输送机构100的上方的防尘箱体600、一条抽风吸尘管道700、和7个抽风斗组件702组成。

防尘箱体600扣置于下机架输送机构100的上方，并将8组行星式抛刷磨盘202及与之相连的磨头座（或轴）总成和抛磨轮204、还有配套的8组加料均匀装置300容纳在其中，形成一个基本封闭的抛磨空间。防尘箱体600包括上封板604、前封板（即图2中正对的一面）、后封板602、两个侧封板605，左右两个侧封板605与下机架输送机构100的上表面之间均留有一定间隔，供被加膜的建筑装饰板能够进出该抛磨空间，因此其尺寸应该大于被加膜的建筑板的厚度。在前封板上与每组行星式磨盘相对应位置设有8个活动封板603，以方便设备检修；活动封板603与防尘箱体600之间可以采用多种连接方式，如铰链连接、螺接等。如图2所示，其中有一个活动封板603被打开，可以看到防尘箱体600中的一组行星式抛刷磨盘202及与之相连的磨头座（或轴）总成和抛磨轮204、还有配套的一组加料均匀装置300。在上封板604上还设有8个观察口盖板601，分别与8组行星式抛刷磨盘202相配合，用于操作人员随时观察防尘箱体600内部设备的运行情况；每个观察口盖板601设置的位置都应在便于观察每组行星式抛刷磨盘202之处。另外，因为防尘箱体600是个基本封闭的抛磨空间，里面光线比较暗，所以在防尘箱体600内设有若干照明装置（图中未示出），既便于拿开观察口盖板601时对内部进行观察，又便于活动封板603打开后的检修；照明装置可设于防尘箱体600内部的上封板604、或两个侧封板605上，以达到照明为目的。

抽风吸尘管道700位于上机架体400的上方空间，延下机架输送机构100的长度方向布置。在每2个磨盘升降总成200之间设有一个抽风斗组件702，并固定置于上机架体400上。该实施例中共有7个抽风斗组件702，7个抽风斗组件702的抽风口均与防尘箱体600的上封板604密封连接，7个抽风斗组件702的排风口与抽风吸尘管道700密封连接。这样，在抛磨空间中所产生的有害气体和粉尘就可以由抽风斗组件702的抽风口被抽出，然后经抽风斗组件702的排风口送往抽风吸尘管道700，经抽风吸尘管道700上的一个与外部吸尘机的接口701排出。

该发明的设备工作时，如图2，瓷砖平放于下机架体输送机构100上，由右至左按A向向前移动，依次通过8组行星式抛刷磨盘202的抛刷和/或清洗，当板材行至第一组加料均匀装置300的下方时，将纳米材料置入加料装置中，然后通过加料均匀装置300在砖面上形成一层均匀的涂层，砖坯被下机架体输送机构100继续送至第一组行星式抛刷磨盘202下方，然后抛磨轮204以一定压力和转速对已涂覆防污材料的抛光砖面进行抛刷、挤压，在砖面形成一层适宜的透明保护膜，第一次抛刷完成。砖坯经过设定的若干组加料均匀装置300及行星式抛刷磨盘202，该加料和抛刷工序也反复进行若干次，根据具体工艺的需要在几次加料和抛刷工序后可进行一次清洗工序，加少量水或溶剂（如KOH水溶剂）清洁砖面的残留物质，之后再继续重复上述加药和抛刷工序，这样就得到了致密的纳米保护膜，在砖体表面形成一层所需的防污保护膜。

在其他实施例中，如前所述，为了得到更好的防污效果，可根据工艺的需要将高分子材料置入加料装置中，在上述纳米保护膜上施加高分子防污材料同时进行抛磨若干次，这样便可得到两种复合的保护膜。另外，作为该发明的更进一步实施例，还可在最初的程序施加微米级防污材料对砖进行抛磨，然后再形成纳米材料防污层、以及高分子材料防污层，以提高板材品质。

同时，该设备在工作中，还开启抽风斗组件702，将防尘箱体600的空间内产生的有害气体和粉尘通过密封的抽风吸尘管道700排出，这就大大降低了该设备的操作环境污染；同时抽风斗组件702的设置和开启还可有效降低防尘箱体600内的温度，使整套设备保持正常运转。

通过使用纳米防污材料及高分子材料进行该发明的抛光砖防污制膜方法及设备的实施应用，可以让纳米防污材料更好的填充表面孔洞和微裂纹，在适宜的时间内与建筑装饰板材发生物理化学结合，起到超强防污作用同时减少了温度控制的复杂方法及设备。

建筑装饰板材表面防污剂的制膜方法专利目的

《建筑装饰板材表面防污剂的制膜方法》的目的之一是提供一种不需要温度控制和干燥程序的建筑装饰板材表面防污剂的制膜设备及方法。

《建筑装饰板材表面防污剂的制膜方法》的目的之二是提供一种在建筑装饰板材表面上形成多层的保护膜的制膜设备及方法。

《建筑装饰板材表面防污剂的制膜方法》的目的之三是提供一种没有粉尘污染的环保型建筑装饰板材的制膜设备及方法。

建筑装饰板材表面防污剂的制膜方法技术方案

《建筑装饰板材表面防污剂的制膜方法》提供了以下技术方案：

一种建筑装饰板材表面防污剂的制膜方法，适用于抛光砖、石材、人造石，包括下列步骤：

a）在建筑装饰板材表面施加纳米防污材料；

b）对纳米防污材料进行抛刷；

c）重复a、b步骤若干次；

d）在板材表面施加少量的水或溶剂对表面进行清洁；

e）重复c、d程序若干次。

f）在砖表面施加高分子材料；

g）对高分子材料进行抛刷；

h）重复f、g程序若干次。

另外，在步骤a）之前还进一步包括以下步骤：

①在板材表面施加微米级防污材料；

②对微米防污材料进行抛刷；

③重复①、②步骤若干次，直至形成一层致密光滑的微米级防污材料膜。

该发明还提供了一种建筑装饰板材表面防污剂的制膜设备，包括下机架体输送机构、位于下机架体输送机构上方并延伸的上机架体、以及置于所述上机架体上的多组磨具升降总成、多组加料均匀装置、以及一个加料桶，其中所述多组磨具升降总成和所述多组加料均匀装置沿所述机架下机架体输送机构依次排列，每组所述磨具升降总成连接有一个磨盘传动机构、该磨盘传动机构连接一个抛刷磨盘，其中所述制膜设备还包括一个抽风吸尘系统，该抽风吸尘系统进一步包括：

一个防尘箱体，包括多个上封板、多个前封板、多个后封板、和两个侧封板；所述防尘箱体扣置于下机架输送机构的上方，并将所述多组抛刷磨盘及与之相连的多组磨头座/轴总成和抛磨轮、以及多组加料均匀装置容纳在其中，形成一个基本封闭的抛磨空间；以及多个抽风斗组件，所述多个抽风斗组件的抽风口分别与防尘箱体的所述多个上封板密封连接，将所述抛磨空间中产生的有害气体和粉尘从所述多个抽风斗组件的排风口排出。

其中上机架体还设置有一个抽风吸尘管道，与所述多个抽风斗组件的排风口密封连接，将所吸的粉尘和有害气体排出。

其中防尘箱体的两个侧封板与下机架输送机构的上表面之间分别留有一个间隔，该间隔尺寸大于建筑装饰板材的厚度；在所述防尘箱体的多个前封板上与每组抛刷磨盘相对应位置分别设有一个活动封板，所述活动封板与所述前封板之间采用铰链连接、或螺接。

其中加料装置可以为单小孔滴注装置，多小孔滴注装置，双辊筒加注装置，气枪喷淋装置和刷涂装置中的一种。所述的抛磨轮可以为毛刷、羊毛粘轮、绒布轮、棉布轮、尼龙轮、树脂类合成磨块等软、硬性材料中的一种制成或其中几种的组合；所述的抛磨轮与所述磨头座/轴总成之间还装有一个减震垫，该减震垫为发泡橡胶、或海绵弹簧。

建筑装饰板材表面防污剂的制膜方法改善效果

与2006年8月之前的技术相比，《建筑装饰板材表面防污剂的制膜方法》不需要对温度的特殊要求，在常温下就可正常工作，而且也不需要干燥步骤，因此该发明的设备不必设置温控和干燥装置，使得该发明的方法得到大大简化，提高了生产效率，降低了成本。其次，该发明的设备和方法能够在建筑装饰板材表面上形成至少2层保护膜，使得该发明的设备和方法生产出来的建筑装饰板材比同类产品具有更高品质。再者，该发明的设备加装了防尘箱体和抽风装置，基本消除了工作场所的粉尘污染，大大改善了工作环境，有利于操作人员的健康。

1、一种建筑装饰板材表面防污剂的制膜方法，适用于抛光砖、石材、人造石，包括下列步骤：

a）在建筑装饰板材表面施加纳米材料；

b）对纳米材料进行抛刷；

c）重复a、b步骤若干次；

d）在板材表面施加少量的水或溶剂对表面进行清洁；

e）重复c、d程序若干次；

f）在板材表面施加高分子材料；

g）对高分子材料进行抛刷；

h）重复f、g程序若干次。

2、如权利要求1所述的建筑装饰板材表面防污剂的制膜方法，其特征是：在步骤a）之前还进一步包括以下步骤：

①在板材表面施加微米级材料；

②对微米材料进行抛刷；

③重复①、②步骤若干次，直至形成一层致密光滑的微米级防污材料膜。

3、如权利要求1所述的建筑装饰板材表面防污剂的制膜方法，其特征是：所述抛刷过程中对建筑装饰板材表面的压力在0.01～0.1千克力/平方厘米范围内。

4、如权利要求2所述的建筑装饰板材表面防污剂的制膜方法，其特征是：所述步骤②中对微米材料进行抛刷过程中对建筑装饰板材表面的压力在0.05～0.2千克力/平方厘米范围内。