一种图像水泥制品的制备方法
技术领域
本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种图像水泥制品的制备方法。
背景技术
混凝土，是指由胶凝材料将骨料胶结成整体的工程复合材料的统称。通常讲的混凝土一词是指用水泥做胶凝材料，砂、石作骨料，与水、外加剂按照一定比例混合，经搅拌而得的水泥混凝土，也称为普通混凝土，普遍用于建筑工程领域，但是这些水泥制品大多考虑了其功能性而忽略了其表面装饰的直接性。但随着现代社会的进步和人民生活水平的提高，人们对物质环境要求已不单是满足其实用性，而是要具有艺术性，表现在建筑行业领域内，就是对建筑立面的装饰和环境的美化提出了更高的要求，现在市面上也开始出现了图像水泥制品，图像水泥制品是通过模具和成像膜等介质，利用水泥混合物的可塑性和凝固特性，在水泥混合物表面形成图像。
但是当前市场上图像水泥制品的厚度一般要比其长度和宽度小得多，这就导致其表面容易出现裂纹，尤其是图像水泥制品表面有早强剂作用的地方，其强度发展速度较快，更容易出现裂纹，影响图像水泥制品最终的成像效果。同时，为了保证图像水泥制品制备的便利性及成像画面的完整性，往往会配制大流动度的水泥混合物制备图像水泥制品，这样就会导致打印介质表面的功能剂被冲刷到其他位置，也会影响到图像水泥制品最终的成像效果。
发明内容
本发明目的在于针对现有技术存在的不足，提供一种成像效果好且成功率高的图像水泥制品的制备方法。
为达到上述目的，采用技术方案如下：
一种图像水泥制品的制备方法，包括以下步骤：
1)将所需成像的图片用图像软件进行处理得到图案样式；
2)利用打印机将油墨按照图案样式输出到打印介质上；
3)将有印有图案的打印介质放在干燥的环境中，表面晾干后，将其固定在图像水泥制品的成型模具里，印有图案的一侧向上；
4)调整环境温湿度，向模具中有印有图案的一侧上浇筑水泥混合物，养护一定时间后拆模撕除打印介质。
按上述方案，所述油墨为35wt％的颜料、10wt％的减缩增黏型早强剂以及去离子水组成；所述减缩增黏型早强剂的组成按重量份数计如下：
硫酸铝5～10份、二乙醇胺3～5份、柠檬酸4～7份、磷酸0.5～1份、减缩增黏成分6～8份、去离子水75～85份；其中，所述减缩增黏成分的结构式如下：
式中m是360～1360的自然数；n是50～100的自然数；x是15～40的自然数；y是30～80的自然数；z是300～1200的自然数；R是-CH3或-C2H5。
按上述方案，所述减缩增黏成分按以下方式制备而来：
1)使用丙烯酸、聚乙二醇醚在对甲苯磺酸和对苯二酚的共同作用下，通过酯化反应生成中间体聚乙二醇醚丙烯酸酯；
2)将中间体聚乙二醇醚丙烯酸酯与甲基丙烯酸酯类、丙烯酰胺和甲基丙烯酰胺在过硫酸铵的作用下发生自由基聚合反应；
3)滴加氢氧化钠水溶液中和即得减缩增黏成分。
按上述方案，所述减缩增黏型早强剂按以下方式制备而来：
去离子水加热至70～85℃后，加入十八水硫酸铝搅拌溶解完全；降温至55℃以下，加入减缩增黏成分，搅拌均匀混合；加入二乙醇胺和柠檬酸，搅拌溶解混合均匀；加入磷酸调整pH值为5～6，得到减缩增黏型早强剂。
按上述方案，所述成型模具为塑料模具、玻璃模具、木质模具、钢质模具、铝质模具、或泡沫模具，优选泡沫模具。
按上述方案，所述打印介质为防水PP纸、弱溶剂PP纸、PVC纸、防水无纺布、相纸中的一种；优选防水PP纸。
按上述方案，步骤3表面晾干的时间为6～8h。
按上述方案，步骤4调整环境温度为25℃～27℃；相对湿度为70％～90％。
按上述方案，步骤4所述水泥混合物为水泥净浆、水泥砂浆或混凝土；优选水泥砂浆。
按上述方案，所述水泥砂浆包括水泥、江砂、外加剂和水，其质量比为水泥：江砂：水：外加剂＝2000:1000:(590～610):40；
所述水泥为普通硅酸盐水泥P.O425；所述江砂的细度模数为0.8；所述外加剂由减水型外加剂母液、保坍型外加剂母液和去离子水复配得到，减水型外加剂母液：保坍型外加剂母液：去离子水＝7:3:40。
按上述方案，步骤4拆模及撕除打印介质的时间为浇筑后的10～16h。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)本发明中所用油墨添加了减缩增黏型早强剂，其中减缩增黏成分的聚氧乙烯基通过醚键与水分子形成强力的氢键，把水分子牢固地吸附在自己的分子上，一方面，可以保证早强剂与水泥熟料的反应更加彻底，使得图像水泥制品的最终成像色差更大，成像效果更加明显；另一方面，可以阻止水分的挥发，减小图像水泥制品的收缩，避免裂纹的出现，影响最终成像效果。
(2)本发明中所用油墨添加了减缩增黏型早强剂，其中减缩增黏成分的聚丙烯酰胺基具有架桥作用和阴离子基团的电荷作用，其颗粒效应和表面活性作用可以增大减缩增黏型早强剂溶液的粘度，进而提高减缩增黏型早强剂在颜料分子表面的附着力，避免减缩增黏型早强剂在打印介质表面任意分布，影响图像水泥制品的最终成像效果。
具体实施方式
为了更好理解本发明，下面结合实施例对本发明的内容作进一步的说明，但本发明的内容并不限于实施例表述的范围。
实施例1
一种减缩增黏成分的制备，包括以下步骤：
(1)将3mol丙烯酸、1mol聚乙二醇醚、0.012mol对苯二酚和0.04mol对甲苯磺酸混合，搅拌升温至95℃，酯化反应3h后，减压蒸馏得到聚乙二醇醚丙烯酸酯；
(2)通入N2冲洗四口烧瓶，再加入300g去离子水、12mol丙烯酰胺和10mol甲基丙烯酰胺，搅拌溶解，逐步升温至80℃，恒温搅拌8min后，分别逐滴滴加1mol甲基丙烯酸酯类、0.5mol步骤(1)得到的聚乙二醇醚丙烯酸酯和0.09mol过硫酸铵水溶液，滴加时间为2h，待滴加完毕后，恒温反应3h，再将反应物冷却终止反应；
(3)边搅拌边滴加氢氧化钠水溶液至反应物中，进行中和反应，调整溶液的pH值为7即得到所需减缩增黏成分。
实施例2
一种减缩增黏成分的制备，包括以下步骤：
(1)将3mol丙烯酸、1mol聚乙二醇醚、0.012mol对苯二酚和0.04mol对甲苯磺酸混合，搅拌升温至95℃，酯化反应3h后，减压蒸馏得到聚乙二醇醚丙烯酸酯；
(2)通入N2冲洗四口烧瓶，再加入300g去离子水、12mol丙烯酰胺和10mol甲基丙烯酰胺，搅拌溶解，缓慢升温至80℃，恒温搅拌8min后，分别缓慢滴加1mol甲基丙烯酸酯类、1mol步骤(1)得到的聚乙二醇醚丙烯酸酯和0.12mol过硫酸铵水溶液，滴加时间为2h，待滴加完毕后，恒温反应3h，再将反应物冷却终止反应；
(3)边搅拌边滴加氢氧化钠水溶液至反应物中，进行中和反应，调整溶液的pH值为7即得到所需减缩增黏成分。
实施例3
一种减缩增黏成分的制备，包括以下步骤：
(1)将3mol丙烯酸、1mol聚乙二醇醚、0.012mol对苯二酚和0.04mol对甲苯磺酸混合，搅拌升温至95℃，酯化反应3h后，减压蒸馏得到聚乙二醇醚丙烯酸酯；
(2)通入N2冲洗四口烧瓶，再加入300g去离子水、17mol丙烯酰胺和10mol甲基丙烯酰胺，搅拌溶解，缓慢升温至80℃，恒温搅拌8min后，分别缓慢滴加1mol甲基丙烯酸酯类、0.5mol步骤(1)得到的聚乙二醇醚丙烯酸酯和0.09mol过硫酸铵水溶液，滴加时间为2h，待滴加完毕后，恒温反应3h，再将反应物冷却终止反应；
(3)边搅拌边滴加氢氧化钠水溶液至反应物中，进行中和反应，调整溶液的pH值为7即得到所需减缩增黏成分。
实施例4
一种减缩增黏型早强剂的制备，包括以下步骤：
(1)将75份去离子水搅拌并加热，待温度升至75℃后，加入5份的十八水硫酸铝，溶解完全；
(2)降温至55℃，加入6份实施例1得到的减缩增黏成分，搅拌均匀；
(3)加入3份二乙醇胺和4份柠檬酸，搅拌溶解，并混合均匀；
(4)加入1份磷酸，调整溶液的pH值为6，即得到减缩增黏型早强剂。
实施例5
一种减缩增黏型早强剂的制备，包括以下步骤：
(1)将75份去离子水搅拌并加热，待温度升至75℃后，加入10份的十八水硫酸铝，溶解完全；
(2)降温至55℃，加入6份实施例1得到的减缩增黏成分，搅拌均匀；
(3)加入3份二乙醇胺和4份柠檬酸，搅拌溶解，并混合均匀；
(4)加入1份磷酸，调整溶液的pH值为6，即得到减缩增黏型早强剂。
实施例6
一种减缩增黏型早强剂的制备，包括以下步骤：
(1)将75份去离子水搅拌并加热，待温度升至75℃后，加入5份的十八水硫酸铝，溶解完全；
(2)降温至55℃，加入6份实施例2得到的减缩增黏成分，搅拌均匀；
(3)加入3份二乙醇胺和4份柠檬酸，搅拌溶解，并混合均匀；
(4)加入1份磷酸，调整溶液的pH值为6，即得到减缩增黏型早强剂。
实施例7
一种减缩增黏型早强剂的制备，包括以下步骤：
(1)将75份去离子水搅拌并加热，待温度升至75℃后，加入10份的十八水硫酸铝，溶解完全；
(2)降温至55℃，加入6份实施例2得到的减缩增黏成分，搅拌均匀；
(3)加入3份二乙醇胺和4份柠檬酸，搅拌溶解，并混合均匀；
(4)加入1份磷酸，调整溶液的pH值为6，即得到减缩增黏型早强剂。
实施例8
一种减缩增黏型早强剂的制备，包括以下步骤：
(1)将75份去离子水搅拌并加热，待温度升至75℃后，加入5份的十八水硫酸铝，溶解完全；
(2)降温至55℃，加入6份实施例3得到的减缩增黏成分，搅拌均匀；
(3)加入3份二乙醇胺和4份柠檬酸，搅拌溶解，并混合均匀；
(4)加入1份磷酸，调整溶液的pH值为6，即得到减缩增黏型早强剂。
实施例9
一种减缩增黏型早强剂的制备，包括以下步骤：
(1)将75份去离子水搅拌并加热，待温度升至75℃后，加入10份的十八水硫酸铝，溶解完全；
(2)降温至55℃，加入6份实施例3得到的减缩增黏成分，搅拌均匀；
(3)加入3份二乙醇胺和4份柠檬酸，搅拌溶解，并混合均匀；
(4)加入1份磷酸，调整溶液的pH值为6，即得到减缩增黏型早强剂。
实施例10
一种图像水泥制品的制备方法，包括以下步骤：
制作成型模具：按所需成像水泥制品的长度和宽度要求，将泡沫板切割成相应的尺寸，四周向上翻起，并用透明胶带固定，光滑面朝上。
制作油墨：分别向175g黑色、175g黄色、175g红色和175g蓝色颜料中加入50g实施例4得到的减缩增黏型早强剂和275g去离子水混合搅拌均匀，并离心分离出杂质、备用。
图片处理：按所需成像水泥制品的尺寸要求，利用图像软件调整所需成像图片的长度和宽度；按所需成像图片的内容，进行图像去色、调整图片分辨率、调整图片对比度及水平翻转画布的处理。
图案输出：利用打印机的数字喷码印刷技术将专用油墨按照已调整好的图案样式输出到防水PP打印纸上，在干燥环境中表面晾干6h后，将其固定在专用模具里，印有图案的一侧向上。
调整环境温度为25℃；相对湿度为70％后，就向固定了有图案的防水PP打印纸的专用模具里浇筑水泥砂浆，浇筑12h后，拆模撕除有图案的防水PP打印纸，即得一种图像水泥制品，其中，水泥砂浆的配比为普通硅酸盐水泥P.O4252000g、细度模数0.8的江砂1000g、专用外加剂40g和水590g。
实施例11
一种图像水泥制品的制备方法，包括以下步骤：
制作成型模具：按所需成像水泥制品的长度和宽度要求，将泡沫板切割成相应的尺寸，四周向上翻起，并用透明胶带固定，光滑面朝上。
制作油墨：分别向175g黑色、175g黄色、175g红色和175g蓝色蓝色颜料中加入50g实施例5得到的减缩增黏型早强剂和275g去离子水混合搅拌均匀，并离心分离出杂质、备用。
图片处理：按所需成像水泥制品的尺寸要求，利用图像软件调整所需成像图片的长度和宽度；按所需成像图片的内容，进行图像去色、调整图片分辨率、调整图片对比度及水平翻转画布的处理。
图案输出：利用专业打印机的数字喷码印刷技术将专用油墨按照已调整好的图案样式输出到防水PP打印纸上，在干燥环境中表面晾干6h后，将其固定在专用模具里，印有图案的一侧向上。
调整环境温度为25℃；相对湿度为70％后，就向固定了有图案的防水PP打印纸的专用模具里浇筑水泥砂浆，浇筑12h后，拆模撕除有图案的防水PP打印纸，即得一种图像水泥制品，其中，水泥砂浆的配比为普通硅酸盐水泥P.O4252000g、细度模数0.8的江砂1000g、专用外加剂40g和水590g。
实施例12
一种图像水泥制品的制备方法，包括以下步骤：
制作成型模具：按所需成像水泥制品的长度和宽度要求，将泡沫板切割成相应的尺寸，四周向上翻起，并用透明胶带固定，光滑面朝上。
制作油墨：分别向175g黑色、175g黄色、175g红色和175g蓝色颜料中加入50g实施例6得到的减缩增黏型早强剂和275g去离子水混合搅拌均匀，并离心分离出杂质、备用。
图片处理：按所需成像水泥制品的尺寸要求，利用专业图像软件调整所需成像图片的长度和宽度；按所需成像图片的内容，进行图像去色、调整图片分辨率、调整图片对比度及水平翻转画布的处理。
图案输出：利用打印机的数字喷码印刷技术将专用油墨按照已调整好的图案样式输出到防水PP打印纸上，在干燥环境中表面晾干6h后，将其固定在专用模具里，印有图案的一侧向上。
调整环境温度为25℃；相对湿度为70％后，就向固定了有图案的防水PP打印纸的专用模具里浇筑水泥砂浆，浇筑12h后，拆模撕除有图案的防水PP打印纸，即得一种图像水泥制品，其中，水泥砂浆的配比为普通硅酸盐水泥P.O4252000g、细度模数0.8的江砂1000g、专用外加剂40g和水590g。
上述实施例仅仅是为了清楚地说明所做的实例，而并非对实施方式的限制。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化或者变动，这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举，因此所引申的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之内。
