本发明属于瓦片制备技术领域，具体涉及一种免烧陶土瓦及其制备工艺。
背景技术：
烧结陶土瓦由于具有“质感细腻厚重，色彩自然而持久，瓦型风格多样而别致极具欧式田园风情，对建筑屋面具有极佳的装饰效果”的品质特性及优势，所以广受建筑设计师的青睐，在中高端建筑大量使用，是一种优质高端的屋面瓦产品，但烧结陶土瓦就其生产工艺及品质特性也存在一些缺陷与不足。
主要表现为：就其生产工艺方面，烧结陶土瓦由黏土经过1000度以上的高温烧制而成，其主要材料是一种特种黏土，而黏土属于一种受区域局限的资源，且取土会破坏大量的土地资源，或者造成取土区域土地流失。另一方烧制工序会消耗大量天然气或者煤炭能源，且对环境也会造成一定的污染。
就产品品质方面而论，烧结陶土瓦产品质重、易碎，运输安装成本较高，且安装施工主要适用于混凝土现浇屋面的湿贴，不能适用于木结构或者钢结构的轻质屋面的干挂施工需求，特别是现在国家大力实施的装配式房屋结构的发展要求，其质重、易碎、不适用于干挂的缺陷大大制约了烧结陶土瓦的生产发展，其“质感自然细腻、朴实的田园风格的产品优势”也受到了建筑发展的影响。
技术实现要素：
针对现有技术中的上述不足，本发明提供一种免烧陶土瓦及其制备工艺，可有效解决现有烧结陶土瓦质重、易碎、不适于轻质屋面以及生产成本高的问题。
一种免烧陶土瓦，包括以下重量份的组分：
天然彩砂10～15份、天然彩色石英砂10～15份、聚酯树脂3～5份、收缩剂2～5份、无碱玻璃纤维5～8份、硬脂酸锌0.5～1份、骨架增强材料1～2份、轻质氧化镁2～5份以及抗氧化剂0.02～0.05份。
进一步地，包括以下重量份的组分：
天然彩砂10份、天然彩色石英砂10份、聚酯树脂3份、收缩剂2份、无碱玻璃纤维5份、硬脂酸锌0.5份、骨架增强材料1份、轻质氧化镁2份以及抗氧化剂0.02份。
进一步地，天然彩砂粒径大于等于200目。
进一步地，天然彩色石英砂粒径大于等于100目。
进一步地，收缩剂为聚苯乙烯树脂。
进一步地，无碱玻璃纤维长度为2cm。
进一步地，骨架增强材料为钢丝网。
进一步地，抗氧化剂为抗氧化剂sp、抗氧化剂1076、抗氧化剂2246、抗氧化剂ca或抗氧化剂1010。
上述免烧陶土瓦的制备工艺，包括以下步骤：
(1)按配方将聚酯树脂和聚苯乙烯树脂混合，然后加入硬脂酸锌，搅拌2～3min后，再加入天然彩砂，继续搅拌5～8min，再加入无碱玻璃纤维、轻质氧化镁、抗氧化剂和天然彩色石英砂，再继续搅拌10～15min；
(2)将步骤(1)所得产物置于模压腔内，然后放入骨架增强材料，于180～190℃、20～32mpa下，模压4～8min，再对模压产物进行边角打磨，得免烧陶土瓦。
本发明的有益效果为：
1、聚酯树脂经过高温固化是免烧陶土瓦的凝固剂，相当于混泥土中的水泥的作用，聚酯树脂在包裹天然彩砂及天然彩色石英砂的热固化过程中会产生收缩，且其固化物硬而缺乏韧性，因此，在配方中加入了聚苯乙烯树脂，聚苯乙烯树脂添加在聚酯树脂中一方面起抗收缩及增加韧性的的作用，另一方面聚苯乙烯树脂热固化后也具有一定的强度且韧性较好，对聚酯树脂协包裹天然彩砂及天然彩色石英砂固化成型的强度及韧性起协同加强作用，以达到提升产品强度和韧性的目的。
2、无碱玻璃纤维在产品中起一个增强结构力的作用，减轻天然彩砂、天然彩色石英砂在聚酯树脂与聚苯乙烯树脂热固化物中的比重，从而减轻产品的重量，使产品具轻质高强度的抗折抗压的作用，因此免烧陶土瓦在强度及韧性大大优于烧结陶土瓦，彻底克服陶土瓦易碎的缺陷。
3、添加无碱玻璃纤维及钢丝网极大地增大了产品的强度及韧性，使其抗折抗压力指数大大优于烧结陶土瓦，同时也减轻了产品的比重从而降低了产品的单位面积质重。
4、通过添加无碱玻璃纤维、钢丝网、聚苯乙烯树脂和聚酯树脂，使得产品具有轻质高强且具有较好的抗折抗压的韧性，克服了烧结陶土瓦单位面积质重、强度低易碎的缺陷，因而自然适应钢结构、木结构轻质屋面的干挂施工。
5、免烧陶土瓦是以天然彩砂和天然彩色石英砂本身的自然颜色来进行着色，因此，不会存在像模压树脂复合瓦因长时间使用而产生褪色的问题，可以达到与烧结陶土瓦的颜色一样保持持久不退。
6、本发明生产工艺简单快捷，模压成型后即为产品，烧结陶土瓦的制备工艺包括备料、制胚、晾干、烧制等工艺程序，树脂复合模压瓦也有后期喷涂着色工序等一系列的工序，相比之下免烧陶土瓦的工艺明显更加的简单快捷，同时产品还具有高强度的抗折抗压性能和良好的韧性。
7、本产品既具有烧结陶土瓦的基本属性，即“质感细腻厚重，色彩自然而持久，瓦型风格多样而别致，极具欧式田园风情”的品质特色，又解决了陶土瓦质重、易碎、不适应轻质屋面的缺陷，免烧陶土瓦具有了生产工艺简单、环保节能、轻质高强适应屋面广泛、是一种高品质的屋面瓦，对屋面瓦的革新发展是一大贡献。
8、本发明采用高温高压免烧成型工艺，使产品强度及密度明显优于烧结陶土瓦，且生产过程无粉尘、无气味、无超标噪音，以达到节能环保的目的。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。
实施例1
一种免烧陶土瓦，包括以下重量份的组分：
天然彩砂10份、天然彩色石英15份、聚酯树脂5份、聚苯乙烯树脂5份、无碱玻璃纤维8份、硬脂酸锌0.5份、钢丝网1份、轻质氧化镁5份以及抗氧化剂sp0.05份。
上述免烧陶土瓦的制备工艺，包括以下步骤：
(1)按配方将聚酯树脂和聚苯乙烯树脂混合，置于捏合机内，然后加入硬脂酸锌，搅拌3min后，再加入粒径大于等于200目的天然彩砂，继续搅拌8min，再加入粒径大于等于100目的天然彩色石英砂、轻质氧化镁、抗氧化剂sp和长度为2cm的无碱玻璃纤维，再继续搅拌15min；
(2)将步骤(1)所得产物置于压机模压腔内，然后放入规格为4×4的钢丝网，调节模压温度190℃，并在模压过程中保持恒温，再调节液压机压力为25mpa，模压5min后取出，再用锉刀对模压产物进行边角打磨，得到光滑的免烧陶土瓦。
实施例2
一种免烧陶土瓦，包括以下重量份的组分：
天然彩砂10份、天然彩色石英砂10份、聚酯树脂3份、聚苯乙烯树脂2份、无碱玻璃纤维5份、硬脂酸锌0.5份、钢丝网1份、轻质氧化镁2份以及抗氧化剂sp0.02份。
上述免烧陶土瓦的制备工艺，包括以下步骤：
(1)按配方将聚酯树脂和聚苯乙烯树脂混合，置于捏合机内，然后加入硬脂酸锌，搅拌3min后，再加入粒径大于等于200目的天然彩砂，继续搅拌5min，再加入粒径大于等于100目的天然彩色石英砂、轻质氧化镁、抗氧化剂sp和长度为2cm的无碱玻璃纤维，再继续搅拌10min；
(2)将步骤(1)所得产物置于压机模压腔内，然后放入规格为4×4的钢丝网，调节模压温度180℃，并在模压过程中保持恒温，再调节液压机压力为30mpa，模压4min后取出，再用锉刀对模压产物进行边角打磨，得到光滑的免烧陶土瓦。
实施例3
一种免烧陶土瓦，包括以下重量份的组分：
天然彩砂15份、天然彩色石英砂15份、聚酯树脂5份、聚苯乙烯树脂5份、无碱玻璃纤维8份、硬脂酸锌0.8份、钢丝网1份、轻质氧化镁5份以及抗氧化剂sp0.05份。
上述免烧陶土瓦的制备工艺，包括以下步骤：
(1)按配方将聚酯树脂和聚苯乙烯树脂混合，置于捏合机内，然后加入硬脂酸锌，搅拌3min后，再加入粒径大于等于200目的天然彩砂，继续搅拌6min，再加入粒径大于等于100目的天然彩色石英砂、轻质氧化镁、抗氧化剂sp和长度为2cm的无碱玻璃纤维，再继续搅拌12min；
(2)将步骤(1)所得产物置于压机模压腔内，然后放入规格为4×4的钢丝网，调节模压温度190℃，并在模压过程中保持恒温，再调节液压机压力为32mpa，模压7min后取出，再用锉刀对模压产物进行边角打磨，得到光滑的免烧陶土瓦。
对比例
一种烧结陶土瓦的制备工艺，包括以下步骤：
将黏土制成瓦胚，晾干，然后于1000～1500℃下烧制8～10h，得到烧结陶土瓦。
检测
根据gb/t21149-2007对实施例1～3和对比例得到的相同规格的产品进行检测，其结果见表1。
表1性能指标检测
由表1数据可知，实施例1～3所得产品性能均优于对比例，且实施例1～3之间差距不大，以实施例2所得产品性能最优，因此，采用本发明配方和方法制备得到的免烧陶土瓦，具有良好的抗压抗折性能，吸水率低，生产工艺简单、环保节能、轻质高强适应屋面广泛、是一种高品质的屋面瓦。