CN100402277C

CN100402277C - 一种抗划伤复合板及其制备方法

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Publication number: CN100402277C
Application number: CNB2005100309891A
Authority: CN
Inventors: 朱新生; 段浩; 曹超; 高强
Original assignee: Suzhou University
Current assignee: Suzhou University
Priority date: 2005-11-03
Filing date: 2005-11-03
Publication date: 2008-07-16
Anticipated expiration: 2025-11-03
Also published as: CN1760025A

Abstract

本发明涉及一种抗划伤复合板及其制备方法，它以水硬性胶凝材料为基层，通过聚合物混凝土过渡层，与添加了抗划剂的高分子材料覆面层复合而成，其抗划剂的主要成分为有机硅聚醚共聚物或玻璃空心微粉或玻璃空心微珠及它们的组合。抗划剂经与稀释剂、表面活性剂或偶联剂或嵌段共聚物或超分散剂进行表面预处理后，更均匀地分散于覆面层中，抗划伤效果明显提高，综合性能优于现有同类板材。按本发明技术方案所制备的结构复合板，不仅综合了混凝土、高分子材料等的防火性能、力学性能、耐腐蚀性能，还具备了防划性能以及表面美观等优点，具有很高的性价比，可广泛应用于化学、化工、制药等领域，尤其适用于高要求的分析、试验场所。

Description

一种抗划伤复合板及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种结构复合板及其制备方法，特别涉及一种具有耐腐蚀、难燃、抗划伤性能的高分子材料层和无机材料层复合的结构复合板及其制备方法。

背景技术

耐腐蚀板材已被广泛地应用于各个领域。公开号为CN1654202的中国发明专利“耐腐蚀难燃结构复合板及其制备方法”提供了一种板材及其制备方法，它采用了先在热固性树脂中加入填料、增强材料、增韧材料、阻燃剂、再经固化体系固化成型，制成高分子材料覆面层，再现浇混凝土增强基层进而制得结构复合板的成型技术工艺，板材具有优异的耐腐蚀、难燃等性能，但由于其覆面层的主要成分为热固性树脂，因此，很难具备抗划伤性能，在使用中，易被金属或利器等划伤，一定程度上影响了使用寿命和美观。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，提供一种不仅具有耐腐蚀、难燃性能，且抗划伤性能优良的复合板及其制备方法。

实现本发明目的技术方案是：一种抗划伤复合板，它以水硬性胶凝材料为基层，通过聚合物混凝土过渡层，与高分子材料覆面层复合而成，其特征在于：按重量计，以树脂的重量为100份，所述的高分子材料覆面层中，含有1～50份抗划剂，其主要成分为有机硅聚醚共聚物或玻璃空心微粉或玻璃空心微珠及它们的组合。

一种抗划伤复合板的制备方法，它包括如下步骤：(1)在热固性树脂中加入填料、增强材料、增韧材料、阻燃剂、再经固化体系固化成型，制成高分子材料覆面层；按重量计，各组分的比例为：100份树脂、10～250份填料、0～100份增强材料、0～100份增韧材料、10～200份阻燃剂、1～50份固化剂；

(2)用热固性树脂、水硬性胶凝材料、填料混合制成聚合物混凝土，经固化体系固化，在高分子材料覆面层上形成聚合物混凝土过渡层；按重量计，各组分的比例为：100份热固性树脂、0～500份水硬性胶凝材料、50～500份填料、1～50份固化体系；(3)水硬性胶凝材料、细集料、粗集料及增强材料混合后现浇于过渡层上，经养护后，制作成结构复合板；按重量计，各组分的比例为：100份水硬性胶凝材料、50～300份细集料、50～500份粗集料、0～70份增强材料；其特征在于：在所述步骤1的高分子材料覆面层制备过程中，热固性树脂中还加入了1～50份有机硅聚醚共聚物或玻璃空心微粉或玻璃空心微珠及它们的组合的抗划剂；其中，玻璃空心微粉或玻璃空心微珠抗划剂先进行表面预处理，所述的表面预处理的方法是：将其与稀释剂、表面活性剂或偶联剂在室温下充分混合均匀至浆状或膏状；所述的偶联剂重量为抗划剂的0.5～10％。

所述表面活性剂包括阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、两性表面活性剂、非离子表面活性剂及其组合。所述偶联剂包括有机硅偶联剂、钛酸酯偶联剂、有机铬偶联剂、铝酸酯偶联剂、硼酸酯偶联剂、锆酸酯偶联剂及其组合。所述稀释剂包括苯的同系物、丙酮、石油醚、液体石蜡、溶剂油。

在本发明的技术方案中，采用表面活性剂、偶联剂对抗划剂进行预处理，是因为这些材料具有双亲特性，它们使玻璃空心微粉或玻璃空心微珠等无机粉末能够与有机树脂良好的结合，减少细微无机粉末间的团聚作用，使其分散均匀，达到用量少效率高的目的。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

1、本发明以水硬性胶凝材料为基材，高分子材料为覆面层，并在覆面层中加入了防划剂，使材料表面致密，提高硬度，减小表面摩擦系数，减少利器与材料表面的接触时间，因此，所制备的结构复合板不仅综合了混凝土、高分子材料等的防火性能、力学性能、耐腐蚀性能，还具备了防划性能以及表面美观等优点。

2、本发明涉及的结构复合板中使用的抗划剂经表面活性剂或偶联剂处理，使抗划剂更均匀地分散于高分子材料，抗划伤性效果明显提高，优于现有同类板材。

3、制备本发明所提供的一种具有耐腐蚀、难燃、抗划伤性的结构复合板，工艺可行，操作方便，无特殊的设备要求，生产过程污染少，推广应用后必将产生良好的社会和经济效益。

附图说明

图1是本发明实施例所述的一种抗划伤复合板的结构示意图。

其中，[1]为水硬性胶凝材料基材；[2]为聚合物混凝土过渡层；[3]为高分子材料覆面层。

具体实施方式

实施例一：

本实施例选用玻璃空心微珠作为抗划剂，先对玻璃空心微珠进行偶联剂预处理，将其与稀释剂石油醚、偶联剂钛酸酯混合至膏状，钛酸酯占玻璃空心微珠重量的1％，室温条件下，在高速捏合机中搅拌5分钟，使其混合均匀。

参见附图1，制备一种以水硬性胶凝材料为基层、聚合物混凝土为过渡层、高分子材料为覆面层的抗划伤复合板，其方法是将重量比例为1∶1的酚醛树脂和环氧树脂的混合树脂、400目滑石粉、炭黑、阻燃剂聚磷酸铵、增强纤维玻璃纤维、阻燃剂六溴环十二烷、偶联剂预处理的玻璃空心微珠按100∶120∶1∶30∶1∶10∶3重量混合并搅拌均匀，然后加入固化剂二乙烯三胺，其用量占树脂重量比例为15％，搅拌均匀后倒入模具中在室温下自然固化20～40min后，再在90℃温度下固化100min，制备成高分子材料覆面层[3]，厚度为3mm。

将上述混合树脂及二乙烯三胺与425号硅酸盐水泥以1∶4重量配比混合均匀制成过渡层，其中固化剂与混合树脂比例同上，均匀覆盖于覆面层上，厚度约2mm，在100℃下放置10min，制备成聚合物混凝土过渡层[2]。

将硅酸盐水泥、粗集料、细集料、水按1∶2∶4∶0.5重量比例均匀混合，现浇于过渡层上，室温下放置12h后，蒸汽养护45h，制备成水硬性胶凝材料基层[1]厚度为30mm。

从模具中取出板材，于室温下放置23天，制成一种以水硬性胶凝材料为基材，聚合物混凝土为过渡层，高分子材料为覆面层的具有耐腐蚀、难燃、抗划伤性能的结构复合板。

实施例二：

本实施例选用玻璃空心微粉作为抗划剂，先对玻璃空心微粉进行偶联剂预处理，将其与稀释剂石油醚、偶联剂硅烷混合至膏状，硅烷占玻璃空心微粉重量的1.5％，室温条件下，在高速捏合机中搅拌10分钟，使其混合均匀。

参见附图1，制备一种以水硬性胶凝材料为基层、聚合物混凝土为过渡层、高分子材料为覆面层的抗划伤复合板，其方法是将重量比例为1∶1的不饱和树脂和环氧树脂混合树脂，再与500目高岭土、铁黄、阻燃剂聚磷酸铵、增韧纤维聚丙烯纤维、溴化环氧树脂、偶联剂预处理后的玻璃空心微粉按100∶100∶1∶40∶1∶20∶4重量比例混合后搅拌均匀，然后加入固化体系为三乙胺、过氧甲乙酮和环烷酸钴，其重量比例为1∶1∶1，其用量占树脂重量比例为15％，搅拌均匀后倒入模具中在20℃下自然固化20～40min后，在70℃温度下固化40min，制备成高分子材料覆面保护层[3]，厚度为3mm。

将上述热固性树脂及固化体系三乙胺、过氧甲乙酮和环烷酸钴与上述混凝土重量比例以1∶3配比混合均匀制成过渡层，其中三乙胺、过氧甲乙酮和环烷酸钴重量比例为1∶1∶1，混凝土组分与比例同上，均匀覆盖于覆面层上厚度约2mm，在70℃温度下放置10min，制备成聚合物混凝土过渡层[2]。

将硅酸盐水泥、粗集料、细集料、水按1∶2∶4∶0.5重量比例均匀混合，现浇于中间过渡层上，20℃下放置12h后，沸水养护45h，制备成水硬性胶凝材料基层[1]，厚度为30mm。

实施例三：

在本实施例中，选用二甲基硅氧烷与氧化乙烯共聚物为抗划剂。

参见附图1，制备一种以水硬性胶凝材料为基层、聚合物混凝土为过渡层、高分子材料为覆面层的抗划伤复合板，其方法是以酚醛树脂和不饱和树脂的混合树脂，其重量比例为1∶1、400目碳酸钙、铬黄、阻燃剂氢氧化镁、聚丁二烯二元醇、阻燃剂氯化石蜡70、二甲基硅氧烷与聚氧化乙烯共聚物按100∶120∶1∶30∶5∶15∶5重量比例混合后搅拌均匀，然后加入固化剂二甲基苯胺与过氧化苯甲酰，其重量比例为1∶1，其用量占树脂重量比例10％，搅拌均匀后倒入模具中在20℃下自然固化20～40min后，在100℃温度下固化40min，制备成高分子材料覆面保护层[3]，厚度为3mm。

参见图1，将上述热固性树脂、二甲基苯胺、过氧化苯甲酰与上述混凝土以1∶1重量配比混合均匀制成过渡层，其中二甲基苯胺与过氧化苯甲酰重量比例1∶1，其重量份额占混合树脂的10％，混凝土组分同上，均匀覆盖于覆面层上厚度约2mm，在100℃温度下放置10min，制备成聚合物混凝土过渡层[2]。

参见图1，将铝酸盐水泥、粗集料、细集料、水按1∶2∶4∶0.5重量比例均匀混合，现浇于过渡层上，20℃下放置12h后，蒸汽养护45h，制备成聚合物混凝土过渡层[1]，厚度为30mm。

对上述实施例一、二、三所提供的技术方案制备的抗划伤复合板进行抗划伤试验，试验方法参照涂料的铅笔硬度法，其中，使用电笔代替铅笔，在未添加抗划剂的板上，加载700克砝码后在其表面产生明显划痕，这与进口人造大理石接近；按本发明技术方案，在覆面层中添加4％抗划剂后，按本发明技术方案，在覆面层中添加4％抗划剂后，需加载1000克左右砝码后板材表面才出现明显划痕，这说明本发明所述的抗划伤复合板具有良好的抗划伤性能。

表1是按本发明实施例一、二和三的技术方案制备的抗划伤复合板测试样品1^#、2^#和3^#具有的耐腐蚀、阻燃、抗划伤性能的测试结果。由表1可知，抗划伤复合板除能够抗划伤外，还具有优异的耐腐蚀、阻燃性能，因此，可广泛应用于化学、化工、制药等领域及其它对耐腐蚀、阻燃、抗划伤、装饰性和力学性能要求高的分析与试验场所，以及耐水、抗污染性、装饰性和耐擦洗等要求高的厨卫场合。

表1：

Claims

1.一种抗划伤复合板，它以水硬性胶凝材料为基层，通过聚合物混凝土过渡层，与高分子材料覆面层复合而成，其特征在于：按重量计，以树脂的重量为100份，所述的高分子材料覆面层中，含有1～50份抗划剂，其主要成分为有机硅聚醚共聚物或玻璃空心微粉或玻璃空心微珠及它们的组合。

2.一种抗划伤复合板的制备方法，它包括如下步骤：(1)在热固性树脂中加入填料、增强材料、增韧材料、阻燃剂，再经固化体系固化成型，制成高分子材料覆面层；按重量计，各组分的比例为：100份树脂、10～250份填料、0～100份增强材料、0～100份增韧材料、10～200份阻燃剂、1～50份固化剂；(2)用热固性树脂、水硬性胶凝材料、填料混合制成聚合物混凝土，经固化体系固化，在高分子材料覆面层上形成聚合物混凝土过渡层；按重量计，各组分的比例为：100份热固性树脂、0～500份水硬性胶凝材料、50～500份填料、1～50份固化体系；(3)水硬性胶凝材料、细集料、粗集料及增强材料混合后现浇于过渡层上，经养护后，制作成结构复合板；按重量计，各组分的比例为：100份水硬性胶凝材料、50～300份细集料、50～500份粗集料、0～70份增强材料；其特征在于：在所述步骤1的高分子材料覆面层制备过程中，热固性树脂中还加入了1～50份有机硅聚醚共聚物或玻璃空心微粉或玻璃空心微珠及它们的组合的抗划剂；其中，玻璃空心微粉或玻璃空心微珠抗划剂先进行表面预处理，所述的表面预处理的方法是：将其与稀释剂、表面活性剂或偶联剂在室温下充分混合均匀至浆状或膏状；所述的偶联剂重量为抗划剂的0.5～10％。

3.根据权利要求2所述的一种抗划伤复合板的制备方法，其特征在于：所述表面活性剂包括阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、两性表面活性剂、非离子表面活性剂及其组合。

4.根据权利要求2所述的一种抗划伤复合板的制备方法，其特征在于：所述偶联剂包括有机硅偶联剂、钛酸酯偶联剂、有机铬偶联剂、铝酸酯偶联剂、硼酸酯偶联剂、锆酸酯偶联剂及其组合。

5.根据权利要求2所述的一种抗划伤复合板的制备方法，其特征在于：所述稀释剂包括苯的同系物、丙酮、石油醚、液体石蜡、溶剂油。