CN102503345A - 一种新型无机人造石英石及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种新型无机人造石英石及其制备方法，属于建筑装饰材料领域。本发明的无机人造石英石至少包含以下重量份的各原料组分：无机聚合物A组分2～20份；无机聚合物B组分4～20份；骨料50份～90份；添加剂0.1～1.0份。本发明的制备方法包括：将无机聚合物、颜料、骨料、添加剂等组份按一定工艺搅拌均匀后，经布料、抽真空、振压成型、定厚、固化、打磨抛光、分切及防护处理等工艺，制得一种无机人造石英石。该无机人造石英石生产工艺简便，生产时板面无开裂、无翘曲；其力学性能优异、光泽度高、硬度高，是一种新型绿色环保产品，能广泛应用于各种室内、室外装饰装修工程。

Description

一种新型无机人造石英石及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种无机人造石英石，特别是涉及一种新型无机人造石英石及其制备方法，属于建筑装饰材料技术领域。

背景技术

人造石英石一种新型的建筑装饰材料，由于其抗弯强度高、光泽度高、硬度高及耐磨损等优异性能而受到青睐，在橱房台面、实验室台面、窗台、吧台、电梯口、地面、墙面等对材料要求比较高的场所应用广泛。目前人造石英石的主要胶粘剂为不饱和树脂及丙烯酸树脂等有机胶粘剂，存在耐热性差、耐老化性能差等缺点，在使用时较易老化、不耐高温并且耐火性能差。

无机胶粘剂如水泥、水玻璃、石膏等具有耐火性及耐老化性好等优点，但其应用在人造石材方面存在易开裂、养护时间较长等问题，同时其抗弯强度、硬度及粘结力不够导致常规的无机型人造石材力学及装饰性能较差，应用受到了较大的局限。因此，如何改进现有的人造石的材料及制备工艺是当前所属领域技术人员急需解决的技术难题。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种适用于建筑材料人造石生产方面，能大规模工业化应用无机聚合物作为其主要胶结材料的无机人造石英石，其生产工艺简单，成型时板面不易开裂，板面无翘曲，具有良好的力学及装饰性能，还具有吸水率低、不泛碱、不老化、不燃烧、耐酸碱腐蚀等优点。

本发明的另一目的是提供一种上述无机人造石英石的制备方法。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种无机人造石英石，其至少包含以下重量份的各组分：无机聚合物A组分2～20份；无机聚合物B组分4～20份；骨料50～90份；添加剂0.1～1.0份。

所述无机聚合物A、B双组份是一种由硅铝酸盐矿物组成的新型非水泥基胶凝材料，所述无机聚合物A组分为煅烧高岭土、矿渣粉、硅灰粉、沸石粉、无水石膏及膨润土中的一种或几种混合而成的粉体；所述无机聚合物B组分为碱金属硅酸盐水溶液、碱金属磷酸盐水溶液、碱金属氢氧化物水溶液或水的一种或几种经混合而成的液体组成。

所述骨料主要为硅砂颗粒、玻璃颗粒、硅粉中的一种或以上的混合物；所述硅砂颗粒粒径范围为4～180目，玻璃颗粒粒径范围为2～100目，硅粉粒径范围为325～1000目。

所述添加剂为防水剂、膨胀剂或速凝剂中的一种或二者以上的混合物。

所述颜料为有机颜料、无机颜料的一种或两者的混合物。

另外，本发明还提出了一种无机人造石英石的制备方法，其主要步骤包括：将无机聚合物、无机颜料、骨料、添加剂等组份按照一定的工艺搅拌均匀后，经布料、抽真空、振压成型(6～10MPa下振压；为了提供足够的振动幅度，振压时压板机压头压强会在一定范围内波动)、热固化；定厚、打磨抛光、分切及防护处理等工艺，制得一种无机人造石英石。

在使用搅拌机搅拌时，可根据花色需要，在一个或者几个搅拌机中对不同配比的物料同时进行搅拌，同时搅拌出不同花色和流动态的拌合物。

在布料过程中，根据产品工艺需要将不同搅拌机中的拌合物按照一定的比例、顺序和形状填加到模具中。

热固化工艺是在温度为60-80℃的恒温烤炉中进行，烤炉一般长约30～40m，炉内辊带行进速度约为0.7～1m/min；防护处理是采用硅烷、有机氟碳化学品、有机氟硅化学品及石材晶硬剂中的一种或两种以上混合物处理无机人造石英石表面。

其中的防护处理是采用硅烷、有机氟碳化学品、有机氟硅化学品及石材晶硬剂中的一种或两种以上混合物处理无机人造石英石表面，起到在不影响无机人造石英石的力学性能、耐老化和防火性能的前提下，增加其表面硬度和光泽度，并进一步降低其表面吸水率的作用。

借由上述技术方案，本发明的新型无机人造石英石及其制备方法具有以下优点：

A、抗弯强度好，光泽度高；

B、无需常温养护，固化时间短，生产效率高；

C、硬度高，耐磨损；

D、耐久性能好，长时间使用时其光泽度和花色不发生变化；

E、耐高温性能好，不燃烧；

F、吸水率低，耐污染能力好；

G、耐酸碱腐蚀；

H、无环境污染，无毒无害，绿色环保。

具体实施方式

本发明的无机人造石英石是通过无机聚合物在60～80℃下反应硬化、与骨料等结合形成具有较好的物化性能和装饰性能的无机人造石英石。

本发明在制备过程中无机聚合物形成了有一定强度的胶结体系，其结构稳定，强度高，粘结强度好，耐老化性能好(寿命与混凝土同等)，不燃烧；原料配方中通过添加硅粉、无水石膏及膨润土等活性无机矿物，与煅烧高岭土及矿渣等形成一个互补的胶凝体系，既能增加整个胶凝体系的强度，又能控制整个体系的凝结时间。

本发明的原料配方中通过添加防水剂、膨胀剂及速凝剂等添加剂，既能降低无机聚合物胶凝材料的收缩率及吸水率，减小或者消除无机聚合物人造石板材板面在固化时形成的翘曲，防止无机聚合物在使用时泛碱，又能加速胶凝材料的凝结时间，提高了无机人造石英石的生产效率。

本发明的原料配方中通过添加不同骨料和无机颜料，同时可以通过不同的搅拌方式、采用不同的布料方式，能使本发明所述无机人造石英石具有不同的花纹和颜色；经抛光防护后的无机人造石英石具有良好的颜色、花纹和光泽度，具有良好的装饰效果，无毒环保，使用寿命长。

以下通过具体的实施例对本发明的无机人造石英石及其制备方法作进一步详细说明，但本发明并不仅限于以下的实施例。以下份为重量份，其单位可以是g或kg。

实施例1

2份  矿渣

3份  硅酸钾溶液

1份  水

25份 硅砂颗粒

5份  玻璃颗粒

20份  硅灰粉

0.5份  防水剂

0.2份  颜料

将上述材料中粉体依次加入到搅拌机中，待混合均匀后，加入无机聚合物B组分，搅拌至流动态，按一定工艺布料到模具中，抽真空至-0.09～-0.1MPa，在6～10MPa下振动压缩成型，在60℃温度下固化炉中固化40min，定厚，研磨抛光、分切、防护处理后制得所需的无机人造石英石。

实施例2

5份  沸石粉

10份  煅烧高岭土

20份  硅酸钠溶液

61.5份  硅砂

17份  硅粉

0.2份  防水剂

0.1份  速凝剂

0.2份  膨胀剂

0.5份  颜料

将上述材料中粉体依次加入到搅拌机中，待混合均匀后，加入无机聚合物B组分，搅拌至流动态，按一定工艺布料到模具中，抽真空至-0.09～-0.1MPa，在6～10MPa下振动压缩成型，在65℃温度下固化炉中固化30min，定厚，研磨抛光、分切、防护处理后制得所需的无机人造石英石。

实施例3

4份  煅烧高岭土

7份  硅酸钠溶液

65份  硅砂

23份  硅粉

0.2份  膨胀剂

0.3份  速凝剂

0.5份  颜料

将上述材料中粉体依次加入到搅拌机中，待混合均匀后，加入无机聚合物B组分，搅拌至流动态，按一定工艺布料到模具中，抽真空至-0.09～-0.1MPa，在6～10MPa下振动压缩成型，在70℃温度下固化炉中固化30min，定厚，研磨抛光、分切、防护处理后制得所需的无机人造石英石。

实施例4

7份  煅烧高岭土

1份  矿渣

1份  硅灰粉

1份  三聚偏磷酸钠溶液

12份  硅酸钠溶液

50份  硅砂

21份  硅粉

7.2份  碎玻璃颗粒

0.2份  防水剂

0.8份  膨胀剂

0.3份  颜料

将上述材料中粉体依次加入到搅拌机中，待混合均匀后，加入无机聚合物B组分，搅拌至流动态，按一定工艺布料到模具中，抽真空至-0.09～-0.1MPa，在6～10MPa下振动压缩成型，在65℃温度下固化炉中固化30min，定厚，研磨抛光、分切、防护处理后制得所需的无机人造石英石。

实施例5

12份  矿渣

5份  煅烧高岭土

3份  无水石膏

2份  偏磷酸钠溶液

6份  硅酸钠溶液

2份  氢氧化钾溶液

10份  水

55份  硅砂

20份  硅粉

9份  碎玻璃颗粒

0.5份  膨胀剂

0.5份  颜料

将上述材料中粉体依次加入到搅拌机中，待混合均匀后，加入无机聚合物B组分，搅拌至流动态，按一定工艺布料到模具中，抽真空至-0.09～-0.1MPa，在6～10MPa下振动压缩成型，在80℃温度下固化炉中固化25min，定厚，研磨抛光、分切、防护处理后制得所需的无机人造石英石。

实施例6

3份  煅烧高岭土

2份  矿渣

4份  硅酸钠溶液

4份  氢氧化钠溶液

60份  硅砂

25份  硅粉

0.4份  速凝剂

0.1份  防水剂

0.5份  颜料

将上述材料中粉体依次加入到搅拌机中，待混合均匀后，加入无机聚合物B组分，搅拌至流动态，按一定工艺布料到模具中，抽真空至-0.09～-0.1MPa，在6～10MPa下振动压缩成型，在65℃温度下固化炉中固化30min，定厚，研磨抛光、分切、防护处理后制得所需的无机人造石英石。

实施例7

1份无水石膏

7份煅烧高岭土

1份三聚偏磷酸钠溶液

9份硅酸钠溶液

58份硅砂

21.2份硅粉

2份玻璃颗粒

0.2份防水剂

0.3份膨胀剂

0.3份颜料

将上述材料中粉体依次加入到搅拌机中，待混合均匀后，加入无机聚合物B组分，搅拌至流动态，按一定工艺布料到模具中，抽真空至-0.09～-0.1MPa，在6～10MPa下振动压缩成型，在65℃温度下固化炉中固化30min，定厚，研磨抛光、分切、防护处理后制得所需的无机人造石英石。

上述实施例制备的无机人造石英石装饰性能好、无需高温烧结，具有生产能耗低、无污染、生产效率高、质量稳定、成本低等优点，是一种新型的绿色环保产品。本发明通过验证其产品结构稳定、抗折强度高、硬度高、吸水率低，具有良好的装饰效果，使用寿命长，无毒环保，能广泛应用于各种室内、室外装饰装修工程，具有较好的市场推广前景。

将市场上常规的树脂型人造石英石及市面上的普通水泥基人造石材，对照本发明所述无机人造石英石，对其物理化学性能进行测试。测试数据如下：

表1 本发明产品与常规产品性能检测

根据上述表1的检验结果分析：1、本发明的性能1-6项性能优于水泥基人造花岗石，与树脂型人造石英石相当；2、本发明的放射性符合GB 6566所规定的A类标准；3、本发明还具有优异的耐火性能。

以上内容仅仅是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，并非对本发明作任何形式上的限制，故凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (9)

1.一种新型无机人造石英石，其特征在于其至少包含以下重量份的各原料组分：

无机聚合物A组分    2～20份；

无机聚合物B组分    4～20份；

骨料               50～90份；

添加剂             0.1～1.0份。

2.根据权利要求1所述的新型无机人造石英石，其特征在于：所述无机聚合物A组分为矿渣粉、硅灰粉、沸石粉、无水石膏、煅烧高岭土及膨润土中的一种或几种混合而成的粉体；所述无机聚合物B组分为碱金属磷酸盐水溶液、碱金属氢氧化物水溶液、碱金属硅酸盐水溶液或水的一种或几种经混合而成的液体组成。

3.根据权利要求1所述的新型无机人造石英石，其特征在于：所述骨料主要为硅砂颗粒、玻璃颗粒、硅粉中的一种或两种以上的混合物；所述硅砂颗粒粒径范围为4～180目，玻璃颗粒粒径范围为2～100目，硅粉粒径范围为325～1000目。

4.根据权利要求1所述的新型无机人造石英石，其特征在于：所述添加剂为防水剂、膨胀剂或速凝剂中的一种或几种的混合物。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的新型无机人造石英石，其特征在于：其还包含原料组分0.2～0.5份的无机颜料。

6.一种新型无机人造石英石的制备方法，其特征在于其包括以下步骤：

1)将上述原料比例依次加入到搅拌机中，搅拌均匀至流动态；

2)将物料使用人工或布料机按工艺要求布料到模具中，模具内部抽真空至-0.09～-0.1MPa；

3)在抽真空同时使用压头对模具中物料进行振压，压头压强为6～10Mpa；

4)定厚，热固化，打磨抛光，进行分切后防护处理后制得成品。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：步骤1)中，在使用搅拌机搅拌时，可根据花色需要，在一个或者几个搅拌机中对不同配比的物料同时进行搅拌，同时搅拌出不同花色和流动态的拌合物。

8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：步骤2)中，在布料过程中，根据产品工艺需要将不同搅拌机中的拌合物按照一定的比例、顺序和形状填加到模具中。

9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：步骤4)中，固化工艺是在温度为60～80℃的恒温烤炉中进行，烤炉一般长约30～40m，炉内辊带行进速度约为0.7～1m/min；防护处理是采用硅烷、有机氟碳化学品、有机氟硅化学品及石材晶硬剂中的一种或两种以上混合物处理无机人造石英石表面。