CN102643050B - 一种采用透闪石矿物配制玉石建材的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于建筑装饰材料人造合成石领域，具体涉及一种采用透闪石矿物配制玉石建材的方法。本发明主要解决透闪石与透辉石类矿物浪费严重的问题。本发明的技术方案为：一种采用透闪石矿物配制玉石建材的方法，采用质量份数为50～98的基料、1～20的聚合物和0～1填补剂，经基料整形工序、组合布料工序、真空振动工序、锯切工序、填补工序和研磨抛光工序制成玉石建材产品。本发明采用了多种奇特矿物进行组合配制，其工艺方法较合理，为透闪石等较珍贵矿物提供了转化为高端建材及家具产品的途径，也为人造合成石的产业及产品升级提供了可行的方案。
Description
技术领域
本发明属于建筑装饰材料人造合成石领域，具体涉及一种采用透闪石矿物配制玉石建材的方法。
背景技术
目前，在石材及人造合成石领域，采用结晶细微的大理石与硅质玉为原料，并用实体面材人造石的真空设备及高分子聚合物制成的玉石建材产品，以其美观与潜在的养生性能成为较高市场价格的装饰产品。采用介于玉与石之间的矿物聚合高档建材产品，实际上涉及到人造合成石技术的升级问题，也在人们追求绿色与生态的时尚下有其广泛的市场需求。申请号为：“201010538199.5”，发明名称为：“玉石类碎石聚合板的生产方法”的发明专利，公开了一种利用玉石和二氧化硅含量达40%以上的硅石为原料，经切片修边、表层排布等工艺步骤制成拼接式聚合产品。该方法具有将玉石类碎石聚合成板及变废为宝的优点，但其先切片后拼接的工艺不宜进行大规模的生产，并且未涉及透闪石等奇特矿物的利用问题。
透闪石与透辉石类矿物是存在较多裂隙且质地软硬不匀的链状硅酸盐矿物，其内在的化学成份与微量元素等成份与高档的软玉没有本质的区别。现时的工业生产只能将其磨制成石粉而做为陶瓷、玻璃、涂料的填充料，或用其链状结构及纤维聚合体而做为石棉、玻璃纤维的替代品，造成珍贵矿物的资源浪费和创造价值不高。因此如何用硅质玉制作聚合型玉石建材产品的课题，已是石材行业技术攻关的项目之一，但其摩氏7度的硬度及其较多的裂隙使其生产不易形成规模且成本很难降低。
发明内容
本发明的目的是提高透闪石等较珍贵矿物的转化利用价值，同时解决玉石建材生产缺乏资源，尤其是缺乏具有环保养生性能矿物的问题，提供了一种采用透闪石矿物配制玉石建材的方法。
本发明为实现上述目的而采取的技术方案为：
一种采用透闪石矿物配制玉石建材的方法，采用质量份数为50～98的基料、1～20的聚合物和0～1填补剂，经基料整形工序、组合布料工序、真空振动工序、锯切工序、填补工序和研磨抛光工序制成玉石建材产品；
其中所述的基料为透闪石类矿物、透辉石、黑曜石和硅质玉类矿物中的任意一种或者两种以上的矿物；
所述的聚合物为环氧树脂或不饱和聚酯树脂或重量比为1～10:10的水性环氧树脂与白水泥的混合物；
所述的填补剂由下述方法制成：在聚合物中添加质量份数为0.5～3的纳米材料，混合均匀制成，其中所述的纳米材料为纳米二氧化钛、纳米二氧化矽或者纳米二氧化硅。
如果所采用的基料高度为5～40cm的自然形体，则在制备的过程中还可以加入质量份数为1～30的填充料；
所述的填充料由下述方法制成：以任意比例取基料碎石、电气石和锗石制成粒径为1～50mm的石粒，另取基料碎石制成100～1250网目的细粉，然后取石粒和细粉混合成填充料。
进一步地，所述的透闪石类矿物是指透闪石、阳起石或角闪石；所述的硅质玉类矿物是指芙蓉石、水晶、玛瑙、玉髓、多晶质的硅质玉或二氧化硅质量分数在60％以上的叠层石。
本发明一种采用透闪石矿物配制玉石建材的方法，其具体步骤为：
1）基料整形工序：取基料，对于高度为5～40cm的自然形体的基料，用手工器具对基料棱角进行边缘修整，对于基料高度大于40cm或体积大于等于0.01m3的基料，用锯切设备加工成板材或长方体；
2）组合布料工序：将基料排放于模箱中，并将聚合物灌在基料与基料中间；
3）真空振动工序：启动真空泵对模箱抽真空至模箱内部的压力为-0.09～-0.1MPa，然后用振动台对模箱进行振动制成荒料，振动频率为50～300Hz，振动时间为2～12min；
4）锯切工序：将浸渗聚合物的基料加温固化，然后锯切成板材或者长方体；
5）填补工序：用填补剂对锯切成的板材或者长方体进行渗胶或刮胶处理，制成半成品；
6）研磨抛光工序：按照常规方法对上述半成品进行研磨抛光，制成玉石建材产品。
如果所采用的基料高度为5～40cm的自然形体，且在制备过程中添加了填充料，则具体制步骤为：
1）基料整形工序：取基料，对于高度为5～40cm的自然形体的基料，用手工器具对基料棱角进行边缘修整，对于基料高度大于40cm或体积大于等于0.01m3的基料，用锯切设备加工成板材或长方体；
2）组合布料工序：先取填充料和聚合物制成粘稠状的配料，再将基料一次性垒放于高度为35～85cm的模箱中，并将配料堆放在基料的中部和上部；
3）真空振动工序：启动真空泵对模箱抽真空至模箱内部的压力为-0.09～-0.1MPa，然后用振动台对模箱进行振动制成荒料，振动频率为50～300Hz，振动时间为2～12min；
4）锯切工序：将浸渗聚合物的基料加温固化，然后锯切成板材或者长方体；
5）填补工序：用填补剂对锯切成的板材或者长方体进行渗胶或刮胶处理，制成半成品；
6）研磨抛光工序：按照常规方法对上述半成品进行研磨抛光，制成玉石建材产品。
与现有技术相比，本发明以透闪石、透辉石、黑曜石和硅质玉四类矿物为基料，利用配料中的聚合物对基料上的局部松散或裂隙进行渗透强化、增硬以及变零散为整体的聚合，使得这些只能打成粉末而作为填充料，或是因裂隙严重而不能作为建材产品的矿物能够转化为高档次的装饰及家具材料。透闪石矿物与高档次玉石的区别仅在于前者的结构不够密实，但其化学成份及结构可以说本质上是相同的，对其用高分子聚合物并配加电气石与锗石颗粒进行密切叠垒或渗入其中的聚合，并利用其填补与抛光工序中渗入纳米胶液形成的润性及光泽度，使其内在的养生品质与外在的美观都基本达到玉石的效果，也可以说，这种生产工艺是人为进行玉化变质及聚合成材的过程；人造合成石从实体面材人造石—人造大理石—人造石英石—玉石拼接板的发展历程中，是用高分子材料对材质均匀且硬度相等的晶体矿物的合成利用，并且其核心技术是将矿物打碎后再硬性压制的异构聚合工艺。
本发明采用的四种基料矿物与两种配料矿物具有一定的特殊性。
透闪石的化学式是Ca2Mg5Si8O22(oH)2，其成因是石灰岩或白云岩或硬质砂岩在区域接触变质作用中形成；晶体呈柱状、纤维状，集合体常呈放射状；摩氏硬度5～6.5，密度2.91～3.2g/cm3，折射率1.60～1.62；其理论化学成份按照质量分数计算为：SiO258.8%；MgO24.6%；CaO13.8%；H2O2.8%；颜色：无色、白色至浅灰色、粉红色、浅绿色、褐色、淡紫色，半透明至透明；当其是隐晶或微晶的致密体时，便是软玉。
阳起石是透闪石中的镁离子2%以上被二价铁离子置换而成的矿物，实际上是透闪石的含铁变种。其FeO含量界于6%～13%之间。颜色由带浅色的灰色至暗绿色。晶体呈长柱状、毛发状、纤维状的集合体，并形成局部的松散状结构。其药用功效是温肾壮阳。
角闪石是含（OH）的链状结构硅酸盐矿物，一般为深色，从绿色、棕色、褐色到黑色。其横断面为菱形的六边体，集合体呈粒状、针状或纤维状，近乎不透明。角闪石与辉石族的形态及组成相近，主要有普通角闪石、钠闪石、蓝闪石、直闪石、铝闪石和散斜闪石。
透辉石的理论化学成份按照质量分数计算为：Cao25.1%、MgO18.3%、SiO255.6%、AL2O31%。在夕卡岩中与石榴石、符山石、硅灰石、方解石等其生，其颜色随着Mg被Fe2+代替量的增大，由无色逐渐变为绿色及多色，辉石族的成员有次辉石、铁次透辉石、铬透辉石、钙铁辉石、铁次透辉石、铬透辉石、钙铁辉石，在瓷砖生产中，加入7%～15%的透辉石后，能实现陶瓷的低温块烧及提高釉面效果等。
硅质玉分为多晶质、隐晶质、显晶质和交代蚀变四种类型，其中属于显晶质的芙蓉石、隐晶质的玉髓、玛瑙和碧玉都是制作玉石建材较好的原料。尤其是多晶质的甘肃的敦煌玉，主要成型为蓝线石、阳起石、金红石、钠长石和电气石等，其SiO255%～96%,密度2.7～3.2g/cm3,硬度5.5～7.2。其中的紫罗兰、浅红和梅花玉品种具有较高的观赏性。山西五台山的叠层石是由元古界时期形成的滨海环境中的蓝绿藻群落沉积形成，其中的条带纹理及其纹理密集部位也是一种SiO2质量分数在60%而变质形成的硅质玉，并与米黄、土黄色大理石夹杂共生。
黑曜石属于火成岩，是非晶质与微晶胶体SiO2(H2O)。其硬度5.5，密度2.35～2.6，折射率1.48～1.51。对于水晶家族，黑曜石也是排除负性能量最强的水晶之一。在山西省五台县及灵丘县有较大的黑曜石储量，因其杂质较多而不适宜加工珠宝类产品。
电气石原料呈长柱状，晶体的横断面呈弧面三角形，产自伟晶花岗岩。在常温下能发射波长4～14μm，发射率在0.92以上的远红外线。电气石（碧玺）永久释放负离子，归因于电气石对水的电解作用，氢氧根离子与水分于结合形成空气负离子，因此具有环保与养生双功效。
锗石的密度是5.35g/cm3，硬度为6～6.5，含量为5～300PPm的银灰色晶体矿物，具有清洁血液、促进人体器官各种细胞正常循环和抗衰老等功效。
本发明采用六类晶体半透明及色彩丰富的矿物进行近于原构聚合的生产，首先要以其色彩搭配与块体组合形成某种艺术效果，更为主要的是在组合中产生特殊的光电效应及合理的微量元素组合，形成相互配合的电磁场，与人体生物场发生谐振及联系，并在远红外合力作用及不断释放负离子中，以多重的组合形成环保与养生的双重功效。
本发明采用了多种奇特矿物进行组合配制，其工艺方法较合理，为透闪石等较珍贵矿物提供了转化为高端建材及家具产品的途径，也为人造合成石的产业及产品升级提供了可行的方案。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图。
具体实施方式
实施例1
如图1所示，一种采用透闪石矿物配制玉石建材的方法，包括以下步骤：
1）采用3500千克山西省房山县的透闪石和2000千克五台山的二氧化硅质量分数在60%以上的叠层石两种矿物为基料，这些基料均为高度为5～40cm的自然形体，用手工器具对基料棱角进行边缘修整成无棱角；
2）组合布料工序：首先取500千克的透闪石碎石、100千克的电气石和100千克锗石制成粒径为1～50mm的石粒，另取400千克基料碎石制成100网目的细粉，然后取石粒和细粉用搅拌机混合成填充料；再取200千克的环氧树脂和40千克的乙二胺固化剂，调制成粘稠状的配料，再将基料一次性垒放于高度为85cm的模箱中，并将配料堆放在基料的中部和上部；
3）真空振动工序：启动真空泵对模箱抽真空至模箱内部的压力为-0.09～-0.1MPa，然后用振动台对模箱进行振动，以使粘稠状的配料充分渗透至基料块之间的缝隙中，并使其浸渗到透闪石局部松散的部位制成荒料，振动频率为70Hz，振动时间为6min；
4）锯切工序：将聚合成型的荒料加温至45℃的进行加温固化固化，然后锯切成板材；
5）填补工序：首先取5千克环氧树脂和1.5千克乙二胺，在环氧树脂中添加0.02千克的纳米二氧化钛粉体，混合均匀制成填补剂，再用填补剂对锯切成的板材进行渗胶或刮胶处理，制成半成品；
6）研磨抛光工序：按照常规方法对上述半成品进行研磨抛光，制成玉石建材产品。
实施例2
如1所示，一种采用透闪石矿物配制玉石建材的方法，包括以下步骤：
1）采用山西省房山县的阳起石2000千克、甘肃称为敦煌玉的芙蓉石4000千克、玛瑙1000千克和多晶质的硅质玉1000千克四种矿物为基料，这些基料体积均大于0.01m3，用锯切设备分别加工成长方体；
2）组合布料工序：将这些基料体排放于模箱中，并取500千克不饱和聚酯树脂和5千克过氧化甲乙酮灌在基料与基料中间；
3）真空振动工序：启动真空泵对模箱抽真空至模箱内部的压力为-0.09～-0.1MPa，然后用振动台对模箱进行振动，振动频率为50Hz，振动时间为2min，此后从模箱中排出不饱和聚酯树脂液，渗入与粘附的树脂量为85千克；
4）锯切工序：将聚合成型的荒料加温至60℃的进行加温固化，然后锯切成型体；
5）填补工序：首先取8千克不饱和聚酯树脂和100克过氧化甲乙酮，在不饱和树脂中添加0.01千克的纳米二氧化硅粉体，混合均匀制成填补剂，再用填补剂对锯切成的板材进行渗胶或刮胶处理，制成半成品；
6）研磨抛光工序：按照常规方法对上述半成品进行研磨抛光，制成玉石建材产品。
实施例3
如图1所示，一种采用透闪石矿物配制玉石建材的方法，包括以下步骤：
1）采用山西省五台县的黑曜石400千克、山西省垣曲县称为桃花石的硅质玉2000千克和透辉石3000千克三种矿物为基料，这些基料均为高度为5～40cm的自然形体，用手工器具对基料棱角进行边缘修整成无棱角；
2）组合布料工序：首先取500千克的黑曜石、10千克的电气石和10千克锗石制成粒径为1～50mm的石粒，再取1000千克的重量比为2:10:3的水性环氧树脂与白水泥及水的混合物，调制成粘稠状的配料，再将基料一次性垒放于高度为65cm的模箱中，并将配料堆放在基料的中部和上部；
3）真空振动工序：启动真空泵对模箱抽真空至模箱内部的压力为-0.09～-0.1MPa，然后用振动台对模箱进行振动，以使粘稠状的配料充分渗透至基料块之间的缝隙中，并使其浸渗到基料局部松散的部位制成荒料，振动频率为200Hz，振动时间为10min；
4）锯切工序：将聚合成型的荒料加温至80℃的进行加温固化固化，然后锯切成板材；
5）填补工序：首先取5千克环氧树脂，在环氧树脂中添加0.05千克的纳米二氧化矽粉体，混合均匀制成填补剂，再用填补剂对锯切成的板材进行渗胶或刮胶处理，制成半成品；
6）研磨抛光工序：按照常规方法对上述半成品进行研磨抛光，制成玉石建材产品。
Claims (4)
1.一种采用透闪石矿物配制玉石建材的方法，其特征在于：采用质量份数为50～98的基料、1～20的聚合物和0～1填补剂，经基料整形工序、组合布料工序、真空振动工序、锯切工序、填补工序和研磨抛光工序制成玉石建材产品；
其中所述的基料为透闪石类矿物、透辉石、黑曜石和硅质玉类矿物中的任意一种或者两种以上的矿物；
所述的聚合物为环氧树脂或不饱和聚酯树脂或重量比为1～10:10的水性环氧树脂与白水泥的混合物；
所述的填补剂由下述方法制成：在聚合物中添加质量份数为0.5～3的纳米材料，混合均匀制成，其中所述的纳米材料为纳米二氧化钛或者纳米二氧化硅；
所述的透闪石类矿物是指透闪石、阳起石或角闪石；所述的硅质玉类矿物为芙蓉石、水晶、玛瑙、玉髓、多晶质的硅质玉或二氧化硅质量分数在60%以上的叠层石。
2.权利要求1所述的一种采用透闪石矿物配制玉石建材的方法，其特征在于还包括质量份数为1～30的填充料；
所述的填充料由下述方法制成：以任意比例取基料碎石、电气石和锗石制成粒径为1～50mm的石粒，另取基料碎石制成100～1250网目的细粉，然后取石粒和细粉混合成填充料。
3.权利要求1所述的一种采用透闪石矿物配制玉石建材的方法，其特征在于具体步骤为：
1）基料整形工序：取基料，对于高度为5～40cm的自然形体的基料，用手工器具对基料棱角进行边缘修整，对于基料高度大于40cm或体积大于等于0.01m3的基料，用锯切设备加工成板材或长方体；
2）组合布料工序：将基料排放于模箱中，并将聚合物灌在基料与基料中间；
3）真空振动工序：启动真空泵对模箱抽真空至模箱内部的压力为-0.09～-0.1MPa，然后用振动台对模箱进行振动制成荒料，振动频率为50～300Hz，振动时间为 2～12min；
4）锯切工序：将浸渗聚合物的基料加温固化，然后锯切成板材或者长方体；
5）填补工序：用填补剂对锯切成的板材或者长方体进行渗胶或刮胶处理，制成半成品；
6）研磨抛光工序：按照常规方法对上述半成品进行研磨抛光，制成玉石建材产品。
4.权利要求2所述的一种采用透闪石矿物配制玉石建材的方法，其特征在于具体步骤为：
1）基料整形工序：取基料，对于高度为5～40cm的自然形体的基料，用手工器具对基料棱角进行边缘修整，对于基料高度大于40cm或体积大于等于0.01m3的基料，用锯切设备加工成板材或长方体；
2）组合布料工序：先取填充料和聚合物制成粘稠状的配料，再将基料一次性垒放于高度为35～85cm的模箱中，并将配料堆放在基料的中部和上部；
3）真空振动工序：启动真空泵对模箱抽真空至模箱内部的压力为-0.09～-0.1 MPa，然后用振动台对模箱进行振动制成荒料，振动频率为50～300Hz，振动时间为 2～12min；
4）锯切工序：将浸渗聚合物的基料加温固化，然后锯切成板材或者长方体；
5）填补工序：用填补剂对锯切成的板材或者长方体进行渗胶或刮胶处理，制成半成品；
6）研磨抛光工序：按照常规方法对上述半成品进行研磨抛光，制成玉石建材产品。
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