CN103738042B - 一种水性乳胶液在石材背网上的应用工艺和应用装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水性乳胶液在石材背网上的应用工艺，所述的应用工艺包括以下步骤：(1)、背面布胶步骤，使铺设有玻璃纤维网格布的石材的背面朝上并在所述的玻璃纤维网格布上涂布一层水性乳胶液；(2)、固化成膜步骤，通过升高步骤（1）所述石材的温度，蒸发除去所述水性乳胶液的水，使所述水性乳胶液在石材的背面形成一层固化胶膜，得到背网的石材；(3)、上表面布胶步骤，待所述步骤（2）结束后将所述石材翻面，使所述石材的上表面朝上，并在所述石材的上表面施放面胶。本发明还包括一种水性乳胶液在石材背网上的应用装置。本发明工序简单，用地少以及对操作人员的健康伤害小。

Description

一种水性乳胶液在石材背网上的应用工艺和应用装置

技术领域

本发明涉及石材加工领域，特别是一种水性乳胶液在石材背网上的应用工艺和应用装置，尤其涉及大理石、花岗石或其他石材的背网加工以及由此带来的石材板面补胶方法与工艺的改进。

背景技术

石材大板加工可以简单概括为如下流程：矿山荒料——开锯毛板——板背备网（背网）——板面补胶——板面打磨抛光。其中，石材板背备网是石材工艺技术的重大突破。天然石材由于自然形成的性质，其结构往往存在暗裂、多孔、易碎等缺陷。如何克服由这些结构缺陷带来的加工及运输易损坏的问题一直困扰石材加工业，一直到石材背网技术的发现及应用，石材背网技术就是将玻璃纤维网格布铺展于石材板的背面，然后用树脂将玻璃纤维网格布与石材板粘贴，树脂固化后石材板与玻璃纤维网格布形成一个整体，使石材板的强度得到提高，大大地减少了加工过程中由于板面的破裂而造成的生产事故及运输过程中的石材损坏率。

石材背网技术虽然解决或且大大地减少了石材加工过程的生产事故及运输过程中的石材损坏率，但此技术也带来了一些不可忽视的负面影响，主要有以下几方面：传统的背网所用的不饱和树脂以苯乙烯作为稀释剂同时也作为交联剂，用量大，在布胶的过程中挥发严重，对环境及操作人员的身体健康产生严重的影响。

除了健康及环保因素以外，不饱和树脂与水泥材料亲合力不高，湿贴安装带有不饱和树脂-玻璃纤维网的板材容易在石材和水泥材料中产生空鼓现象，影响安装质量及使用效果。为了避免空鼓现象保证湿贴安装质量，需要在安装前将不饱和树脂-玻璃纤维网剥离掉。铲除不饱和树脂-玻璃纤维网格布的工序不仅增加安装成本，铲除不饱和树脂-玻璃纤维网格布过程中还造成石材破损，增加材料成本。此外，铲除不饱和树脂-玻璃纤维网格布过程中产生有害粉尘，对操作人员造成二次伤害。

在板面补胶方法与工艺方面，现有的方法是将环氧树脂或不饱和树脂布涂于经过干燥后的板面上，依靠树脂的自然流动填充板面的微孔、裂缝、以及缺陷部位。大板抛光的光泽效果与小孔洞、裂缝以及缺陷部位被面胶填补的程度有直接的关系，填充得越充分，抛光时板面的光泽度就越高。在常温常压下，树脂的黏度比较大，渗透力差，很难渗入孔径比较小的微孔。板面补胶工艺中为了保证面胶有效地渗透进入石材的表面，需要在布胶前将石材送入加热炉中进行加热后才施放面胶。加热石材板面能扩张石材表面的毛细孔同时大大地降低与之接触的面胶的黏度，这两个因素都有利于面胶树脂渗入微孔、裂缝、以及缺陷部位，因而可以提高石材板面抛光的光泽度。但是，施放面胶前的板面预加热工序不仅增加设备成本及能耗成本，占地面积也较大。

发明内容

本发明提供一种工序简单，用地少、耗能低以及对操作人员的健康伤害小的水性乳胶液在石材背网上的应用工艺以及由此带来的背胶-面胶施放生产线一体化的水性乳胶液在石材背网上应用装置。

一方面，本发明提供的技术方案为：一种水性乳胶液在石材背网上的应用工艺，所述的应用工艺包括以下步骤：

（1）、背面布胶步骤，使铺设有玻璃纤维网格布的石材的背面朝上并在所述的玻璃纤维网格布上涂布一层水性乳胶液；

（2）、固化成膜步骤，通过升高步骤（1）所述石材的温度，蒸发除去所述水性乳胶液的水，使所述水性乳胶液在石材的背面形成一层固化胶膜，得到背网的石材；

（3）、上表面布胶步骤，待所述步骤（2）结束后将所述石材翻面，使所述石材的上表面朝上，并在所述石材的上表面施放面胶。

上述的石材可以为一般大理石、洞石，花岗石或其它石材。

上述的水性乳胶液在石材背网上的应用工艺中，所述的水性乳胶液为：丙烯酸树脂水性乳液、改性丙烯酸树脂水性乳液、聚氨酯树脂水性乳液、改性聚氨酯树脂水性乳液、聚苯乙烯树脂水性乳液，改性聚苯乙烯树脂水性乳液，聚醋酸乙烯酯树脂水性乳液，改性聚醋酸乙烯酯树脂水性乳液，或由丙烯酸酯类单体、多异氰酸酯单体和多元醇单体、苯乙烯类单体、醋酸乙烯酯单体中的两种或多种单体进行乳液聚合共聚得到的共聚物水性乳液。需要说明的是丙烯酸树脂水性乳液包含丙烯酸-丙烯酸酯共聚乳液、丙烯酸酯类共聚乳液如聚丙烯酸-丙烯酸丁酯乳液，丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯乳液等，改性丙烯酸树脂水性乳液包括有机硅改性丙烯酸类乳液、有机氟改性丙烯酸类乳液、环氧树脂改性丙烯酸类乳液、以及功能性单体改性丙烯酸类乳液等，聚氨酯树脂水性乳液包括乙烯基聚氨酯乳液、多异氰酸酯乳液、封闭型聚氨酯乳液等，改性聚氨酯水性乳液包括有机硅改性聚氨酯乳液等。改性聚苯乙烯树脂水性乳液可以为苯丙乳液、有机硅改性苯丙乳液等。改性聚醋酸乙烯酯树脂水性乳液包括有机硅改性聚醋酸乙烯酯乳液、聚氨酯改性聚醋酸乙烯酯乳液等。

上述的水性乳胶液在石材背网上的应用工艺中，所述的水性乳胶液的固含量为10%～50%，该固含量优选为30%～45%，更优选为38%～43%，所述的水性乳胶液中还可以含有助膜剂、液体增稠剂、液体消泡剂、防冻剂、防腐剂或颜料的其中之一或它们的组合。

上述的水性乳胶液在石材背网上的应用工艺中，所述的水性乳胶液可以含有固体填料，所述固体填料为碳酸钙粉、滑石粉、玻璃粉、细石英砂或有机固体固体填料的其中之一或它们的组合。也可以含有助膜剂、增稠剂、防冻剂、固体消泡剂、防腐剂或颜料的其中之一或它们的组合。

上述的水性乳胶液在石材背网上的应用工艺中，在所述的步骤（2）中，通过红外线加热、微波加热或电阻丝加热的方式升高石材的温度，所述的升高温度的范围为40℃～100℃，该温度范围优选为70℃～100℃，更优选为80℃～90℃。

上述的水性乳胶液在石材背网上的应用工艺中，在所述的步骤（3）之后，还包括：

（4）、打磨步骤，将所述石材的上表面进行打磨抛光。

上述的水性乳胶液在石材背网上的应用工艺中，所述的面胶为环氧树脂或不饱和树脂。

另一方面，本发明还提供一种水性乳胶液在石材背网上的应用装置，在所述石材的背面铺设有玻璃纤维网格布，其包括固化成膜设备、正面布胶设备、输送设备、用于在所述的玻璃纤维网格布上均匀涂布一层水性乳胶液的背面布胶设备、用于将固化成膜设备输出的石材翻面的翻面设备以及用于在石材的上表面布设面胶的正面布胶设备，所述的背面铺设有玻璃纤维网格布的石材通过输送设备依次从背面布胶设备、固化成膜设备、翻面设备再连接至正面布胶设备。

上述的水性乳胶液在石材背网上的应用装置中，所述的固化成膜设备包括固化成膜室、发热组件、控温组件和抽湿风机，所述的发热组件、控温组件和抽湿风机设在所述的固化成膜室内，并且所述发热组件与控温组件连接，所述石材通过输送设备依次从背面布胶设备或背面手工布胶工作台、固化成膜设备的固化成膜室、翻面设备再连接至正面布胶设备。

上述的水性乳胶液在石材背网上的应用装置中，所述的发热组件为多个，均匀布置在所述固化成膜室的顶部，所述的控温组件为多个或单个，所述的发热组件为红外加热组件、微波加热组件或者电阻丝加热组件，均匀布置在所述固化成膜室内。

与利用不饱和树脂背网加工的现有技术相比，本发明所提供的水性乳胶液天然石材装饰板背网加工有如下优点：

1.大大减少了对环境及工人健康有影响的挥发性有机化合物（VOCs）的释放；

2.生产产量及质量不受气候影响；

3.有利于自动化生产；

4.大幅减少生产场地；

5.选择特定的水性乳胶液作为背网胶可以使背网胶具有与水泥有亲和力，又具有防水性。

第5点对用于墙体或地板湿贴安装的石材非常重要。现有的不饱和树脂背网，其树脂网层与水泥材料亲合力不高，湿贴安装带有不饱和树脂-玻璃纤维网的板材容易在石材和水泥材料中产生空鼓现象，影响安装质量及使用效果。为了避免空鼓现象保证湿贴安装质量，需要在安装前将不饱和树脂-玻璃纤维网剥离掉。铲除不饱和树脂-玻璃纤维网格布的工序不仅增加安装成本，铲除不饱和树脂-玻璃纤维网格布过程中还造成石材破损，增加材料成本。此外，铲除不饱和树脂-玻璃纤维网格布过程中产生有害粉尘，对操作人员造成二次伤害。

更进一步地，固化成膜步骤升温至70～100℃，将水性乳胶液自然固化所需时间1-2小时缩短为10-15分钟，节约了工时，提高了生产效率；并且固化成膜步骤结束后石材温度在短时间内可以保持60～70℃的温度，本方案合理利用该余热对翻面后的石材进行石材上表面布胶，无需传统工艺中将石材回炉升温，达到了节约设备和用地，降低能量消耗的目的。

本发明所提供的适用于该加工方法的水性乳胶液在石材背网上的应用装置，采用封闭式的固化成膜室进行升温固化，避免了自然因素对固化成膜步骤的影响，并且设置翻面设备，可以实现流水线式固化成膜和石材翻面的操作，提高了生产效率。在固化成膜室设置控温组件，可以准确的将室内温度控制在工艺所要求的范围，保证了工艺操作的准确性。为了尽可能利用固化成膜步骤中的余热，本发明将固化成膜装置和面胶布胶装置的距离控制在6米以内。

附图说明

图1是本发明的具体实施例4的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式，对本发明的技术方案作进一步的详细说明，但不构成对本发明的任何限制。

实施例1：石材背网

取大理石样块200X200X20mm，对石材的背面进行清洁除尘并风干，并在石材的背部铺设玻璃纤维网格布，然后在该网格布上分别布设如下水性乳胶液：

醋酸乙烯酯乙烯共聚乳液、聚醋酸乙烯酯-丙烯酸酯共聚乳液、聚丙烯酸乳液、聚胺酯乳液、苯丙乳液、醋叔乳液。

以上水性乳胶液通过自然失水或红外加热失水后都牢固地与玻璃纤维网粘合并与石材连成整体形成胶膜。自然失水固化时间90-120分钟；红外加热固化10-15分钟。利用水性乳胶取代不饱和树脂进行石材背网加工，是一个将背网过程由化学固化变为物理固化的过程，这样的一个转化可大大减少可挥发性有害有机物对环境及施工人员健康的影响。

实施例2：湿贴石材背网

用于湿贴的石材其背网胶要求具有与水泥有良好的亲和力、良好的抗水抗碱性能。为此，此实施例采用有机硅改性聚丙稀酸-丙烯酸正丁酯-苯乙烯-丙烯酰胺共聚物乳液（见专利US20120152459）。

按专利US20120152459制备乳胶液，固含量为48%。按照表1及表2制备不含固体填料的背胶乳液及含固体填料的背胶乳液，本实施例所述的不含固体填料的背胶乳液是指不含固体填料的水性乳胶液，本实施例所述的含固体填料的背胶乳液是指含固体填料的水性乳胶液，然后按照实施例1的方法制备背网胶样品。必须要说明的是表2中的背胶乳液中的胶固含量是指有机硅改性聚丙稀酸-丙烯酸正丁酯-苯乙烯-丙烯酰胺共聚物占背胶乳液总重的百分比。样品尺寸及要求依据检测标准JC/T547-2005《陶瓷墙地砖胶粘剂》及JG/T157-2009《建筑外墙用腻子》制备。

表1：不含固体填料背胶乳液

表2：含固体填料背胶乳液

将表1、表2所述的背胶乳液以及经红外加热固化的背胶样块依据检测标准JC/T547-2005《陶瓷墙地砖胶粘剂》及JG/T157-2009《建筑外墙用腻子》制备样品对背胶乳液及背网样块性能进行检测，结果列于表3。作为比较，不饱和树脂用作背网胶的检测结果也列入表3。

表3：背胶乳液性能检测结果

通过上表可以看出，水性乳胶液在石材背胶上相比于传统的不饱和树脂作为背网胶具有显著地优势，特别是在和水泥的亲和力以及抗碱性、抗水性能方面具有其他背网胶产品无法比拟的优势。

实施例3：利用背网加工过程余热施放面胶

用不含固体填料的水性背胶乳液按照实施例1制备背网石材，红外加热温度为80-85℃。背胶乳液在此红外加热温度下10分钟固化。备好网后的板材从红外加热隧道出来后经过翻板机将板的正面翻转朝上，此时的板面温度大约60℃。在此温度下施放不饱和树脂或环氧树脂面胶，面胶在接触板的瞬间，粘度大幅下降，有效地渗透到石材板面的微细孔洞或毛细孔，后续步骤打磨出的成品大板，板面的针孔现象大幅减少，板面的光泽度提高。

实施例4：水性乳胶液在石材背网上的应用装置。

参考图1，本实施例应用装置包括输送设备6、用于在所述的玻璃纤维网格布11上均匀涂布一层水性乳胶液的背面布胶设备2、固化成膜设备3、用于将固化成膜设备输出的石材1翻面的翻面设备4，所述的背面铺设有玻璃纤维网格布11的石材1通过输送设备6依次从背面布胶设备2、固化成膜设备3、翻面设备4再连接至正面布胶设备5，即石材1通过输送设备6依次从背面布胶设备2、固化成膜设备3、翻面设备4再输送到正面布胶设备5。其中，背面布胶设备2可以为背面自动布胶设备或背面手工布胶工作台均可，以及，正面布胶设备5可以为正面布胶自动设备或正面手工布胶工作台，均不影响本发明的保护范围。

在本实施例中，所述的固化成膜设备3包括固化成膜室7、发热组件8、控温组件9和抽湿风机10，所述的发热组件8、控温组件9和抽湿风机10设在所述的固化成膜室7内并且所述发热组件8与控温组件9连接，所述石材1通过输送设备6依次从背面布胶设备2、固化成膜设备3的固化成膜室7、翻面设备4再连接至正面布胶设备5，即石材1通过输送设备6依次从背面布胶设备2、固化成膜设备3的固化成膜室7、翻面设备4再输送到正面布胶设备5。所述的发热组件8为多个，均匀布置在所述固化成膜室7的顶部，所述的发热组件8为红外加热组件、微波加热组件或者电阻丝加热组件；所述的控温组件9为多个分组控制或单个整体控制，均匀布置在所述固化成膜室7内。

在实际应用中，将背面布设有玻璃纤维网格布11的石材1的背面朝上，在背面布胶设备2上对石材1的背面涂刷水性乳胶液，然后通过输送设备6将其送入固化成膜设备3，发热组件8发热并在控温组件9的控制下将固化成膜室7的温度控制在70℃～100℃之间，水性乳胶液在此温度下，溶剂-水快速挥发，在10～15min内固化成膜，挥发的水蒸气在抽湿风机12的慢速抽风的作用下抽离固化成膜室7。从固化成膜室7出来的石材1在翻面设备4的作用下使石材1的背面朝下，上表面朝上；通过输送设备6迅速将其输送到正面布胶设备5，在其上表面布设面胶，面胶在60℃～70℃的余热的作用下黏度大幅降低，有效地渗透进入石材1的缝隙与微孔。石材1上的余热继续有效地加速进入石材1的缝隙与微孔内的面胶的固化。从正面布胶设备5出来后就会送到后续的加工工序进行继续加工，如进入抛光打磨机进行打磨抛光，得到抛光的成品大板。

以上所述的仅为本发明的较佳实施例，凡在本发明的精神和原则范围内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种水性乳胶液在石材背网上的应用装置，在石材(1)的背面铺设有玻璃纤维网格布(11)，其特征在于：其包括固化成膜设备(3)、正面布胶设备(5)、输送设备(6)、用于在所述的玻璃纤维网格布(11)上均匀涂布一层水性乳胶液的背面布胶设备(2)以及用于将固化成膜设备(3)输出的石材(1)翻面的翻面设备(4)，所述的背面铺设有玻璃纤维网格布(11)的石材(1)通过输送设备(6)依次从背面布胶设备(2)、固化成膜设备(3)、翻面设备(4)再连接至正面布胶设备(5)，所述的固化成膜设备(3)包括固化成膜室(7)、发热组件(8)、控温组件(9)和抽湿风机(10)，所述的发热组件(8)、控温组件(9)和抽湿风机(10)设在所述的固化成膜室(7)内，并且所述发热组件(8)与控温组件(9)连接，所述石材(1)通过输送设备(6)依次从背面布胶设备(2)、固化成膜设备(3)的固化成膜室(7)、翻面设备(4)再连接至正面布胶设备(5)。

2.根据权利要求1所述的水性乳胶液在石材背网上的应用装置，其特征在于：所述的发热组件(8)为多个，均匀布置在所述固化成膜室(7)的顶部，所述的发热组件(8)为红外加热组件、微波加热组件或者电阻丝加热组件；所述的控温组件(9)为多个分组控制或单个整体控制，均匀布置在所述固化成膜室(7)内。