CN105016657A - 一种耐污人造石板材及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种耐污人造石板材及其制备方法。本发明所述耐污人造石板材是以不同粒度的石英砂和石英粉的混合物、树脂、耐污活性因子及水为原料制成人造石板材后，将其表面经过特殊处理，形成微米级薄膜，具有憎水憎油的特性，还具有自洁性能，使所得的人造石板材的耐污性能较原来提升2级；污渍在本发明所述耐污人造石板材表面15天内，无需使用清洁剂即可擦干净。本发明所述耐污人造石板材的正常使用寿命达20年以上，适合推广应用。

Description

一种耐污人造石板材及其制备方法

技术领域

   本发明涉及加工水泥、黏土或石料技术领域，具体涉及一种耐污人造石板材及其制备方法。

技术背景

    自2005年人造石英石进入中国市场，立即吸引了国人的眼球，迅速占领中国建材市场份额；2006年中国开始自主研发人造石英石，现发展还处于降成本、拼价格的初级阶段，因此亟需高品质、高附加值的人造石英石出现，让产品走出国门。

    目前，人造石英石是由质量比为：90%左右的石英石骨料及石英石粉末，和10%左右的其他添加剂粉末组成，如颜料、树脂、活性因子、添加剂等。经过充分混合搅拌，真空高压振动压制，常温固化，定厚打磨抛光等工序制得。上述普通人造石英石用于厨房，厕所等场所，具有表面易受水、油等污染，耐污能力差等缺点。

发明内容

本发明的目的在于克服现有的人造石英石板材存在的耐污能力差等问题，提供一种耐污能力强且具有自洁性能的耐污人造石板材。

本发明另一目的在于提供上述耐污人造石板材的制备方法。

本发明上述目的通过以下技术方案予以实现：

一种耐污人造石板材，其制备方法是以不同粒度的石英砂和石英粉的混合物、树脂、耐污活性因子及水为原料制成人造石板材后，将其表面经过特殊处理，形成微米级薄膜，得到耐污人造石板材。

具体的制备方法包括如下步骤：

（1）将石英砂和石英粉的混合物与耐污活性因子混合后，加入水，持续搅拌；添加改性树脂，充分搅拌后，用真空振动高压机压制成型，得到人造石板材；

（2）将步骤（1）所得的人造石板材的表面辊涂水性二氧化钛纳米粒子/石墨烯溶胶-丙烯酸酯复合乳液或者水性二氧化钛纳米粒子/石墨烯溶胶-丙烯酸酯复合乳液与助剂的混合物，使其渗透并填满人造石板材表面的微米级小孔，再经光照固化，使人造石板材表面形成一层透明薄膜，得到耐污人造石板材；

其中，步骤（1）中，所述石英砂和石英粉的混合物中的石英砂是2目＜粒度≤ 4目、4目＜粒度≤ 6目、6目＜粒度≤ 8目、8目＜粒度≤ 16目、16目＜粒度≤ 24目、24目＜粒度≤ 40目、40目＜粒度≤ 80目和80目＜粒度≤ 120目，以上8种颗粒级配中的一种或几种按任意比例构成的，占总质量的80~83%；所述石英粉的粒度为400目，占总质量的5~10%；所述石英砂和石英粉的混合物占总质量的88~90%；所述耐污活性因子为聚二甲硅氧烷、烷氧基硅烷和白水泥的混合，占总质量的1.8~2.5%，其中，聚二甲硅氧烷和烷氧基硅烷的混合质量占总质量的0.25~0.5%，白水泥的质量占总质量的1.5~2%；所述水占总质量的0.5~1%；所述改性树脂由乙烯基树脂和四氟乙烯系氟硅树脂组成，其中，所述乙烯基树脂占总质量的6~8.5%，所述四氟乙烯系氟硅树脂占总质量的0.5~1%。

前述中，所有的“总质量”是指步骤（1）中所使用原料的总质量。

步骤（2）中，所述水性二氧化钛纳米粒子/石墨烯溶胶-丙烯酸酯复合乳液的平均粒径为100~150nm，其中，二氧化钛纳米粒子均匀分布在石墨烯上，且二氧化钛纳米粒子直径为3~10nm；所述石墨烯在水性二氧化钛纳米粒子/石墨烯溶胶-丙烯酸酯复合乳液中占42wt%；所述水性二氧化钛纳米粒子/石墨烯溶胶与丙烯酸酯的质量比为1:2~3；所述助剂为乳化剂和引发剂，其使用量为所述水性二氧化钛纳米粒子/石墨烯溶胶-丙烯酸酯复合乳液的3.5~3.8wt%。

作为一种优选方案，所述步骤（2）中的光照固化的温度为55~60℃。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

（1）本发明所述耐污人造石板材通过加入耐污活性因子，加强了其憎水憎油的特性；

（2）本发明所述耐污人造石板材通过加入有机硅树脂，该树脂以-Si-O-键为主链，侧链有各种有机基团，这个独特的结构兼具了有机与无机的特性：耐候性、憎水憎油性、化学性质稳定等；通过加入有机氟树脂，由于有机氟树脂侧基短小，结构饱和，因而具有优异的耐化学药品性和化学稳定性；链段的内聚力较大赋予有机氟树脂超强的憎水憎油性；

（3）本发明所述耐污人造石板材通过加入有机化纳米二氧化钛/石墨烯溶胶，二氧化钛具有超强的光催化能力，使得表面处理后的人造石英石表面具有优秀的自洁能力；再者，用石墨烯作为载体，由于石墨烯本身优秀的超大的比表面积，良好的吸附能力等特性，使纳米二氧化钛形成了独特的三维多孔结构，比传统的光催化剂的光催化效率提高了60-70%。因此纳米级的具有光催化的颗粒将石英石板表面细孔全部填满，并形成一层有效保护膜，极大的增强了人造石英石表面的耐污性能；油渍、水渍溅到产品表面，即会出现水珠状球型，绝大部分的污渍无法渗入产品内部；极小部分渗入也会被催化分解；

（4）本发明所述耐污人造石板材产品的耐污性能(按GB/T3810114—1999)由3级提升至5级；污渍在表面15天内，用毛巾一擦即可，无需使用任何清洁剂，干净、方便、快捷；正常使用寿命为20年以上。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明做进一步阐述。但实施例并不对本发明做任何形式的限定。

实施例1

一种耐污人造石英石的制造方法，其包括以下步骤：

（1）将石英砂与石英石粉均匀混合，石英砂：2 目＜粒度≤ 4 目、4 目＜粒度≤ 6 目、6 目＜粒度≤ 8 目、8 目＜粒度≤ 16目、16 目＜粒度≤ 24目、24 目＜粒度≤ 40 目、40 目＜粒度≤ 80 目和80 目＜粒度≤ 120、8 种这8 种颗粒级配占总重量百分比依次为10%，10％，10％，10％，15％，15％，12%；石英粉400目≤粒度：6%；共占总质量的88%。

（2）真空振动高压成型：加入耐污活性因子2.3wt%(白水泥1.8wt% 活性因子粉末添加剂0.5wt% )充分搅拌，再加入1.0wt%的水，并再次搅拌，改性树脂树脂8.7wt%（乙烯基树脂8wt%、四氟乙烯系氟硅树脂0.7wt%），混合均匀后，用压机高压振动真空压制成型，压力6MPa，真空度-0.1MPa，加压120 秒完成。

（3）表面特殊处理：配制平均粒径为100nm的水性二氧化钛纳米粒子/石墨烯溶胶-丙烯酸酯复合乳液200ml，其中，纳米二氧化钛的直径为3nm，石墨烯在水性二氧化钛纳米粒子/石墨烯溶胶-丙烯酸酯复合乳液中占42wt%，水性二氧化钛纳米粒子/石墨烯溶胶与丙烯酸酯的质量比为1:2。在人造石英石板表面用水性二氧化钛纳米粒子/石墨烯溶胶-丙烯酸酯复合乳液辊涂在人造石英石板表面，渗透并填满人造石英石板表面微米级小孔，并经光照热固化在人造石英石表面形成一层透明薄膜，温度为55℃。

实施例2

一种耐污人造石英石的制造方法，其包括以下步骤：

（1）将石英砂与石英粉均匀混合，石英砂：2 目＜粒度≤ 4 目、4 目＜粒度≤ 6 目、6 目＜粒度≤ 8 目、8 目＜粒度≤ 16目、16 目＜粒度≤ 24目、24 目＜粒度≤ 40 目、40 目＜粒度≤ 80 目和80 目＜粒度≤ 120、8 种这8 种颗粒级配占总重量百分比依次为12%，13％，15％，10％，10％，10％，10%；石英粉400目：8.6%；共占总质量的88.6%。

（2）真空振动高压成型：加入耐污活性因子1.8wt% (白水泥1.5wt% 活性因子粉末添加剂0.3wt% )充分搅拌，混合均匀后，再加入0.6wt%的水，并再次搅拌，再加入改性树脂树脂9.0wt%（乙烯基树脂8wt%、四氟乙烯系氟硅树脂1wt%），用压机高压振动真空压制成型，压力6MPa，真空度-0.1MPa，加压150 秒完成。

（3）表面特殊处理：配制配制平均粒径为150nm的水性二氧化钛纳米粒子/石墨烯溶胶-丙烯酸酯复合乳液200ml，其中，纳米二氧化钛的直径为10nm，石墨烯在水性二氧化钛纳米粒子/石墨烯溶胶-丙烯酸酯复合乳液中占42wt%，水性二氧化钛纳米粒子/石墨烯溶胶与丙烯酸酯的质量比为1:3。在人造石英石板表面用水性二氧化钛纳米粒子/石墨烯溶胶-丙烯酸酯复合乳液与助剂的混合物辊涂在人造石英石板表面（所述助剂为乳化剂和引发剂，其使用量为所述水性二氧化钛纳米粒子/石墨烯溶胶-丙烯酸酯复合乳液的3.5~3.8wt%），渗透并填满人造石英石板表面微米级小孔，并经光照热固化在人造石英石表面形成一层透明薄膜，温度为60℃。

上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (2)

1.一种耐污人造石板材，其特征在于所述耐污人造石板材的制备方法包括如下步骤：

（1）将石英砂和石英粉的混合物与耐污活性因子混合后，加入水，持续搅拌；添加改性树脂，充分搅拌后，用真空振动高压机压制成型，得到人造石板材；

（2）将步骤（1）所得的人造石板材的表面辊涂水性二氧化钛纳米粒子/石墨烯溶胶-丙烯酸酯复合乳液或者水性二氧化钛纳米粒子/石墨烯溶胶-丙烯酸酯复合乳液与助剂的混合物，使其渗透并填满人造石板材表面的微米级小孔，再经光照固化，使人造石板材表面形成一层透明薄膜，得到耐污人造石板材；

其中，步骤（1）中，所述石英砂和石英粉的混合物中的石英砂是2目＜粒度≤ 4目、4目＜粒度≤ 6目、6目＜粒度≤ 8目、8目＜粒度≤ 16目、16目＜粒度≤ 24目、24目＜粒度≤ 40目、40目＜粒度≤ 80目和80目＜粒度≤ 120目，以上8种颗粒级配中的一种或几种按任意比例构成的，占总质量的80~83%；所述石英粉的粒度为400目，占总质量的5~10%；所述石英砂和石英粉的混合物占总质量的88~90%；所述耐污活性因子为聚二甲硅氧烷、烷氧基硅烷和白水泥的混合，占总质量的1.8~2.5%，其中，聚二甲硅氧烷和烷氧基硅烷的混合质量占总质量的0.25~0.5%，白水泥的质量占总质量的1.5~2%；所述水占总质量的0.5~1%；所述改性树脂由乙烯基树脂和四氟乙烯系氟硅树脂组成，其中，所述乙烯基树脂占总质量的6~8.5%，所述四氟乙烯系氟硅树脂占总质量的0.5~1%；

步骤（2）中，所述水性二氧化钛纳米粒子/石墨烯溶胶-丙烯酸酯复合乳液的平均粒径为100~150nm，其中，二氧化钛纳米粒子均匀分布在石墨烯上，且二氧化钛纳米粒子直径为3~10nm；所述石墨烯在水性二氧化钛纳米粒子/石墨烯溶胶-丙烯酸酯复合乳液中占42wt%；所述水性二氧化钛纳米粒子/石墨烯溶胶与丙烯酸酯的质量比为1:2~3；所述助剂为乳化剂和引发剂，其使用量为所述水性二氧化钛纳米粒子/石墨烯溶胶-丙烯酸酯复合乳液的3.5~3.8wt%。

2.根据权利要求1所述耐污人造石板材，其特征在于所述步骤（2）中的光照固化的温度为55~60℃。