CN108147772A - 一种抗裂透明人造大理石的制备方法 - Google Patents

一种抗裂透明人造大理石的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及建筑装饰材料制备技术领域，具体涉及一种抗裂透明人造大理石的制备方法。本发明将将环氧乙烯基树脂粒掺入到自制得到的分散胶液中加热，再加入添加剂固化成型得到抗裂透明人造大理石，在人造大理石中，氢氧化铝与树脂的亲和力大，人造大理石抗重压的强度也就越大，不易产生裂纹，分散胶液中以二氧化硅作为人造大理石填料，氢氧化铝与二氧化硅的折光指数相近，固化后大理石不易产生产生银纹、空洞现象，并增加了致密度，减少大理石内部光线因折射而发白的现象，从而提高了人造大理石的透明度，使人造大理石具有天然大理石的外观效果，应用前景广阔。

Description

一种抗裂透明人造大理石的制备方法
技术领域
本发明涉及建筑装饰材料制备技术领域，具体涉及一种抗裂透明人造大理石的制备方法。
背景技术
人造大理石是在诸如丙烯酸树脂、不饱和聚酯树脂以及环氧树脂等合成树脂或水泥之类的底料中调配天然石粉、矿物或树脂切片等添加物，经搅拌成型、研磨和抛光后制成的，所以人造大理石有许多天然大理石的特性。目前市场上常见的人造大理石通常有以下四种：水泥型人造大理石、聚酯型人造大理石、复合型人造大理石、烧结型人造大理石。
目前市场上有机人造大理石大多是以不饱和树脂胶黏剂制得，因其存在耐候性差，易黄等缺点，限制了它的应用范围。环氧树脂具有粘接力大、粘结强度高、固化收缩率小、稳定性好、耐热、耐老化、耐酸碱以及毒害性低等优良性能，从而被广泛应用于各个领域。
目前市场上的人造大理石种类繁多，与天然大理石相比较具有很多突出优点：力学性能良好、耐酸碱性好、价格低廉、节省资源等，但是在长时间使用过程中容易产生变形易损，尤其是在经常受到重物压迫下大都会产生裂纹，影响了美观性。另外，由于人造大理石主要通过单色不透明切片的组合来体现出外观效果，所以这种方式生产出的人造大理石与天然大理石或花岗石在外观效果和质感上还是存在很大的差距。
因此，研制出一种能够解决上述问题的人造大理石具有广泛的意义。
发明内容
本发明主要解决的技术问题，针对目前人造大理石受重压易产生裂纹、透明度差的缺陷，提供了一种抗裂透明人造大理石的制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种抗裂透明人造大理石的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
（1）将700～800mL铝酸钠溶液放入塑料槽中，向塑料槽中通二氧化碳气体，通气完毕后，静置沉降，得到沉降混合物，将沉降混合物放在平盘过滤机中，过滤去除滤液得到滤渣，将滤渣置于烘箱中，加热升温，干燥，得到氢氧化铝粉料；
（2）将氢氧化铝粉料置于高压气流机中，气流粉碎，得到氢氧化铝超细粉，将200～220g氢氧化铝超细粉倒入装有500～550mL硅酸钠溶液中，得到胶状液，将胶状液置于高速分散机中高速分散得到分散胶液；
（3）按重量份数计，将60～70份聚苯乙烯和30～40份醋酸乙烯树脂混合，得到混合树脂，将混合树脂倒入装有60～70份苯乙烯的三口烧瓶中，对三口烧瓶加热升温，启动搅拌器，搅拌分散，保温搅拌反应，出料，自然降温至室温得到芯壳结构的低收缩添加剂；
（4）按重量份数计，将20～25份E-51环氧树脂粒料、50～60份标准型双酚A环氧乙烯基树脂粒料混合得到大理石基料，将大理石基料、70～80份分散胶液置于金属槽中搅拌混合，加热升温，保温，再向金属槽加入10～12份乙烯基三甲氧基硅烷、15～18份苯并三唑，搅拌混合得到大理石坯料；
（5）将大理石坯料倒入BMC金属模具中，固化成型后，撤去压力，保温，自然冷却至室温后，脱模，得到抗裂透明人造大理石。
步骤（1）所述的铝酸钠溶液的质量分数为 20%，通二氧化碳气体的速率为20～30mL/min，通气时间为40～45min，静置沉淀时间为3～4h，加热升温后温度为90～100℃，干燥时间为4～5h。
步骤（2）所述的气流粉碎时间为10～15min，氢氧化铝超细粉的粒径为50～80μm，硅酸钠溶液的质量分数为30%，高速分散机转速为以3000～3300r/min的转速。
步骤（3）所述的对三口烧瓶加热升温后温度为至80～90℃，搅拌转速为300～350r/min，保温搅拌反应时间为4～5h。
步骤（4）所述的加热升温后温度为100～110℃，保温时间为4～5h，搅拌混合时间为10～20min。
步骤（5）所述的BMC金属模具尺寸为80mm×60mm×10mm，固化成型时控制阴模温度为115～120℃，阳模温度为130～135℃，成型压力为11～13MPa，固化成型时间为45～50s，保温时间为4～5h。
本发明的有益效果是：
（1）本发明以碳酸化分解铝酸钠，经过滤、干燥得到氢氧化铝粉料，将氢氧化铝粉料与硅酸钠溶液高速分散得到均匀的分散胶液，以标准型双酚A环氧乙烯基树脂粒料作为大理石主基料掺入分散胶液，加热保温去除水分，再加入添加剂后放入BMC金属模具中固化成型得到抗裂透明人造大理石，以二氧化碳进行
碳酸化分解制备氢氧化铝时，溶液的苛性比降低，氢氧化铝晶种分解受到抑制，周围形成的氢氧化铝粒度变细，在人造大理石中，氢氧化铝是间断相，树脂是连续相，氢氧化铝颗粒越小，其相对强度越大，比表面积也越大，与树脂接触面积也就越大，氢氧化铝与树脂的亲和力就越大，所以人造大理石抗重压的强度也就越大，不易产生裂纹；
（2）本发明中分散胶液中氢氧化铝与硅酸钠生成的二氧化硅作为人造大理石填料，氢氧化铝与二氧化硅的折光指数相近，针对标准型双酚A环氧乙烯基树脂使用折光指数相近的聚苯乙烯为主料的低收缩添加剂，在固化过程中因标准型双酚A环氧乙烯基树脂与低收缩添加剂的亲和性较高，使固化后大理石不易产生产生银纹、空洞而影响透明性能，固化收缩同时也增加了人造大理石的致密度，提高了抗裂性能，填充粉料的低粒度使人造大理石内部的不易产生光学界面，减少大理石内部光线因折射而发白的现象，从而提高了人造大理石的透明度，使人造大理石具有天然大理石的外观效果，应用前景广阔。
具体实施方式
将700～800mL质量分数为20%的铝酸钠溶液放入塑料槽中，以20～30mL/min的速率向塑料槽中通二氧化碳气体40～45min，通气完毕后，静置沉降3～4h，得到沉降混合物，将沉降混合物放在平盘过滤机中，过滤去除滤液得到滤渣，将滤渣置于烘箱中，加热升温至90～100℃，干燥4～5h，得到氢氧化铝粉料；将氢氧化铝粉料置于高压气流机中，气流粉碎10～15min，得到粒径为50～80μm的氢氧化铝超细粉，将200～220g氢氧化铝超细粉倒入装有500～550mL质量分数30%的硅酸钠溶液中，得到胶状液，将胶状液置于高速分散机中以3000～3300r/min的转速高速分散得到分散胶液；按重量份数计，将60～70份聚苯乙烯和30～40份醋酸乙烯树脂混合，得到混合树脂，将混合树脂倒入装有60～70份苯乙烯的三口烧瓶中，对三口烧瓶加热升温至80～90℃，启动搅拌器，以300～350r/min的转速搅拌分散，保温搅拌反应4～5h，出料，自然降温至室温得到芯壳结构的低收缩添加剂；按重量份数计，将20～25份E-51环氧树脂粒料、50～60份标准型双酚A环氧乙烯基树脂粒料混合得到大理石基料，将大理石基料、70～80份分散胶液置于金属槽中搅拌混合，加热升温至100～110℃，保温4～5h，再向金属槽加入10～12份乙烯基三甲氧基硅烷、15～18份苯并三唑，搅拌混合10～20min得到大理石坯料；将大理石坯料倒入尺寸为80mm×60mm×10mm的BMC金属模具中，控制阴模温度为115～120℃，阳模温度为130～135℃，成型压力为11～13MPa，固化成型45～50s后，撤去压力，保温4～5h，自然冷却至室温后，脱模，得到抗裂透明人造大理石。
实例1
将700mL质量分数为20%的铝酸钠溶液放入塑料槽中，以20mL/min的速率向塑料槽中通二氧化碳气体40min，通气完毕后，静置沉降3h，得到沉降混合物，将沉降混合物放在平盘过滤机中，过滤去除滤液得到滤渣，将滤渣置于烘箱中，加热升温至90℃，干燥4h，得到氢氧化铝粉料；将氢氧化铝粉料置于高压气流机中，气流粉碎10min，得到粒径为50μm的氢氧化铝超细粉，将200g氢氧化铝超细粉倒入装有500mL质量分数30%的硅酸钠溶液中，得到胶状液，将胶状液置于高速分散机中以3000r/min的转速高速分散得到分散胶液；按重量份数计，将60份聚苯乙烯和30份醋酸乙烯树脂混合，得到混合树脂，将混合树脂倒入装有60份苯乙烯的三口烧瓶中，对三口烧瓶加热升温至80℃，启动搅拌器，以300r/min的转速搅拌分散，保温搅拌反应4h，出料，自然降温至室温得到芯壳结构的低收缩添加剂；按重量份数计，将20份E-51环氧树脂粒料、50份标准型双酚A环氧乙烯基树脂粒料混合得到大理石基料，将大理石基料、70份分散胶液置于金属槽中搅拌混合，加热升温至100℃，保温4h，再向金属槽加入10份乙烯基三甲氧基硅烷、15份苯并三唑，搅拌混合10min得到大理石坯料；将大理石坯料倒入尺寸为80mm×60mm×10mm的BMC金属模具中，控制阴模温度为115℃，阳模温度为130℃，成型压力为11MPa，固化成型45s后，撤去压力，保温4h，自然冷却至室温后，脱模，得到抗裂透明人造大理石。
实例2
将750mL质量分数为20%的铝酸钠溶液放入塑料槽中，以25mL/min的速率向塑料槽中通二氧化碳气体43min，通气完毕后，静置沉降3.5h，得到沉降混合物，将沉降混合物放在平盘过滤机中，过滤去除滤液得到滤渣，将滤渣置于烘箱中，加热升温至95℃，干燥4.5h，得到氢氧化铝粉料；将氢氧化铝粉料置于高压气流机中，气流粉碎13min，得到粒径为65μm的氢氧化铝超细粉，将210g氢氧化铝超细粉倒入装有525mL质量分数30%的硅酸钠溶液中，得到胶状液，将胶状液置于高速分散机中以3150r/min的转速高速分散得到分散胶液；按重量份数计，将65份聚苯乙烯和35份醋酸乙烯树脂混合，得到混合树脂，将混合树脂倒入装有65份苯乙烯的三口烧瓶中，对三口烧瓶加热升温至85℃，启动搅拌器，以325r/min的转速搅拌分散，保温搅拌反应4.5h，出料，自然降温至室温得到芯壳结构的低收缩添加剂；按重量份数计，将23份E-51环氧树脂粒料、55份标准型双酚A环氧乙烯基树脂粒料混合得到大理石基料，将大理石基料、75份分散胶液置于金属槽中搅拌混合，加热升温至105℃，保温4.5h，再向金属槽加入11份乙烯基三甲氧基硅烷、16份苯并三唑，搅拌混合15min得到大理石坯料；将大理石坯料倒入尺寸为80mm×60mm×10mm的BMC金属模具中，控制阴模温度为117℃，阳模温度为133℃，成型压力为12MPa，固化成型47s后，撤去压力，保温4.5h，自然冷却至室温后，脱模，得到抗裂透明人造大理石。
实例3
将800mL质量分数为20%的铝酸钠溶液放入塑料槽中，以30mL/min的速率向塑料槽中通二氧化碳气体45min，通气完毕后，静置沉降4h，得到沉降混合物，将沉降混合物放在平盘过滤机中，过滤去除滤液得到滤渣，将滤渣置于烘箱中，加热升温至100℃，干燥5h，得到氢氧化铝粉料；将氢氧化铝粉料置于高压气流机中，气流粉碎15min，得到粒径为80μm的氢氧化铝超细粉，将220g氢氧化铝超细粉倒入装有550mL质量分数30%的硅酸钠溶液中，得到胶状液，将胶状液置于高速分散机中以3300r/min的转速高速分散得到分散胶液；按重量份数计，将70份聚苯乙烯和40份醋酸乙烯树脂混合，得到混合树脂，将混合树脂倒入装有70份苯乙烯的三口烧瓶中，对三口烧瓶加热升温至90℃，启动搅拌器，以350r/min的转速搅拌分散，保温搅拌反应5h，出料，自然降温至室温得到芯壳结构的低收缩添加剂；按重量份数计，将25份E-51环氧树脂粒料、60份标准型双酚A环氧乙烯基树脂粒料混合得到大理石基料，将大理石基料、80份分散胶液置于金属槽中搅拌混合，加热升温至110℃，保温5h，再向金属槽加入12份乙烯基三甲氧基硅烷、18份苯并三唑，搅拌混合20min得到大理石坯料；将大理石坯料倒入尺寸为80mm×60mm×10mm的BMC金属模具中，控制阴模温度为120℃，阳模温度为135℃，成型压力为13MPa，固化成型50s后，撤去压力，保温5h，自然冷却至室温后，脱模，得到抗裂透明人造大理石。
对比例 以北京市某公司生产的人造大理石作为对比例 对本发明制得的抗裂透明人造大理石和对比例中的人造大理石进行检测，检测结果如表1所示： 1、测试方法
表面硬度（巴氏）：根据ASTMD2583的方法来测量巴氏硬度。
抗压强度和弯曲强度：采用万能试验机测定。
表1
测试项目 实例1 实例2 实例3 对比例
制品表面 上下均匀，表面平整，无孔洞 上下均匀，表面平整，无孔洞 上下均匀，表面平整，无孔洞 表面有少量孔洞
巴氏硬度（HBa） 30 32 33 26
抗压强度（MPa） 165 170 172 122
弯曲强度（MPa） 30 32 33 14
根据表1中数据可知，本发明制得的抗裂透明人造大理石的力学性能优良，承受重物时不易产生裂缝和变形，与天然大理石相比较外观效果无明显差别。因此，具有广阔的使用前景。

Claims (6)

1.一种抗裂透明人造大理石的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
（1）将700～800mL铝酸钠溶液放入塑料槽中，向塑料槽中通二氧化碳气体，通气完毕后，静置沉降，得到沉降混合物，将沉降混合物放在平盘过滤机中，过滤去除滤液得到滤渣，将滤渣置于烘箱中，加热升温，干燥，得到氢氧化铝粉料；
（2）将氢氧化铝粉料置于高压气流机中，气流粉碎，得到氢氧化铝超细粉，将200～220g氢氧化铝超细粉倒入装有500～550mL硅酸钠溶液中，得到胶状液，将胶状液置于高速分散机中高速分散得到分散胶液；
（3）按重量份数计，将60～70份聚苯乙烯和30～40份醋酸乙烯树脂混合，得到混合树脂，将混合树脂倒入装有60～70份苯乙烯的三口烧瓶中，对三口烧瓶加热升温，启动搅拌器，搅拌分散，保温搅拌反应，出料，自然降温至室温得到芯壳结构的低收缩添加剂；
（4）按重量份数计，将20～25份E-51环氧树脂粒料、50～60份标准型双酚A环氧乙烯基树脂粒料混合得到大理石基料，将大理石基料、70～80份分散胶液置于金属槽中搅拌混合，加热升温，保温，再向金属槽加入10～12份乙烯基三甲氧基硅烷、15～18份苯并三唑，搅拌混合得到大理石坯料；
（5）将大理石坯料倒入BMC金属模具中，固化成型后，撤去压力，保温，自然冷却至室温后，脱模，得到抗裂透明人造大理石。
2.根据权利要求1所述的一种抗裂透明人造大理石的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述的铝酸钠溶液的质量分数为 20%，通二氧化碳气体的速率为20～30mL/min，通气时间为40～45min，静置沉淀时间为3～4h，加热升温后温度为90～100℃，干燥时间为4～5h。
3.根据权利要求1所述的一种抗裂透明人造大理石的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述的气流粉碎时间为10～15min，氢氧化铝超细粉的粒径为50～80μm，硅酸钠溶液的质量分数为30%，高速分散机转速为以3000～3300r/min的转速。
4.根据权利要求1所述的一种抗裂透明人造大理石的制备方法，其特征在于：步骤（3）所述的对三口烧瓶加热升温后温度为至80～90℃，搅拌转速为300～350r/min，保温搅拌反应时间为4～5h。
5.根据权利要求1所述的一种抗裂透明人造大理石的制备方法，其特征在于：步骤（4）所述的加热升温后温度为100～110℃，保温时间为4～5h，搅拌混合时间为10～20min。
6.根据权利要求1所述的一种抗裂透明人造大理石的制备方法，其特征在于：步骤（5）所述的BMC金属模具尺寸为80mm×60mm×10mm，固化成型时控制阴模温度为115～120℃，阳模温度为130～135℃，成型压力为11～13MPa，固化成型时间为45～50s，保温时间为4～5h。
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