CN110078430A

CN110078430A - 一种石材的制备方法及其抛光系统

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Publication number: CN110078430A
Application number: CN201910445957.XA
Authority: CN
Inventors: 朱智勇
Original assignee: Foshan Gaoming Li Cheng Kitchen Decoration Co Ltd
Current assignee: Foshan Gaoming Li Cheng Kitchen Decoration Co Ltd
Priority date: 2019-05-27
Filing date: 2019-05-27
Publication date: 2019-08-02
Anticipated expiration: 2039-05-27
Also published as: CN110078430B

Abstract

本发明提供了一种石材的制备方法及其抛光系统，通过制备二氧化硅层，加入无机填充材料和粘合剂的搅拌混合成型，后经过抛光系统处理，最后在石材表面涂覆含有经过改性的复合电气石粉末的透明紫外光固化涂料作洁亮防污处理。制备得到的石材含二氧化硅层能与含有改性的复合电气石粉末的固化涂料有更佳的结合性能，且抛光介质为硅、硅胶和二氧化硅，杂质元素少，且石材抛光均匀，光泽度显著；本发明通过在石材表面涂覆含有经过改性的复合电气石粉末的透明紫外光固化涂料作洁亮防污处理，进一步提高了石材表面的光泽度，还增加了石材表面的耐腐蚀性和耐候性；结合抛光系统中设置的抛光监测系统，能更准确地控制石材的抛光程度。

Description

一种石材的制备方法及其抛光系统

技术领域

本发明涉及石材制备领域，具体而言，涉及一种石材的制备方法及其抛光系统。

背景技术

人造石材是以不饱和聚酯树脂为黏结剂，配以天然大理石或方解石、白云石、硅砂、玻璃粉等无机物粉料，以及适量的阻燃剂、颜色等，经配料混合、瓷铸、振动压缩、挤压等方法成型固化制成的。与天然石材相比，人造石具有色彩艳丽、光洁度高、颜色均匀一致，抗压耐磨、韧性好、结构致密、坚固耐用、比重轻、不易吸水、耐侵蚀风化、色差小、不褪色、放射性低等优点。具有资源综合利用的优势，在环保节能方面具有不可低估的作用，也是名副其实的建材绿色环保产品。但是人造石材制备过程中需要经过多种材料混合，成型得到石材胚体后，还需要将石材进行抛光处理步骤后才能应用在各个领域，才能具有更佳的美观度。其中抛光的原理主要反映在两个方面：微粒研磨原理；物理化学原理。微粒研磨：当磨料颗粒由粗磨到细磨、抛光时，磨料在石材表面磨削的痕迹由粗到细再到无肉眼看到的痕迹，表面便呈现光滑、平整、细腻，当深度达110微米时，被加工面出现镜面光泽，光彩照人，色泽鲜艳。微粒研磨由以下几道工序组成:(1)粗磨：要求磨具吃刀量深，磨削效率高，磨削的纹路粗，磨出的表面较粗糙，主要清除产品在前道工序中留有的锯片痕迹并将产品的平整度，造型面磨削到位；(2)半细磨：将粗磨痕迹清除，形成新的较细的纹路，产品加工面平整、顺滑；(3)细磨：细磨后的产品花纹、颗粒、颜色已清楚地显示出来，表面细腻、光滑，开始有微弱的光泽度；(4)精磨：

加工后的产品，无肉眼察觉的痕迹。表面越来越光滑，光泽度约40～50度左右；(5)抛光：表面明亮如镜，具有一定的镜面光泽度(85度以上)。物理化学原理：抛光的过程有2个，即“干抛光与湿抛光”，抛光磨石在“干与湿”之间当石材产品发生物理化学作用，干抛光是在石材表面温度升高使水分蒸发，导致抛光磨石浓度增大，从而达到强化效果，产品光泽度开始达到了理想要求，光泽度达85度以上或更高。抛光磨石在被加工产品上抛光，待抛光产品烫手后，将板面加水量水，以起到降温作用，不允许连续加水或大量加水，否则，水的润滑作用将会使抛光达不到理想效果，也不能全部使用干抛光，过高的温度会烧坏板面，而且会使板面出现裂纹。一般而言，产品精磨后，产品的光泽度在40～50左右，而有些石材精磨后达不到上面的光泽度，如山西黑、黑金砂、集宁黑等，此类产品精磨后的光泽度只有20～30度之间，用前面的微粒研磨原理解释不够一面，这种产品在抛光“干与湿”，温度的升高，降温中，强化抛光过程，发生物理化学反应，产品在经过“干抛光、湿抛光”中，光泽度逐步提高，光泽度达85度以上。

中国专利号CN201510704339.4公开了一种石材抛光机，能消除石材边缘料的抛磨范围，使得具有更好的适应性，但其抛光过程是通过抛光机的磨头的作用下进行抛光，不能得到抛光均匀度更佳的产品。又如专利号CN201610275102.3公开了一种石材抛光剂，通过磨料、草酸、氟硅酸钠、石蜡与甲醇混合制备石材抛光剂，能提高抛光层的光泽度，但其抛光剂的腐蚀度有待研究。再如申请号为US201816191263 20181114公开了一种用于化学机械抛光的装置，但无考虑到化学机械抛光过程中对抛光产品产生的影响。

在石材制备与石材抛光领域中，其实际应用中的亟待处理的实际问题还有很多未提出具体的解决方案。

发明内容

本发明的目的在于提出了一种石材的制备方法及其抛光系统以解决所属问题。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种石材的制备方法，包括以下步骤：

1)在模具中加入二氧化硅以及粘合材料，形成50～100μm厚度的含二氧化硅层；

2)在所述模具中分别加入无机填充材料和粘合材料，该无机填充材料选自碎石、碎砖、陶瓷颗粒或者碎片、玻璃碎片、以及石英颗粒中的一种或者多种；

3)搅拌均匀；

4)利用振荡装置对模具整体进行振荡，使无机填充材料的分布变得均匀排列紧密；利用抽真空装置使模具内部空间处于真空状态，排除该无机填充材料及含二氧化硅的层中的气泡或缺陷；

5)待粘合材料固化后，去除模具，获得包含二氧化硅的材料层、无机填充材料以及粘合材料的固体成型物；

6)在具有二氧化硅被覆层的由无机填充材料和粘合材料组成的固体成型物的板材表面进行抛光；

7)在所述的经过抛光的二氧化硅被覆层表面做洁亮防污处理；

其中，所述的洁亮防污处理为在石材表面涂覆含有经过改性的复合电气石粉末的透明紫外光固化涂料。

可选地，所述粘合材料包括有机粘合材料或无机粘合材料，所述有机粘合材料为环氧树脂、不饱和聚酯和酚醛树脂中的一种或多种，所述无机粘合材料包含水泥。

可选地，所述的复合电气石粉末的改性方法为：使用超声波物理方法将电气石表面的污染物清除干净后，按照电气石与稀土比为1～3:1的比例称取稀土，并混合均匀，的混合料；加入3倍量的无水乙醇与去离子水混合物，在45～95℃下高速剪切分散，后加入占混合料10～20％的硅烷偶联剂搅拌后保温1～2h；抽滤，洗涤，干燥后得到粉饼；将粉饼球磨成粒径为1～5μm的粉末，后在800～1000℃的温度下进行热处理2～4h，即得到经过改性的复合电气粉末。

可选地，所述的紫外光固化涂料为将10～20％复合电气粉末添加到15～60％环氧丙烯酸酯中，在搅拌的条件下加入20～30％三羟甲基丙烷三丙烯酸酯，并加入1～3％消泡剂、8～10％流平剂和10～20％光引发剂，搅拌均匀后，静置反应3～5h即可。

一种抛光系统，所述的抛光系统包括输送机架，抛光腔，还包括抛光监测系统和若干个风机，且所述的抛光腔内至少包括一种抛光介质，所述的抛光介质在若干个风机的作用下，不断地打磨石材，最终实现抛光。

可选地，所述输送机架上沿石材输送方向排列安装有若干倾斜设置的转动托辊，所述输送机架上还设有与所述转动托辊配合的工作台，所述的工作台能固定石材。

可选地，所述的抛光腔具有可拆卸的若干个开口。

可选地，所述的风机与抛光腔连接，且固定在抛光腔的侧壁上。

可选地，所述的抛光介质为硅、硅胶和二氧化硅中的一种或多种。

与现有技术相比，本发明所取得的有益技术效果是：

1、本发明的石材具有二氧化硅层，能与含有改性的复合电气石粉末的固化涂料有更佳的结合性性能，且抛光介质为硅、硅胶和二氧化硅，杂质元素少，进一步结合抛光介质，使得抛光均匀，石材具有持久显著的光泽度，无需再搭配其它的抛光剂协助抛光。

2、本发明的石材制备中通过在石材表面涂覆含有经过改性的复合电气石粉末的透明紫外光固化涂料作洁亮防污处理，不仅进一步提高了石材表面的光泽度，还增加了石材表面的耐腐蚀、耐候性的性能。

3、本发明的石材制备方法简单，容易推广，且抛光系统中设置了抛光监测系统，能更准确地控制石材的抛光程度，容易控制。

附图说明

从以下结合附图的描述可以进一步理解本发明。图中的工艺不一定按实际绘制，而是将重点放在示出实施例的原理上。

图1是本发明实施例之一中一种石材的制备方法抛光系统的流程示意图；

图2是本发明实施例之一中一种石材的制备方法及其抛光系统的抛光监测系统图；

图3是本发明实施例之一中一种石材的抛光系统及其抛光系统的抛光前的石材表面形态；

图4是本发明实施例之一中一种石材的抛光系统及其抛光系统的抛光后的石材表面形态。

具体实施方式

为了使得本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合其实施例，对本发明进行进一步详细说明；应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。对于本领域技术人员而言，在查阅以下详细描述之后，本实施例的其它系统、方法和/或特征将变得显而易见。旨在所有此类附加的系统、方法、特征和优点都包括在本说明书内、包括在本发明的范围内，并且受所附权利要求书的保护。在以下详细描述描述了所公开的实施例的另外的特征，并且这些特征根据以下将详细描述将是显而易见的。

实施例一：

一种石材的制备方法，包括以下步骤：

3)搅拌均匀；

其中，所述的洁亮防污处理为在石材表面涂覆含有经过改性的复合电气石粉末的透明紫外光固化涂料；所述粘合材料包括有机粘合材料或无机粘合材料，所述有机粘合材料为环氧树脂、不饱和聚酯和酚醛树脂中的一种或多种，所述无机粘合材料包含水泥；所述的复合电气石粉末的改性方法为：使用超声波物理方法将电气石表面的污染物清除干净后，按照电气石与稀土比为1～3:1的比例称取稀土，并混合均匀，的混合料；加入3倍量的无水乙醇与去离子水混合物，在45～95℃下高速剪切分散，后加入占混合料10～20％的硅烷偶联剂搅拌后保温1～2h；抽滤，洗涤，干燥后得到粉饼；将粉饼球磨成粒径为1～5μm的粉末，后在800～1000℃的温度下进行热处理2～4h，即得到经过改性的复合电气粉末；所述的紫外光固化涂料为将10～20％复合电气粉末添加到15～60％环氧丙烯酸酯中，在搅拌的条件下加入20～30％三羟甲基丙烷三丙烯酸酯，并加入1～3％消泡剂、8～10％流平剂和10～20％光引发剂，搅拌均匀后，静置反应3～5h即可。所述的消泡剂为环氧丙烷；所述的流平剂为聚醚改性有机聚硅氧烷；所述的光引发剂为碘鎓盐。

其中，所述输送机架上沿石材输送方向排列安装有若干倾斜设置的转动托辊，所述输送机架上还设有与所述转动托辊配合的工作台，所述的工作台能固定石材；所述的抛光腔具有可拆卸的若干个开口；所述的风机与抛光腔连接，且固定在抛光腔的侧壁上；所述的抛光介质为硅、硅胶和二氧化硅中的一种或多种。

实施例二：

一种石材的制备方法，包括以下步骤：

1)在模具中加入二氧化硅以及为二氧化硅2倍量的粘合材料，形成50～100μm厚度的含二氧化硅层；

2)在所述模具中分别加入占总材料质量百分比为45％的无机填充材料和20％的粘合材料，该无机填充材料选自碎石、碎砖、陶瓷颗粒或者碎片、玻璃碎片、以及石英颗粒中的一种或者多种；

3)搅拌均匀；

7)在所述的经过抛光的二氧化硅被覆层表面做洁亮防污处理；所述的防污处理层的厚度为0.5μm；

其中，所述的洁亮防污处理为在石材表面涂覆含有经过改性的复合电气石粉末的透明紫外光固化涂料；

所述粘合材料包括有机粘合材料或无机粘合材料，所述有机粘合材料为环氧树脂、不饱和聚酯和酚醛树脂中的一种或多种，所述无机粘合材料包含水泥；

所述的复合电气石粉末的改性方法为：使用超声波物理方法将电气石表面的污染物清除干净后，按照电气石与稀土比为1:1的比例称取稀土，

并混合均匀，得混合料；加入3倍量的无水乙醇与去离子水混合物，在45℃下高速剪切分散，后加入占混合料10％的硅烷偶联剂搅拌后保温1h；抽滤，洗涤，干燥后得到粉饼；将粉饼球磨成粒径为1μm的粉末，后在800℃的温度下进行热处理2h，即得到经过改性的复合电气粉末。在本实施例中，所述的稀土为二氧化铬；

所述的紫外光固化涂料为将10％复合电气粉末添加到15％环氧丙烯酸酯中，在搅拌的条件下加入20％三羟甲基丙烷三丙烯酸酯，并加入1％消泡剂、8％流平剂和10％光引发剂，搅拌均匀后，静置反应3h即可；所述的消泡剂为环氧丙烷；所述的流平剂为聚醚改性有机聚硅氧烷；所述的光引发剂为碘鎓盐。

其中，所述输送机架上沿石材输送方向排列安装有若干倾斜设置的转动托辊，所述输送机架上还设有与所述转动托辊配合的工作台，所述的工作台能固定石材；所述的抛光腔具有可拆卸的若干个开口，所述的开口能实现石材的进出；

所述的风机与抛光腔连接，且固定在抛光腔的侧壁上；当风机运行时，所述的若干个开口关闭，通过风机的风力驱动下，抛光介质能不断地与石材接触摩擦，最终实现抛光，且所述的抛光介质为硅、硅胶和二氧化硅中的一种或多种；与石材的二氧化硅层材料较为接近，无引入其他复杂的元素，使得二氧化硅层与改性的复合电气石粉末的透明紫外光固化涂料具有更佳的结合，使得石材具有更加良好的耐候性、耐腐蚀的性能。

所述的抛光监控系统，其配置包括前端设备，用于采集图像信号与温度信号；后端设备，用于对图像信号和温度信号进行处理、显示和发出指令；所述的前端设备包括图片传感器与温度传感器，所述的后端设备包括处理器，温度显示装置和报警器，所述的图片传感器与温度传感器分别连接处理器，处理器接收图片传感器与温度传感器的信息后，进行分析，温度显示装置便会显示相应的温度，当温度过高时，抛光监控系统通过报警器发出报警指示，并作出改变抛光过程的温度的提醒。另外，通过分析图片传感器的图片信息，能实时地了解抛光程度，更容易控制抛光的过程。

实施例三：

一种石材的制备方法，包括以下步骤：

1)在模具中加入二氧化硅以及为二氧化硅3倍量的粘合材料，形成50～100μm厚度的含二氧化硅层；

2)在所述模具中分别加入占总材料质量百分比为75％的无机填充材料和30％的粘合材料，该无机填充材料选自碎石、碎砖、陶瓷颗粒或者碎片、玻璃碎片、以及石英颗粒中的一种或者多种；

3)搅拌均匀；

7)在所述的经过抛光的二氧化硅被覆层表面做洁亮防污处理；所述的防污处理层的厚度为2μm；

并混合均匀，得混合料；加入3倍量的无水乙醇与去离子水混合物，在45℃下高速剪切分散，后加入占混合料10％的硅烷偶联剂搅拌后保温1h；抽滤，洗涤，干燥后得到粉饼；将粉饼球磨成粒径为5μm的粉末，后在800℃的温度下进行热处理2h，即得到经过改性的复合电气粉末。在本实施例中，所述的稀土为二氧化铬；

所述的紫外光固化涂料为将20％复合电气粉末添加到15～60％环氧丙烯酸酯中，在搅拌的条件下加入30％三羟甲基丙烷三丙烯酸酯，并加入3％消泡剂、10％流平剂和20％光引发剂，搅拌均匀后，静置反应5h即可；所述的消泡剂为环氧丙烷；所述的流平剂为聚醚改性有机聚硅氧烷；所述的光引发剂为碘鎓盐。

所述的抛光监控系统，其配置包括前端设备，用于采集图像信号与温度信号；后端设备，用于对图像信号和温度信号进行处理、显示和发出指令；所述的前端设备包括图片传感器与温度传感器，所述的后端设备包括处理器，抛光程度与温度显示装置和报警器，所述的图片传感器与温度传感器分别连接处理器，处理器接收图片传感器与温度传感器的信息后，进行分析，抛光程度与温度显示装置便会显示相应的抛光程度与温度，当温度过高时，抛光监控系统通过报警器发出报警指示，并作出改变抛光过程的温度的提醒。另外，通过分析图片传感器的图片信息，能实时地了解抛光程度，更容易控制抛光的过程。

本实施例中石材具有二氧化硅层，能与含有改性的复合电气石粉末的固化涂料有更佳的结合性性能，且抛光介质为硅、硅胶和二氧化硅，进一步结合抛光介质，不仅无引入杂质元素，还使得抛光均匀，石材具有持久显著的光泽度，无需再搭配其它的抛光剂协助抛光，操作简便，容易实现。

虽然上面已经参考各种实施例描述了本发明，但是应当理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可以进行许多改变和修改。也就是说上面讨论的方法，系统和设备是示例。各种配置可以适当地省略，替换或添加各种过程或组件。其旨在上述详细描述被认为是例示性的而非限制性的，并且应当理解，以下权利要求(包括所有等同物)旨在限定本发明的精神和范围。以上这些实施例应理解为仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。在阅读了本发明的记载的内容之后，技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等效变化和修饰同样落入本发明权利要求所限定的范围。

Claims

1.一种石材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

3)搅拌混合均匀；

2.如前述权利要求1所述的石材的制备方法，其特征在于，所述粘合材料包括有机粘合材料或无机粘合材料，所述有机粘合材料为环氧树脂、不饱和聚酯和酚醛树脂中的一种或多种，所述无机粘合材料包含水泥。

3.如前述权利要求之一所述的石材的制备方法，其特征在于，所述的复合电气石粉末的改性方法为：使用超声波物理方法将电气石表面的污染物清除干净后，按照电气石与稀土比为1～3:1的比例称取稀土，并混合均匀，的混合料；加入3倍量的无水乙醇与去离子水混合物，在45～95℃下高速剪切分散，后加入占混合料10～20％的硅烷偶联剂搅拌后保温1～2h；抽滤，洗涤，干燥后得到粉饼；将粉饼球磨成粒径为1～5μm的粉末，后在800～1000℃的温度下进行热处理2～4h，即得到经过改性的复合电气粉末。

4.如前述权利要求之一所述的石材的制备方法，其特征在于，所述的紫外光固化涂料为将10～20％复合电气粉末添加到15～60％环氧丙烯酸酯中，在搅拌的条件下加入20～30％三羟甲基丙烷三丙烯酸酯，并加入1～3％消泡剂、8～10％流平剂和10～20％光引发剂，搅拌均匀后，静置反应3～5h即可。

5.一种抛光系统，应用于权利要求1～4任一项所述的石材的制备方法中，所述的抛光系统包括输送机架，抛光腔，其特征在于，还包括抛光监测系统和若干个风机，且所述的抛光腔内至少包括一种抛光介质，所述的抛光介质在风机的作用下，不断地打磨石材，最终实现抛光。

6.根据权利要求5所述的抛光系统，其特征在于，所述输送机架上沿石材输送方向排列安装有若干倾斜设置的转动托辊，所述输送机架上还设有与所述转动托辊配合的工作台，所述的工作台能固定石材。

7.根据权利要求5所述的抛光系统，其特征在于，所述的抛光腔具有可拆卸的若干个开口。

8.根据权利要求5所述的抛光系统，其特征在于，所述的风机与抛光腔连接，且固定在抛光腔的侧壁上。

9.根据权利要求5所述的抛光系统，其特征在于，所述的抛光介质为硅、硅胶和二氧化硅中的一种或多种。