CN111875290A - 一种抗菌人造石板材的制备方法及制备的抗菌人造石板材 - Google Patents

一种抗菌人造石板材的制备方法及制备的抗菌人造石板材 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种抗菌人造石板材的制备方法，包括以下步骤：混料步骤：将玻璃原料混合后，形成玻璃混合料；熔制步骤：将玻璃混合料熔制出可以溶出抗菌金属离子的硼硅酸盐玻璃；分相热处理步骤：将硼硅酸盐玻璃冷却后进行分相热处理；球磨步骤：将热处理后的硼硅酸盐玻璃进行球磨，形成抗菌玻璃粉；压制和热固化处理步骤：将抗菌玻璃粉与人造石板材填料、板材粘结剂混合，进行压制和热固化处理后形成抗菌人造石板材。本技术方案提出的一种抗菌人造石板材的制备方法，有利于提高人造石板材的抗菌率，且其稳定性高、安全环保性好、成本低。进而提出的一种使用上述抗菌人造石板材的制备方法所制备的抗菌人造石板材，其抗菌效果好。

Description

一种抗菌人造石板材的制备方法及制备的抗菌人造石板材
技术领域
本发明涉及抗菌板材领域，尤其涉及一种抗菌人造石板材的制备方法及制备的抗菌人造石板材。
背景技术
随着石材的技术进步，消费者开始对石材在家居环境的影响要求越来越高，特别是具有杀菌抗菌功能的石材在国外已经很普及和对石材的一个基本要求。
过去的石材普遍使用含银离子的杀菌抗菌剂，由于金属银属于贵重稀有金属，价格昂贵成本高。所以成为具有杀菌抗菌功能的石材普及的最大障碍。另外，银离子在石材中会发生颜色变暗的现象，这也在有些方面限制了它的应用。目前，杀菌抗菌剂包括有机杀菌抗菌剂和无机杀菌抗菌剂，有机杀菌抗菌剂杀菌效果好，但是其有效时间的持续时间短，容易失效。无机材料中被广泛使用的是单质纳米金属粉，如纳米银、纳米氧化锌，纳米二氧化钛等，此种无机材料价格高，且来源少，很难在石材中广泛推广。
发明内容
本发明的目的在于提出一种抗菌人造石板材的制备方法，有利于提高人造石板材的抗菌率，且其稳定性高、安全环保性好、成本低，以克服现有技术中的不足之处。
本发明的另一个目的在于提出一种使用上述抗菌人造石板材的制备方法所制备的抗菌人造石板材，其抗菌效果好。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种抗菌人造石板材的制备方法，包括以下步骤：
混料步骤：将玻璃原料混合后，形成玻璃混合料；
熔制步骤：将玻璃混合料熔制出可以溶出抗菌金属离子的硼硅酸盐玻璃；其中，按照质量百分比，所述硼硅酸盐玻璃的化学成分包括SiO2 30～45％、B2O3 20～35％、Al2O31～3％、Na20 10～20％、TiO2 1～10％和ZnO 1～10％，所述硼硅酸盐玻璃的熔制温度为1350～1450℃；
分相热处理步骤：将硼硅酸盐玻璃冷却后进行分相热处理；
球磨步骤：将热处理后的硼硅酸盐玻璃加入球磨机进行球磨，形成抗菌玻璃粉；
压制和热固化处理步骤：将抗菌玻璃粉与人造石板材填料、板材粘结剂混合，进行压制和热固化处理后形成抗菌人造石板材。
优选的，分相热处理步骤中，所述硼硅酸盐玻璃的分相热处理温度为550～650℃。
优选的，分相热处理步骤中，所述硼硅酸盐玻璃的分相热处理时间为1～2h。
优选的，球磨步骤中，所述抗菌玻璃粉的细度≥200目。
优选的，球磨步骤与压制和热固化处理步骤之间还包括活化和干燥步骤：
利用活化溶液对抗菌玻璃粉进行活化后，放入烘箱内进行干燥处理；其中，所述活化溶液由以下原料组分组成：甲醇70％、水10％和表面活化剂20％。
优选的，所述抗菌玻璃粉、所述人造石板材填料和所述板材粘结剂的混合比例为(3～4)：30：270。
优选的，按照质量份数，所述板材粘结剂由以下原料组分组成：不饱和树脂96～98.5份、固化剂0.5～1.5份、促进剂0～0.5份和偶联剂1～2份。
优选的，所述不饱和树脂为邻苯型不饱和树脂，所述固化剂为辛酸钴，所述促进剂为过氧化甲乙酮，所述偶联剂为KH570。
优选的，所述人造石板材填料为石英石板材填料、大理石板材填料或长石板材填料中的任意一种。
一种抗菌人造石板材，使用上述抗菌人造石板材的制备方法制备而成。
本发明的有益效果：本技术方案提出的一种抗菌人造石板材的制备方法，有利于提高人造石板材的抗菌率，且其稳定性高、安全环保性好、成本低，以克服现有技术中的不足之处。进而提出的一种使用上述抗菌人造石板材的制备方法所制备的抗菌人造石板材，其抗菌效果好。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
一种抗菌人造石板材的制备方法，包括以下步骤：
混料步骤：将玻璃原料混合后，形成玻璃混合料；
熔制步骤：将玻璃混合料熔制出可以溶出抗菌金属离子的硼硅酸盐玻璃；其中，按照质量百分比，所述硼硅酸盐玻璃的化学成分包括SiO2 30～45％、B2O3 20～35％、Al2O3 1～3％、Na20 10～20％、TiO2 1～10％和ZnO 1～10％，所述硼硅酸盐玻璃的熔制温度为1350～1450℃；
分相热处理步骤：将硼硅酸盐玻璃冷却后进行分相热处理；
球磨步骤：将热处理后的硼硅酸盐玻璃加入球磨机进行球磨，形成抗菌玻璃粉；
压制和热固化处理步骤：将抗菌玻璃粉与人造石板材填料、板材粘结剂混合，进行压制和热固化处理后形成抗菌人造石板材。
本发明一种抗菌人造石板材的制备方法，依次经过混料、熔制、分相热处理、球磨和压制和热固化处理步骤。
具体地，本技术方案首先通过预先熔制硼硅酸盐玻璃，将抗菌离子Ti+++、Zn++以氧化物的方式引入玻璃成分中，TiO2具有光敏性杀菌功能，ZnO还具有光敏和溶出双重杀菌功能。因为这两种抗菌金属离子在玻璃中不着色，所以可随意添加到人造石板材中，对其外观不会造成任意影响。
需要说明的是，本技术方案中的硼硅酸盐玻璃可以通过常规的玻璃原料进行制备，通过对玻璃原料的种类和配比进行调整，即可得到本技术方案中所需化学成分的硼硅酸盐玻璃。优选的，在本技术方案的一个实施例中，硼硅酸盐玻璃的玻璃原料可包括石英砂、硼酸、氢氧化铝、碳酸钠、二氧化钛和氧化锌。
然后，再对硼硅酸盐玻璃进行分相热处理，通过分相热处理后，硼硅酸盐玻璃中的玻璃相分成富硅相和富硼相，富硼玻璃相具有微酸性和在水溶液中的微溶解性，玻璃体中的酸性有利于TiO2、ZnO氧化为高价态Ti+++、Zn++，有利于使Ti+++、Zn++具有很强的杀菌抗菌能力，富硼相玻璃在水溶液的微溶解可以释放出Ti+++、Zn++杀菌抗菌离子，到达与其接触的细菌表面杀死细菌，从而起到杀菌抗菌作用。由于本技术方案中的抗菌玻璃粉制备工艺简单，杀菌抗菌作用持续有效，原料来源充分，便于在用料巨大的人造石材工艺中普遍使用。
进一步地，按照质量百分比，本技术方案中的硼硅酸盐玻璃的化学成分包括SiO230～45％、B2O3 20～35％、Al2O3 1～3％、Na20 10～20％、TiO2 1～10％和ZnO 1～10％，所述硼硅酸盐玻璃的熔制温度为1350～1450℃。
其中，Al2O3为两性氧化物，当玻璃中含有多余游离氧的时候，其可吸收游离氧从非玻璃铝氧三角体转变为玻璃体铝氧四面体进入玻璃相，使玻璃化稳性、硬度、强度提高，Al2O3还具有控制硼硅玻璃分相能力，其可控制硼玻璃的溶解析出，但是含量多会使熔炼玻璃温度升高，粘度增大。Na20不是玻璃生成体，向玻璃体提供游离氧，使玻璃四面体断开，或使硼氧三角体转变为硼氧四面体，硼玻璃强度、化学稳定性提高，有利于对玻璃浸出率进行控制。TiO2不是玻璃生成体，在分相玻璃中时起成核剂的作用，本技术方案引进的主要目的是起到光敏杀菌抗菌剂和分相成核剂的双重作用。ZnO同样不是玻璃生成体，其可减小玻璃粘度，引入的主要目的是起光敏-溶出杀菌抗菌作用。本技术方案中，对硼硅酸盐玻璃的化学成分进行控制，有利于提高人造石板材的抗菌率。
更进一步说明，分相热处理步骤中，所述硼硅酸盐玻璃的分相热处理温度为550～650℃。
硼硅酸盐玻璃可以通过调整分相热处理的温度，改变富硼相中的微晶区域大小，改变Ti+++、Zn++杀菌抗菌离子的释放数量和杀菌有效持续时间。
当分相热处理温度过低时，形成的富硼区域越小，杀菌抗菌离子的释放数量越少，不利于人造石板材抗菌率的提高；当分相热处理温度过高时，虽然富硼玻璃相析出越多，成相区域越大，但过高的分相热处理的温度会使硼硅酸盐玻璃过度粘结，导致杀菌有效持续时间缩短，同样不利于人造石板材整体抗菌率的提高。
更进一步说明，分相热处理步骤中，所述硼硅酸盐玻璃的分相热处理时间为1～2h。
硼硅酸盐玻璃可以通过调整分相热处理的时间，改变富硼相中的微晶区域大小，改变Ti+++、Zn++杀菌抗菌离子的释放数量和杀菌有效持续时间。
当分相热处理时间过短时，硼硅酸盐玻璃形成的富硼区域越小，杀菌抗菌离子的释放数量越少，不利于人造石板材抗菌率的提高；当分相热处理时间过长时，虽然富硼玻璃相析出越多，成相区域越大，但其杀菌有效持续时间受到影响会过短，同样不利于人造石板材整体抗菌率的提高。
更进一步说明，球磨步骤中，所述抗菌玻璃粉的细度≥200目。
由于本技术方案硼硅酸盐玻璃中的SiO2含量较多，为保证抗菌玻璃粉具有满意的玻璃浸出率，本技术方案将抗菌玻璃粉的细度限定为≥200目。因此，当抗菌玻璃粉的细度太大时，抗菌玻璃粉的表面积就会相应减小，从而导致抗菌玻璃粉的玻璃浸出率减小，不利于人造石板材抗菌率的提高；当抗菌玻璃粉的细度太小时，容易导致菌玻璃粉的玻璃浸出率增大，从而缩短了杀菌的有效持续时间，不利于人造石板材整体抗菌率的提高。
更进一步说明，球磨步骤与压制和热固化处理步骤之间还包括活化和干燥步骤：
利用活化溶液对抗菌玻璃粉进行活化后，放入烘箱内进行干燥处理；其中，所述活化溶液由以下原料组分组成：甲醇70％、水10％和表面活化剂20％。
为了让抗菌玻璃粉在人造石板材原料中分散均匀，减小抗菌玻璃粉的沉积现象，加强抗菌玻璃粉在人造石板材原料中的分散和结合强度，本技术方案首先用利用活化溶液对抗菌玻璃粉进行活化。
具体地，本技术方案所采用的活化溶液包括甲醇70％、水10％和表面活化剂20％。首先，先70％的甲醇和10％的水溶液混合形成混合液，再用醋酸将混合液的PH值调节为4～5进行稀释，然后加入20％的表面活化剂形成活化溶液，将抗菌玻璃粉放入旋转圆筒利用活化溶液进行喷雾，最后将喷有活化溶液的抗菌玻璃粉放入110℃的烘箱干燥处理3小时。
优选的，所述表面活化剂为KH570，即γ-甲基丙烯酰氧基丙级三甲氧基硅烷。
更进一步说明，所述抗菌玻璃粉、所述人造石板材填料和所述板材粘结剂的混合比例为(3～4)：30：270。
在本技术方案中，将抗菌玻璃粉、人造石板材填料和板材粘结剂的混合比例限定为(3～4)：30：270，有利于抗菌人造石板材达到最佳的抗菌效果。
更进一步说明，按照质量份数，所述板材粘结剂由以下原料组分组成：不饱和树脂96～98.5份、固化剂0.5～1.5份、促进剂0～0.5份和偶联剂1～2份。
本技术方案中的板材粘结剂由不饱和树脂、固化剂、促进剂和偶联剂组成，不饱和树脂是人造石板材最主要的粘结剂成分，它负责将人造石板材填料粘结为具有高强度的石材。固化剂也叫引发剂，主要是能分解后，产生自由基以引发不饱和树脂中苯乙烯单体与不饱和树脂产生聚合反应形成热固性树脂。促进剂可以帮助固化剂加快固化反应，缩短固化时间。偶联剂起到将无机材料处理表面活化后与有机树脂结合的作用。
更进一步说明，所述不饱和树脂为邻苯型不饱和树脂，所述固化剂为辛酸钴，所述促进剂为过氧化甲乙酮，所述偶联剂为KH570。
不饱和树脂一般有邻苯型、间苯型和对苯型，本技术方案使邻苯型不饱和树脂，有利于将人造石板材填料粘结为具有高强度的石材，且成本低，效果好。
促进剂也叫加速剂和活化剂，用于促进固化剂分解反应，本技术方案中在人造石粘结剂配方中加入辛酸钴作为促进剂，有利于使固化剂产生足够的游离自由基，满足固化反应需要。
由于本技术方案要生产的是人造石板材，其主要成分为二氧化硅，为了偶联剂与板材原料相匹配，本技术方案中采用KH570(γ-甲基丙烯酰氧基丙级三甲氧基硅烷)作为偶联剂。
更进一步说明，所述人造石板材填料为石英石板材填料、大理石板材填料或长石板材填料中的任意一种。
优选的，石英石板材填料包括以下原料组分：石英砂60～75份和石英粉25～35份和无机金属氧化物着色剂0～5份，且所述石英砂的细度≤100目，所述石英粉的细度≥325目；大理石板材填料包括以下原料组分：
进一步地，本技术方案的石英石板材填料由细度≤100目的石英砂和细度≥325目石英粉进行颗粒目数级配，有利于确保石英石板材具有最小的空隙，这样一方面增强了石英石板材的硬度和强度，同时也减少了不饱和树脂的使用量，降低了石英石板材的生产成本。石英石板材填料还包括无机金属氧化物着色剂0～5份，可对人造石板材对到着色作用，提高消费者的使用体验。更优选的，所述无机金属氧化物着色剂为氧化铁。
优选的，大理石板材填料包括以下原料组分：大理石粉60～70份、石灰石砂60～75份、方解石砂60～75份、白云石砂60～75份，大理石粉25～40份、石灰石粉25～40份、方解石粉25～40份、白云石粉25～40份、钛白粉0～3份、无机金属氧化物着色剂0～4份和碳粉0～2份。
优选的，长石板材填料包括以下原料组分：长石砂40～75份、大理石砂20～40份、石英砂0～30份、长石粉25～40份、大理石粉0～30份、石英粉0～20份、钛白粉0～5份、无机金属氧化物着色剂0～6份和碳粉0～4份。
一种抗菌人造石板材，使用上述抗菌人造石板材的制备方法制备而成。
实施例组1-一种抗菌人造石板材的制备方法，包括以下步骤：
混料步骤：将玻璃原料混合后，形成玻璃混合料，其中，玻璃原料包括石英砂、硼酸、氢氧化铝、碳酸钠、二氧化钛和氧化锌；
熔制步骤：将玻璃混合料过筛后，在刚玉坩埚中熔制可溶出抗菌金属离子的硼硅酸盐玻璃，且硼硅酸盐玻璃的熔制温度为1400℃；按照质量百分比，硼硅酸盐玻璃的化学成分按照下表1所示；
分相热处理步骤：将硼硅酸盐玻璃冷却后进行分相热处理，其中，分相热处理温度为550℃，时间为2h；
球磨步骤：将热处理后的硼硅酸盐玻璃加入球磨机进行球磨，形成抗菌玻璃粉，且抗菌玻璃粉的细度为200目；
活化和干燥步骤：利用活化溶液对抗菌玻璃粉进行活化后，放入烘箱内进行干燥处理，其中，活化溶液由甲醇70％、水10％和KH570将20％组成；
压制和热固化处理步骤：将抗菌玻璃粉与人造石板材填料、板材粘结剂混合，进行压制和热固化处理后形成抗菌人造石板材，其中抗菌玻璃粉、人造石板材填料和板材粘结剂的混合比例为1：10：90，且板材粘结剂由97份邻苯型不饱和树脂、0.5份固化剂辛酸钴、0.5份过氧化甲乙酮和2份KH570组成，人造石板材填料为石英石板材填料，且石英石板材填料由石英砂65份、石英粉33份和氧化铁2份组成。
表1实施例组1中硼硅酸盐玻璃的化学成分
Figure BDA0002629885560000091
分别采用上表中不同化学成分的硼硅酸盐玻璃制备抗菌玻璃粉和抗菌人造石板材，并对获得的抗菌玻璃粉按照以下检测方法进行玻璃浸出率测试，以及按照抗菌陶瓷制品的抗菌性能检测方法JC/T897-2014对获得的抗菌人造石板材进行针对三种不同种类细菌的抗菌率测试。
玻璃浸出率测试：
(1)称取未经过活化处理的抗菌玻璃粉各100g。
(2)将抗菌玻璃粉加入浓度为2mol/L的盐酸溶液进行浸泡处理，并在其中加入饱和氯化铵作为缓冲溶液，并将浸泡中的抗菌玻璃粉放在80℃的水浴恒温池中进行水浴48小时；
(3)然后将抗菌玻璃粉用大量蒸馏水浸泡两次，第一次浸泡24小时，第二次浸泡24小时，然后放入100℃的烘箱中干燥。
(4)在感度0.001g的天平上进行称量计算出浸出率；其中，浸出率ε％＝(m0-m)/m0×100％；其中m0为未浸泡前的样品质量，m为浸泡后的样品质量。
其结果如表2所示：
表2实施例组1中不同抗菌人造石板材的性能测试结果
Figure BDA0002629885560000101
通过实施例组1的测试结果可知，由本实施例制备的抗菌玻璃粉的玻璃浸出率可达到8～11％，且利用其制备的抗菌人造石板材的抗菌率均可达到94％以上。
对比例组1-一种抗菌人造石板材的制备方法，包括以下步骤：
混料步骤：将玻璃原料混合后，形成玻璃混合料，其中，玻璃原料包括石英砂、硼酸、氢氧化铝、碳酸钠、二氧化钛和氧化锌；
熔制步骤：将玻璃混合料过筛后，在刚玉坩埚中熔制可溶出抗菌金属离子的硼硅酸盐玻璃，且硼硅酸盐玻璃的熔制温度为1400℃；按照质量百分比，硼硅酸盐玻璃的化学成分按照下表3所示；
分相热处理步骤：将硼硅酸盐玻璃冷却后进行分相热处理，其中，分相热处理温度为550℃，时间为2h；
球磨步骤：将热处理后的硼硅酸盐玻璃加入球磨机进行球磨，形成抗菌玻璃粉，且抗菌玻璃粉的细度为200目；
活化和干燥步骤：利用活化溶液对抗菌玻璃粉进行活化后，放入烘箱内进行干燥处理，其中，活化溶液由甲醇70％、水10％和KH570将20％组成；
压制和热固化处理步骤：将抗菌玻璃粉与人造石板材填料、板材粘结剂混合，进行压制和热固化处理后形成抗菌人造石板材，其中抗菌玻璃粉、人造石板材填料和板材粘结剂的混合比例为1：10：90，且板材粘结剂由97份邻苯型不饱和树脂、0.5份固化剂辛酸钴、0.5份过氧化甲乙酮和2份KH570组成，人造石板材填料由石英砂65份、石英粉33份和氧化铁2份组成。
表3对比例组1中硼硅酸盐玻璃的化学成分
Figure BDA0002629885560000111
Figure BDA0002629885560000121
分别采用上表中不同化学成分的硼硅酸盐玻璃制备抗菌玻璃粉和抗菌人造石板材，并对获得的抗菌玻璃粉进行玻璃浸出率测试，以及按照抗菌陶瓷制品的抗菌性能检测方法JC/T897-2014对获得的抗菌人造石板材进行针对三种不同种类细菌的抗菌率测试，其结果如表4所示：
表4对比例组1中不同抗菌人造石板材的性能测试结果
Figure BDA0002629885560000122
通过对比例1-1、1-2的测试结果可知，本技术方案将Al2O3和Na20的添加量进行控制，有利于抗菌玻璃粉获得较佳的浸出率。当抗菌玻璃粉获的浸出率较低时，浸出的富硼玻璃相比较少，导致富硼相区域减小，此抗菌玻璃粉不利于作为杀菌抗菌的玻璃载体；而当抗菌玻璃粉获的浸出率较高时，虽然浸出的富硼玻璃相比较多，且杀菌抗菌金属离子的溶出速度快，杀菌抗菌能力强，但是，较高浸出率的抗菌玻璃粉会造成杀菌持续时间的缩短，不利于抗菌效果的提升。
通过对比例1-3、1-4的测试结果可知，本技术方案引进的TiO2和ZnO虽然不是玻璃生成体，但其可起到主要的抗菌作用，因此，对本技术方案中抗菌玻璃粉的化学成分TiO2和ZnO的添加量进行控制，有利于确保利用其制备的抗菌人造石板材的抗菌率。
实施例组2-一种抗菌人造石板材的制备方法，包括以下步骤：
混料步骤：将玻璃原料混合后，形成玻璃混合料，其中，玻璃原料包括石英砂、硼酸、氢氧化铝、碳酸钠、二氧化钛和氧化锌；
熔制步骤：将玻璃混合料过筛后，在刚玉坩埚中熔制可溶出抗菌金属离子的硼硅酸盐玻璃，且硼硅酸盐玻璃的熔制温度为1400℃；按照质量百分比，硼硅酸盐玻璃的化学成分包括SiO2 40％、B2O3 30％、Al2O3 3％、Na20 17％、TiO2 5％和ZnO 5％；
分相热处理步骤：将硼硅酸盐玻璃冷却后进行分相热处理，其中，分相热处理温度和时间按照下表5所示；
球磨步骤：将热处理后的硼硅酸盐玻璃加入球磨机进行球磨，形成抗菌玻璃粉，且抗菌玻璃粉的细度为200目；
活化和干燥步骤：利用活化溶液对抗菌玻璃粉进行活化后，放入烘箱内进行干燥处理，其中，活化溶液由甲醇70％、水10％和KH570将20％组成；
压制和热固化处理步骤：将抗菌玻璃粉与人造石板材填料、板材粘结剂混合，进行压制和热固化处理后形成抗菌人造石板材，其中抗菌玻璃粉、人造石板材填料和板材粘结剂的混合比例为1：10：90，且板材粘结剂由97份邻苯型不饱和树脂、0.5份固化剂辛酸钴、0.5份过氧化甲乙酮和2份KH570组成，人造石板材填料为石英石板材填料，且石英石板材填料由石英砂65份、石英粉33份和氧化铁2份组成。
表5实施例组2中分相热处理的工艺参数
Figure BDA0002629885560000141
分别采用上表中不同工艺参数制备抗菌玻璃粉和抗菌人造石板材，并对获得的抗菌玻璃粉进行玻璃浸出率测试，以及按照抗菌陶瓷制品的抗菌性能检测方法JC/T897-2014对获得的抗菌人造石板材进行针对三种不同种类细菌的抗菌率测试，其结果如表6所示：
表6实施例组2中不同抗菌人造石板材的性能测试结果
Figure BDA0002629885560000142
通过实施例组2的测试结果可知，由本实施例制备的抗菌玻璃粉的玻璃浸出率可达到8～9％，且利用其制备的抗菌人造石板材的抗菌率均可达到94％以上。
对比例组2-一种抗菌人造石板材的制备方法，包括以下步骤：
混料步骤：将玻璃原料混合后，形成玻璃混合料，其中，玻璃原料包括石英砂、硼酸、氢氧化铝、碳酸钠、二氧化钛和氧化锌；
熔制步骤：将玻璃混合料过筛后，在刚玉坩埚中熔制可溶出抗菌金属离子的硼硅酸盐玻璃，且硼硅酸盐玻璃的熔制温度为1400℃；按照质量百分比，硼硅酸盐玻璃的化学成分包括SiO2 40％、B2O3 30％、Al2O3 3％、Na20 17％、TiO2 5％和ZnO 5％；
分相热处理步骤：将硼硅酸盐玻璃冷却后进行分相热处理，其中，分相热处理温度和时间按照下表7所示；
球磨步骤：将热处理后的硼硅酸盐玻璃加入球磨机进行球磨，形成抗菌玻璃粉，且抗菌玻璃粉的细度为200目；
活化和干燥步骤：利用活化溶液对抗菌玻璃粉进行活化后，放入烘箱内进行干燥处理，其中，活化溶液由甲醇70％、水10％和KH570将20％组成；
压制和热固化处理步骤：将抗菌玻璃粉与人造石板材填料、板材粘结剂混合，进行压制和热固化处理后形成抗菌人造石板材，其中抗菌玻璃粉、人造石板材填料和板材粘结剂的混合比例为1：10：90，且板材粘结剂由97份邻苯型不饱和树脂、0.5份固化剂辛酸钴、0.5份过氧化甲乙酮和2份KH570组成，人造石板材填料为石英石板材填料，且石英石板材填料由石英砂65份、石英粉33份和氧化铁2份组成。
表7对比例组2中分相热处理的工艺参数
Figure BDA0002629885560000151
分别采用上表中不同工艺参数制备抗菌玻璃粉和抗菌人造石板材，并对获得的抗菌玻璃粉进行玻璃浸出率测试，以及按照抗菌陶瓷制品的抗菌性能检测方法JC/T897-2014对获得的抗菌人造石板材进行针对三种不同种类细菌的抗菌率测试，其结果如表8所示：
表8对比例组2中不同抗菌人造石板材的性能测试结果
Figure BDA0002629885560000161
通过实施例组2和对比例组2的测试结果可知，硼硅酸盐玻璃可以通过对分相热处理的温度和时间进行限定，改变富硼相中的微晶区域大小，改变Ti+++、Zn++杀菌抗菌离子的释放数量和杀菌有效持续时间，从而确保抗菌人造石板材的抗菌效果。
实施例组3-一种抗菌人造石板材的制备方法，包括以下步骤：
混料步骤：将玻璃原料混合后，形成玻璃混合料，其中，玻璃原料包括石英砂、硼酸、氢氧化铝、碳酸钠、二氧化钛和氧化锌；
熔制步骤：将玻璃混合料过筛后，在刚玉坩埚中熔制可溶出抗菌金属离子的硼硅酸盐玻璃，且硼硅酸盐玻璃的熔制温度为1400℃；按照质量百分比，硼硅酸盐玻璃的化学成分包括SiO2 40％、B2O3 30％、Al2O3 3％、Na20 17％、TiO2 5％和ZnO 5％；
分相热处理步骤：将硼硅酸盐玻璃冷却后进行分相热处理，其中，分相热处理温度为550℃，时间为2h；
球磨步骤：将热处理后的硼硅酸盐玻璃加入球磨机进行球磨，形成抗菌玻璃粉，且抗菌玻璃粉的细度按以下实施例所示：
对比例组3-1：抗菌玻璃粉的细度50目；
对比例组3-2：抗菌玻璃粉的细度100目；
对比例组3-3：抗菌玻璃粉的细度300目；
对比例组3-4：抗菌玻璃粉的细度350目；
活化和干燥步骤：利用活化溶液对抗菌玻璃粉进行活化后，放入烘箱内进行干燥处理，其中，活化溶液由甲醇70％、水10％和KH570将20％组成；
压制和热固化处理步骤：将抗菌玻璃粉与人造石板材填料、板材粘结剂混合，进行压制和热固化处理后形成抗菌人造石板材，其中抗菌玻璃粉、人造石板材填料和板材粘结剂的混合比例为1：10：90，且板材粘结剂由97份邻苯型不饱和树脂、0.5份固化剂辛酸钴、0.5份过氧化甲乙酮和2份KH570组成，人造石板材填料为石英石板材填料，且石英石板材填料由石英砂65份、石英粉33份和氧化铁2份组成。
分别采用上述不同细度的抗菌玻璃粉制备抗菌人造石板材，并对获得的抗菌玻璃粉进行玻璃浸出率测试，以及按照抗菌陶瓷制品的抗菌性能检测方法JC/T897-2014对获得的抗菌人造石板材进行针对三种不同种类细菌的抗菌率测试，其结果如表9所示：
表9实施例组3中不同抗菌人造石板材的性能测试结果
Figure BDA0002629885560000171
通过实施例组3的测试结果可知，本技术方案将抗菌玻璃粉的细度限定为≥200目，有利于保证抗菌玻璃粉具有满意的玻璃浸出率，从而达到较佳的人造石板材抗菌率。
实施例组4-一种抗菌人造石板材的制备方法，包括以下步骤：
混料步骤：将玻璃原料混合后，形成玻璃混合料，其中，玻璃原料包括石英砂、硼酸、氢氧化铝、碳酸钠、二氧化钛和氧化锌；
熔制步骤：将玻璃混合料过筛后，在刚玉坩埚中熔制可溶出抗菌金属离子的硼硅酸盐玻璃，且硼硅酸盐玻璃的熔制温度为1400℃；按照质量百分比，硼硅酸盐玻璃的化学成分包括SiO2 40％、B2O3 30％、Al2O3 3％、Na20 17％、TiO2 5％和ZnO 5％；
分相热处理步骤：将硼硅酸盐玻璃冷却后进行分相热处理，其中，分相热处理温度为550℃，时间为2h；
球磨步骤：将热处理后的硼硅酸盐玻璃加入球磨机进行球磨，形成抗菌玻璃粉，且抗菌玻璃粉的细度为200目；
活化和干燥步骤：利用活化溶液对抗菌玻璃粉进行活化后，放入烘箱内进行干燥处理，其中，活化溶液由甲醇70％、水10％和KH570将20％组成；
压制和热固化处理步骤：将抗菌玻璃粉与人造石板材填料、板材粘结剂混合，进行压制和热固化处理后形成抗菌人造石板材，其中抗菌玻璃粉、人造石板材填料和板材粘结剂的混合比例按照下列实施例所示：
对比例组4-1：抗菌玻璃粉、人造石板材填料和板材粘结剂的混合比例为3.5：30：270；
对比例组4-2：抗菌玻璃粉、人造石板材填料和板材粘结剂的混合比例为4：30：270；
对比例组4-1：抗菌玻璃粉、人造石板材填料和板材粘结剂的混合比例为2：30：270；
对比例组4-1：抗菌玻璃粉、人造石板材填料和板材粘结剂的混合比例为5：30：270；
且板材粘结剂由97份邻苯型不饱和树脂、0.5份固化剂辛酸钴、0.5份过氧化甲乙酮和2份KH570组成，人造石板材填料为石英石板材填料，且石英石板材填料由石英砂65份、石英粉33份和氧化铁2份组成。
分别采用上述不同添加比例的抗菌玻璃粉、人造石板材填料和板材粘结剂制备抗菌人造石板材，并按照抗菌陶瓷制品的抗菌性能检测方法JC/T897-2014对获得的抗菌人造石板材进行针对三种不同种类细菌的抗菌率测试，其结果如表10所示：
表10实施例组4中不同抗菌人造石板材的性能测试结果
抗菌率测试结果 实施例4-1 实施例4-2 实施例4-3 实施例4-4
金色葡萄球菌 97.2％ 96.6％ 95.8％ 94.6％
白色念球菌 95.4％ 94.2％ 93.7％ 92.5％
大肠杆菌 97.3％ 95.9％ 94.2％ 93.8％
通过实施例组4的测试结果可知，本技术方案将抗菌玻璃粉、人造石板材填料和板材粘结剂的混合比例限定为(3～4)：30：270，有利于抗菌人造石板材达到最佳的抗菌效果。
以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种抗菌人造石板材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
混料步骤：将玻璃原料混合后，形成玻璃混合料；
熔制步骤：将玻璃混合料熔制出可以溶出抗菌金属离子的硼硅酸盐玻璃；其中，按照质量百分比，所述硼硅酸盐玻璃的化学成分包括SiO2 30～45％、B2O320～35％、Al2O3 1～3％、Na20 10～20％、TiO2 1～10％和ZnO 1～10％；所述硼硅酸盐玻璃的熔制温度为1350～1450℃；
分相热处理步骤：将硼硅酸盐玻璃冷却后进行分相热处理；
球磨步骤：将热处理后的硼硅酸盐玻璃加入球磨机进行球磨，形成抗菌玻璃粉；
压制和热固化处理步骤：将抗菌玻璃粉与人造石板材填料、板材粘结剂混合，进行压制和热固化处理后形成抗菌人造石板材。
2.根据权利要求1所述的一种抗菌人造石板材的制备方法，其特征在于：分相热处理步骤中，所述硼硅酸盐玻璃的分相热处理温度为550～650℃。
3.根据权利要求2所述的一种抗菌人造石板材的制备方法，其特征在于：分相热处理步骤中，所述硼硅酸盐玻璃的分相热处理时间为1～2h。
4.根据权利要求1所述的一种抗菌人造石板材的制备方法，其特征在于：球磨步骤中，所述抗菌玻璃粉的细度≥200目。
5.根据权利要求1所述的一种抗菌人造石板材的制备方法，其特征在于，球磨步骤与压制和热固化处理步骤之间还包括活化和干燥步骤：
利用活化溶液对抗菌玻璃粉进行活化后，放入烘箱内进行干燥处理；其中，按照质量百分比，所述活化溶液由以下原料组分组成：甲醇70％、水10％和表面活化剂20％。
6.根据权利要求1所述的一种抗菌人造石板材的制备方法，其特征在于：按照质量比，所述抗菌玻璃粉、所述人造石板材填料和所述板材粘结剂的混合比例为(3～4)：30：270。
7.根据权利要求6所述的一种抗菌人造石板材的制备方法，其特征在于：按照质量份数，所述板材粘结剂由以下原料组分组成：不饱和树脂96～98.5份、固化剂0.5～1.5份、促进剂0～0.5份和偶联剂1～2份。
8.根据权利要求7所述的一种抗菌人造石板材的制备方法，其特征在于：所述不饱和树脂为邻苯型不饱和树脂，所述固化剂为辛酸钴，所述促进剂为过氧化甲乙酮，所述偶联剂为KH570。
9.根据权利要求7所述的一种抗菌人造石板材的制备方法，其特征在于：所述人造石板材填料为石英石板材填料、大理石板材填料或长石板材填料中的任意一种。
10.一种抗菌人造石板材，其特征在于：使用权利要求1～9任意一项所述抗菌人造石板材的制备方法制备而成。
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