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一種具有負(fù)離子功能的無機(jī)人造石及其制備方法

文檔序號:1894366閱讀:289來源:國知局
專利名稱:一種具有負(fù)離子功能的無機(jī)人造石及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及水泥人造石,特別是涉及一種具有負(fù)離子功能的無機(jī)人造石及其制備方法,屬于人造石材加工領(lǐng)域。
背景技術(shù)
目前,在環(huán)境評價(jià)中,空氣中負(fù)離子濃度被列為衡量空氣質(zhì)量的一個重要參數(shù)。然而現(xiàn)代生活、工業(yè)污染在不斷影響著周圍環(huán)境,空氣中的正負(fù)離子平衡嚴(yán)重失調(diào),負(fù)離子數(shù)目銳減,影響到了環(huán)境的空氣質(zhì)量,進(jìn)而影響人們的身體健康。因此,研究制備具有釋放負(fù)離子功能的人造石,用于綠色環(huán)保建筑裝飾材料中,將會對環(huán)境的協(xié)調(diào)保護(hù)有重要意義。但是具有釋放負(fù)離子功能的有機(jī)涂料涂覆于基體材料特別是建筑裝飾材料時(shí)存在附著力差、表面硬度低、耐熱耐火性能差等缺陷,電氣石粉在有機(jī)涂料中分散性差造成制備工藝復(fù)雜,影響負(fù)離子數(shù)釋放量。一些國內(nèi)外學(xué)者在釋放負(fù)離子功能涂料改進(jìn)氯氧鎂水泥人造石方面也做了些研究。Liang J.S.等用電氣石超細(xì)粉體制備復(fù)合薄膜,在負(fù)離子粉分散性處理工藝較為復(fù)雜,負(fù)離子釋放效果不好(Liang J.S., Meng J.P, Liang G.C..Preparation andphotocatalytic activity of composite films containing clustered Ti02pa rticlesand mineral tou rmaline powders[J].Nonferrous Met.S0C.China,2006(16):542_546)。徐霞和汪世平等在有機(jī)負(fù)離子整理劑及其運(yùn)用研究中應(yīng)用與居室裝飾涂料都有表面硬度低、耐熱耐火性能差等缺點(diǎn)(徐霞,邢鐵玲,鐘天凱等,納米負(fù)離子整理劑的研制及其在汽車內(nèi)裝飾上的應(yīng)用[J].染印助劑,2010(27):39-42;汪世平.水性負(fù)離子涂料的制備及其應(yīng)用[J].上海涂料,2011:52-53)。氯氧鎂水泥本身耐水性差,嚴(yán)重影響到氯氧鎂水泥及其人造石的性能及使用壽命。為此,已有氯氧鎂水泥改性研 究(人造石力學(xué)性能評定標(biāo)準(zhǔn)為軟化系數(shù),即氯氧鎂水泥制品浸水28天前后的抗折強(qiáng)度比例)。Dehua Deng等以磷酸、可溶性磷酸鹽改性氯氧鎂水泥耐水性的研究,抗折強(qiáng)度軟化系數(shù)可達(dá)0.75(The mechanism for solublephosphates to improve the water resistance of magnesium oxychloride cement[J].Cement and Concrete Research, 2003(33):1311_1317)。Jianquan Li 與 BA Hengjing等也有類似的以磷酸鹽改性氯氧鎂水泥耐水性的研究(BA Hengjing, GUAN Hu1.1nfluenceof MgO/MgCI2MoIar Ratio on Phase Stability of Magnesium Oxychloride Cement[J].Journal of Wuhan University of Technolotgy-Mater.2009(12):476-481 ;JianquanLi, Guozhong Li, Yanzhen Yu.The influence of compound additive on magnesiumoxychloridecement/urban refuse floor tiIe[J].Construction and BuildingMaterials, 2008 (22) =521-525)另外,還有以粉煤灰改性氯氧鎂水泥耐水性的研究(聞?wù)窦?鎂水泥改性及制品生產(chǎn)實(shí)用技術(shù)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2006:142-233)。上述改性方法雖可在一定程度上提高氯氧鎂水泥的耐水性,但其抗折強(qiáng)度軟化系數(shù)最高僅達(dá)0.75,仍未能很好滿足實(shí)際應(yīng)用的需要。以硅酸鹽水泥、高鋁水泥為基體的無機(jī)人造石耐水性能好,但抗折強(qiáng)度偏低,高鋁水泥制品還存在后期強(qiáng)度倒縮的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)缺點(diǎn),提供一種具有釋放負(fù)離子功能,耐水性好,涂層與基材結(jié)合力好,表面硬度高的具有負(fù)離子功能的無機(jī)人造石及其制備方法。本發(fā)明在改性氯氧鎂水泥基體材料上,涂覆摻入改性電氣石負(fù)離子粉改性氯氧鎂水泥漿料,制備得到一種具有釋放負(fù)離子功能氯氧鎂水泥基人造石的方法。本發(fā)明負(fù)離子功能無機(jī)人造石,具有凝結(jié)硬化快、強(qiáng)度高、耐水性好、制備工藝簡單,制品具不燃性、可加工性能較好等優(yōu)點(diǎn),且具有高負(fù)離子釋放量功能,是一種釋放負(fù)離子功能型氯氧鎂水泥基人造石的新制備方法。本發(fā)明目的通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):一種具有負(fù)離子功能的無機(jī)人造石的制備方法,包括如下步驟和工藝條件:(I)將MgO與波美度為25 32° Β 的MgCl2溶液,按質(zhì)量比為1: 0.8 1.2配制成氯氧鎂水泥漿料;氯氧鎂水泥漿料與偏高嶺土及濃度為4mol/L lOmol/L磷酸的質(zhì)量比為:1: 0.02 0.15: 0.01 0.08,制備改性氯氧鎂水泥漿料;(2)改性氯氧鎂水泥漿料與負(fù)離子粉按質(zhì)量比為1: 0.05 0.3均勻混合,制備得到負(fù)離子功能漿料;所述負(fù)離子粉通過如下方法制備:400 1280目鐵鎂電氣石粉體經(jīng)過800°C 900°C煅燒0.5-1小時(shí)后,與400 800目硝酸鈰粉體按質(zhì)量比為1: 0.1
0.4均勻混合;(3)改性氯氧鎂水泥漿料、石粒和拋光石粉按質(zhì)量比計(jì)為1: 0.5 4.0: 0.05
0.1,混合攪拌均勻后,注模·成型IOmm 30mm無機(jī)人造石板材基體;30 40min后,將負(fù)離子功能漿料均勻涂覆于無機(jī)人造石板材基體上,厚度為I 3_,置于常溫中養(yǎng)護(hù)7天后,即可制得具有負(fù)離子功能的無機(jī)人造石。進(jìn)一步地,所述偏高嶺土為高嶺土經(jīng)過600°C 900°C煅燒0.5-2.5小時(shí)制得。所述石粒為粒徑5mm 20mm大理石或花崗巖碎粒,按質(zhì)量百分比計(jì),含水率均低于 10%。所述拋光石粉為加工大理石或花崗巖拋光過程產(chǎn)生的廢石料粉漿,按質(zhì)量百分比計(jì),含水率均低于20%。具有負(fù)離子功能的改性氯氧鎂水泥人造石,由上述制備方法制得;該改性氯氧鎂水泥人造石的離子釋放為510個/cm3 1050個/cm3,干燥彎曲強(qiáng)度為18MPa 20MPa,28天軟化系數(shù)為0.86 0.90 ;莫氏硬度為4 5 ;吸水率為0.19 0.24 ;拋光的負(fù)離子功能的改性氯氧鎂水泥人造石鏡向光澤度為65.8GS 70.2GS。本發(fā)明方法以偏高嶺土和磷酸復(fù)合改性氯氧鎂水泥,利用偏高嶺土和磷酸的共同作用,效抑制氯氧鎂水泥中Mg2+、Cl—在水中的溶出,浸水后仍能夠保持原5.I.8晶相結(jié)構(gòu)存在,使氯氧鎂水泥的水化物能在水中更穩(wěn)定存在,從而提高了氯氧鎂水泥人造石基體材料的耐水性,使其彎曲強(qiáng)度軟化系數(shù)達(dá)0.86以上。然后再利用負(fù)離子粉與氯氧鎂水泥制備釋放負(fù)離子功能無機(jī)涂料,將無機(jī)涂料均勻涂覆于上述改性后的人造石基體材料表面,經(jīng)養(yǎng)護(hù)硬化后即制備得釋放負(fù)離子功能人造石,負(fù)離子釋放量大于500個/cm3。本發(fā)明利用負(fù)離子功能氯氧鎂水泥無機(jī)涂料涂覆于改進(jìn)氯氧鎂水泥耐水性制備人造石基體材料表面,制備得到的釋放負(fù)離子功能人造石,既提高了氯氧鎂基人造石的耐水性,延長人造石的使用壽命,又具有釋放負(fù)離子功能以達(dá)到保健的功效。一舉達(dá)到保護(hù)環(huán)境、有利身體健康的目的。本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果:(I)本發(fā)明以負(fù)離子粉體摻入到氯氧鎂水泥漿料中,兩種無機(jī)之間的混合使負(fù)離子粉體能在水泥漿料中有好的分散性;(2)本發(fā)明以改性氯氧鎂水泥人造石為基體材料,面層為負(fù)離子功能氯氧鎂水泥基漿料,具有好的結(jié)合力和表面硬度;(3)本發(fā)明以偏高嶺土和磷酸作為復(fù)合改性劑,使氯氧鎂水泥在水中可有效地抑制Mg2+、Cl—溶出,浸水后水化物能夠很好的保持5.I.8晶相結(jié)構(gòu),水泥硬化體結(jié)構(gòu)在水中穩(wěn)定存在,使氯氧鎂水泥基人造石基體材料浸水后有好的耐水性,延長了使用壽命;(4)本發(fā)明利用了石材切割、拋光加工產(chǎn)生的廢料制備氯氧鎂水泥基人造石基體材料,有利于環(huán)境保護(hù),變廢為寶;(5)本發(fā)明的功能人造石具有釋放負(fù)離子能力,負(fù)離子釋放量高于500個/cm3,達(dá)到凈化周圍環(huán)境空氣、對人體有保健的功效。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明,但本發(fā)明要求保護(hù)的范圍并不局限于實(shí)施例表述的范圍。實(shí)施例1
一種具有負(fù)離子功 能的無機(jī)人造石的制備方法,包括如下步驟和工藝條件:(I)將高嶺土在600°C下煅燒2.5小時(shí)制得偏高嶺土。(2)將MgO與波美度為32° Β 的MgCl2溶液,按質(zhì)量比為1: 0.8配制成氯氧鎂水泥漿料;將氯氧鎂水泥漿料、偏高嶺土和濃度為lOmol/L磷酸按質(zhì)量比為:I: 0.02: 0.01混合制備改性氯氧鎂水泥漿料6kg。(3) 1280目鐵鎂電氣石粉體經(jīng)過900°C煅燒0.5小時(shí)后,與800目硝酸鈰粉體按質(zhì)量比為1: 0.3均勻混合制得改性鐵鎂電氣石負(fù)離子粉。(4)改性氯氧鎂水泥漿料與改性鐵鎂電氣石負(fù)離子粉按質(zhì)量比為1: 0.05均勻混合,制備得到負(fù)離子功能漿料4kg。 (5)改性氯氧鎂水泥漿料6kg,粒徑為5mm 20mm大理石粒18kg,大理石拋光石粉
0.3kg混合攪拌均勻,大理石粒質(zhì)量含水率8 %,大理石拋光石粉質(zhì)量含水率18 %,注模成型得長1000mm、寬1000mm、厚IOmm的人造石基體材料,40min后,將負(fù)離子功能衆(zhòng)料4kg均勻涂覆于基體板材面層上,厚度約2_,自然養(yǎng)護(hù)7天后對面層拋光,即可制得具有負(fù)離子功能的無機(jī)人造石。該具有具有負(fù)離子功能的無機(jī)人造石以JC/T1016-2006材料負(fù)離子法發(fā)生量測試方法檢驗(yàn),負(fù)離子釋放量1050個/cm3 ;以GB/T9966.2天然飾面石材試驗(yàn)方法第2部分檢驗(yàn),干燥彎曲強(qiáng)度為20MPa,28天軟化系數(shù)為0.88,且在彎曲強(qiáng)度檢測中,試件折斷后其基體材料與面層仍緊密相連為一體,沒有分層剝落;以GB/T9966.3天然飾面石材試驗(yàn)方法第3部分檢驗(yàn),吸水率為0.19 ;以DB44/T768-2010附錄B莫氏硬度試驗(yàn)方法檢驗(yàn),其表面硬度為莫氏硬度4 ;以GB/T13891建筑飾面材料鏡向光澤度測定方法檢驗(yàn),鏡向光澤度為 65.8GS。實(shí)施例2一種具有負(fù)離子功能的無機(jī)人造石的制備方法,包括如下步驟和工藝條件:(I)將高嶺土在800°C下煅燒I小時(shí)制得偏高嶺土。⑵將MgO與波美度為25° Β 的MgCl2溶液,按質(zhì)量比為1: 1.2配制成氯氧鎂水泥漿料;將氯氧鎂水泥漿料、偏高嶺土和濃度為4mol/L磷酸按質(zhì)量比為:1: 0.15: 0.08混合制得改性氯氧鎂水泥漿料3kg。(3) 4000目鐵鎂電氣石粉體經(jīng)過900°C煅燒0.5小時(shí)后,與400目硝酸鈰粉體按質(zhì)量比為1: 0.1均勻混合制得改性鐵鎂電氣石負(fù)離子粉。(4)改性氯氧鎂水泥漿料與改性鐵鎂電氣石負(fù)離子粉按質(zhì)量比為1: 0.1均勻混合,制備得到負(fù)離子功能漿料2kg。(5)將改性氯氧鎂水泥漿料2.5kg,粒徑為5mm 20mm花崗巖粒10kg,花崗巖拋光石粉0.12kg混合攪拌均勻,花崗巖粒質(zhì)量含水率為8%,花崗巖拋光石粉質(zhì)量含水率為18 %,注模成型長500mm、寬500mm、厚IOmm的人造石基體材料,30min后,將負(fù)離子功能衆(zhòng)料2kg均勻涂覆于基體板材面層上,厚度為約2_,自然養(yǎng)護(hù)7天后對面層拋光,即可制得具有負(fù)離子功能的無機(jī)人造石。 該具有負(fù)離子功能的無機(jī)人造石以JC/T1016-2006材料負(fù)離子法發(fā)生量測試方法檢驗(yàn),負(fù)離子釋放量650個/cm3 ;以GB/T9966.2天然飾面石材試驗(yàn)方法第2部分檢驗(yàn),干燥彎曲強(qiáng)度18MPa,28天軟化系數(shù)0.86,且在彎曲強(qiáng)度檢測中,試件折斷后其基體材料與面層仍緊密相連為一體,沒有分層剝落;以GB/T9966.3天然飾面石材試驗(yàn)方法第3部分檢驗(yàn),吸水率為0.24 ;以DB44/T768-2010附錄B莫氏硬度試驗(yàn)方法檢驗(yàn),其表面硬度為莫氏硬度4 ;以GB/T13891建筑飾面材料鏡向光澤度測定方法檢驗(yàn),鏡向光澤度為70.2GS。實(shí)施例3一種具有負(fù)離子功能的無機(jī)人造石的制備方法,包括如下步驟和工藝條件:(I)將高嶺土在900°C下煅燒0.5小時(shí)制得偏高嶺土。(2)將MgO與波美度為30° Β 的MgCl2溶液,按質(zhì)量比為1:1配制成氯氧鎂水泥漿料;將氯氧鎂水泥漿料、偏高嶺土和濃度為6mol/L磷酸按質(zhì)量比為1: 0.1: 0.05混合制得改性氯氧鎂水泥漿料3kg。(3) 4000目鐵鎂電氣石粉體經(jīng)過900°C煅燒0.5小時(shí)后,與400目硝酸鈰粉體按質(zhì)量比為1: 0.4均勻混合制得改性鐵鎂電氣石負(fù)離子粉。(4)改性氯氧鎂水泥漿料與改性鐵鎂電氣石負(fù)離子粉按質(zhì)量比為1: 0.3均勻混合,制備得到負(fù)離子功能漿料2kg。(5)將改性氯氧鎂水泥衆(zhòng)料8kg,粒徑為5mm 20mm花崗巖粒4kg,大理石拋光石粉0.3kg混合攪拌均勻,花崗巖粒質(zhì)量含水率為9%,大理石拋光石粉質(zhì)量含水率18%,注模成型長500mm、寬500mm、厚IOmm的人造石基體材料,35min后,將負(fù)離子功能衆(zhòng)料2kg均勻涂覆于基體板材面層上,厚度為約2_,自然養(yǎng)護(hù)7天后,即可制得具有負(fù)離子功能的無機(jī)人造石。該具有負(fù)離子功能的無機(jī)人造石以JC/T1016-2006材料負(fù)離子法發(fā)生量測試方法檢驗(yàn),負(fù)離子釋放量850個/cm3 ;以GB/T9966.2天然飾面石材試驗(yàn)方法第2部分檢驗(yàn),干燥彎曲強(qiáng)度為21MPa,28天軟化系數(shù)為0.90,且在彎曲強(qiáng)度檢測中,試件折斷后其基體材料與面層仍緊密相連為一體,沒有分層剝落;以GB/T9966.3天然飾面石材試驗(yàn)方法第3部分檢驗(yàn),吸水率為0.19 ;&DB44/T768-2010附錄B莫氏硬度試驗(yàn)方法檢驗(yàn),其表面硬度為莫氏 硬度5。
權(quán)利要求
1.一種具有負(fù)離子功能的無機(jī)人造石的制備方法,其特征在于包括如下步驟和工藝條件: (1)將MgO與波美度為25 32°Β 的MgCl2溶液,按質(zhì)量比為1: 0.8 1.2配制成氯氧鎂水泥漿料;氯氧鎂水泥漿料與偏高嶺土及濃度為4mol/L 10mol/L磷酸的質(zhì)量比為:1: 0.02 0.15: 0.01 0.08,制備改性氯氧鎂水泥漿料; (2)改性氯氧鎂水泥漿料與負(fù)離子粉按質(zhì)量比為1: 0.05 0.3均勻混合,制備得到負(fù)離子功能漿料;所述負(fù)離子粉通過如下方法制備:400 1280目鐵鎂電氣石粉體經(jīng)過800°C 900°C煅燒0.5-1小時(shí)后,與400 800目硝酸鈰粉體按質(zhì)量比為1: 0.1 0.4均勻混合; (3)改性氯氧鎂水泥漿料、石粒和拋光石粉按質(zhì)量比計(jì)為1: 0.5 4.0: 0.05 0.1,混合攪拌均勻后,注模成型IOmm 30mm無機(jī)人造石板材基體;30 40min后,將負(fù)離子功能漿料均勻涂覆于無機(jī)人造石板材基體上,厚度為I 3_,置于常溫中養(yǎng)護(hù)7天后,即可制得具有負(fù)離子功能的無機(jī)人造石。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述具有負(fù)離子功能的無機(jī)人造石的制備法,其特征在于:所述偏高嶺土為高嶺土經(jīng)過600°C 900°C煅燒0.5-2.5小時(shí)制得。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述具有負(fù)離子功能的無機(jī)人造石的制備方法,其特征在于:所述石粒為粒徑5mm 20mm大理石或花崗巖碎粒,按質(zhì)量百分比計(jì),含水率均低于10%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述具有負(fù)離子功能的無機(jī)人造石的制備方法,其特征在于:所述拋光石粉為加工大理石或花崗巖拋光過程產(chǎn)生的廢石料粉漿,按質(zhì)量百分比計(jì),含水率均低于20%。
5.具有負(fù)離子功能的無機(jī)人造石,其特征在于其由權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述制備方法制得;該具有負(fù)離子功能的無機(jī)人造石的離子釋放為510個/cm3 1050個/cm3,干燥彎曲強(qiáng)度為18MPa 20MPa,28天軟化系數(shù)為0.86 0.90 ;莫氏硬度為4 5 ;吸水率為0.19 0.24 ;拋光的具有負(fù)離子功能的無機(jī)人造石鏡向光澤度為65.8GS 70.2GS。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種具有負(fù)離子功能的無機(jī)人造石及其制備方法。該方法先將MgO與MgCl2溶液按比例配制成氯氧鎂水泥漿料,再以偏高嶺土和磷酸作為復(fù)合改性劑摻入到氯氧鎂水泥漿料中制備改性氯氧鎂水泥漿料;攪拌均勻后,注模成型為無機(jī)人造石板材基體。將負(fù)離子粉與改性氯氧鎂水泥漿均勻混合,制備得到負(fù)離子功能漿料,均勻涂覆于基體板材面層上,常溫養(yǎng)護(hù)7天后,根據(jù)需要拋光或不拋光,即制得具有負(fù)離子功能的無機(jī)人造石。該負(fù)離子功能無機(jī)人造石的負(fù)離子釋放高于500個/cm3,干燥彎曲強(qiáng)度高于18MPa,彎曲強(qiáng)度28天軟化系數(shù)達(dá)0.86以上。本發(fā)明不僅能利用石材廢料,而且具有釋放負(fù)離子功能的人造石有利于環(huán)保。
文檔編號C04B41/65GK103232219SQ20131014647
公開日2013年8月7日 申請日期2013年4月24日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月24日
發(fā)明者蘇達(dá)根, 李鴻棵, 鐘明峰 申請人:華南理工大學(xué)
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