CN106830757A - 一种抗菌防霉人造石英石板材及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明通过采用纳米氧化锌‑纳米二氧化钛复合杀菌剂，制得的人造石英石具有优良的杀菌效果。在制备人造石英石时采用纳米氧化锌‑纳米二氧化钛作为抗菌剂的抗菌性与采用纳米氧化银相比的抗菌效果相当，明显优于单独采用纳米二氧化钛或纳米氧化锌作为抗菌剂的抗菌效果。本发明具有原料易得，成本低，杀菌效果好的优点。

Description

一种抗菌防霉人造石英石板材及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种人造石英石板材及其制备方法，特别涉及一种抗菌防霉人造石英石板材及其制备方法。

背景技术

人造石是一种无放射性、无污染、可重复利用、绿色环保的建筑室内新型装饰材料。作为一种符合国家可持续发展的战略新型健康环保产品，于上世纪80年代引入国内市场。目前市场上销售的人造石主要以高分子树脂材料作为胶粘剂的有机型人造石，分为三类：人造大理石(以下简称人造岗石)、人造石英石和亚克力。我国的人造石行业虽然起步较晚，但经过十多年的快速发展，在市场规模和应用普及率方面居世界前列。

人造石英石主要材料为石英石晶体、树脂和微量颜料等。通过真空高压技术聚合，再经过精致的表面抛光工艺，使其具有天然石材的质感和表面光泽度，并且比天然石材质地坚硬、紧密。石英石具有比其它材料更优良的耐磨、耐压、抗刮伤、耐高温、抗腐蚀、防渗透、抗老化、无辐射等特性，表面平整、光亮、色彩艳丽丰富。橱房台面、实验室台面、窗台、吧台、电梯口、地面、墙面等，在建材筑对材料要求比较高的场所，人造石英石都适用。但人造石英石始终存在缺陷，对于使用在与食品接触的场合时，往往在表面会滋生细菌。普通的人造石英石对细菌并没有抑制或者杀死的功效，对人造石英石在厨房领域上的使用和推广不利。银系抗菌剂主要有效成分银离子。金属离子抗菌剂中目前研究最多的是含银离子抗菌剂。原因是金属银的杀菌能力最强。而且由于汞、镉、铅和铬等其它金属毒性较大，实际上用作杀菌剂的金属主要为银、铜和锌。铜和锌的杀菌效果有限，而银的价格又较高，使得杀菌剂的添加难以得到推广。

发明内容

本发明目的是针对现有技术的不足，在制备人造石英石时，采用纳米二氧化钛基除菌剂，具有原料易得，成本低，杀菌效果好的优点。

具体地，本发明一方面提供一种抗菌防霉人造石英石板材，包括如下原料：

0.075～5mm颗粒原料55～65份、0.005～0.045mm石英粉20～30份；不饱和聚酯树脂10～15份；偶联剂0.15～0.2份；固化剂0.1～0.15份；抗菌剂0.5～1份；其中，颗粒原料为石英颗粒或玻璃颗粒，或两种的混合物，抗菌剂为纳米二氧化钛基除菌剂；以上份数为质量份数。

优选的，所述不饱和聚酯树脂是环氧树脂、酚醛树脂、丙烯酸树脂和聚氨酯树脂中的一种或多种。

优选的，所述固化剂为过氧化(2-乙基己酸)叔丁酯、过氧化甲乙酮、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化二苯甲酰和脂肪多元胺中的一种或多种。偶联剂为γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、N-β(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷、N-β(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、苯胺甲基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷和γ-氯丙基三乙氧基硅烷中的一种或多种。

优选的，所述纳米二氧化钛基抗菌剂为纳米氧化银-纳米二氧化钛或纳米氧化银-纳米二氧化钛中一种或两种。

进一步的，所述纳米二氧化钛基抗菌剂的制备方法包括如下步骤：1)将醋酸锌或硝酸银溶于无水乙醇中，搅拌均匀，制得混合溶液，对混合溶液进行水浴蒸干，然后放于烘箱中进行干燥，再放入马弗炉中进行高温焙烧，制得纳米氧化锌或氧化银粉体；2)将制得的纳米氧化锌粉体、无水乙醇和冰醋酸混合，继续加入钛酸丁酯进行水解，水浴蒸干后进行干燥处理，制得纳米氧化锌与纳米二氧化钛的复合粉体。

本发明另一方面提供一种上述任一抗菌防霉人造石英石板材的制备方法，包括如下步骤：

1)称料，原料配方为：0.075～5mm颗粒原料55～65份、0.005～0.045mm石英粉20～30份；不饱和聚酯树脂10～15份；偶联剂0.15～0.2份；固化剂0.1～0.15份；纳米二氧化钛基抗菌剂0.5～1份；按配方准备并称量；

2)搅拌，将按比例调配好的原料混和并在专用的搅拌桶内进行搅拌，直至搅拌均匀；搅拌好后，将原料放入预先准备好的容器中并称量好；

3)布料，

(1)铺模底纸：在传送带上铺一层与模具规格相同的牛皮纸或硅胶皮，将模具放在铺好的牛皮纸上，模具四边内侧还要放上4条牛皮纸条，再放上4条硅胶条，高度要比模具板高出3mm，将牛皮纸条折叠以盖住生胶条；

(2)布料：将分配好的原料平均分布在模具内，板面平整之后，再在上面盖上一层牛皮纸之后再垫上一层胶皮，得布料板；

4)压制，

将布料板在0.097～-0.1MPa真空下抽真空115～125秒，然后进行二次加压抽真空，二次加压时间为20～30秒；然后再震动启动，进行震动加压，震动加压时间为180～220秒；最后关闭震动，打开真空阀，待压力正常后，将真空罩、震板升起，得人造石英石成板；

5)脱模，

除去人造石英石成板的上层硅胶皮和牛皮纸，查看板材成型品质，合格后，除去模具和生胶条，得板材，送至固化架内等待加热固化；

6)热固化，

板材进行固化，固化时间6～10小时，固化的温度为70～160度，得固化后的板材；

7)将固化后的板材经定厚、抛光即得人造石英石。

与现有技术相比，本发明具有的益效果如下：

本发明克服了现有技术中单独采用AgO作为杀菌剂时成本过高以及采用ZnO和CuO杀菌效果差的缺陷，本发明通过采用原料易得，价格低廉的纳米氧化锌-纳米二氧化钛复合杀菌剂，制得的人造石英石具有优良的杀菌效果。

具体实施方式

下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

【实施例1】

1)称取5g醋酸锌溶于50mL无水乙醇中，搅拌均匀，制得混合溶液，90℃下水浴蒸干，然后放于烘箱中进行干燥，再放入马弗炉中进行高温焙烧，制得纳米氧化锌粉体；

2)称取3g制得的纳米氧化锌粉体，与30mL无水乙醇和1.5g冰醋酸混合，继续加入2g钛酸丁酯进行水解，水浴蒸干后进行干燥处理，制得纳米氧化锌与纳米二氧化钛的复合抗菌剂。

【实施例2】

1)配料，原料配方为：按质量份数：0.075～5mm石英颗粒原料65份、0.075～5mm颗粒原料55份、0.005～0.045mm石英粉30份；聚氨酯树脂15份；乙烯基三乙氧基硅烷0.15份；过氧化二苯甲酰0.15份；实施例1所制备的纳米氧化锌-纳米二氧化钛2份按配方准备并称量；

2)搅拌，搅拌过程比较简单，只需先把按比例调配好的树脂、偶联剂、固化剂和抗菌防霉色料等原料混和在专用的搅拌桶内进行搅拌，直至搅拌均匀，

3)布料，在传送带上铺一层与模具规格相同的牛皮纸或硅胶皮，将模具放在铺好的牛皮纸上，模具四边内侧还要放上4条牛皮纸条，再放上4条硅胶条，高度要比模具板高出3mm，将牛皮纸条折叠以盖住生胶条；将分配好的原料平均分布在模具内，板面基本平整之后，再在上面盖上一层牛皮纸之后再垫上一层胶皮，得布料板；

4)压制，布料完成之后布料板经自动生产线输送到压机之内，启动液压，降下真空罩，关闭液压，-0.1MPa真空下进行125秒左右抽真空操作；完成之后再启动液压，降下真空罩、震板，进行二次加压抽真空，二次加压时间一般25秒左右。然后再震动启动，进行震动加压，震动加压时间6min左右；最后关闭震动，打开真空阀，待压力正常后，将真空罩、震板升起，通过自动传动装置将成板输出；

将布料板在-0.1MPa真空下抽真空120秒，然后进行二次加压抽真空，二次加压时间为25秒；然后再震动启动，进行震动加压，震动加压时间为200秒左右；最后关闭震动，打开真空阀，待压力正常后，将真空罩、震板升起，得人造石英石成板；

5)脱模，

除去人造石英石成板的上层硅胶皮和牛皮纸，查看板材成型品质，(若出现小面积缺料，在缺料处加上一定料铺平，用专用工具人工打压；若出现大面积缺料，将缺处补平后，盖上牛皮纸和硅胶皮，返回压机进行反压；若发现整片板因配方、拌料不匀等无法用上述两条解决的问题，可将其卸下，手工捏碎或放入粉碎机粉碎，然后倒入搅拌机中重新搅拌)，合格后，然后除去模具和生胶条，得板材，送至固化架内等待加热固化；固化时间一般要用8小时，固化的温度在160℃左右，固化完成后的的板材，出窑后放置于预先准备好的”人”字形架上；

7)定厚，

先测量出石英石毛坯板的厚度，来确定定厚机的吃刀量，对机器进行调试，机器调试好后把自然冷却后的石英石毛坯板，经轨道输送到定厚机里；再开机之前要对机器的电机、轴承等加入少量润滑油，确保机器润滑，以防对机器造成损害。检查急停开关是否打开，打开后把机器调成自动，然后打开磨头保证电机正常运转然后按启动键，机器就进行自主运作；

对石英石毛坯板进行加工，加工出来的板的厚度是否在规定值内，如果不在检查机器对机器再进行调试，直到加工出来的板达到标准；板出来以后经过翻板机把板翻过来，对另一面进行加工，确保出来的板厚度达标；刮平一片大板的时间也要大概约13～15分钟时间；

8)抛光，将两面已刮平的石英石大板由自动生产线输送到抛光线内，使用由粗至细的抛光头进行抛光，抛光一片大板约使用15分钟时间；再抛光中要注意进入传送带的板面必须平整，如不平整把板翻转过来对另一面进行抛光；磨机开机前同定厚机一样都必须进行润滑，确保机器的正常运作；石英石抛光工序完成后，经自动生产线输送到切割机工位段；即得人造石英石成品。

【对比例1】

采用实施例3相同的制备方法，区别仅将实施例1所制备纳米氧化锌-纳米二氧化钛替换为纳米氧化银。

【对比例2】

采用实施例3相同的制备方法，区别仅将实施例1所制备纳米氧化锌-纳米二氧化钛替换为纳米二氧化钛。

【对比例3】

采用实施例3相同的制备方法，区别仅将实施例1所制备纳米氧化锌-纳米二氧化钛替换为纳米氧化锌。

将实施例2和对比例1-3所制备的人造石英石进行抑菌实验，实验菌种为金黄色葡萄球菌，接种浓度为1.1×10⁶cfu/mL，通过测试24小时接触洗脱后的对数平均值的反对数来测定其抑菌效果，结果如表1所示：

表1

由此可见，在制备人造石英石时采用纳米氧化锌-纳米二氧化钛最为抗菌剂抗菌性与采用纳米氧化银相比，抗菌效果相当，明显优于单独采用纳米二氧化钛或纳米氧化锌作为抗菌剂的抗菌效果。本发明技术方案通过采用原料易得，价格低廉的纳米氧化锌-纳米二氧化钛复合杀菌剂，制得的人造石英石具有优良的杀菌效果。

上述说明已经充分揭露了本发明的具体实施方式。需要指出的是，熟悉该领域的技术人员对本发明的具体实施方式所做的任何改动均不脱离本发明的权利要求书的范围。相应地，本发明的权利要求的范围也并不仅仅局限于前述具体实施方式。

Claims (9)

1.一种抗菌防霉人造石英石板材，其特征在于，包括如下原料：

0.075～5mm颗粒原料55～65份、0.005～0.045mm石英粉20～30份；不饱和聚酯树脂10～15份；偶联剂0.15～0.2份；固化剂0.1～0.15份；抗菌剂0.5～1份；其中，

颗粒原料为石英颗粒或玻璃颗粒，或两种的混合物，抗菌剂为纳米二氧化钛基除菌剂；以上份数为质量份数。

2.根据权利要求1所述一种抗菌防霉人造石英石板材，其特征在于，所述不饱和聚酯树脂是环氧树脂、酚醛树脂、丙烯酸树脂和聚氨酯树脂中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述一种抗菌防霉人造石英石板材，其特征在于，所述固化剂为过氧化(2-乙基己酸)叔丁酯、过氧化甲乙酮、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化二苯甲酰和脂肪多元胺中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述一种抗菌防霉人造石英石板材，其特征在于，所述偶联剂为γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、N-β(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷、N-β(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、苯胺甲基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷和γ-氯丙基三乙氧基硅烷中的一种或多种。

5.根据权利要求1-4任一项所述一种抗菌防霉人造石英石板材，其特征在于，所述纳米二氧化钛基抗菌剂为纳米氧化锌-纳米二氧化钛。

6.根据权利要求5所述一种抗菌防霉人造石英石板材，其特征在于，所述纳米二氧化钛基抗菌剂的制备方法包括如下步骤：

1)将醋酸锌溶于无水乙醇中，搅拌均匀，制得混合溶液，对混合溶液进行水浴蒸干，然后放于烘箱中进行干燥，再放入马弗炉中进行高温焙烧，制得纳米氧化锌粉体；2)将制得的纳米氧化锌粉体、无水乙醇和冰醋酸混合，继续加入钛酸丁酯进行水解，水浴蒸干后进行干燥处理，制得纳米氧化锌与纳米二氧化钛的复合粉体。

7.权利要求1-6任一项所述抗菌防霉人造石英石板材的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)称料，原料配方为：0.075～5mm颗粒原料55～65份、0.005～0.045mm石英粉20～30份；不饱和聚酯树脂10～15份；偶联剂0.15～0.2份；固化剂0.1～0.15份；纳米二氧化钛基除菌剂3～10份；按配方准备并称量；

2)搅拌：将按比例调配好的原料混和并在专用的搅拌桶内进行搅拌，直至搅拌均匀；搅拌好后，将原料放入预先准备好的容器中并称量好；

3)布料：

(1)铺模底纸：在传送带上铺一层与模具规格相同的牛皮纸或硅胶皮，将模具放在铺好的牛皮纸上，模具四边内侧还要放上4条牛皮纸条，再放上4条硅胶条，高度要比模具板高出3mm，将牛皮纸条折叠以盖住生胶条；

(2)布料：将分配好的原料平均分布在模具内，板面平整之后，再在上面盖上一层牛皮纸之后再垫上一层胶皮，得布料板；

4)压制：

将布料板在0.097～-0.1MPa真空下抽真空115～125秒，然后进行二次加压抽真空，二次加压时间为20～30秒；然后再震动启动，进行震动加压，震动加压时间为180～220秒；最后关闭震动，打开真空阀，待压力正常后，将真空罩、震板升起，得人造石英石成板；

5)脱模：

除去人造石英石成板的上层硅胶皮和牛皮纸，查看板材成型品质，合格后，除去模具和生胶条，得板材，送至固化架内等待加热固化；

6)热固化：

板材进行固化，固化时间6～10小时，固化的温度为70～160度，得固化后的板材；

7)将固化后的板材经定厚、抛光即得人造石英石。

8.根据权利要求7所述一种抗菌防霉人造石英石板材，其特征在于，所述纳米二氧化钛基抗菌剂为纳米氧化锌-纳米二氧化钛。

9.根据权利要求8所述一种抗菌防霉人造石英石板材，其特征在于：所述纳米二氧化钛基抗菌剂的制备方法包括如下步骤：1)将醋酸锌溶于无水乙醇中，搅拌均匀，制得混合溶液，对混合溶液进行水浴蒸干，然后放于烘箱中进行干燥，再放入马弗炉中进行高温焙烧，制得纳米氧化锌粉体；2)将制得的纳米氧化锌粉体、无水乙醇和冰醋酸混合，继续加入钛酸丁酯进行水解，水浴蒸干后进行干燥处理，制得纳米氧化锌与纳米二氧化钛的复合粉体。