CN109111195A - 一种负离子型功能人造石的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种负离子型功能人造石的制备方法，属于涂料技术领域。本发明利用交联剂屏蔽掉聚乙烯醇上大部分羟基，并使聚乙烯醇与硅溶胶发生半互穿网络连接，所得的复合胶既有聚乙烯醇的优良成膜性，又有硅溶胶的耐水性和硬度，再适量加入颜填料和功能材料，调节体系性能，就能生产出具有优异的耐水性、功能性及附着力强的涂料；轻质碳酸钙可改变漆膜的着色力和遮盖力，并改善乳液的流动性，高岭土具有颗粒细、润湿分散稳定好，悬浮性好，有助于防尘，加入高岭土在保证遮盖力的同时节省钛白粉，降低成本，滑石粉使涂料易于涂刷和有好的流平性以及增强涂料的耐久性，制得的涂料附着力强，耐水性好，功能性强且隔热性能良好。

Description

一种负离子型功能人造石的制备方法
技术领域
本发明涉及一种负离子型功能人造石的制备方法，属于建筑装饰技术领域。
背景技术
在建筑装饰领域，石材以其美观、高雅、装饰性强的特点而逐渐成为建筑装修的主要装饰材料之一。装饰性石材一般可分为天然和人造两种，人造石材原料易得，成本较低，制备工艺简单，性能优异，克服了天然石材矿产资源有限，本身刚度有余，强度不足的缺陷，具有极大的发展空间。
人造石根据自身所采用粘结剂的不同，可以分为无机型人造石和树脂型人造石两大类，无机型人造石耐候性好、不燃、价格低，但缺点是耐酸性能差，表面光泽度较低；树脂型人造石综合性能较佳，但生产成本较高，表面硬度较低，耐候性较差，不适合用在室外；另外在使用过程中受环境因素及自身结构组成的影响，上述两种人造石均会产生风化破坏、表面腐蚀、油污及色素污染等病症，极大的影响了使用寿命和应用范围。
目前，在环境评价中，空气中负离子浓度被列为衡量空气质量的一个重要参数。然而现代生活、工业污染在不断影响着周围环境，空气中的正负离子平衡严重失调，负离子数目锐减，影响到了环境的空气质量，进而影响人们的身体健康。因此，研究制备具有释放负离子功能的人造石，用于绿色环保建筑装饰材料中，将会对环境的协调保护有重要意义。但是具有释放负离子功能的有机涂料涂覆于基体材料特别是建筑装饰材料时存在附着力差、表面硬度低、耐热耐火性能差等缺陷，电气石粉在有机涂料中分散性差造成制备工艺复杂，影响负离子数释放量。
石材防护一般采用表面涂膜的方式对石材进行保护处理，使石材有防水、防污、防水斑、耐酸碱、抗老化和风化等性能。目前石材防护剂已逐渐由传统的溶剂型产品向水性等绿色环保的产品发展，因此研制出一种绿色无污染、高光泽、高硬度，与石材表面附着良好并可以赋予石材其它优异功能(如负离子保健)的防护材料，将会对人造石的生产与应用产生重大意义。
发明内容
本发明所要解决的技术问题：针对具有释放负离子功能的有机涂料涂覆于基体材料特别是建筑装饰材料时存在附着力差、耐热耐火性能差的问题，提供了一种负离子型功能人造石的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
（1）配制质量分数为3%PVA水溶液，按重量份数计，分别称量10～20份3%PVA水溶液、2～5份硅溶胶、0.02～0.05份pH=8的PVA消泡剂、0.1～0.16份质量分数为10%硼砂溶液，将3%PVA水溶液置于烧杯中，边搅动边滴加硅溶胶和PVA消泡剂，持续搅动10～15min，再缓慢滴加质量分数为10%硼砂溶液，在水浴80℃中搅动0.5～1h，用质量分数为20%的氢氧化钠溶液调整pH为8～9，即得基料；
（2）按重量份数计，分别称取80～100份去离子水、20～25份颜填料、10～20份负离子化合物、2～6份分散剂、7～10份增稠剂、40～50份基料、3～7份隔热填料、1～3份消泡剂，分别将水、分散剂、1/2消泡剂置于反应釜中，在200～500r/min下搅拌15～20min，加入负离子化合物、隔热填料、颜填料、基料、增稠剂和1/2消泡剂，分散处理，得负离子型涂料；
（3）按质量比1∶4∶0.2∶2将氯氧镁水泥、大理石碎粒、废石料粉浆和去离子水搅拌混合均匀，注模成型10mm～30mm人造石板材基体；将负离子型涂料均匀涂覆于人造石板材基体上，厚度为1～3mm，置于常温中养护7天后，即得负离子型功能人造石。
步骤（2）所述的颜填料为按质量比3∶1∶1将钛白粉、滑石粉和高岭土混合均匀，得颜填料。
步骤（2）所述的负离子化合物为按质量比2∶3将电气石和蛋白石混合均匀在800℃～900℃煅烧1-2h，得负离子化合物。
步骤（2）所述的隔热填料为按质量比1∶1将轻质碳酸钙和膨胀珍珠岩混合均匀，得隔热填料。
步骤（2）所述的分散剂是十二烷基苯磺酸钠。
步骤（2）所述的增稠剂是硅藻土。
步骤（2）所述的消泡剂是乳化硅油。
步骤（3）所述的分散处理步骤为：加入负离子化合物、隔热填料和颜填料，在2000～3000r/min、50～60℃下搅拌30～40min，降低搅拌速度，在400～700r/min下，加入基料、增稠剂和1/2消泡剂乳化硅油，匀速分散30～40min。
本发明与其他方法相比，有益技术效果是：
本发明利用交联剂屏蔽掉聚乙烯醇上大部分羟基，并使聚乙烯醇与硅溶胶发生半互穿网络连接，所得的复合胶既有聚乙烯醇的优良成膜性，又有硅溶胶的耐水性和硬度，再适量加入颜填料和功能材料，调节体系性能，就能生产出具有优异的耐水性、功能性及附着力强的涂料；本发明利用钛白粉具有遮盖力好、耐候性高的优点，轻质碳酸钙可改变漆膜的着色力和遮盖力，并改善乳液的流动性，高岭土具有颗粒细、润湿分散稳定好，悬浮性好，有助于防尘，加入高岭土在保证遮盖力的同时节省钛白粉，降低成本，滑石粉使涂料易于涂刷和有好的流平性以及增强涂料的耐久性，制得的涂料附着力强，耐水性好，功能性强且隔热性能良好。
具体实施方式
配制质量分数为3%PVA水溶液，按重量份数计，分别称量10～20份3%PVA水溶液、2～5份硅溶胶、0.02～0.05份pH=8的PVA消泡剂、0.1～0.16份质量分数为10%硼砂溶液，将3%PVA水溶液置于烧杯中，边搅动边滴加硅溶胶和PVA消泡剂，持续搅动10～15min，再缓慢滴加质量分数为10%硼砂溶液，在水浴80℃中搅动0.5～1h，用质量分数为20%的氢氧化钠溶液调整pH为8～9，即得基料；按质量比3∶1∶1将钛白粉、滑石粉和高岭土混合均匀，得颜填料；按质量比2∶3将电气石和蛋白石混合均匀在800℃～900℃煅烧1～2h，得负离子化合物；按质量比1∶1将轻质碳酸钙和膨胀珍珠岩混合均匀，得隔热填料；按重量份数计，分别称取80～100份去离子水、20～25份颜填料、10～20份负离子化合物、2～6份分散剂十二烷基苯磺酸钠、7～10份增稠剂硅藻土、40～50份基料、3～7份隔热填料、1～3份消泡剂乳化硅油，分别将水、十二烷基苯磺酸钠、1/2消泡剂乳化硅油置于反应釜中，在200～500r/min下搅拌15～20min，加入负离子化合物、隔热填料和颜填料，在2000～3000r/min、50～60℃下搅拌30～40min，降低搅拌速度，在400～700r/min下，加入基料、增稠剂和1/2消泡剂乳化硅油，匀速分散30～40min，得负离子型涂料；按质量比1∶4∶0.2∶2将氯氧镁水泥、大理石碎粒、废石料粉浆和去离子水搅拌混合均匀，注模成型10mm～30mm人造石板材基体；将负离子型涂料均匀涂覆于人造石板材基体上，厚度为1～3mm，置于常温中养护7天后，即得负离子型功能人造石。
配制质量分数为3%PVA水溶液，按重量份数计，分别称量10份3%PVA水溶液、2份硅溶胶、0.02份pH=8的PVA消泡剂、0.1份质量分数为10%硼砂溶液，将3%PVA水溶液置于烧杯中，边搅动边滴加硅溶胶和PVA消泡剂，持续搅动10min，再缓慢滴加质量分数为10%硼砂溶液，在水浴80℃中搅动0.5h，用质量分数为20%的氢氧化钠溶液调整pH为8，即得基料；按质量比3∶1∶1将钛白粉、滑石粉和高岭土混合均匀，得颜填料；按质量比2∶3将电气石和蛋白石混合均匀在800℃煅烧1h，得负离子化合物；按质量比1∶1将轻质碳酸钙和膨胀珍珠岩混合均匀，得隔热填料；按重量份数计，分别称取80份去离子水、20份颜填料、10份负离子化合物、2份分散剂十二烷基苯磺酸钠、7份增稠剂硅藻土、40份基料、3份隔热填料、1份消泡剂乳化硅油，分别将水、十二烷基苯磺酸钠、1/2消泡剂乳化硅油置于反应釜中，在200r/min下搅拌15min，加入负离子化合物、隔热填料和颜填料，在2000r/min、50℃下搅拌30min，降低搅拌速度，在400r/min下，加入基料、增稠剂和1/2消泡剂乳化硅油，匀速分散30min，得负离子型涂料；按质量比1∶4∶0.2∶2将氯氧镁水泥、大理石碎粒、废石料粉浆和去离子水搅拌混合均匀，注模成型10mm人造石板材基体；将负离子型涂料均匀涂覆于人造石板材基体上，厚度为1mm，置于常温中养护7天后，即得负离子型功能人造石。
配制质量分数为3%PVA水溶液，按重量份数计，分别称量15份3%PVA水溶液、3份硅溶胶、0.03份pH=8的PVA消泡剂、0.13份质量分数为10%硼砂溶液，将3%PVA水溶液置于烧杯中，边搅动边滴加硅溶胶和PVA消泡剂，持续搅动13min，再缓慢滴加质量分数为10%硼砂溶液，在水浴80℃中搅动0.75h，用质量分数为20%的氢氧化钠溶液调整pH为8，即得基料；按质量比3∶1∶1将钛白粉、滑石粉和高岭土混合均匀，得颜填料；按质量比2∶3将电气石和蛋白石混合均匀在850℃煅烧2h，得负离子化合物；按质量比1∶1将轻质碳酸钙和膨胀珍珠岩混合均匀，得隔热填料；按重量份数计，分别称取90份去离子水、23份颜填料、15份负离子化合物、4份分散剂十二烷基苯磺酸钠、8份增稠剂硅藻土、45份基料、5份隔热填料、2份消泡剂乳化硅油，分别将水、十二烷基苯磺酸钠、1/2消泡剂乳化硅油置于反应釜中，在350r/min下搅拌18min，加入负离子化合物、隔热填料和颜填料，在2500r/min、55℃下搅拌35min，降低搅拌速度，在550r/min下，加入基料、增稠剂和1/2消泡剂乳化硅油，匀速分散35min，得负离子型涂料；按质量比1∶4∶0.2∶2将氯氧镁水泥、大理石碎粒、废石料粉浆和去离子水搅拌混合均匀，注模成型20mm人造石板材基体；将负离子型涂料均匀涂覆于人造石板材基体上，厚度为2mm，置于常温中养护7天后，即得负离子型功能人造石。
配制质量分数为3%PVA水溶液，按重量份数计，分别称量20份3%PVA水溶液、5份硅溶胶、0.05份pH=8的PVA消泡剂、0.16份质量分数为10%硼砂溶液，将3%PVA水溶液置于烧杯中，边搅动边滴加硅溶胶和PVA消泡剂，持续搅动15min，再缓慢滴加质量分数为10%硼砂溶液，在水浴80℃中搅动1h，用质量分数为20%的氢氧化钠溶液调整pH为9，即得基料；按质量比3∶1∶1将钛白粉、滑石粉和高岭土混合均匀，得颜填料；按质量比2∶3将电气石和蛋白石混合均匀在900℃煅烧1-2h，得负离子化合物；按质量比1∶1将轻质碳酸钙和膨胀珍珠岩混合均匀，得隔热填料；按重量份数计，分别称取100份去离子水、25份颜填料、20份负离子化合物、6份分散剂十二烷基苯磺酸钠、10份增稠剂硅藻土、50份基料、7份隔热填料、3份消泡剂乳化硅油，分别将水、十二烷基苯磺酸钠、1/2消泡剂乳化硅油置于反应釜中，在500r/min下搅拌20min，加入负离子化合物、隔热填料和颜填料，在3000r/min、60℃下搅拌40min，降低搅拌速度，在700r/min下，加入基料、增稠剂和1/2消泡剂乳化硅油，匀速分散40min，得负离子型涂料；按质量比1∶4∶0.2∶2将氯氧镁水泥、大理石碎粒、废石料粉浆和去离子水搅拌混合均匀，注模成型30mm人造石板材基体；将负离子型涂料均匀涂覆于人造石板材基体上，厚度为3mm，置于常温中养护7天后，即得负离子型功能人造石。
将本发明制备的负离子型功能人造石及广州某公司生产的人造石材进行检测，具体检测结果如下：
（1）本发明负离子型功能人造石以JC/T1016-2006材料负离子法发生量测试方法检验；
（2）以GB/T9966.2天然饰面石材试验方法第2部分检验，干燥弯曲强度为21MPa；
（3）以GB/T9966.3天然饰面石材试验方法第3部分检验；
（4）以DB44/T768-2010附录B莫氏硬度试验方法检验。
表1负离子型功能人造石性能表征
由表1可知，本发明制备的耐负离子型功能人造石，负离子释放量高，干燥弯曲强度性能优异，莫氏硬度大，折断后其基体材料与面层仍紧密相连为一体，没有分层剥落，具有较好的市场前景和应用前景。

Claims (8)

1.一种负离子型功能人造石的制备方法，其特征在于，具体制备步骤为：
（1）配制质量分数为3%PVA水溶液，按重量份数计，分别称量10～20份3%PVA水溶液、2～5份硅溶胶、0.02～0.05份pH=8的PVA消泡剂、0.1～0.16份质量分数为10%硼砂溶液，将3%PVA水溶液置于烧杯中，边搅动边滴加硅溶胶和PVA消泡剂，持续搅动10～15 min，再缓慢滴加质量分数为10%硼砂溶液，在水浴80℃中搅动0.5～1h，用质量分数为20%的氢氧化钠溶液调整pH为8～9，即得基料；
（2）按重量份数计，分别称取80～100份去离子水、20～25份颜填料、10～20份负离子化合物、2～6份分散剂、7～10份增稠剂、40～50份基料、3～7份隔热填料、1～3份消泡剂，分别将水、分散剂、1/2消泡剂置于反应釜中，在200～500r/min下搅拌15～20min，加入负离子化合物、隔热填料、颜填料、基料、增稠剂和1/2消泡剂，分散处理，得负离子型涂料；
（3）按质量比1∶4∶0.2∶2将氯氧镁水泥、大理石碎粒、废石料粉浆和去离子水搅拌混合均匀，注模成型10mm～30mm人造石板材基体；将负离子型涂料均匀涂覆于人造石板材基体上，厚度为1～3mm，置于常温中养护7天后，即得负离子型功能人造石。
2.根据权利要求1所述的一种负离子型功能人造石的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述的颜填料为按质量比3∶1∶1将钛白粉、滑石粉和高岭土混合均匀，得颜填料。
3.根据权利要求1所述的一种负离子型功能人造石的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述的负离子化合物为按质量比2∶3将电气石和蛋白石混合均匀在800℃～900℃煅烧1-2h，得负离子化合物。
4.根据权利要求1所述的一种负离子型功能人造石的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述的隔热填料为按质量比1∶1将轻质碳酸钙和膨胀珍珠岩混合均匀，得隔热填料。
5.根据权利要求1所述的一种负离子型功能人造石的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述的分散剂是十二烷基苯磺酸钠。
6.根据权利要求1所述的一种负离子型功能人造石的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述的增稠剂是硅藻土。
7.根据权利要求1所述的一种负离子型功能人造石的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述的消泡剂是乳化硅油。
8.根据权利要求1所述的一种负离子型功能人造石的制备方法，其特征在于：步骤（3）所述的分散处理步骤为：加入负离子化合物、隔热填料和颜填料，在2000～3000r/min、50～60℃下搅拌30～40min，降低搅拌速度，在400～700r/min下，加入基料、增稠剂和1/2消泡剂乳化硅油，匀速分散30～40min。
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