本發(fā)明涉及一種無(wú)機(jī)人造石英石，特別是涉及一種高強(qiáng)度無(wú)機(jī)人造石英石板材及其制備方法，屬于建筑裝飾材料技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

近年來，人造石英石因其良好的裝飾性、高硬度和高耐磨性而被廣泛應(yīng)用于櫥柜臺(tái)面、墻面和其它各種臺(tái)面裝修中，然而在石材用量最大的地面裝修領(lǐng)域卻鮮少應(yīng)用。這主要是由于，現(xiàn)有技術(shù)中人造石英石膠結(jié)材料主要為有機(jī)不飽和樹脂，使得有機(jī)石英石存在耐候性差、不耐老化、防火性能差、易變形的不足，特別是應(yīng)用于地面裝修時(shí)在潮濕及外力作用下易出現(xiàn)起鼓、翹曲和變形等現(xiàn)象。同時(shí)，隨著使用時(shí)間的延長(zhǎng)，有機(jī)石英石中的甲醛等有毒有害組分將會(huì)溶出和釋放，進(jìn)而對(duì)人體健康產(chǎn)生巨大傷害。在天然石材資源日益緊缺，人造石材行業(yè)面臨轉(zhuǎn)型升級(jí)的背景下，開發(fā)綠色環(huán)保、性能優(yōu)異的無(wú)機(jī)人造石成為人造石材發(fā)展的趨勢(shì)。

傳統(tǒng)無(wú)機(jī)人造石，如水磨石，因裝飾性和耐磨性較差，已無(wú)法滿足日益豐富多樣的裝飾設(shè)計(jì)要求。此外，相比有機(jī)石英石，傳統(tǒng)無(wú)機(jī)石英石板材韌性較差，抗折強(qiáng)度低，當(dāng)厚度低于15mm時(shí)，加工和運(yùn)輸過程中易產(chǎn)生開裂，為保證較高的成品率，其厚度往往須超過18mm，從而造成工程成本的增加和資源的浪費(fèi)，這也成為無(wú)機(jī)石英石在地面應(yīng)用時(shí)需解決的關(guān)鍵問題。

因此，開發(fā)一種不易變形、具有高抗折強(qiáng)度的可在地面鋪裝工程中應(yīng)用的無(wú)機(jī)石英石非常有必要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明為彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)中存在的一些不足，提供一種可用于地面鋪裝的高強(qiáng)度無(wú)機(jī)石英石板材。

本發(fā)明為達(dá)到其目的，采用的技術(shù)方案如下：

一種高強(qiáng)度無(wú)機(jī)石英石板材，包括如下重量份的各組分：無(wú)機(jī)聚合物膠凝材料A組分2～30份，無(wú)機(jī)聚合物膠凝材料B組分5～40份，骨料40～100份，憎水劑0.5～2.0份，分散劑0.2～1.0份；還包括增韌材料和緩凝劑，所述增韌材料和緩凝劑分別為所述無(wú)機(jī)聚合物膠凝材料A組分和無(wú)機(jī)聚合物膠凝材料B組分二者總重量的1％～12％、0.5％～5％；所述增韌材料為玻璃纖維、聚丙烯纖維、玄武巖纖維和PVC網(wǎng)中的至少一種。

優(yōu)選的，所述緩凝劑為碳酸鋰、氯化鋇、硫酸鋁或硫酸鋇中的至少一種。地聚合物是一種不同于硅酸鹽水泥的新型堿激發(fā)膠凝材料，主要由低聚態(tài)—Si—O—，—Al—O—分子基團(tuán)縮聚形成，其終產(chǎn)物以共價(jià)鍵和離子鍵為主。因此，地聚合物的力學(xué)性能、耐久性能優(yōu)異，具有早強(qiáng)、高強(qiáng)、高抗蝕、工藝簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，但同時(shí)也存在凝結(jié)過快的缺點(diǎn)，因而使得堿激發(fā)材料的工程應(yīng)用受到較大限制，若不采取措施調(diào)節(jié)該材料的凝結(jié)時(shí)間，無(wú)機(jī)石英石的攪拌、布料和壓制成型工藝將無(wú)法實(shí)現(xiàn)。常用水泥類緩凝劑，如石膏、酒石酸及木鈣類、葡萄糖酸鈉類不適用于該體系，無(wú)明顯緩凝效果。本發(fā)明優(yōu)選的緩凝劑可很好的適用于堿激發(fā)膠凝材料體系，可起到調(diào)節(jié)無(wú)機(jī)聚合物膠凝材料的凝結(jié)時(shí)間的良好效果，有效的解決了本發(fā)明無(wú)機(jī)石英石的生產(chǎn)制備中的存在凝結(jié)過快的問題。

優(yōu)選的，所述無(wú)機(jī)聚合物膠凝材料A組分為礦渣、粉煤灰、赤泥、煤矸石、沸石粉、煅燒高嶺土及膨潤(rùn)土中的至少一種。

優(yōu)選的，所述無(wú)機(jī)聚合物膠凝材料B組分為堿金屬磷酸鹽水溶液、堿金屬氫氧化物水溶液、堿金屬硅酸鹽水溶液中一種或幾種混合而成。

優(yōu)選的，所述堿金屬為鉀或鈉，堿金屬磷酸鹽水溶液、堿金屬氫氧化物水溶液或堿金屬硅酸鹽水溶液的質(zhì)量濃度優(yōu)選在10～40％。

優(yōu)選的，所述骨料為硅砂顆粒、玻璃顆粒、硅粉中的一種或兩種以上的混合物。

作為一種具體實(shí)施方式，所述憎水劑為粉末有機(jī)硅憎水劑，例如為型號(hào)HE328、Sitren P750的憎水劑。相比有機(jī)石英石，無(wú)機(jī)石英石板材為親水性材料，吸水率較大，使得地面鋪貼時(shí)粘結(jié)材料中的水分容易通過石材中的孔隙遷移、蒸發(fā)，同時(shí)將材料體系中的堿性離子帶至表面，從而在石材表面引起泛堿、變色甚至局部破壞等現(xiàn)象，制約其工程應(yīng)用。摻加與地聚物材料體系相容性較好的憎水劑，可降低無(wú)機(jī)石英石的吸水率，從而降低應(yīng)用過程的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。

作為一種具體實(shí)施方式，還包括0.1～1.0重量份的顏料。

優(yōu)選的，分散劑優(yōu)選自羥乙基纖維素、羥丙基甲基纖維素、六偏磷酸鈉中的至少一種，可以有效改善纖維在無(wú)機(jī)石英石物料中的分散效果。顏料采用本領(lǐng)域常規(guī)顏料即可。

本發(fā)明第二方面提供一種制備如上文所述的高強(qiáng)度無(wú)機(jī)石英石板材的方法，包括如下步驟：

1)將骨料、無(wú)機(jī)聚合物膠凝材料A組分、增韌材料、分散劑依次加入攪拌機(jī)攪拌均勻，將緩凝劑、憎水劑加入無(wú)機(jī)聚合物膠凝材料B組分中，然后加入所述攪拌機(jī)中攪拌均勻至流動(dòng)態(tài)；

2)將步驟1)的物料布料到模具中；

3)將步驟2)布好料的模具傳送至壓機(jī)，抽真空至-0.09～-0.1MPa，然后在真空狀態(tài)下對(duì)物料進(jìn)行振動(dòng)壓制，壓頭壓強(qiáng)為6～10MPa；

4)將步驟3)壓制好的物料連同模具輸送至高溫養(yǎng)護(hù)箱進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)溫度為60～100℃，養(yǎng)護(hù)時(shí)間1～2h。

5)對(duì)步驟4)固化的板材進(jìn)行定厚、打磨拋光、防護(hù)處理制得成品。

作為一種具體實(shí)施方式，防護(hù)處理包括表面防污和底面防護(hù)兩個(gè)步驟，防護(hù)劑采用有機(jī)硅烷、有機(jī)氟碳、有機(jī)氟硅及石材晶硬劑中的一種或兩種的混合物。

本發(fā)明的高強(qiáng)度無(wú)機(jī)石英石板材可應(yīng)用于地面鋪裝。

本發(fā)明提供的技術(shù)方案具有如下有益效果：

本發(fā)明開發(fā)了一種既能有效改善有機(jī)人造石易變形、不耐老化的缺點(diǎn)，具有高抗折強(qiáng)度和低吸水率，又有優(yōu)異的裝飾效果，可在地面鋪裝工程應(yīng)用的新型無(wú)機(jī)石英石。

本發(fā)明在膠結(jié)體系中加入玻璃纖維、聚丙烯纖維、玄武巖纖維和PVC網(wǎng)中的至少一種作為增韌材料，可以大大提高無(wú)機(jī)石英石的抗折強(qiáng)度，有效地解決了傳統(tǒng)無(wú)機(jī)石英石存在脆性大、抗折強(qiáng)度低的問題。在制備本發(fā)明的無(wú)機(jī)石英石板材過程中，增韌材料在膠結(jié)料中的分散是一個(gè)關(guān)鍵問題，本發(fā)明所開發(fā)的制備方法借由其步驟1)的操作可有效解決增韌材料的分散問題。

本發(fā)明采用無(wú)機(jī)地聚合物膠凝材料取代有機(jī)樹脂和傳統(tǒng)水泥作為膠結(jié)材料，采用緩凝劑調(diào)節(jié)無(wú)機(jī)聚合物膠凝材料凝結(jié)時(shí)間，以控制拌合物的粘度狀態(tài)，保證可壓實(shí)性，盡量減少無(wú)機(jī)石英石內(nèi)部孔隙。采用纖維增韌技術(shù)，大大提高無(wú)機(jī)石英石的抗折強(qiáng)度，為了保證纖維的均勻分散，常規(guī)方法可從攪拌工藝、減小纖維長(zhǎng)度和增大纖維直徑入手，但是玻璃纖維、聚丙烯纖維的直徑無(wú)法無(wú)限制增大，長(zhǎng)度也不能無(wú)限制減小，故僅靠適當(dāng)延長(zhǎng)攪拌時(shí)間，減小纖維長(zhǎng)度和增大纖維直徑來提高纖維分散效果是有限的。為此，本發(fā)明采用了優(yōu)選的纖維分散劑可以很好地解決纖維在無(wú)機(jī)石英石物料中的分散性問題。

本發(fā)明所制備的無(wú)機(jī)石英石能滿足地面鋪裝時(shí)對(duì)石材不同厚度(最小15mm)的鋪貼應(yīng)用要求；而傳統(tǒng)的石英石板材其厚度需在18mm以上，才能擁有較好的強(qiáng)度，本發(fā)明的石英石板材在厚度變薄的情況下依然具有較好的強(qiáng)度，不必厚切，可有效節(jié)約材料。此外，本發(fā)明的無(wú)機(jī)石英石板材吸水率較低，可達(dá)到1％以下。

附圖說明

圖1是纖維增韌對(duì)無(wú)機(jī)石英石抗折強(qiáng)度的影響。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明提供的高強(qiáng)度無(wú)機(jī)石英石板材，通過無(wú)機(jī)聚合物膠凝材料A組分、無(wú)機(jī)聚合物膠凝材料B組分、增韌材料等所形成的膠結(jié)體系制備的無(wú)機(jī)石英石板材可有效解決現(xiàn)有傳統(tǒng)無(wú)機(jī)石英石板材韌性差、抗折強(qiáng)度低的缺陷。本發(fā)明的無(wú)機(jī)石英石板材抗折強(qiáng)度好，可在板厚低至15mm時(shí)仍能滿足地面鋪裝所需的抗折強(qiáng)度。增韌材料選自玻璃纖維、聚丙烯纖維、玄武巖纖維和PVC網(wǎng)中的至少一種，其添加量為無(wú)機(jī)聚合物膠凝材料A組分和無(wú)機(jī)聚合物膠凝材料B組分二者總重量的1％～12％。

本發(fā)明配方體系中，無(wú)機(jī)聚合物膠凝材料A組分可為礦渣、粉煤灰、赤泥、煤矸石、沸石粉、煅燒高嶺土及膨潤(rùn)土中的至少一種。無(wú)機(jī)聚合物膠凝材料B組分可為堿金屬磷酸鹽水溶液、堿金屬氫氧化物水溶液、堿金屬硅酸鹽水溶液中一種或幾種混合而成。

本發(fā)明的配方體系中，緩凝劑優(yōu)選為碳酸鋰、氯化鋇、硫酸鋁或硫酸鋇中的至少一種，可很好的適用于本發(fā)明的堿激發(fā)膠凝材料體系，可起到調(diào)節(jié)無(wú)機(jī)聚合物膠凝材料的凝結(jié)時(shí)間的良好效果，可避免凝結(jié)過快，使得制備工藝中的攪拌、布料、壓制成型等工藝操作得以有序進(jìn)行，提高工藝可操作性，從而保證產(chǎn)品性能。

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步說明：

實(shí)施例1～4

實(shí)施例1～4的配方參見如下表1所示。

實(shí)施例1～4無(wú)機(jī)石英石板材的制備按照如下步驟：

1)將骨料、無(wú)機(jī)聚合物膠凝材料A組分、增韌材料、分散劑依次加入攪拌機(jī)攪拌均勻，將緩凝劑、憎水劑等其余組分加入無(wú)機(jī)聚合物膠凝材料B組分中，然后加入所述攪拌機(jī)中攪拌均勻至流動(dòng)態(tài)；

2)將步驟1)的物料采用人工或自動(dòng)布料機(jī)布料到模具中；

3)將步驟2)布好料的模具通過傳送帶傳送至壓機(jī)，抽真空至-0.09～-0.1MPa，然后在真空狀態(tài)下對(duì)物料進(jìn)行振動(dòng)壓制，壓頭壓強(qiáng)為6～10MPa；

4)將步驟3)壓制好的物料連同模具通過傳送帶輸送至高溫養(yǎng)護(hù)箱進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)溫度為60～100℃，養(yǎng)護(hù)時(shí)間1～2h。

5)對(duì)步驟4)固化的板材進(jìn)行定厚、打磨拋光、防護(hù)處理制得成品。護(hù)處理包括表面防污和底面防護(hù)兩個(gè)步驟，防護(hù)劑可以采用有機(jī)硅烷、有機(jī)氟碳、有機(jī)氟硅或石材晶硬劑中的一種或兩種的混合物。

表1

對(duì)照例

按照上表1的配方稱取各組分，然后參照實(shí)施例1～4的制備方法進(jìn)行制備，不再贅述。

對(duì)實(shí)施例1-3和對(duì)照例的產(chǎn)品進(jìn)行抗折強(qiáng)度檢測(cè)，抗折強(qiáng)度參照標(biāo)準(zhǔn)《天然飾面石材試驗(yàn)方法第2部分：干燥、水飽和彎曲強(qiáng)度試驗(yàn)方法》(GB/T 9966.2-2001)進(jìn)行，石材厚度15mm，試驗(yàn)結(jié)果見附圖1，從檢測(cè)結(jié)果可見，本發(fā)明制備的無(wú)機(jī)石英石板材具有較高的抗折強(qiáng)度。圖1中僅示出了實(shí)施例1～3的檢測(cè)結(jié)果，實(shí)施例4經(jīng)檢測(cè)同樣具有較高的抗折強(qiáng)度，不再贅述。

實(shí)施例5,

實(shí)施例5考察了本發(fā)明配方體系中的緩凝劑對(duì)無(wú)機(jī)聚合物膠凝材料漿體凝結(jié)時(shí)間的影響。

實(shí)驗(yàn)操作如下：

稱取無(wú)機(jī)聚合物膠凝材料A組分20份，無(wú)機(jī)聚合物膠凝材料B組分30份，其中B組分溶液濃度為30％。按表2中的摻量(按A組分重量百分比計(jì))稱取緩凝劑，在攪拌機(jī)中依次加入A組分和緩凝劑，攪拌15s，接著加入B組分，低速攪拌60s后再快速攪拌120s停機(jī)。依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)《水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量、凝結(jié)時(shí)間、安定性檢驗(yàn)方法》(GB/T 1346-2011)測(cè)試無(wú)機(jī)聚合物膠凝材料漿體的凝結(jié)時(shí)間。

該實(shí)施例中，無(wú)機(jī)聚合物膠凝材料A組分具體為煅燒高嶺土15份、粉煤灰5份，無(wú)機(jī)聚合物膠凝材料B組分具體為質(zhì)量濃度30％的硅酸鉀水溶液，緩凝劑具體為碳酸鋰和氯化鋇。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果入下表2所示：

表2緩凝劑對(duì)無(wú)機(jī)聚合物膠凝材料漿體凝結(jié)時(shí)間的影響

從表2可見，本發(fā)明優(yōu)選的緩凝劑可有效調(diào)節(jié)無(wú)機(jī)聚合物膠凝材料凝結(jié)時(shí)間，以控制拌合物的粘度狀態(tài)，保證可壓實(shí)性，為后續(xù)的攪拌、布料和壓制成型等工藝步驟得以實(shí)現(xiàn)，從而提高工藝可操作性及有效提高產(chǎn)品性能。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明做任何形式上的限制，故凡未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所做的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。