CN111908951B - 一种耐高温阻燃建筑复合石材的生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提出的一种耐高温阻燃建筑复合石材的生产工艺，包括以下步骤：S1、氯化铜粉末加水溶解，加混合溶液A反应，加2‑羟基对苯二甲酸和赤藓酮糖反应，取出，离心，弃去上清液，真空干燥即得改性料，改性料与混合溶液B混合得改性液；S2、取膨润土、氧化镁、丙二醇单月桂酸酯，球磨，与硅酸钠水玻璃和环氧树脂胶混合后加入细砂和N‑氨乙基哌嗪混合均匀得浆料；S3、在石材基层的表面灌注浆料，干燥固化，再改性液涂覆在固化的浆料表面，烘干即得耐高温阻燃建筑复合石材。本发明提出的生产方法，易于工业化生产，且生产得到的建筑复合石材的耐温性和阻燃性好，强度高，表面质感丰富、色泽稳定，装饰效果好。
Description
技术领域
本发明涉及建筑石材技术领域，尤其涉及一种耐高温阻燃建筑复合石材的生产工艺。
背景技术
随着社会的发展，人们的生活水平快速提高，对生活环境和生活品质的要求也越来越高。当代的建筑物装饰过程中，复合石材以其美观、高品质、耐久性优异、具有良好的导热性、易加工使用等原因，已成为建筑物装饰过程中至关重要的辅材之一。在许多公共场所的装饰过程中越来越多的设计者使用复合石材作为主要的装饰材料，比如墙面砖、地砖等。由于公共场所的人员密集、人流量大，因此公共场所的安保工作就显得尤为重要，在众多的建筑物火灾统计的过程中，较为难以把控的就是建筑材料的火灾安全性能。石材本身不具有可燃性，但由于复合石材在制备过程中会使用各种可燃的材料以及粘合剂，这些物质暴露在空气中，再遇到高温或是火星，就会使得复合食材存在一定的安全隐患。基于现有复合石材中存在一定的安全隐患，本发明提出一种耐高温阻燃建筑复合石材的生产工艺。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有复合石材存在安全隐患，耐高温和阻燃性能不理想的缺点，而提出的一种耐高温阻燃建筑复合石材的生产工艺。
一种耐高温阻燃建筑复合石材的生产工艺，包括以下步骤：
S1、取氯化铜粉末，加适量的水溶解，再加入8～10倍的混合溶液A中于60～70℃，搅拌混合20～30min，再加入2-羟基对苯二甲酸和赤藓酮糖，继续搅拌混合3～4h，转移至反应釜中，升温至120～130℃，保温6～8h，取出，离心，弃去上清液，50℃真空干燥3～4h，即得改性料，将改性料按照1：5～6的比例加入到混合溶液B中，40～50℃搅拌混合1～2h，降至室温即得改性液；
S2、取膨润土、氧化镁、丙二醇单月桂酸酯，置于球磨机中于45～55℃球磨1～2h，冷却至室温再转移至高速加热混合机中，并向高速加热混合机中加入硅酸钠水玻璃和环氧树脂胶，升温至75～80℃，混合30～35min，降温至40～50℃，加入细砂和N-氨乙基哌嗪，混合至均匀，降至室温即得浆料；
S3、在石材基层的表面灌注步骤S2得到的浆料，干燥固化，再将步骤S1制备得到的改性液涂覆在固化的浆料表面，涂层厚度为120～130μm，烘干即得耐高温阻燃建筑复合石材。
优选的，步骤S1中，水的加入质量由以下方法确定，每次向氯化铜粉末中加入氯化铜粉末质量的1～1.6倍的水，置于超声仪中超声分散5min，若还有肉眼可见的氯化铜粉末则重复上述操作，直至超声结束时无肉眼可见的氯化铜粉末，停止加入水，此刻加入的水的总质量即为水的加入质量。
优选的，步骤S1中，所述混合溶液A由体积比为30：104～107：2～2.6的水、乙醇和乙腈混合而成。
优选的，步骤S1中，所述混合溶液B由体积比为12～14：5～8的乙醇和碳酸二甲酯混合而成。
优选的，所述氯化铜粉末、2-羟基对苯二甲酸和赤藓酮糖的质量比为38～42：2～4：0.9～1.4。
优选的，步骤S2中，所述膨润土、氧化镁、丙二醇单月桂酸酯、硅酸钠水玻璃、环氧树脂胶、细砂和N-氨乙基哌嗪按照重量份计分别为20～26份、4～8份、0.3～0.6份、2～5份、1～3份、36～46份、0.12～0.15份。
优选的，步骤S2中，所述膨润土、氧化镁、丙二醇单月桂酸酯、硅酸钠水玻璃、环氧树脂胶、细砂和N-氨乙基哌嗪按照重量份计分别为23份、6份、0.5份、4份、2份、40份、0.14份。
优选的，步骤S2中，球磨时，向球磨机中加入由质量比为100：2～7的乙醇和瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵复配而成的球磨助剂，且球磨助剂的加入质量为球磨机中总质量的0.5％～0.9％。
优选的，步骤S3中，所述石材基层为天然石材，厚度为2～6mm，且石材基层上固化的浆料的厚度为3～4mm。
与现有技术相比，本发明的优点为：
1、本发明提出的复合石材的生产方法，操作常规、易于工业化生产，生产得到的复合石材具有优异的耐高温性和阻燃性能，无毒、无气味、无辐射、安全环保，表面质感丰富、色泽稳定，装饰效果好，有效解决了现有复合石材存在安全隐患，耐高温和阻燃性能不理想的问题，可以应用于大型公共建筑、别墅酒店、高级小区及园林景观等场所的内外墙装饰，具有良好的社会效益和经济效益，值得推广。
2、本发明提出的生产方法，以普通的石材基层作为复合石材的第一层，在复合石材的第一层表面灌注由膨润土、氧化镁、丙二醇单月桂酸酯、硅酸钠水玻璃、环氧树脂胶、细砂和N-氨乙基哌嗪制备而来的浆料，经干燥固化得到具有高强度、高耐久性的第二层，并使复合石材的第二层与第一层牢固粘合，然后在复合石材的第二层的表面涂覆配方合理的改性液，烘干即为复合石材的第三层，进而达到由三层材料复合而成的复合石材，经过本发明提出的生产方法得到的复合石材层与层间的结合牢固，复合石材整体的耐久性和使用寿命得到明显提高，更适合在公共场合使用，且采用三层结构的方式生产得到的复合石材表面质感丰富、色泽更加稳定、色彩的饱和度更高，复合石材整体的品质得到大幅度地提高。
3、复合石材的第三层使用的改性液，由合理比例的氯化铜粉末先溶解在混合溶液A中，再与2-羟基对苯二甲酸和赤藓酮糖在反应釜中进行反应，以得到易分散的改性料，改性料再均匀分散在混合溶液B中，以便于在复合石材的第二层表面顺利铺展，使改性料更易发挥其对复合石材的耐高温性能和阻燃性能提升的功效，经实验证明，本发明第三层使用的改性液能够显著提高复合石材的耐高温性能和阻燃特性。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。
实施例1
本发明提出的一种耐高温阻燃建筑复合石材的生产工艺，包括以下步骤：
S1、取氯化铜粉末，加适量的水溶解，再加入8倍的混合溶液A中于70℃，搅拌混合30min，再加入2-羟基对苯二甲酸和赤藓酮糖，继续搅拌混合4h，转移至反应釜中，升温至120℃，保温8h，取出，离心，弃去上清液，50℃真空干燥3h，即得改性料，将改性料按照1：5的比例加入到混合溶液B中，50℃搅拌混合2h，降至室温即得改性液；
混合溶液A由体积比为30：104：2.6的水、乙醇和乙腈混合而成；混合溶液B由体积比为12：8的乙醇和碳酸二甲酯混合而成；
S2、取膨润土、氧化镁、丙二醇单月桂酸酯，置于球磨机中于45℃球磨2h，冷却至室温再转移至高速加热混合机中，并向高速加热混合机中加入硅酸钠水玻璃和环氧树脂胶，升温至75℃，混合35min，降温至40℃，加入细砂和N-氨乙基哌嗪，混合至均匀，降至室温即得浆料；
膨润土、氧化镁、丙二醇单月桂酸酯、硅酸钠水玻璃、环氧树脂胶、细砂和N-氨乙基哌嗪按照重量份计分别为20份、8份、0.6份、2份、3份、36份、0.15份；
球磨时，向球磨机中加入由质量比为100：2的乙醇和瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵复配而成的球磨助剂，且球磨助剂的加入质量为球磨机中总质量的0.9％；
S3、在石材基层的表面灌注步骤S2得到的浆料，干燥固化，再将步骤S1制备得到的改性液涂覆在固化的浆料表面，涂层厚度为120μm，烘干即得耐高温阻燃建筑复合石材。
其中，步骤S1中，水的加入质量由以下方法确定，每次向氯化铜粉末中加入氯化铜粉末质量的1.6倍的水，置于超声仪中超声分散5min，若还有肉眼可见的氯化铜粉末则重复上述操作，直至超声结束时无肉眼可见的氯化铜粉末，停止加入水，此刻加入的水的总质量即为水的加入质量。
其中，步骤S3中，石材基层为天然石材，厚度为2mm，且石材基层上固化的浆料的厚度为4mm。
实施例2
本发明提出的一种耐高温阻燃建筑复合石材的生产工艺，包括以下步骤：
S1、取氯化铜粉末，加适量的水溶解，再加入9倍的混合溶液A中于65℃，搅拌混合30min，再加入2-羟基对苯二甲酸和赤藓酮糖，继续搅拌混合3h，转移至反应釜中，升温至1250℃，保温7h，取出，离心，弃去上清液，50℃真空干燥4h，即得改性料，将改性料按照1：5的比例加入到混合溶液B中，40℃搅拌混合2h，降至室温即得改性液；
混合溶液A由体积比为30：106：2.3的水、乙醇和乙腈混合而成；混合溶液B由体积比为13：6的乙醇和碳酸二甲酯混合而成；
S2、取膨润土、氧化镁、丙二醇单月桂酸酯，置于球磨机中于50℃球磨2h，冷却至室温再转移至高速加热混合机中，并向高速加热混合机中加入硅酸钠水玻璃和环氧树脂胶，升温至80℃，混合30min，降温至45℃，加入细砂和N-氨乙基哌嗪，混合至均匀，降至室温即得浆料；
膨润土、氧化镁、丙二醇单月桂酸酯、硅酸钠水玻璃、环氧树脂胶、细砂和N-氨乙基哌嗪按照重量份计分别为23份、6份、0.5份、4份、2份、40份、0.14份；
球磨时，向球磨机中加入由质量比为100：5的乙醇和瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵复配而成的球磨助剂，且球磨助剂的加入质量为球磨机中总质量的0.7％；
S3、在石材基层的表面灌注步骤S2得到的浆料，干燥固化，再将步骤S1制备得到的改性液涂覆在固化的浆料表面，涂层厚度为125μm，烘干即得耐高温阻燃建筑复合石材。
其中，步骤S1中，水的加入质量由以下方法确定，每次向氯化铜粉末中加入氯化铜粉末质量的1.3倍的水，置于超声仪中超声分散5min，若还有肉眼可见的氯化铜粉末则重复上述操作，直至超声结束时无肉眼可见的氯化铜粉末，停止加入水，此刻加入的水的总质量即为水的加入质量。
其中，步骤S3中，石材基层为天然石材，厚度为4mm，且石材基层上固化的浆料的厚度为3mm。
实施例3
本发明提出的一种耐高温阻燃建筑复合石材的生产工艺，包括以下步骤：
S1、取氯化铜粉末，加适量的水溶解，再加入10倍的混合溶液A中于70℃，搅拌混合25min，再加入2-羟基对苯二甲酸和赤藓酮糖，继续搅拌混合3h，转移至反应釜中，升温至130℃，保温7h，取出，离心，弃去上清液，50℃真空干燥4h，即得改性料，将改性料按照1：5的比例加入到混合溶液B中，45℃搅拌混合2h，降至室温即得改性液；
混合溶液A由体积比为30：106：2.4的水、乙醇和乙腈混合而成；混合溶液B由体积比为13：7的乙醇和碳酸二甲酯混合而成；
S2、取膨润土、氧化镁、丙二醇单月桂酸酯，置于球磨机中于50℃球磨2h，冷却至室温再转移至高速加热混合机中，并向高速加热混合机中加入硅酸钠水玻璃和环氧树脂胶，升温至75℃，混合35min，降温至40℃，加入细砂和N-氨乙基哌嗪，混合至均匀，降至室温即得浆料；
膨润土、氧化镁、丙二醇单月桂酸酯、硅酸钠水玻璃、环氧树脂胶、细砂和N-氨乙基哌嗪按照重量份计分别为23份、5份、0.5份、3份、2份、40份、0.13份；
球磨时，向球磨机中加入由质量比为100：4的乙醇和瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵复配而成的球磨助剂，且球磨助剂的加入质量为球磨机中总质量的0.6；
S3、在石材基层的表面灌注步骤S2得到的浆料，干燥固化，再将步骤S1制备得到的改性液涂覆在固化的浆料表面，涂层厚度为130μm，烘干即得耐高温阻燃建筑复合石材。
其中，步骤S1中，水的加入质量由以下方法确定，每次向氯化铜粉末中加入氯化铜粉末质量的1.3倍的水，置于超声仪中超声分散5min，若还有肉眼可见的氯化铜粉末则重复上述操作，直至超声结束时无肉眼可见的氯化铜粉末，停止加入水，此刻加入的水的总质量即为水的加入质量。
其中，步骤S3中，石材基层为天然石材，厚度为3mm，且石材基层上固化的浆料的厚度为3mm。
实施例4
本发明提出的一种耐高温阻燃建筑复合石材的生产工艺，包括以下步骤：
S1、取氯化铜粉末，加适量的水溶解，再加入10倍的混合溶液A中于60℃，搅拌混合20min，再加入2-羟基对苯二甲酸和赤藓酮糖，继续搅拌混合3h，转移至反应釜中，升温至130℃，保温6h，取出，离心，弃去上清液，50℃真空干燥4h，即得改性料，将改性料按照1：6的比例加入到混合溶液B中，40℃搅拌混合1h，降至室温即得改性液；
混合溶液A由体积比为30：107：2的水、乙醇和乙腈混合而成；混合溶液B由体积比为14：5的乙醇和碳酸二甲酯混合而成；
S2、取膨润土、氧化镁、丙二醇单月桂酸酯，置于球磨机中于55℃球磨1h，冷却至室温再转移至高速加热混合机中，并向高速加热混合机中加入硅酸钠水玻璃和环氧树脂胶，升温至80℃，混合30min，降温至50℃，加入细砂和N-氨乙基哌嗪，混合至均匀，降至室温即得浆料；
膨润土、氧化镁、丙二醇单月桂酸酯、硅酸钠水玻璃、环氧树脂胶、细砂和N-氨乙基哌嗪按照重量份计分别为26份、4份、0.3份、5份、1份、46份、0.12份；
球磨时，向球磨机中加入由质量比为100：7的乙醇和瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵复配而成的球磨助剂，且球磨助剂的加入质量为球磨机中总质量的0.5％；
S3、在石材基层的表面灌注步骤S2得到的浆料，干燥固化，再将步骤S1制备得到的改性液涂覆在固化的浆料表面，涂层厚度为130μm，烘干即得耐高温阻燃建筑复合石材。
其中，步骤S1中，水的加入质量由以下方法确定，每次向氯化铜粉末中加入氯化铜粉末质量的1倍的水，置于超声仪中超声分散5min，若还有肉眼可见的氯化铜粉末则重复上述操作，直至超声结束时无肉眼可见的氯化铜粉末，停止加入水，此刻加入的水的总质量即为水的加入质量。
其中，步骤S3中，石材基层为天然石材，厚度为6mm，且石材基层上固化的浆料的厚度为3mm。
对比例1
一种建筑复合石材的生产工艺，包括以下步骤：
S1、取氯化铜粉末，加适量的水溶解，再加入8倍的混合溶液A中于70℃，搅拌混合30min，再加入2-羟基对苯二甲酸和赤藓酮糖，继续搅拌混合4h，转移至反应釜中，升温至120℃，保温8h，取出，离心，弃去上清液，50℃真空干燥3h，即得改性料，将改性料按照1：5的比例加入到混合溶液B中，50℃搅拌混合2h，降至室温即得改性液；
混合溶液A由体积比为30：104：2.6的水、乙醇和乙腈混合而成；混合溶液B由体积比为12：8的乙醇和碳酸二甲酯混合而成；
S2、取膨润土、氧化镁，置于球磨机中于45℃球磨2h，冷却至室温再转移至高速加热混合机中，并向高速加热混合机中加入硅酸钠水玻璃和环氧树脂胶，升温至75℃，混合35min，降温至40℃，加入细砂，混合至均匀，降至室温即得浆料；
膨润土、氧化镁、硅酸钠水玻璃、环氧树脂胶、细砂按照重量份计分别为20份、8份、2份、3份、36份；
球磨时，向球磨机中加入由质量比为100：2的乙醇和瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵复配而成的球磨助剂，且球磨助剂的加入质量为球磨机中总质量的0.9％；
S3、在石材基层的表面灌注步骤S2得到的浆料，干燥固化，再将步骤S1制备得到的改性液涂覆在固化的浆料表面，涂层厚度为120μm，烘干即得耐高温阻燃建筑复合石材。
其中，步骤S1中，水的加入质量由以下方法确定，每次向氯化铜粉末中加入氯化铜粉末质量的1.6倍的水，置于超声仪中超声分散5min，若还有肉眼可见的氯化铜粉末则重复上述操作，直至超声结束时无肉眼可见的氯化铜粉末，停止加入水，此刻加入的水的总质量即为水的加入质量。
其中，步骤S3中，石材基层为天然石材，厚度为2mm，且石材基层上固化的浆料的厚度为4mm。
对比例2
一种建筑复合石材的生产工艺，包括以下步骤：
S1、取膨润土、氧化镁、丙二醇单月桂酸酯，置于球磨机中于45℃球磨2h，冷却至室温再转移至高速加热混合机中，并向高速加热混合机中加入硅酸钠水玻璃和环氧树脂胶，升温至75℃，混合35min，降温至40℃，加入细砂和N-氨乙基哌嗪，混合至均匀，降至室温即得浆料；
膨润土、氧化镁、丙二醇单月桂酸酯、硅酸钠水玻璃、环氧树脂胶、细砂和N-氨乙基哌嗪按照重量份计分别为20份、8份、0.6份、2份、3份、36份、0.15份；
球磨时，向球磨机中加入由质量比为100：2的乙醇和瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵复配而成的球磨助剂，且球磨助剂的加入质量为球磨机中总质量的0.9％；
S2、在石材基层的表面灌注步骤S2得到的浆料，干燥固化，即得建筑复合石材。
其中，步骤S2中，石材基层为天然石材，厚度为2mm，且石材基层上固化的浆料的厚度为4mm。
1)基本性能测试
对上述实施例1～4生产得到的建筑复合石材进行性能检测，结果见表1。
表1：
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | |
| 抗冲击等级 | 10J | 10J | 10J | 10J |
| 接触角(°) | 112.4 | 114.7 | 115.4 | 110.6 |
| 耐水性 | 4h不透水 | 4h不透水 | 4h不透水 | 4h不透水 |
| 耐候性 | 通过 | 通过 | 通过 | 通过 |
表1中耐候性是指进行1000h人工耐老化实验，结果为通过表示经过耐候性实验后未发生开裂、剥落、起鼓。
表1实验结果显示，本发明实施例1～4生产得到的建筑复合石材的抗冲击等级可以达到10J，接触角均大于110°，且耐水性测试4h均不透水，耐候性也都能通过，实验结果表明，通过本发明提出的生产方法得到的建筑复合石材的综合性能优异。
2)强度测试
对实施例1和对比例1进行强度测试，发现实施例1生产的建筑复合石材的强度相比于对比例1生产的建筑复合石材的强度提升了12％，表明本发明步骤S2中的丙二醇单月桂酸酯和N-氨乙基哌嗪在合适时间的加入可以对建筑复合石材的强度具有增强的作用。
3)耐热性和阻燃性测试
对实施例1和对比例2进行阻燃等级测试和耐热温度测试，结果见表2。
表2：
表2实验结果显示，实施例1生产得到的建筑复合石材的阻燃等级为A1级，表明其为不可燃烧、不起明火，阻燃效果远优于对比例2的B2级；且耐热温度也较对比例2有较大的提升。实验结果表明，本发明生产过程中改性液的涂覆对建筑复合材料的阻燃性能和耐温性能具有显著的改善。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种耐高温阻燃建筑复合石材的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1、取氯化铜粉末，加适量的水溶解，再加入8～10倍的混合溶液A中于60～70℃，搅拌混合20～30min，所述混合溶液A由体积比为30：104～107：2～2.6的水、乙醇和乙腈混合而成，再加入2-羟基对苯二甲酸和赤藓酮糖，继续搅拌混合3～4h，转移至反应釜中，升温至120～130℃，保温6～8h，取出，离心，弃去上清液，50℃真空干燥3～4h，即得改性料，将改性料按照1：5～6的比例加入到混合溶液B中，所述混合溶液B由体积比为12～14：5～8的乙醇和碳酸二甲酯混合而成，40～50℃搅拌混合1～2h，降至室温即得改性液；
S2、取膨润土、氧化镁、丙二醇单月桂酸酯，置于球磨机中于45～55℃球磨1～2h，球磨时，向球磨机中加入由质量比为100：2～7的乙醇和瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵复配而成的球磨助剂，且球磨助剂的加入质量为球磨机中总质量的0.5%～0.9%，冷却至室温再转移至高速加热混合机中，并向高速加热混合机中加入硅酸钠水玻璃和环氧树脂胶，升温至75～80℃，混合30～35min，降温至40～50℃，加入细砂和N-氨乙基哌嗪，混合至均匀，降至室温即得浆料；
S3、在石材基层的表面灌注步骤S2得到的浆料，干燥固化，再将步骤S1制备得到的改性液涂覆在固化的浆料表面，涂层厚度为120～130μm，烘干即得耐高温阻燃建筑复合石材。
2.根据权利要求1所述的一种耐高温阻燃建筑复合石材的生产工艺，其特征在于，步骤S1中，水的加入质量由以下方法确定，每次向氯化铜粉末中加入氯化铜粉末质量的1～1.6倍的水，置于超声仪中超声分散5min，若还有肉眼可见的氯化铜粉末则重复上述操作，直至超声结束时无肉眼可见的氯化铜粉末，停止加入水，此刻加入的水的总质量即为水的加入质量。
3.根据权利要求1所述的一种耐高温阻燃建筑复合石材的生产工艺，其特征在于，所述氯化铜粉末、2-羟基对苯二甲酸和赤藓酮糖的质量比为38～42：2～4：0.9～1.4。
4.根据权利要求1所述的一种耐高温阻燃建筑复合石材的生产工艺，其特征在于，步骤S2中，所述膨润土、氧化镁、丙二醇单月桂酸酯、硅酸钠水玻璃、环氧树脂胶、细砂和N-氨乙基哌嗪按照重量份计分别为20～26份、4～8份、0.3～0.6份、2～5份、1～3份、36～46份、0.12～0.15份。
5.根据权利要求1所述的一种耐高温阻燃建筑复合石材的生产工艺，其特征在于，步骤S2中，所述膨润土、氧化镁、丙二醇单月桂酸酯、硅酸钠水玻璃、环氧树脂胶、细砂和N-氨乙基哌嗪按照重量份计分别为23份、6份、0.5份、4份、2份、40份、0.14份。
6.根据权利要求1所述的一种耐高温阻燃建筑复合石材的生产工艺，其特征在于，步骤S3中，所述石材基层为天然石材，厚度为2～6mm，且石材基层上固化的浆料的厚度为3～4mm。
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