本发明专利技术涉及一种含镁铁尖晶石的阻燃人造石的制备方法，所述纳米镁铝尖晶石MgAl2O4具有特殊的结构，可以作为优质的无机纳米氧化物材料，添加到滑石粉/酚醛树脂/石英中，提高人造石的耐热性和强度，降低人造石的老化时间，可以保持高温作用下长时间不降解，而且还能保持较好的阻燃效果，增加残炭量，大幅提高LOI烧失量指数。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种包含纳米镁铝尖晶石的阻燃人造石的制备方法，属于建筑材料领域。
技术介绍
随着人们生活水平的提升，居住条件的改善，室内装修行业迅猛发展，装修建材的用量极大，其中石材是一种最普遍使用，最基础的建材之一，广泛应用于地面、墙面和台面的铺装。天然石材开采成本高、污染大，并且含有大量天然放射性物质，对人体健康危害较大。随着材料领域的不断发展，人工石材的性能逐渐得到改善，接近甚至超过了天然石材，越来越被市场和使用者接受，被广泛应用于橱柜、卫浴、地面、墙面装饰。但是目前的人造石材仍然存在强度低、表面抗磨性差、阻燃耐热性能不强，表面光泽度性差的缺点。
技术实现思路
针对现有人造石存在的诸多不足，本专利技术提供了一种含镁铁尖晶石的阻燃人造石的制备方法，按照如下步骤制备得到：（1）制备复合物镁铁尖晶石MgAl2O4；（2）将滑石粉 70-90份、酚醛树脂50-60份、三氟化硼6-10份、白炭黑10-20份、珍珠岩粉末25-30份、三聚氰胺5-15份、磷酸三乙酯5-15份、羟基磷灰石5-15份、云母片5-15份、石英50-70份、分子筛SBA-15 5-10份和步骤（1）得到的MgAl2O4 10-20份混合，倒入高速搅拌机，室温下先采用1000转/分钟的速度搅拌30分钟，然后在50℃以3000转/分钟的速度搅拌30min，将搅拌均匀的混料排出，均匀铺到制板模具上，然后将制板模具置于真空环境中干燥固化成型，从模具中取出固化后的人造石坯料，对坯料进行定厚、打磨、抛光处理得到阻燃人造石。其中，所述步骤（1）中MgAl2O4的制备方法为：分别称取0.02molMg(NO3)2· 6H2O、0.04molAl(NO3)3 9H2O溶于50ml去离子水肿，配得混合盐溶液，取0.04molNa2CO3、0.06molNaOH溶于50ml去离子水中，然后快速搅拌，将盐溶液加入碱溶液，使pH保持在9-11，混合均匀，将沉淀过滤，去离子水洗至中性，80-100℃烘箱中烘干8-10h，然后在800-1000℃马弗炉中焙烧4-6h。其中，所述SBA-15分子筛的制备过程为：在35-40℃的条件下，将三嵌段表面活性剂P123溶于适量去离子水，向其中加入正硅酸乙酯(TEOS)、盐酸(HCl)，持续剧烈地搅拌24h，装入聚四氟乙烯瓶内100-180℃晶化24h，过滤、洗涤并干燥，最后在550℃煅烧5-8h，然后过滤、洗涤并干燥，得到的白色粉末即为SBA-15，各原料的摩尔比约为TEOS：P123：HCl：H2O=1：0.017：5.88：136。其中，步骤（2）中干燥固化成型温度为50-65℃，优选55-60℃。其中，镁铝尖晶石平均粒径为20-65nm，优选25-45nm。本专利技术的有益效果：磷和含磷化合物阻燃剂与卤系、无机系并列为三大阻燃体系。磷酸三乙酯、羟基磷灰石等磷系化合物的阻燃效果较好，因为燃烧时生成的偏磷酸可聚合成稳定的多聚态，成为燃烧点的保护层，能隔绝被燃物与氧气的接触。生成的磷酸和聚偏磷酸则都是强酸，具有很强的脱水性，能够使聚合物脱水炭化，并在聚合物表面形成炭化层，达到隔绝氧气阻止燃烧的目的。三聚氰胺具有无卤、低毒、低烟的优点，含氮阻燃剂在聚酯塑料的阻燃效果较好，尤其是与磷系阻燃剂结合，可以形成膨胀型阻燃体系，通过二者的协同作用，可以大幅提高聚烯酯烃人造石的阻燃效果。本申请采用了三聚氰胺与磷酸三乙酯、羟基磷灰石组合使用，并调整三者的比例，使三者发挥协同作用，形成膨胀型阻燃体系，试验表明，三者（三聚氰胺：磷酸三乙酯：羟基磷灰石）最佳的质量比为1:1:1，可以大幅提高阻燃效果。纳米无机氧化物是阻燃剂的良好选择，比如纳米氧化镁，纳米氧化锌等都可以作为纳米无机氧化物阻燃剂加入到聚烯酯材料中。由于纳米效应，聚合物/无机纳米复合材料具有较常规聚合物/填料复合物无法比拟的有点，比如密度小、机械强度高、吸气性和透气性能第，特别是耐热性和阻燃性可以得到大幅度提高。进一步，也有学者研究凹凸棒、蒙脱土等粘土类层状硅酸盐纳米复合材料的阻燃性能，上述无机材料均有不同程度的阻燃效果。钙钛矿结构氧化物ABO3具有独特的光学、电学和磁学性能，在生物剂陶瓷方面有广泛的应用，具有热稳定性好、成本低，可以根据B位的选择进行吸附氧，A、B原子可以提到调节晶格氧数量和活性。目前还没有采用结构更加优异的纳米钙钛矿材料或类似的多金属的复合金属氧化物作为阻燃材料。高分子化合物在空气中的燃烧是一种非常激烈的氧化反应，属于连锁反应历程。燃烧过程中增殖大量活泼的羟基游离基，当羟基游离基和高分子化合物相遇时，生成碳氢化合物游离基和水，在氧的存在下，碳氢化合物游离基分解，又形成新的羟基游离基。如此循环，使燃烧反应不断延续。阻燃剂的作用机理比较复杂，包含许多因素，但主要是通过采用物理或化学方法来阻止燃烧循环。本专利技术首次采用镁铝尖晶石作为无机纳米阻燃剂成分，将其与分子筛SBA-15与尖晶石一起加入聚烯材料，混合形成阻燃复配剂，还能进一步增加复配材料的强度，弥补了分子筛材料中柔性差的缺陷，形成刚柔互补，将无机材料进行骨架化或插层化，形成空间稳定结构，控制空间电荷的迁移速率，提高电荷运动速率，有利于捕获或者脱陷，避免了电荷的聚合，从而避免使其老化、易燃等人造石材料常常出现的问题，提高阻燃性能，增加强度，增加残炭量，从而提高LOI指数，耐老化。本专利技术的人造石由于首次采用镁铝尖晶石材料，利用其优势空间结构，并与SBA-15分子筛复合，一部分可以产生较多的无机纳米阻燃成分，免去单独加入无机纳米氧化镁等无机阻燃材料，另一部分可以利用空间缺位与SBA-15分子筛的骨架结构，优化聚合物材料的成炭性能，提高LOI指数，而且SBA-15分子筛中的有机骨架可以与聚烯材料进一步复合，有利于阻燃材料的全面覆盖，大幅提高阻燃性能。可以大大降低老化，提高人造石的耐高温、使用强度和耐阻燃性能。本申请研究了包括复合材料MgAl2O4与分子筛SBA-15对石英复合材料的阻燃及力学性能，通过有限氧指数、垂直燃烧及力学性能实验测定，可知复合材料综合性能优良，性能稳定、氧指数高、阻燃效果好、效果持久，价格低廉;由不挥发、烟雾小，无毒性，该复合阻燃材料兼有阻燃、抑烟和降低有毒气体的功能，是一种无环境污染阻燃材料具有工业应用前景。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。实施例1（1）制备复合物镁铁尖晶石MgAl2O4：(a)MgAl2O4制备：分别称取0.02molMg(NO3)2· 6H2O、0.04molAl(NO3)3 ·9H2O溶于50ml去离子水肿，配得混合盐溶液，取0.04molNa2CO3、0.06molNaOH溶于50ml去离子水中，然后快速搅拌，将盐溶液加入碱溶液，使PH保持在9-11，混合均匀，将沉淀过滤，去离子水洗至中性。80℃烘箱中烘干8h。然后在800℃马弗炉中焙烧4-6h。(b) SBA-15制备：在40℃的条件下，将三嵌段表面活性剂P123溶于适量去离子水，向其中加入正硅酸乙酯(TEOS)、盐酸(HCl)，持续剧烈地搅拌24h，装入聚四氟乙烯瓶内120℃晶化24h，过滤、洗涤并干燥，最后在550℃煅烧6h，然后过滤、洗涤并干燥，得到的白色粉末即为SBA-15，备用；（本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种含镁铁尖晶石的阻燃人造石的制备方法，其特征在于，按照如下步骤制备得到：（1）制备复合物镁铁尖晶石MgAl2O4；（2）将滑石粉 70‑90份、酚醛树脂50‑60份、三氟化硼6‑10份、白炭黑10‑20份、珍珠岩粉末25‑30份、三聚氰胺5‑15份、磷酸三乙酯5‑15份、羟基磷灰石5‑15份、云母片5‑15份、石英50‑70份、分子筛SBA‑15 5‑10份和步骤（1）得到的MgAl2O4 10‑20份混合，倒入高速搅拌机，室温下先采用1000转/分钟的速度搅拌30分钟，然后在50℃以3000转/分钟的速度搅拌30min，将搅拌均匀的混料排出，均匀铺到制板模具上，然后将制板模具置于真空环境中干燥固化成型，从模具中取出固化后的人造石坯料，对坯料进行定厚、打磨、抛光处理得到阻燃人造石。
【技术特征摘要】
1.一种含镁铁尖晶石的阻燃人造石的制备方法，其特征在于，按照如下步骤制备得到：（1）制备复合物镁铁尖晶石MgAl2O4；（2）将滑石粉 70-90份、酚醛树脂50-60份、三氟化硼6-10份、白炭黑10-20份、珍珠岩粉末25-30份、三聚氰胺5-15份、磷酸三乙酯5-15份、羟基磷灰石5-15份、云母片5-15份、石英50-70份、分子筛SBA-15 5-10份和步骤（1）得到的MgAl2O4 10-20份混合，倒入高速搅拌机，室温下先采用1000转/分钟的速度搅拌30分钟，然后在50℃以3000转/分钟的速度搅拌30min，将搅拌均匀的混料排出，均匀铺到制板模具上，然后将制板模具置于真空环境中干燥固化成型，从模具中取出固化后的人造石坯料，对坯料进行定厚、打磨、抛光处理得到阻燃人造石。2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中MgAl2O4的制备方法为：分别称取0.02molMg(NO3)2· 6H2O、0.04molAl(NO3)3 9H2O溶于50ml去离子水肿，配得混合盐溶液...
【专利技术属性】
技术研发人员：骆佳豪，
申请(专利权)人：金华知产婺源信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33
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