一种高强度复合人造石材料的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种高强度复合人造石材料的制备方法，属于建筑材料技术领域。本发明专利技术通过添加丙烯酸改性纳米氢氧化镁晶须，制备一种高强度复合人造石材料，氢氧化镁晶须在高温下有突出的热稳定性，并且具有较强的抑烟能力，人造石材料中添加丙烯酸改性纳米氢氧化镁晶须，改性后的纳米氢氧化镁在人造石材料中有更好地分散性，形貌特殊的氢氧化镁晶须对人造石材料的力学性能有很好的补强效果，可以有效提高人造石材料的强度。

【技术实现步骤摘要】
一种高强度复合人造石材料的制备方法
本专利技术涉及一种高强度复合人造石材料的制备方法，属于建筑材料

技术介绍
人造石是经过人加工制造而生产的类似于天然石的石材，是以水泥、不饱和聚酯树脂等为黏结剂，配以天然大理石或方解石、白云石、硅砂、玻璃粉、氢氧化铝、氢氧化镁等无机物粉料，以及适量的阻燃剂、颜色等，经配料混合、瓷铸、振动压缩、挤压等方法成型固化制成的一种新型复合材料。人造石材是根据天然石材实际使用中的问题而研究出来的，它在防潮、防酸、耐高温、拼凑性方面都有长足的进步。而且部分人造石色彩艳丽、光泽如玉、酯似天然大理石，其具有无毒性、无放射性、阻燃性、拼接无缝等优点。人造石种类较多，根据所用原料的不同，一般可以分为以下四类水泥型人造石、聚酯型人造石、复合型人造石和烧结型人造石。水泥型人造石是以各种水泥为粘结剂，加入一定量的粗细骨料、颜料和添加剂经配料搅拌、成型、养护、磨光、抛光等工艺过程制成。树脂型人造石是以不饱和聚酯为粘结剂，加入一定量固化剂和粗细骨料、颜料等制成。复合型人造石是指在制造过程中所使用的粘结剂既有有机材料，又有无机材料。烧结型人造石是采用陶瓷生产工艺，使制品表面具有大理石纹理和图案。树脂型人造石主要有不饱和聚酯基人造石、聚甲基丙烯酸甲酯基人造石两类。聚甲基丙烯酸甲酯基人造石产品综合性能较佳，产品具有较好的耐冲击性能及耐水性；表面的光泽度高、硬度大，具有良好的阻燃性能。但这种人造石的技术含量较高、成本大，因此树脂型人造石主要指的是聚酯基人造石。与无机型人造石相比，树脂型人造石有其独有的优点。首先，其吸水率低；其次，树脂型人造石加工方便，且容易进行二次加工，进行无缝接封；最后，其具有质量轻，耐酸碱性强，质感好，更具美观。当然，树脂型人造石也存在一定的不足，如力学强度低、耐磨性差等，这些都是树脂型人造石需要改进的地方。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题：针对传统树脂型人造石强度不高，容易断裂的问题，提供了一种高强度复合人造石材料的制备方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下所述的技术方案是：（1）按重量份数计，分别称量60~120份改性纳米氢氧化镁晶须、40~80份不饱和聚酯树脂、20~40份改性聚丙烯纤维、10~20份二氧化硅粉末、6~12份邻苯二甲酸、12~24份乙二醇、1~2份过氧化二异丙苯；（2）将改性纳米氢氧化镁晶须、改性聚丙烯纤维、二氧化硅粉末、邻苯二甲酸、乙二醇加入不饱和聚酯树脂中，常温下以300~400r/min转速搅拌混合4~6min，得混合料；（3）将混合料倒入模具中，用注射器将过氧化二异丙苯注射至模具内，常温静置1~2h后置于70~80℃的烘箱中固化30~40min，常温冷却，脱模，得高强度复合人造石材料。步骤（1）所述的二氧化硅粉末的平均粒径为20~30μm。步骤（3）所述的模具规格为60cm×40cm×20cm。步骤（1）所述的改性聚丙烯纤维的具体制备步骤为：（1）按重量份数计，分别称量聚20~30份聚丙烯纤维、40~60份硝酸、20~30份过氧化氢、2~3份乙烯基三乙氧基硅烷、40~60份无水乙醇、100~150份去离子水；（2）将乙烯基三乙氧基硅烷、无水乙醇加入去离子水中，常温下以140~180r/min转速搅拌10~15min，得改性液；（3）将聚丙烯纤维、硝酸、过氧化氢加入改性液中，在30~40℃的水浴条件下以250~300r/min转速搅拌10~20min，得聚丙烯纤维悬浮液；（4）将聚丙烯纤维悬浮液置于超声波分散机内，常温下超声处理10~20min，抽滤，取滤饼，用去离子水洗涤至中性，置于60~80℃的烘箱中干燥1~2h，常温冷却，得改性聚丙烯纤维。步骤（1）所述的硝酸的质量分数为10%，聚丙烯纤维的平均长度为2~4mm。步骤（4）所述的超声处理的功率为300~400W。步骤（1）所述的丙烯酸改性纳米氢氧化镁晶须的具体制备步骤为：（1）按重量份数计，分别称量10~20份六水合硫酸镁、1~2份丙烯酸、20~40份氨水、30~60份氢氧化钠溶液、50~100份无水乙醇、50~100份去离子水；（2）将六水合硫酸镁、无水乙醇加入去离子水中，常温下以120~160r/min转速搅拌20~30min，得硫酸镁混合溶液；（3）将丙烯酸加入硫酸镁混合溶液直中，在6~10℃的低温条件下以180~200r/min转速搅拌20~30min，保温，得混合液；（4）将氨水滴加至混合液中，将氢氧化钠溶液滴加至混合液中，在6~10℃的低温条件下以180~200r/min转速搅拌2~3h，得碱性混合液；（5）将碱性混合液置于40~50℃的水浴条件下陈化2~4h，常温冷却，抽滤，取滤饼，用去离子水洗涤3~5次，置于80~90℃的真空干燥箱中干燥8~12h，常温冷却，得丙烯酸改性纳米氢氧化镁晶须。步骤（1）所述的氢氧化钠溶液的质量分数为1%，氨水的质量分数为5%。步骤（4）所述的氨水的滴加速率为4~6mL/min，氢氧化钠溶液的滴加速率为2~3mL/min。本专利技术与其他方法相比，有益技术效果是：本专利技术通过添加丙烯酸改性纳米氢氧化镁晶须，制备一种高强度复合人造石材料，氢氧化镁晶须的微观形貌为纤维状，无毒无害、无腐蚀，氢氧化镁晶须由于独特的物化性质，将其作为阻燃增强功能材料添加到复合人造石材料中，会大大增强复合人造石材料的力学性能，同时起到良好的阻燃效果，氢氧化镁晶须在高温下有突出的热稳定性，并且具有较强的抑烟能力，人造石材料中添加丙烯酸改性纳米氢氧化镁晶须，改性后的纳米氢氧化镁在人造石材料中有更好地分散性，形貌特殊的氢氧化镁晶须对人造石材料的力学性能有很好的补强效果，可以有效提高人造石材料的强度，当纳米氢氧化镁晶须受到外加作用力时，在人造石材料内部桥连的晶须会产生一个作用力迫使裂纹闭合，从而达到耗费一些外力所做功的效果，进而增加人造石材料的韧性和强度，当裂纹由人造石材料表面扩散到晶须时，裂纹的扩散方向就会发生改变，因为晶须和人造石材料的解离而导致了裂纹沿着晶须进行扩散，这不仅增大了所形成的新表面的面积，而且还可以使裂纹在其临界尺寸之内，从而可以有效提高复合人造石材料的强度。具体实施方式按重量份数计，分别称量10~20份六水合硫酸镁、1~2份丙烯酸、20~40份质量分数5%的氨水、30~60份质量分数1%的氢氧化钠溶液、50~100份无水乙醇、50~100份去离子水，将六水合硫酸镁、无水乙醇加入去离子水中，常温下以120~160r/min转速搅拌20~30min，得硫酸镁混合溶液，将丙烯酸加入硫酸镁混合溶液直中，在6~10℃的低温条件下以180~200r/min转速搅拌20~30min，保温，得混合液，将氨水以4~6mL/min的速率滴加至混合液中，将氢氧化钠溶液以2~3mL/min的速率滴加至混合液中，在6~10℃的低温条件下以180~200r/min转速搅拌2~3h，得碱性混合液，将碱性混合液置本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高强度复合人造石材料的制备方法，其特征在于，具体制备步骤为：/n（1）按重量份数计，分别称量60~120份改性纳米氢氧化镁晶须、40~80份不饱和聚酯树脂、20~40份改性聚丙烯纤维、10~20份二氧化硅粉末、6~12份邻苯二甲酸、12~24份乙二醇、1~2份过氧化二异丙苯；/n（2）将改性纳米氢氧化镁晶须、改性聚丙烯纤维、二氧化硅粉末、邻苯二甲酸、乙二醇加入不饱和聚酯树脂中，常温下以300~400r/min转速搅拌混合4~6min，得混合料；/n（3）将混合料倒入模具中，用注射器将过氧化二异丙苯注射至模具内，常温静置1~2h后置于70~80℃的烘箱中固化30~40min，常温冷却，脱模，得高强度复合人造石材料。/n

【技术特征摘要】
1.一种高强度复合人造石材料的制备方法，其特征在于，具体制备步骤为：
（1）按重量份数计，分别称量60~120份改性纳米氢氧化镁晶须、40~80份不饱和聚酯树脂、20~40份改性聚丙烯纤维、10~20份二氧化硅粉末、6~12份邻苯二甲酸、12~24份乙二醇、1~2份过氧化二异丙苯；
（2）将改性纳米氢氧化镁晶须、改性聚丙烯纤维、二氧化硅粉末、邻苯二甲酸、乙二醇加入不饱和聚酯树脂中，常温下以300~400r/min转速搅拌混合4~6min，得混合料；
（3）将混合料倒入模具中，用注射器将过氧化二异丙苯注射至模具内，常温静置1~2h后置于70~80℃的烘箱中固化30~40min，常温冷却，脱模，得高强度复合人造石材料。


2.根据权利要求1所述的一种高强度复合人造石材料的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述的二氧化硅粉末的平均粒径为20~30μm。


3.根据权利要求1所述的一种高强度复合人造石材料的制备方法，其特征在于，步骤（3）所述的模具规格为60cm×40cm×20cm。


4.根据权利要求1所述的一种高强度复合人造石材料的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述的改性聚丙烯纤维的具体制备步骤为：
（1）按重量份数计，分别称量聚20~30份聚丙烯纤维、40~60份硝酸、20~30份过氧化氢、2~3份乙烯基三乙氧基硅烷、40~60份无水乙醇、100~150份去离子水；
（2）将乙烯基三乙氧基硅烷、无水乙醇加入去离子水中，常温下以140~180r/min转速搅拌10~15min，得改性液；
（3）将聚丙烯纤维、硝酸、过氧化氢加入改性液中，在30~40℃的水浴条件下以250~300r/min转速搅拌10~20min，得聚丙烯纤维悬浮液；
（4）将聚丙烯纤维悬浮液置于超声波分散机内，常温下超声处理10~20min，抽滤，取滤饼，用去离子水洗涤至中性，置于6...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘昆兰，
申请(专利权)人：刘昆兰，
类型：发明
国别省市：湖南;43