本發(fā)明涉及一種人造石英石板材及其制備方法，特別涉及一種熒光人造石英石板材及其制備方法。
背景技術(shù)：
人造石是一種無放射性、無污染、可重復(fù)利用、綠色環(huán)保的建筑室內(nèi)新型裝飾材料。作為一種符合國家可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略新型健康環(huán)保產(chǎn)品，于上世紀(jì)80年代引入國內(nèi)市場。目前市場上銷售的人造石主要以高分子樹脂材料作為膠粘劑的有機(jī)型人造石，分為三類：人造大理石(以下簡稱人造崗石)、人造石英石和亞克力。我國的人造石行業(yè)雖然起步較晚，但經(jīng)過十多年的快速發(fā)展，在市場規(guī)模和應(yīng)用普及率方面居世界前列。
人造石英石以不飽和聚酯樹脂或熱塑性高分子聚合物為基體，以硅酸鹽(類)天然石英石和/或粉、硅砂、尾礦渣等無機(jī)材料(其主要成分為二氧化硅)為主要填料，經(jīng)特定的工藝加工而成的具有一定規(guī)格尺寸和形狀的人造石。因其質(zhì)地堅(jiān)硬(莫氏硬度5-7)、結(jié)構(gòu)致密，具有其他裝飾材料無法比擬的耐磨、耐壓、抗腐蝕、防滲透等特性。人造石英石廣泛應(yīng)用于櫥房臺(tái)面、實(shí)驗(yàn)室臺(tái)面、窗臺(tái)、吧臺(tái)、電梯口、地面、墻面等。在建筑對材料要求比較高的場所人造石英石也都適用。
最初，人造石英石都以單色為主，隨著市場的發(fā)展，單色石英石已經(jīng)越來越難以滿足消費(fèi)者的審美需求，近兩年已有熒光石英石板，但受加工工藝制約，現(xiàn)有的熒光石英石板大都存在顏色團(tuán)聚現(xiàn)象，花色無穿插，紋理呆板，層次感不夠豐富，嚴(yán)重制約了人造石英石板材向櫥柜臺(tái)面、背景墻等一些要求較高的領(lǐng)域推廣。
目前，熒光粉在使用中主要存在以下問題。(1)輻照劣化：指熒光粉在使用過程中受到高能射線或粒子的轟擊，內(nèi)部結(jié)構(gòu)即發(fā)光中心的微環(huán)境發(fā)生變化，從而造成熒光粉性能劣化的現(xiàn)象，具體表現(xiàn)為亮度衰減、色度偏移等，導(dǎo)致應(yīng)用對象壽命的衰減。(2)熱劣化：在經(jīng)過高溫烘烤或煅燒工藝時(shí)，部分熒光粉的發(fā)光中心被氧化或出現(xiàn)微結(jié)構(gòu)變化，也會(huì)造成熒光粉性能的劣化，同樣表現(xiàn)為亮度衰減、色度偏移等，降低了熒光粉制品的性能，且限制了熒光粉的應(yīng)用范圍。(3)化學(xué)穩(wěn)定性：指一些熒光粉在水中或受熱時(shí)易分解，造成亮度衰減或失效。
在人造石英石的制備過程中需要高溫煅燒，因而現(xiàn)有技術(shù)中存在熒光石英石發(fā)光不足或無法制得的技術(shù)缺陷。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，采用無機(jī)氧化物包覆的熒光粉作為熒光填料，抑制了熒光粉在石英石制備過程中的水解，其包覆層均勻、連續(xù)、致密、牢固、厚度薄、降低了發(fā)光強(qiáng)度的損失。
具體地，本發(fā)明一方面提供了一種熒光人造石英石板材，包括如下原料：
0.075～5mm顆粒原料、0.075～5mm顆粒原料55～65份、0.005～0.045mm石英粉20～30份；不飽和聚酯樹脂10～15份；偶聯(lián)劑0.15～0.2份；固化劑0.1～0.15份；熒光粉0.5～1份；其中，顆粒原料為石英顆粒或玻璃顆粒，或兩種的混合物，熒光粉為無機(jī)氧化物包覆型熒光粉，以上份數(shù)為質(zhì)量份數(shù)。
優(yōu)選的，所述不飽和聚酯樹脂是環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、丙烯酸樹脂和聚氨酯樹脂中的一種或多種。
優(yōu)選的，所述固化劑為過氧化(2-乙基己酸)叔丁酯、過氧化甲乙酮、過氧化苯甲酸叔丁酯、過氧化二苯甲酰和脂肪多元胺中的一種或多種。
優(yōu)選的，所述偶聯(lián)劑為γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-(2，3-環(huán)氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、N-β(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷、N-β(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、苯胺甲基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷和γ-氯丙基三乙氧基硅烷中的一種或多種。
優(yōu)選的，所述無機(jī)氧化物包覆型熒光粉其表面包覆層含有氧化硅、氧化鎂、氧化鋁的任意一種或任意兩種或三種。
進(jìn)一步的，所述無機(jī)氧化物包覆型熒光粉的制備方法如下：
1)選擇正硅酸乙酯、可溶性鎂鹽、可溶性鋁鹽中一種或任意兩種或三種制備溶液A，溶劑為水或者水與乙醇的混合液；
2)先用強(qiáng)酸調(diào)節(jié)溶液A得pH值至1～2，再用弱堿調(diào)節(jié)pH值至5～7得到溶液B；所述強(qiáng)酸為硫酸、鹽酸或硝酸；所述弱堿為氨水、碳酸銨或碳酸氫銨；
3)在混合溶液B中加入尿素和熒光粉，于80～120℃的溫度下反應(yīng)0.1～6小時(shí)，得到含有熒光粉的漿體C，冷卻后固液分離，洗滌并烘干得到粉末；
4)將烘干粉末在300～700℃的溫度下煅燒0.1～6小時(shí)得無機(jī)氧化物包覆型熒光粉。
本發(fā)明另一方面還提供一種上述任一項(xiàng)所述熒光人造石英石板材的制備方法，包括如下步驟：
1)稱料，原料配方為：0.075～5mm顆粒原料55～65份、0.005～0.045mm石英粉20～30份；不飽和聚酯樹脂10～15份；偶聯(lián)劑0.15～0.2份；固化劑0.1～0.15份；熒光粉0.5-1份；按配方準(zhǔn)備并稱量；
2)攪拌，將按比例調(diào)配好的原料混和并在專用的攪拌桶內(nèi)進(jìn)行攪拌，直至攪拌均勻；攪拌好后，將原料放入預(yù)先準(zhǔn)備好的容器中并稱量好；
3)布料，
(1)鋪模底紙：在傳送帶上鋪一層與模具規(guī)格相同的牛皮紙或硅膠皮，將模具放在鋪好的牛皮紙上，模具四邊內(nèi)側(cè)還要放上4條牛皮紙條，再放上4條硅膠條，高度要比模具板高出3mm，將牛皮紙條折疊以蓋住生膠條；
(2)布料：將分配好的原料平均分布在模具內(nèi)，板面平整之后，再在上面蓋上一層牛皮紙之后再墊上一層膠皮，得布料板；
4)壓制，
將布料板在0.097～-0.1MPa真空下抽真空115～125秒，然后進(jìn)行二次加壓抽真空，二次加壓時(shí)間為20～30秒；然后再震動(dòng)啟動(dòng)，進(jìn)行震動(dòng)加壓，震動(dòng)加壓時(shí)間為180～220秒；最后關(guān)閉震動(dòng)，打開真空閥，待壓力正常后，將真空罩、震板升起，得人造石英石成板；
5)脫模，
除去人造石英石成板的上層硅膠皮和牛皮紙，查看板材成型品質(zhì)，合格后，除去模具和生膠條，得板材，送至固化架內(nèi)等待加熱固化；
6)熱固化，
板材進(jìn)行固化，固化時(shí)間6～10小時(shí)，固化的溫度為70～160度，得固化后的板材；
7)將固化后的板材經(jīng)定厚、拋光即得人造石英石。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)如下：
1)本發(fā)明技術(shù)方案通過利用正硅酸乙酯的水解、聚合，在熒光粉表面首先生成一層網(wǎng)絡(luò)狀聚合物，可以抑制熒光粉的水解和熱降解，克服了部分不穩(wěn)定熒光粉不能用于制備人造石英石的缺陷，解決了現(xiàn)有的熒光石英石板大都存在顏色團(tuán)聚現(xiàn)象，花色無穿插，紋理呆板，層次感不夠豐富的問題。
2)本發(fā)明方法簡化了制備工藝，操作方便簡單、原料來源廣泛，降低了工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，降低了生產(chǎn)成本，提高了企業(yè)的生產(chǎn)效率。同時(shí)，該方法制作出來的人造石英石造型美觀，圖案鮮明，色彩獨(dú)特，極大的程度上豐富了人造石英石的種類和花樣，并可以用于各種裝飾場合，適用面廣。
具體實(shí)施方式
下面對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
【實(shí)施例1】
氧化硅包覆型熒光粉的制備：
將5.357g正硅酸乙酯溶解于300ml水:乙醇體積比為1:1的混合液中，攪拌使其溶解。用硝酸調(diào)節(jié)pH值至1，再用氨水調(diào)節(jié)pH值至6。
加入11.3584g尿素和30g易水解的藍(lán)色長余輝熒光粉，于95℃并在不斷攪拌的條件下反應(yīng)1小時(shí)，此時(shí)pH值為8。將反應(yīng)體系冷卻至室溫，抽濾分離，用蒸餾水和乙醇分別洗滌2次，然后于80℃過夜干燥。
將烘干粉末在500℃、20％H2/80％N2的還原氣氛下保溫3小時(shí)即得氧化硅包覆的綠色熒光粉，其發(fā)光性能和余輝性能相對未包覆熒光粉沒有明顯損失。
【實(shí)施例2】
1)配料，原料配方為：按質(zhì)量份數(shù)：0.075～5mm石英顆粒原料65份、0.075～5mm顆粒原料55份、0.005～0.045mm石英粉30份；聚氨酯樹脂15份；乙烯基三乙氧基硅烷0.15份；過氧化二苯甲酰0.15份；實(shí)施例1所制備的綠色熒光粉1份按配方準(zhǔn)備并稱量；
2)攪拌，攪拌過程比較簡單，只需先把按比例調(diào)配好的樹脂、偶聯(lián)劑、固化劑和熒光色料等原料混和在專用的攪拌桶內(nèi)進(jìn)行攪拌，直至攪拌均勻；
3)布料，在傳送帶上鋪一層與模具規(guī)格相同的牛皮紙或硅膠皮，將模具放在鋪好的牛皮紙上，模具四邊內(nèi)側(cè)還要放上4條牛皮紙條，再放上4條硅膠條，高度要比模具板高出3mm，將牛皮紙條折疊以蓋住生膠條；將分配好的原料平均分布在模具內(nèi)，板面基本平整之后，再在上面蓋上一層牛皮紙之后再墊上一層膠皮，得布料板；
4)壓制，布料完成之后布料板經(jīng)自動(dòng)生產(chǎn)線輸送到壓機(jī)之內(nèi)，啟動(dòng)液壓，降下真空罩，關(guān)閉液壓，-0.1MPa真空下進(jìn)行125秒左右抽真空操作；完成之后再啟動(dòng)液壓，降下真空罩、震板，進(jìn)行二次加壓抽真空，二次加壓時(shí)間一般25秒左右。然后再震動(dòng)啟動(dòng)，進(jìn)行震動(dòng)加壓，震動(dòng)加壓時(shí)間6min左右；最后關(guān)閉震動(dòng)，打開真空閥，待壓力正常后，將真空罩、震板升起，通過自動(dòng)傳動(dòng)裝置將成板輸出；
將布料板在-0.1MPa真空下抽真空120秒，然后進(jìn)行二次加壓抽真空，二次加壓時(shí)間為25秒；然后再震動(dòng)啟動(dòng)，進(jìn)行震動(dòng)加壓，震動(dòng)加壓時(shí)間為200秒左右；最后關(guān)閉震動(dòng)，打開真空閥，待壓力正常后，將真空罩、震板升起，得人造石英石成板；
5)脫模，除去人造石英石成板的上層硅膠皮和牛皮紙，查看板材成型品質(zhì)，(若出現(xiàn)小面積缺料，在缺料處加上一定料鋪平，用專用工具人工打壓；若出現(xiàn)大面積缺料，將缺處補(bǔ)平后，蓋上牛皮紙和硅膠皮，返回壓機(jī)進(jìn)行反壓；若發(fā)現(xiàn)整片板因配方、拌料不勻等無法用上述兩條解決的問題，可將其卸下，手工捏碎或放入粉碎機(jī)粉碎，然后倒入攪拌機(jī)中重新攪拌)，合格后，然后除去模具和生膠條，得板材，送至固化架內(nèi)等待加熱固化；
6)熱固化，固化時(shí)間一般要用8小時(shí)，固化的溫度在160℃左右，固化完成后的的板材，出窯后放置于預(yù)先準(zhǔn)備好的”人”字形架上；
7)定厚，先測量出石英石毛坯板的厚度，來確定定厚機(jī)的吃刀量，對機(jī)器進(jìn)行調(diào)試，機(jī)器調(diào)試好后把自然冷卻后的石英石毛坯板，經(jīng)軌道輸送到定厚機(jī)里；再開機(jī)之前要對機(jī)器的電機(jī)、軸承等加入少量潤滑油，確保機(jī)器潤滑，以防對機(jī)器造成損害。檢查急停開關(guān)是否打開，打開后把機(jī)器調(diào)成自動(dòng)，然后打開磨頭保證電機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)然后按啟動(dòng)鍵，機(jī)器就進(jìn)行自主運(yùn)作；
對石英石毛坯板進(jìn)行加工，加工出來的板的厚度是否在規(guī)定值內(nèi)，如果不在檢查機(jī)器對機(jī)器再進(jìn)行調(diào)試，直到加工出來的板達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)；板出來以后經(jīng)過翻板機(jī)把板翻過來，對另一面進(jìn)行加工，確保出來的板厚度達(dá)標(biāo)刮平一片大板的時(shí)間也要大概約13～15分鐘時(shí)間；
8)拋光，將兩面已刮平的石英石大板由自動(dòng)生產(chǎn)線輸送到拋光線內(nèi)，使用由粗至細(xì)的拋光頭進(jìn)行拋光，拋光一片大板約使用15分鐘時(shí)間；再拋光中要注意進(jìn)入傳送帶的板面必須平整，如不平整把板翻轉(zhuǎn)過來對另一面進(jìn)行拋光；磨機(jī)開機(jī)前同定厚機(jī)一樣都必須進(jìn)行潤滑，確保機(jī)器的正常運(yùn)作；石英石拋光工序完成后，經(jīng)自動(dòng)生產(chǎn)線輸送到切割機(jī)工位段；即得人造石英石成品。
【對比例】
采用實(shí)施例2相同的制備方法，區(qū)別僅將實(shí)施例1所制備的綠色熒光粉替換為未包覆的綠色熒光粉。經(jīng)檢測，采用包覆熒光粉制備得到的人造石英石在日光下照射10分鐘后的初始亮度和余輝時(shí)間分別是采用未包覆熒光粉制備的人造石英石的3倍和5倍，表明使用包覆熒光粉使得制備的人造石英石熒光性得到了提高。
上述說明已經(jīng)充分揭露了本發(fā)明的具體實(shí)施方式。需要指出的是，熟悉該領(lǐng)域的技術(shù)人員對本發(fā)明的具體實(shí)施方式所做的任何改動(dòng)均不脫離本發(fā)明的權(quán)利要求書的范圍。相應(yīng)地，本發(fā)明的權(quán)利要求的范圍也并不僅僅局限于前述具體實(shí)施方式。