一种矿渣微粉型人造大理石及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及建筑材料【技术领域】，具体涉及一种矿渣微粉型人造大理石及其制备方法，其组成成分按照重量份计为，不饱和聚酯树脂100，过氧化物类引发剂0.5-2，促进剂0.1-2，乙烯基类树脂稀释剂5-3，交联剂5-30，矿渣微粉100-700，偶联剂0.5-3，阻燃剂1：5-30，阻燃剂2：50-100，纳米银抗菌剂0.01-0.1。所述矿渣微粉型人造大理石的抗压强度为140MPa以上，抗弯曲强度为32MPa以上，氧指数32以上，不但阻燃效果显著，与单独使用氢氧化镁阻燃剂相比，而且可减少50％的氢氧化镁用量，大大降低了大理石的原料成本。该人造大理石还具有显著的抑菌作用。
【专利说明】一种矿渣微粉型人造大理石及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及建筑材料【技术领域】，具体涉及一种矿渣微粉型人造大理石及其制备方法。
【背景技术】
[0002]高炉矿渣是冶炼生铁时产生的废渣，在冶炼生铁时，加入高炉的原料，除了铁矿石和燃料(焦碳)外，还需要加入相当数量的石灰石和白云石作为助熔剂。当炉温达到1400?1600°C时，助熔剂与铁矿石发生高温反应生成生铁和渣。高炉矿渣就是由脉石、灰分、助熔剂和其他不能进入生铁中的杂质所组成的易熔物质。每生产I吨生铁时高炉渣的排放量随着矿石品位和冶炼方法的不同而变化。每吨生铁生产出0.3?1.2吨高炉渣。随着我国钢铁工业的发展，高炉矿渣的排放量日益增大。据中国联合钢铁网近期统计数据显示，2013年全年我国粗钢产量达7.82亿吨，意味着当年排放了上亿吨的高炉矿渣。
[0003]高炉渣微粉是钢铁企业的一项科研成果，不但解决了高炉渣废弃物对环境的污染，而且把以高炉矿渣为原料而产出的高炉矿渣微粉用于水泥工业，取得明显的经济效益。而人造大理石由粘接剂和无机粉料复合而成，后者主要是天然石粉，碳酸钙和氢氧化铝、氢氧化镁等材料。矿渣微粉在化学成分和矿物组成上与天然大理石比较接近，用作人造大理石的无机粉料具有技术可行性。
[0004]如果能用高炉矿渣微粉制造人造大理石，这是应用高炉渣微粉的另一个巨大的市场，也是提升矿渣微粉价值的一条途径。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种矿渣微粉型人造大理石，具有抗菌、阻燃功效，而且抗压强度及抗弯曲强度优异。
[0006]本发明的另一个目的是提供一种矿渣微粉型人造大理石的制备方法。
[0007]本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:
[0008]一种矿渣微粉型人造大理石，其特征在于:其组成成分按照重量份计为，
[0009]不饱和聚酯树脂:100
[0010]过氧化物类引发剂:0.5-2
[0011]促进剂:0.1-2
[0012]乙烯基类树脂稀释剂:5-3
[0013]交联剂:5-30
[0014]矿渣微粉:100-700
[0015]偶联剂:0.5-3
[0016]阻燃剂1:5-30
[0017]阻燃剂2:50-100
[0018]纳米银抗菌剂:0.01-0.1。
[0019]所述不饱和聚酯树脂为邻苯型不饱和聚酯树脂。
[0020]所述偶联剂为钛酸酯偶联剂。目的为改善矿渣微粉与不饱和聚酯树脂基体之间的结合性。
[0021]所述过氧化物类引发剂为过氧化甲乙酮、过氧化二异丙苯或过氧化苯甲酰。所述过氧化物类引发剂需要溶解在邻苯二甲酸二丁酯中才能使用，过氧化物类引发剂与邻苯二甲酸二丁酯的溶解的重量比为1:1，其主要目的是为了促进邻苯型不饱和聚酯树脂的交联固化。
[0022]所述促进剂为环烷酸钴苯乙烯溶液、二甲基苯胺、二乙基苯胺和二甲基对甲苯胺。其目的是促进引发剂的分解，加速交联反应。
[0023]所述乙烯基类树脂稀释剂为苯乙烯、丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸中的一种或几种的混合液，其目的是为了降低基体树脂的粘度，增加填料填充量。
[0024]所述交联助剂为三烯丙基异三聚氰酸酯、三丙二醇二丙烯醚酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯或三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯。其目的是增加材料的交联密度，增强人造大理石强度。
[0025]所述纳米银抗菌剂为粒径是5_30nm的球形颗粒。
[0026]所述矿渣微粉为粒径分别是100目、200目、300目、400目的混合矿渣微粉，其配比为1:1-2:1-4:1-8。采用不同粒径的矿渣微粉，以达到矿渣微粉最大程度的填充。
[0027]所述阻燃剂I为可膨胀石墨，粒径为30-100目，膨胀倍率为150-400，起到膨胀阻燃的目的；所述阻燃剂2为氢氧化镁，受热分解水吸收热量，从而起到阻燃的目的，阻燃剂I和阻燃剂2协同阻燃，显著提高材料的阻燃性能。采用复合助燃剂提高了大理石的阻燃效果，与单独使用一种阻燃剂相比，其使用量明显降低了，从而降低了生产成本。
[0028]上述矿渣微粉型人造大理石的制备方法，包括如下步骤:
[0029](I)按配比称重各种原料；
[0030](2)先将纳米银抗菌剂加入不饱和聚酯树脂中，真空旋转混合5-10分钟，脱泡1-3分钟；然后再加入乙烯基类树脂稀释剂、助交联剂、矿渣微粉、偶联剂、阻燃剂I和阻燃剂2，常温下真空旋转混合5-8分钟、脱泡1-3分钟，最后放入过氧化物类引发剂和促进剂真空旋转混合5-8分钟、脱泡1-3分钟即得混合料；
[0031](3)将步骤(2)中的混合料高压喷射到模具底部，喷射厚度为0.8-1.2cm，振动5分钟，在1MPa的压力下压制成型，放置2h后脱模，经车加工即可。
[0032]所述步骤(2)中的纳米银抗菌剂的制备方法为，
[0033](A)将硝酸银溶解在蒸馏水中，制成质量浓度为5%的硝酸银溶液，然后将十二烷基苯磺酸钠和异丙醇依次加入硝酸银溶液中得到反应液，用氨水调节至PH值为5-7 ;所述反应液中的十二烷基苯磺酸钠、异丙醇和硝酸银的重量比为1:1:7-12 ；
[0034](B)将步骤(A)中的反应液密封并充氮气10-15分钟，然后用电子能量为2MeV的电子加速器传动辐照；辐照剂量为80kGy，辐照速率为Ik Gy/min ；
[0035](C)辐照后的反应液经离心、乙醇超声分散、离心处理，重复3-4次后干燥即可。
[0036]本发明的有益效果是:
[0037]1、本发明制备的矿渣微粉型人造大理石的抗压强度为140MPa以上，抗弯曲强度为32MPa以上，氧指数32以上。该人造大理石还具有显著的抑菌作用，抑菌效果明显。
[0038]2、采用复合助燃剂提高了大理石的阻燃效果，与单独使用氢氧化镁阻燃剂相比，不但阻燃效果显著，而且可减少50%的氢氧化镁用量，大大降低了大理石的原料成本。
[0039]3、所述矿渣微粉型人造大理石制备工艺简单，原料易得，可操作性强。
【具体实施方式】
[0040]下面结合实施例，对本发明作进一步说明:
[0041]实施例1
[0042]纳米银抗菌剂的制备:
[0043]用蒸馏水溶解硝酸银制成质量浓度为5%的硝酸银溶液，然后将5克十二烷基苯磺酸钠和5g异丙醇依次加入IL硝酸银溶液中得到反应液，用氨水调节反应液的PH值至5-7之间；
[0044]将反应液装于自封袋中，充氮气10分钟，然后在2MeV的电子加速器下以Ik Gy/min的辐照速率辐照80k Gy剂量，辐照过程中传动辐照以散热；
[0045]经过辐照后的溶液加入离心管中，在离心机上离心得到粗制的纳米银颗粒物；粗制纳米银颗粒物中再加入乙醇后超声分散，再离心；将上层液体倒掉后，再加入乙醇、超声分散，然后离心；倒掉上层液体后，加入乙醇、超声分散，然后离心；倒掉上层清液，剩余的固体干燥后即可制得5-30纳米的纳米银颗粒，备用。
[0046]以下原料都按照重量份计:
[0047]取0.1份纳米银抗菌剂放入100份邻苯型不饱和聚酯树脂(上海新天和树脂有限公司生产)中，在旋转脱泡仪中，真空旋转混合5分钟，脱泡3分钟；然后加入5份苯乙烯稀释剂，5份三羟甲基丙烷三丙烯酸酯，矿渣微粉100目的100份，300目的300份，400目的100份，2份钛酸酯偶联剂，10份可膨胀石墨，50份氢氧化镁，旋转混合5分钟，脱泡3分钟；放入I份过氧化甲乙酮，0.5份环烷酸钴苯乙烯溶液，旋转混合5分钟，脱泡3分钟。混合料通过高压空气喷枪，快速喷射到模具底部，喷射厚度约为I厘米，振动5分钟后，在1MPa的压力下压制成型，放置2h后脱模，经车加工后即可得人造大理石产品。
[0048]测试结果:实施例1中制得的人造大理石的抗压强度为140MPa，抗弯曲强度为32MPa，氧指数32。采用复合助燃剂提高了大理石的阻燃效果，与单独使用氢氧化镁阻燃剂相比，不但阻燃效果显著，而且可减少50 %的氢氧化镁用量。
[0049]该人造大理石还具有抑菌作用，细菌培养结果表明，实施例1中的人造大理石的菌落数仅是普通大理石的1/10。
[0050]实施例2:
[0051]以下原料都按照重量份计:
[0052]以下的纳米银抗菌剂的制备同实施例1。
[0053]取0.1份纳米银抗菌剂放入100份邻苯型不饱和聚酯树脂(上海新天和树脂有限公司生产)中，在旋转脱泡仪中，真空旋转混合5分钟，脱泡3分钟；然后加入10份甲基丙烯酸甲酯稀释剂，5份三烯丙基异三聚氰酸酯，矿渣微粉100目的100份，200目的100份，300目的200份，400目的100份，3份钛酸酯偶联剂，20份可膨胀石墨，80份氢氧化镁，旋转混合5分钟，脱泡3分钟；放入2份过氧化甲乙酮，I份环烷酸钴苯乙烯溶液，旋转混合5分钟，脱泡3分钟。混合料通过高压空气喷枪，快速喷射到模具底部，喷射厚度约为I厘米，振动5分钟后，在1MPa的压力下压制成型，放置2h后脱模，经车加工后即可得人造大理石女口广叩ο
[0054]测试结果:实施例1中制得的人造大理石的抗压强度为155MPa，抗弯曲强度为34MPa，氧指数33。采用复合助燃剂提高了大理石的阻燃效果，与单独使用氢氧化镁阻燃剂相比，不但阻燃效果显著，而且可减少50 %的氢氧化镁用量。
[0055]该人造大理石还具有抑菌作用，细菌培养结果表明，实施例1中的人造大理石的菌落数仅是普通大理石的1/12。
[0056]以上所述为本发明的较佳实施例而已，但本发明不应该局限于该实施例所公开的内容。所以凡是不脱离本发明所公开的精神下完成的等效或修改，都落入本发明保护的范围。
【权利要求】
1.一种矿渣微粉型人造大理石，其特征在于:其组成成分按照重量份计为， 不饱和聚酯树脂:100 过氧化物类引发剂:0.5-2 促进剂:0.1-2 乙烯基类树脂稀释剂:5-3 交联剂:5-30 矿渣微粉:100-700 偶联剂:0.5-3 阻燃剂1:5-30 阻燃剂2 =50-100 纳米银抗菌剂:0.01-0.1。
2.根据权利要求1所述的矿渣微粉型人造大理石，其特征在于:所述不饱和聚酯树脂为邻苯型不饱和聚酯树脂，所述偶联剂为钛酸酯偶联剂。
3.根据权利要求1所述的矿渣微粉型人造大理石，其特征在于:所述过氧化物类引发剂为过氧化甲乙酮，过氧化二异丙苯或过氧化苯甲酰。
4.根据权利要求1所述的矿渣微粉型人造大理石，其特征在于:所述促进剂为环烷酸钴苯乙烯溶液、二甲基苯胺、二乙基苯胺和二甲基对甲苯胺。
5.根据权利要求1所述的矿渣微粉型人造大理石，其特征在于:所述乙烯基类树脂稀释剂为苯乙烯、丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸中的一种或几种的混合液；所述交联助剂为三烯丙基异三聚氰酸酯、三丙二醇二丙烯醚酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯或三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯。
6.根据权利要求1所述的矿渣微粉型人造大理石，其特征在于:所述纳米银抗菌剂为粒径是5_30nm的球形颗粒。
7.根据权利要求1所述的矿渣微粉型人造大理石，其特征在于:所述矿渣微粉为粒径分别是100目、200目、300目、400目的混合矿渣微粉，其配比为1:1_2:1_4:1_8。
8.根据权利要求1所述的矿渣微粉型人造大理石，其特征在于:所述阻燃剂I为可膨胀石墨，粒径为30-100目，膨胀倍率为150-400 ;所述阻燃剂2为氢氧化镁。
9.权利要求1所述的矿渣微粉型人造大理石的制备方法，包括如下步骤: (1)按配比称重各种原料； (2)先将纳米银抗菌剂加入不饱和聚酯树脂中，真空旋转混合5-10分钟，脱泡1-3分钟；然后再加入乙烯基类树脂稀释剂、助交联剂、矿渣微粉、偶联剂、阻燃剂I和阻燃剂2，常温下真空旋转混合5-8分钟、脱泡1-3分钟，最后放入过氧化物类引发剂和促进剂真空旋转混合5-8分钟、脱泡1-3分钟即得混合料； (3)将步骤(2)中的混合料高压喷射到模具底部，喷射厚度为0.8-1.2cm，振动5分钟，在1MPa的压力下压制成型，放置2h后脱模，经车加工即可。
10.根据权利要求9所述的矿渣微粉型人造大理石的制备方法，其特征在于:所述步骤(2)中的纳米银抗菌剂的制备方法为， (A)将硝酸银溶解在蒸馏水中，制成质量浓度为5%的硝酸银溶液，然后将十二烷基苯磺酸钠和异丙醇依次加入硝酸银溶液中得到反应液，用氨水调节至PH值为5-7 ;所述反应液中的十二烷基苯磺酸钠、异丙醇和硝酸银的重量比为1:1:7-12 ； (B)将步骤(A)中的反应液密封并充氮气10-15分钟，然后用电子能量为2MeV的电子加速器传动辐照；辐照剂量为80kGy，辐照速率为Ik Gy/min ； (C)辐照后的反应液经离心、乙醇超声分散、离心处理，重复3-4次后干燥即可。
【文档编号】C04B22/04GK104402307SQ201410616082
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年11月5日 优先权日:2014年11月5日
【发明者】徐莉, 吴新锋, 童敏, 谢群, 张红, 周维 申请人:上海宝田新型建材有限公司