一种高韧性无机复合人造石材面板及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高韧性无机复合人造石材面板及其制备方法，所述面板包括表层、中间金属纤维增韧层和基底增韧层，表层包括如下重量份的各原料组分：石英砂40~70、石英粉10~30、无机活性粉体20~45、颜料0.5~4、减水剂0.3~1、水3~10；中间金属纤维增韧层包括如下重量份的各原料组分：无机活性粉体40~60、砂45~65、减水剂0.8~1.5、水6~14、金属纤维4~8；基底增韧层包括如下重量份的各原料组分：无机活性粉体30~50、石英砂30~55、石英粉15~20、减水剂0.5~1.2、水4~8、增韧剂0.8~2.5。本发明专利技术所述面板体积稳定性好、低收缩、使用不翘曲变形，吸水率极低、耐久性性能好，不存在老化等问题，层与层之间结合牢固，延性好不会产生瞬间脆断，可做承载力结构，表面耐污性能好，适合推广使用。

A high toughness inorganic composite artificial stone panel and its preparation method

The invention discloses a high toughness inorganic composite artificial stone panel and a preparation method thereof. The panel comprises a surface layer, a middle metal fiber toughening layer and a base toughening layer. The surface layer comprises various raw materials with the following weight components: quartz sand 40-70, quartz powder 10-30, inorganic active powder 20-45, pigment 0.5-4, water reducer 0.3-1 and water 3-10. The middle metal fiber toughening layer comprises the following Each raw material component by weight: inorganic active powder 40 ~ 60, sand 45 ~ 65, water reducing agent 0.8 ~ 1.5, water 6 ~ 14, metal fiber 4 ~ 8; the base toughening layer includes the following raw material components by weight: inorganic active powder 30 ~ 50, quartz sand 30 ~ 55, quartz powder 15 ~ 20, water reducing agent 0.5 ~ 1.2, water 4 ~ 8, toughening agent 0.8 ~ 2.5. The panel has the advantages of good volume stability, low shrinkage, no warping and deformation in use, extremely low water absorption, good durability, no aging and other problems, firm combination between layers, good ductility, no instant brittle fracture, bearing capacity structure, good surface pollution resistance, and is suitable for popularization and use.

【技术实现步骤摘要】
一种高韧性无机复合人造石材面板及其制备方法
本专利技术涉及加工类人造石材
，更具体地，涉及一种高韧性无机复合人造石材面板及其制备方法。
技术介绍
随着国家对生态环境保护的加强，天然石矿山开采受严格控制。另一方面中国的基础建设，如机场、地铁站、高铁站，商业广场、会馆中心仍在继续，大量基础建设对人造石材面板材料也有大量的需求,替代天然石的人造石具有广阔的市场前景。传统人造石主要由树脂类有机人造石和少量无机人造石组成。树脂类人造石主要存在受热变形较大，易鼓变形开裂，受紫外线辐射及温度影响老化变形、变色、强度降低，燃烧有难闻气体及不可降解、使用寿命短等缺点，现已经逐步受到环保限制使用；新型无机人造石材面板目前主要是传统水泥基水磨石类产品，抗压强度低、硬度差、抗弯曲强度差，脆性强，容易脆断、整体吸水率高、抗污及耐化学性能能力差，很难达到天然石材的性能，面板很容易折断，使用不安全。目前无机人造石本身为脆性结构、抗弯易折断，人造石面板结构大部分为单层结构，结构受外力作用过程中，底部直接开裂产生脆断，结构延性低，产品直接破坏，因此有结构局部中间加金属网或纤维网增强结构（类如CN106630805A）进行改良，但由于表面受压时，底部脆性面依旧弯曲变形产生脆性开裂，尽管延展变形增大时增强网起到一定抗拉作用减缓裂纹开展作用，随着强度增大裂纹穿透纤维网继续扩展，因此结构也会不断破坏，不能有效克服结构破损断裂状况；也有结构采用了面层加直接纤维基体层结合形成增韧板手段来克服了面层受压变形开裂问题（类如CN109354468A），但由于引入纤维基体层对于人造石面板加工过程中，底部刮平过程中形成表面纤维露出及纤维通道孔，因此造成了面板结构吸水性能的大幅度提升，如果是金属纤维极容易出现锈蚀破损及金属锈蚀污染现象，同时如果是其他类纤维表面吸水率会大幅度提升，降低面板力学以及耐久性能。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术为克服现有传统无机人造石技术产品抗压性能不足、抗弯曲强度及韧性差、吸水率高等缺陷，提供一种强度高、耐污染、韧性高、使用寿命长、耐老化、经济合理的多层复合结构的高韧性无机复合人造石材面板。为了解决上述存在的技术问题，本专利技术采用下述技术方案：一种高韧性无机复合人造石材面板，包括表层、中间金属纤维增韧层和基底增韧层，表层包括如下重量份的各原料组分：石英砂40~70、石英粉10~30、无机活性粉体20~45、颜料0.5~4、减水剂0.3~1、水3~10；中间金属纤维增韧层包括如下重量份的各原料组分：无机活性粉体40~60、砂45~65、减水剂0.8~1.5、水6~14、金属纤维4~8；基底增韧层包括如下重量份的各原料组分：无机活性粉体30~50、石英砂30~55、石英粉15~20、减水剂0.5~1.2、水4~8、增韧剂0.8~2.5。进一步地，所述石英砂细度模数在2.0~3.0之间、二氧化硅含量在93%以上、无杂质及风化、原石硬度在7以上。进一步地，所述石英粉细度为600目以上、二氧化硅含量在93%以上、原石硬度在7以上。本专利技术中石英粉的核心作用在于提升混合后人造石材表面除骨料外的胶凝粉体水化产物的耐磨以及耐划伤性能，提高表面致密度性能。进一步地，所述无机活性粉体以强度等级为42.5以上纯白色硅酸盐水泥为主体掺加白色硅粉、矿粉、纳米氧化钙、纳米硅氧化硅、烧结高白高岭土粉中的一种或几种活性粉体。该活性粉体颜色单一为白色，白度指标超过80以上，活性指数检测大于100%，保证材料强度同时更保证后续调色具有良好的稳定性。水泥与其他活性粉体比例为1：0.2~0.6。进一步地，所述颜料为无机类各色颜料。进一步地，所述减水剂不具备金属离子颜色且浓度不大于20%、减水率大于20%、缓凝时间0.5~1小时。进一步地，所述砂是河沙、机制砂、石英砂中的一种或几种，要求不含泥及泥块、不含有机物贝壳类，材料坚固性质量损失不大于8%，最大颗粒直径不大于2.5毫米，细度模数小于3.0大于2.0。进一步地，金属纤维包括直径范围0.1~0.2mm、长径比50~150、抗拉强度大于1000MPa的金属纤维中的一种或几种。进一步地，所述增韧剂为聚乙烯醇胶水或丙烯酰胺胶水等乳胶液中的一种或几种。进一步地，所述面板的整体厚度为15~50mm，表层的厚度为3~5mm，基底层的厚度为3~5mm。本专利技术的另一个目的在于提供上述高韧性无机复合人造石材面板的制备方法，包括如下步骤：S1.将用于表层、中间金属纤维增韧层、基底增韧层的原料分别按比例搅拌混合均匀得到各层混合料，备用；S2.准备好面板模具，依据厚度计算并称取步骤S1备好的表层混合料均匀布料在面板模具内，然后依据厚度计算并称取步骤S1配好的中间金属纤维增韧层混合料均匀布料在面板模具内的表层混合料上，再依据厚度计算并称取步骤S1配好的基底增韧层混合料均匀布料在面板模具内的中间金属纤维增韧层混合料上；S3.在步骤S2面板模具内的基底增韧层混合料上覆上隔离保湿膜，然后放入真空压机进行抽真空排气并同时震动压制；S4.将步骤S3压制好的板在40℃下固化6~8小时，脱模后再升温至80~90℃固化12~16小时得到毛坯板；S5.将步骤S4得到的毛坯板取掉隔离保湿膜进行刮底、定厚、抛光，得到高韧性无机复合人造石材面板。进一步地，步骤S1中，搅拌混合的时间分别不少于10分钟，搅拌材料工作性能的维勃稠度测试时间为5~30秒，搅拌混合后初凝凝结时间不小于60分钟。进一步地，步骤S3中，抽真空时间不少于60秒，压制时间不少于120秒；真空压力为-0.07~-0.1MPa，压机压强荷载不小于1MPa，压力不小于5000kN。进一步地，步骤S4中，高温固化过程保持湿度在75%以上。本工艺通过分层连续布料方式集中进行压制让层与层之间物料有一定的相互交叉咬合解决界面粘结强度受压分离现象，针对传统无机石制造真空工艺提升了压制压力，缩短了抽真空时间，提升人造石材密实度与制作效率，降低了版面吸水率，通过调整温度及保湿分阶段固化不但提升前期模具使用效率，同时使得人造石材面板体积更加稳定，后续完全克服收缩性能，保证强度的一致性稳定。本专利技术与现有技术相比较有如下有益效果：本专利技术所述高韧性复合人造石材面板具有高强度、高抗弯曲、低脆性、耐冲击、抗裂、抗震性能好等优点，体积稳定低收缩、使用不翘曲变形，吸水率极低、耐久性性能好，不存在老化等问题，层与层之间结合牢固，结构安全度高，延性好不会产生瞬间脆断，可做承载力结构，表面耐污性能好，材料来源广泛，整体综合成本造价低，适合推广使用。附图说明图1是高韧性无机复合人造石材面板的结构示意图。附图标记说明：表层100，中间金属纤维增韧层200，基底增韧层300。具体实施方式附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利技术的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的；附图中描述位置关系的用于仅用于示例性说明，不能理解为对本专利技术的限制。下面结合具体实施例对本专利技术做进一步详细说明。实施例1如图1所示，一种高韧性无机复合人造石材面板，整体厚度（t1+t2+t3）为15~50mm，包括厚度t1为3~5mm的表层、中间金属纤维增韧层和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高韧性无机复合人造石材面板，其特征在于，包括表层、中间金属纤维增韧层和基底增韧层，表层包括如下重量份的各原料组分：石英砂40~70、石英粉10~30、无机活性粉体20~45、颜料0.5~4、减水剂0.3~1、水3~10；中间金属纤维增韧层包括如下重量份的各原料组分：无机活性粉体40~60、砂45~65、减水剂0.8~1.5、水6~14、金属纤维4~8；基底增韧层包括如下重量份的各原料组分：无机活性粉体30~50、石英砂30~55、石英粉15~20、减水剂0.5~1.2、水4~8、增韧剂0.8~2.5。

【技术特征摘要】
1.一种高韧性无机复合人造石材面板，其特征在于，包括表层、中间金属纤维增韧层和基底增韧层，表层包括如下重量份的各原料组分：石英砂40~70、石英粉10~30、无机活性粉体20~45、颜料0.5~4、减水剂0.3~1、水3~10；中间金属纤维增韧层包括如下重量份的各原料组分：无机活性粉体40~60、砂45~65、减水剂0.8~1.5、水6~14、金属纤维4~8；基底增韧层包括如下重量份的各原料组分：无机活性粉体30~50、石英砂30~55、石英粉15~20、减水剂0.5~1.2、水4~8、增韧剂0.8~2.5。2.根据权利要求1所述的高韧性无机复合人造石材面板，其特征在于，所述无机活性粉体以强度等级为42.5以上纯白色硅酸盐水泥为主体掺加白色硅粉、矿粉、纳米氧化钙、纳米硅氧化硅、烧结高白高岭土粉中的一种或几种活性粉体。3.根据权利要求1所述的高韧性无机复合人造石材面板，其特征在于，所述石英砂细度模数在2.0~3.0之间、二氧化硅含量在93%以上、原石硬度在7以上；所述石英粉细度为600目以上、二氧化硅含量在93%以上、原石硬度在7以上。4.根据权利要求1所述的高韧性无机复合人造石材面板，其特征在于，所述砂是河沙、机制砂、石英砂中的一种或几种。5.根据权利要求1所述的高韧性无机复合人造石材面板，其特征在于，所述增韧剂包括聚乙烯醇胶水、丙烯酰胺胶水中的一种或几种。6.根据权利要求1所述的高韧性无机复合人造石材面板，其特征在于，所述面板的整体厚度为15~50mm，表层的厚度为3~5mm，基底层的厚度为3~5mm...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘福财，肖敏，李斌，郑增勇，黄贺明，
申请(专利权)人：黄贺明，刘福财，
类型：发明
国别省市：广东,44