專利名稱：：一種具有光催化作用的人造石的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種人造石的制備方法，特別是一種同時具有夜光功能的人造石英石的制備方法，其原料由天然石英砂、不飽和樹脂、促進劑、偶聯(lián)劑和固化劑、以及適量的色漿、熒光粉構(gòu)成。
背景技術(shù)：
：人造石是用天然石塊或石粉與樹脂混合、固化后形成的一種新型裝飾材料。目前，市場上及相關(guān)技術(shù)中披露了多種人造石品種。中國專利CN1453301A報道了一種在實體面材人造石材料中整體混合夜光蓄光材料的方法，但存在硬度不夠、品種單一、不能作地磚、發(fā)光粒子用量大、成本太高的缺陷。中國發(fā)明專利申請200810214635.6公開一種人造石英石制備工藝，該技術(shù)的材料含有石英石090%、石英粉590%、纖維125%、樹脂0.120%、偶聯(lián)劑0.15%、固化劑0.15%、碎玻璃070%、碎鏡片070%、顏料05%、貝殼05%和金屬片05%，將上述的原料經(jīng)充分混合后，在10200度的真空條件進行固化形成所需要的人造石材。該專利申請中特別強調(diào)其所用的石英石粒徑為0.120毫米，所用的石英粉為3002000目，其最佳的固化溫度為1530度，或者是6090度，或者是120150度。該技術(shù)中由于原料中采用了粒度較大的石英石顆粒和極細(xì)小的石英粉，一方面會使樹脂使用量增加，這將降低成品材料的強度；另一方面由于需要使用極細(xì)的石英粉，會使成品制造成本提高；而且原料中兩類粒度相差很大的石英石與石英粉會在制造過程中產(chǎn)生偏聚，對成品材料的強度產(chǎn)生更為負(fù)面的影響；由于其制造中需要加熱壓制，其制備過程中能耗較高，同時壓制成型產(chǎn)品的成品率不高，限制了人造石英石的大規(guī)模生產(chǎn)。中國發(fā)明專利申請200710029148.8公開一種具有大理石花紋和色彩的人造石英石及其制造工藝。該技術(shù)的材料組分和配比為24120目石英52%78%，1202000目石英17%38%。不飽和樹脂及附料614%，各色顏料0.01%10%。本發(fā)明工藝看似簡單合理，但其專利申請所公開的石英用量根據(jù)本領(lǐng)域的常識來看其所用的樹脂量明顯是不夠的；另一方面該技術(shù)仍需要使用較大數(shù)量的極細(xì)的石英粉，同樣其造價會比較高；與前述200810214635.6專利申請的工藝相同，該技術(shù)在固化中也同樣需要加熱，其制造中能耗會比較高。在現(xiàn)有技術(shù)中也有在人造石中摻雜一定量的發(fā)光粉，使其在夜晚可以發(fā)光，增強其裝飾效果。但上述現(xiàn)有技術(shù)中所制備的人造石在使用時其表面難免會附著污物，或被細(xì)菌污染。為解決這一問題中國專利CN1762880A公開一種抗菌人造石制備工藝，該技術(shù)的抗菌人造石含有樹脂3538%、氫氧化鋁顆粒5~12%、氫氧化鋁填充料49~59°/。、抗菌齊!J0.31.3。/。、顏料0.2~0.5%;將上述材料經(jīng)過投料、攪拌、加固化劑、抽真空、澆鑄、抽真空、熱固化、后固化、砂磨、水磨等工藝步驟最終制得成品人造石材。該專利中樹脂的使用量較大，這將降低成品材料的強度；同時強調(diào)加入銀、鋅離子抗菌劑，通過不斷的釋放金屬離子，來達(dá)到抗菌效果，使用貴金屬離子作為抗菌劑，會使成品制造成本提高；而且隨金屬離子的釋放其抗菌效果會逐漸變?nèi)酢?br/>發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供一種成本相對較低、不需要加熱固化、不需要壓制成型，有較高成品率，同時有抗菌環(huán)保等作用的人造石英石材料的制備方法。本發(fā)明的具有光催化作用的人造石的制備方法，其原料由天然石英砂、不飽和樹脂、促進劑、偶聯(lián)劑和固化劑、以及適量的色漿構(gòu)成，其中a.材料基本配比如下天然石英砂1020目25-16重量°/。20~40目25-30重量％4080目10-12重量％80200目10-12重量％200目14.5重量％325目14.5重量％色漿0.3重量％不飽和樹脂14-16重量％光催化劑0.1~10重量％促進劑約為不飽和樹脂重量的1%固化劑約為不飽和樹脂重量的1%b.將不飽和樹脂、色漿以及夜光粉和光催化劑攪拌均勻，然后加入石英砂，石英砂的加入順序為目數(shù)由大到小，每次加料后都需要攪拌均勻，依次加入促進劑和固化劑，迅速攪拌，將上述的混合物注入成形的模具中，并置于真空烘箱，保持8分鐘，取出模具后，取少量12-20目石英砂顆粒撒在模具表面，讓制板原材料自行固化，在其自行固化至用手觸摸不再粘手時，除去模具，待產(chǎn)品干燥后，定厚、打磨。本發(fā)明的具有光催化作用的人造石的制備方法中，所用的光催化劑為活性二氧化鈦，或者是氮摻雜的二氧化鈦。本發(fā)明的具有光催化作用的人造石的制備方法中，其材料基本配比中還有5重量。/。的發(fā)光^h本發(fā)明所使用的氮摻雜的二氧化鈦(Ti02—xNy)制備方法有兩種，一種方法是以商用二氧化鈦作為原料，復(fù)合以10重量％的氮源，如六次甲基四胺(HMT)或尿素(CO(NH2)2)等，將二者混合之后通過高速球磨機進行機械合金化反應(yīng)制備；另一種方法是以40重量％的濃度為20%的三氯化鈦溶液為原料，18重量%的六次甲基四胺(HMT)或尿素(CO(NH2)2)等為氮源，42重量％的水或乙醇或甲醇為溶劑，將三者混合后采用水熱法或溶劑熱法在19(TC條件下制得。本發(fā)明的人造石具有生產(chǎn)成本相對較低、在其制備過程中不需要加熱固化、不需要壓制成型，產(chǎn)品有較高成品率。本發(fā)明中由于加入了偶聯(lián)劑，提高了樹脂和石英砂間的結(jié)合強度，而加入的促進劑則提高了材料的固化速度。本發(fā)明的人造石中由于有Ti02類的光催化劑，因此這種人造石在使用中可以降解周圍環(huán)境屮的有機污染物、清除氮氧化物等廢氣；此外，Ti02光催化劑在紫外光、可見光照射下具有廣譜抗菌性，它不但能夠殺滅大多數(shù)微生物，還能分解細(xì)菌產(chǎn)生的內(nèi)毒素，并將細(xì)菌殘體及細(xì)菌賴以生存的有機營養(yǎng)基質(zhì)徹底礦化，在滅菌的過程中實現(xiàn)自清潔；在抗菌過程中僅起到催化作用，自身不消耗，理論上可永久使用，對環(huán)境無二次污染。本發(fā)明的人造石由于其材料配方中同時含有夜光粉以及紫外、可見光型光催化劑，因此它可在白天自然吸收太陽光等雜散光，在黑暗環(huán)境時開始發(fā)光，發(fā)光時間可達(dá)6-12小時，具有很高的裝飾性、指示性，同時在黑暗環(huán)境時能利用本身的自發(fā)光效應(yīng)，繼續(xù)保持光催化活性，持續(xù)產(chǎn)生光催化活性。具體實施例方式下面將結(jié)合具體實施方式對本發(fā)明作進一歩的說明-實施例l:夜光環(huán)保人造石英石板材的生產(chǎn)工藝。以原料總重量lkg為例。原料配比如表1所示<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>分別稱取色漿3克，發(fā)光粉10克，光催化劑10克，將其加入140克樹脂中，攪拌均勻，再加入120克325目的石英砂，充分?jǐn)嚢?，然后按照目?shù)由大到小的順序分別加入其他目數(shù)的石英，每次加入石英后，均需充分?jǐn)嚢?，最后加入促進劑和固化劑，迅速攪拌均勻后制得制板原材料，將其倒入制板模具中。將模具送入真空箱抽真空，抽真空時氣壓達(dá)到-0.1MPa時保持8分鐘左右后取出模具，在模具內(nèi)的材料表面撒上一層10-20目的石英砂(這樣可以防止粘結(jié))，讓制板原材料自行固化，在其自行固化至用手觸摸不再粘手時，除去模具，在常溫下保養(yǎng)15天，最后，打磨定厚即制得石英石板材。如將白色漿換為其他顏色的色漿，其他工藝不變，便可制得多色的人造石英石板。實施例2:含有夜光顆粒人造石英石板材的生產(chǎn)工藝，以原料總重量lkg為例。原料配比如表2所示。表2實施例2屮的原料配比<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>首先為造夜光顆粒的工序?qū)⒉伙柡蜆渲?0g，蓄光發(fā)光粉25克，氫氧化鋁粉30克，促進劑0.4克，固化劑0.4克，充分?jǐn)嚢?，混合均勻后，倒入模具中，將模具送入真空箱抽真空，在真空度達(dá)到-0.1MPa的條件下保持35分鐘出箱，室溫下放置一段時間，使其完全固化，再進行破碎、分篩，即制得20-40目的夜光粉顆粒。取30克20-40目的夜光粉顆粒與250克20-40目的石英石混合均勻備用；其他的工序與實施例l相同。實施例3:光催化效果的表征(以分解乙醛效果為例)。將制得的人造石打磨成10cmxl0cmxlcm的板材，先測出其初始質(zhì)量m,，然后放入容積為860ml的密閉透明容器內(nèi)，并注入lml40。/。的乙醛溶液，在黑暗環(huán)境下吸附2小時，測得板材質(zhì)量m2，接著將反應(yīng)器放置到陽光下照射1小時，進行光催化反應(yīng)，測得板材質(zhì)量m3，最后再重新放置在黑暗環(huán)境下使其在本身夜光作用下繼續(xù)進行光催化反應(yīng)1小時，測得其質(zhì)量m4?？梢灾?，板材樣品吸附的乙醛質(zhì)量為(m2-m0，陽光照射下被光催化分解的乙醛質(zhì)量為(m2-m3)，在夜光作用下繼續(xù)被分解的乙醛質(zhì)量為(1113-m4)，以加入0.6wt。/。的光催化劑的樣品為例，測得其不同過程下的乙醛質(zhì)量，如表3所示。<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>由上面的實驗數(shù)據(jù)可知，用本發(fā)明的方法制備的人造石英石在有陽光作用下具有較高的光催化分解污染物的能力，在黑暗的環(huán)境中，利用自身的夜光，依然具有較好的光催化活性。本發(fā)明所使用的氮摻雜的二氧化鈦(Ti02.xNy)制備方法之一是90重量％的商用二氧化鈦和10重量％的氮源(HMT或CO(NH2)2),將二者混合之后通過高速球磨機進行機械合金化反應(yīng)制得；制備氮摻雜的二氧化鈦的另一種方法是40重量％三氯化鈦溶液(濃度為20%)為原料，18重量％的六次甲基四胺(HMT)或尿素(CO(NH2)2)等為氮源，42重量％的水(或乙醇、甲醇等)為溶劑，將三者混合后采用水熱法或溶劑熱法在19(TC條件下制得。權(quán)利要求1、一種具有光催化作用的人造石的制備方法，其原料由天然石英砂、不飽和樹脂、促進劑、偶聯(lián)劑和固化劑、以及適量的色漿構(gòu)成，其特征是a.材料基本配比如下天然石英砂10～20目25-16重量％20～40目25-30重量％40～80目10-12重量％80～200目10-12重量％200目14.5重量％325目14.5重量％色漿0.3重量％不飽和樹脂14-16重量％光催化劑0.1～10重量％促進劑約為不飽和樹脂重量的1％固化劑約為不飽和樹脂重量的1％b.將不飽和樹脂、色漿以及夜光粉和光催化劑攪拌均勻，然后加入石英砂，石英砂的加入順序為目數(shù)由大到小，每次加料后都需要攪拌均勻，依次加入促進劑和固化劑，迅速攪拌，將上述的混合物注入成形的模具中，并置于真空烘箱，保持8分鐘，取出模具后，取少量12-20目石英砂顆粒撒在模具表面，讓制板原材料自行固化，在其自行固化至用手觸摸不再粘手時，除去模具，待產(chǎn)品干燥后，定厚、打磨。2、根據(jù)權(quán)利l要求所述的具有光催化作用的人造石的制備方法，其特征是所用的光催化劑為活性二氧化鈦。3、根據(jù)權(quán)利l要求所述的具有光催化作用的人造石的制備方法，其特征是氮摻雜的二氧化鈦。4、根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的具有光催化作用的人造石的制備方法，其特征是材料基本配比中還有5重量％的發(fā)光粉。5、權(quán)利要求3或4所述的具有光催化作用的人造石的制備方法中所使用的氮摻雜的二氧化鈦制備方法，其特征是以商用二氧化鈦作為原料，復(fù)合以10重量％的氮源，如六次甲基四胺(HMT)或尿素(CO(NH2)2)，將二者混合之后通過高速球磨機進行機械合金化反應(yīng)制備。6、權(quán)利要求3或4所述的具有光催化作用的人造石的制備方法中所使用的氮摻雜的二氧化鈦制備方法，其特征是以40重量％的濃度為20%的三氯化鈦溶液為原料，18重量％的六次甲基四胺(HMT)或尿素(CO(NH2)2)等為氮源，42重量％的水或乙醇或甲醇為溶劑，將三者混合后采用水熱法或溶劑熱法在190"C條件下制得。全文摘要本發(fā)明涉及一種人造石的制備方法，特別是一種同時具有夜光功能的人造石英石的制備方法，其原料由天然石英砂、不飽和樹脂、促進劑、偶聯(lián)劑和固化劑、以及適量的色漿、熒光粉構(gòu)成，其中還有光催化劑。本發(fā)明的人造石除具有裝飾作用和指示作用外，還具有廣譜抗菌和降解周圍環(huán)境中的有機污染物、清除氮氧化物等廢氣的作用。文檔編號B28B1/14GK101642926SQ20091017301公開日2010年2月10日申請日期2009年8月28日優(yōu)先權(quán)日2009年8月28日發(fā)明者斌劉,吳秋榮,李艷琴,王育華,昉肖申請人:上海貴雅櫥柜有限公司;蘭州大學(xué)