一种仿汉白玉及其制备工艺.pdf

本发明提供了一种仿汉白玉及其制备工艺，涉及一种人造石及其制备工艺。本仿汉白玉包括下述重量百分配比的原料组成：粒度为15目～200目的石英石或石英沙粉料10％～35％；粒度为300目～400目的石英石或石英沙粉料50％～80％；粘合剂5％～20％；其中所述的粘合剂为不饱和树脂。本仿汉白玉的制备方法由以下步骤组成：(a)制作填料；(b)配比；(c)成型；(d)固化；最后即得仿汉白玉产品。本仿汉白玉不仅具有洁白、晶莹的品质，而且抗拉、抗弯强度和硬度均优于天然汉白玉。同时，该制备方法成本低、方法简单且不污染环境。

1、  一种仿汉白玉，其特征在于包括下述重量百分配比的原料组成：
粒度为15目～200目的石英石或石英沙粉料         10％～35％
粒度为300目～400目的石英石或石英沙粉料        50％～80％
粘合剂                                        5％～20％
其中所述的粘合剂为不饱和树脂。

2、  根据权利要求1所述的仿汉白玉，其特征在于，所述的原料的优化配比为：
粒度为15目～200目的石英石粉料                 20％～30％
粒度为300目～400目的石英石粉料                60％～75％
粘合剂                                        8％～15％
其中所述的粘合剂为不饱和树脂。

3、  根据权利要求1或2所述的仿汉白玉，其特征在于，所述的仿汉白玉原料还含有按重量百分配比0.5～3％的固化剂；其中所述的固化剂为过氧化基甲酸叔丁脂。

4、  根据权利要求1或2所述的仿汉白玉，其特征在于，所述的固化剂还可以为不饱和树脂878、甲乙酮中的一种或两种混合。

5、  一种如权利要求1至4任一项所述的仿汉白玉的制备方法，其特征在于由以下步骤组成：
(a)制作填料：先将石英石碾碎成60～80目的石英沙，将碾碎后的石英沙球磨成15～400目的细粉，在水中精选出粒度为15目～200目的石英石或石英沙粉料、粒度为300目～400目的石英石或石英沙粉料作为填料；
(b)配比：将5％～20％的粘合剂，0.5～3％的固化剂；10％～35％粒度为15目～200目的石英石或石英沙粉料；50％～80％粒度为300目～400目的石英石或石英沙粉料进行搅拌，搅拌均匀后形成粉状混合料；
(c)成型：将上述的粉状混合料采用压力或震动成型；其中压力成型所用的压力为600KN～2000KN，震动成型所用频率为2000次/分～3500次/分；
(d)固化：将上述压力或震动成型后的仿汉白玉在0～150℃的温度条件下进行固化，固化后即得仿汉白玉产品。

6、  根据权利要求5所述的仿汉白玉的制备方法，其特征在于，所述的成型过程中，压力成型所用的压力为800KN～1500KN；震动成型所用频率为2500次/分～3000次/分。

7、  根据权利要求5所述的仿汉白玉的制备方法，其特征在于，所述的固化剂采用过氧化基甲酸叔丁脂，此时固化过程分为高温固化和后固化两个阶段：其中高温固化的温度为100～150℃，固化时间为8～15分钟；后固化的温度为60～100℃，固化时间为4～8小时。

8、  根据权利要求5所述的仿汉白玉的制备方法，其特征在于，所述的固化剂采用不饱和树脂878、甲乙酮中的一种或两种混合，此时固化过程是在0～50℃的条件下进行：当温度为0～15℃时，固化时间为6～16小时；当温度为15～50℃时，固化时间为5～6小时。

9、  一种用权利要求5的制备方法制备的小样结构复杂件。

10、  一种用权利要求5的制备方法制备的建筑板材。

一种仿汉白玉及其制备工艺
技术领域
本发明涉及一种人造石及其制备工艺，尤其涉及一种仿汉白玉及其制备工艺。
背景技术
汉白玉或仿汉白玉或人造汉白玉由于具有洁白、晶莹、坚硬的品质，自古以来作为上等建材，应用在皇宫、殿堂、雕塑等名圣建筑。
天然汉白玉蕴藏在山岩中，其主要成份为CaCO₃，属于不再生资源。通过人们的大量开采，现已经日益减少，开采天然汉白玉成本较高，要耗用大量的人力、财力。此外开采时产生大量污染，影响环境；由于天然汉白玉日益减少加之开采成本高，所以人们通过各种途径来制作天然汉白玉的替代品，其中主要为仿汉白玉或人造汉白玉。现有技术主要通过天然汉白玉和/或大理石的粉料制作仿汉白玉或人造汉白玉，如中国专利申请(00114697)人造汉白玉建材，该专利申请涉及一种人造汉白玉建材，以所废弃的天然汉白玉或接近汉白玉的具有明显晶粒的白色大理石的碎料为原料，采取不同粒度的组配，以高分子聚合物作为粘结剂，经过注模成形，从而将汉白玉碎料“还原”成汉白玉石材；其具体组分及其含量(以重量百分比)为：粒度为350～500目的天然汉白玉和/或洁白大理石的粉料为20～26％；粒度为60～100目的天然汉白玉和/或具有明显晶粒的洁白大理石的粉料为20～26％粒度为10～15毫米的天然汉白玉和/或具有明显晶粒的洁白大理石的碎石为40～45％；粘结剂为13～15％；固化剂为0.6～1％；有机钴类物0.07～0.28％。该专利申请虽然实现了使汉白玉碎料还原成汉白玉石材，但是由于天然汉白玉和/或洁白大理石的粉料在被开采后长期裸露在空气中易被腐蚀造成产品的成份的变质，成份由CaCO₃变为Ca(HCO₃)₂，造成产品的硬度较差，易被腐蚀。
也有人采用氧化镁、氯化镁、水溶性树脂、水、白锯末、石英砂、石子、粉煤灰、陶粒、蛭石、玻璃纤维和空心玻璃微珠等有效组分经混合、搅拌、浇铸、固化、成型等工艺制成仿汉白玉栏杆，如中国专利申请(97103944.5)提供的“一种高光洁度仿汉白玉栏杆及其制备方法”，该专利申请所制成的仿汉白玉栏杆解决了上述专利申请中人造汉白玉建材硬度不足，易被腐蚀的问题，但是却丧失了天然汉白玉洁白、晶莹的特点不能满足人们的观赏性需求。
发明内容
本发明针对现有技术采用所废弃的天然汉白玉或接近汉白玉的白色大理石的碎料为原料制备汉白玉所存在的硬度较差，易被腐蚀的缺点提供一种采用石英石作为原料，采取不同粒度的组配，以不饱和树脂作为粘结剂的仿汉白玉及其制备工艺；该仿汉白玉的抗拉、抗弯和硬度特性均优于天然汉白玉。
本发明还针对现有技术所制备的仿汉白玉栏杆丧失了天然汉白玉洁白、晶莹的缺点提供一种仿汉白玉及其制备工艺，该仿汉白玉呈现半透明状，具有天然汉白玉洁白、晶莹的特点。
本发明的上述目的是通过以下技术方案解决的：一种仿汉白玉，其特征在于包括下述重量百分配比的原料组成：
粒度为15目～200目的石英石或石英沙粉料     10％～35％
粒度为300目～400目的石英石或石英沙粉料    50％～80％
粘合剂                                    5％～20％
其中所述的粘合剂为不饱和树脂。
本发明采用石英沙精料，特别是粒度为15目～200目的石英石或石英沙粉料和粒度为300目～400目的石英石或石英沙粉料作为填料吸水量少，粘合性能强，可减少昂贵不饱和树脂原料的用量，大大减少了制造成本。
在上述的一种仿汉白玉中，所述原料的优化配比为：
粒度为15目～200目的石英石粉料        20％～30％
粒度为300目～400目的石英石粉料       60％～75％
粘合剂                               8％～15％
其中所述的粘合剂为不饱和树脂。
在上述的一种仿汉白玉中，所述的仿汉白玉原料还含有按重量百分配比0.5～3％的固化剂；其中所述的固化剂为过氧化基甲酸叔丁脂。过氧化基甲酸叔丁脂一般在常温下无法起到固化作用，常常在50～150℃的温度条件下才能起到固化作用。
因此在上述的一种仿汉白玉中，其中所述的固化剂还可以为不饱和树脂878、甲乙酮中的一种或两种混合。采用不饱和树脂878、甲乙酮中的一种或两种混合主要是在常温下(0～50℃)起到固化作用。
天然汉白玉的主要化学成分是碳酸钙(CaCO₃)，碳酸钙易被空气中的酸性气体侵蚀形成碳酸氢钙，所以会造成天然汉白玉品质的下降，本发明采用精选的石英沙不但解决了这些问题，而且制成的仿汉白玉具有天然汉白玉的洁白、晶莹的品质。
此外，本发明还提供了仿汉白玉的制备方法：一种仿汉白玉的制备方法，其特征在于由以下步骤组成：
(a)制作填料：先将石英石碾碎成60～80目的石英沙，将碾碎后的石英沙球磨成15～400目地细粉，在水中精选出粒度为15目～200目的石英石或石英沙粉料、粒度为300目～400目的石英石或石英沙粉料作为填料；
(b)配比：将5％～20％的粘合剂，0.5～3％的固化剂；10％～35％粒度为15目～200目的石英石或石英沙粉料；50％～80％粒度为300目～400目的石英石或石英沙粉料进行搅拌，搅拌均匀后形成粉状混合料；
(c)成型：将上述的粉状混合料采用压力或震动成型；其中压力成型所用的压力为600KN～2000KN，震动成型所用频率为2000次/分～3500次/分；
(d)固化：将上述压力或震动成型后的仿汉白玉在0～150℃的温度条件下进行固化，固化后即得仿汉白玉产品。
本发明的采用石英沙通过球磨、水选后的石英精料，吸水量少，粘合性能强，可减少树脂原料，减少制造成本。
作为优选；所述的成型过程中，压力成型所用的压力为800KN～1500KN；震动成型所用频率为2500次/分～3000次/分。
在上述的仿汉白玉的制备方法中，所述的固化剂采用过氧化基甲酸叔丁脂，此时固化过程分为高温固化和后固化两个阶段：其中高温固化的温度为100～150℃，固化时间为8～15分钟；后固化的温度为60～100℃，固化时间为4～8小时。
在上述的仿汉白玉的制备方法中，所述的固化剂采用不饱和树脂878、甲乙酮中的一种或两种混合，此时固化过程是在0～50℃的条件下进行：当温度为0～15℃时，固化时间为6～16小时；当温度为15～50℃时，固化时间为5～6小时。
一种用上述的制备方法制备的小样结构复杂件。采用压力成型的方法可做成小样结构复杂件，例如：骨灰盒、小佛像、仿汉白玉栏杆等。
一种用上述的制备方法制备方法制备的建筑板材。而采用震动成型的方法可制作成建筑板材，主要可以用于皇宫、殿堂、雕塑等名胜建筑。
因此本发明具有以下优点：
1、本发明所涉及的仿汉白玉呈现半透明状，具有天然汉白玉的洁白、晶莹的品质；但不具有天然汉白玉的裂纹、黑片等缺陷，在抗拉、抗弯强度和硬度均优于天然汉白玉。
2、本发明所涉及的仿汉白玉的制备方法不需要耗用大量人力、财力，不会污染环境，方法比较简单。
具体实施方式
下面通过具体实施例，对本发明的技术方案作进一步具体的说明；但本发明并不局限于这些实施例
实施例1：制备小样结构复杂件
(a)制作填料：采用天然石英石或石英沙作为主要原料，先将石英石碾碎成60～80目的石英沙，将碾碎后的石英沙球磨成15～400目的细粉，在水中进行精选，去掉黄浆和磁选；留下出粒度为15目～200目的石英石或石英沙粉料、粒度为300目～400目的石英石或石英沙粉料作为填料；
(b)配比：将5.5％不饱和树脂801、0.5％的固化剂过氧化基甲酸叔丁脂、14％粒度为15目～200目的石英石或石英沙粉料、80％粒度为300目～400目的石英石或石英沙粉料进行搅拌，搅拌均匀后形成粉状混合料；
(c)成型：将上述的粉状混合料采用压力成型；其中压力成型所用的压力为600KN；
(d)固化：将上述压力成型后的仿汉白玉进行固化，所述的固化过程分为高温固化和后固化两个阶段；其中高温固化的温度为100℃，固化时间为15分钟；后固化的温度为60℃，固化时间为8小时，固化后即得仿汉白玉产品。所制得的仿汉白玉产品为小样结构的复杂件可以制成骨灰盒、小佛像、汉白玉栏杆等。
将上述制得的仿汉白玉产品进行抗拉、抗弯强度、硬度以及洁白度、晶莹透明度等品质的检测，检测结果如表1所示：
表1：本发明实施例1所制的仿汉白玉和天然汉白玉的比较结果

实施例2：制备建筑板材
(a)制作填料：采用天然石英石或石英沙作为主要原料，先将石英石碾碎成60～80目的石英沙，将碾碎后的石英沙球磨成15～400目的细粉，在水中进行精选，去掉黄浆和磁选；留下出粒度为15目～200目的石英石或石英沙粉料、粒度为300目～400目的石英石或石英沙粉料作为填料；
(b)配比：将20％不饱和树脂801、2％的固化剂不饱和树脂878和甲乙酮(其中不饱和树脂878与甲乙酮的比例为1000∶16)、10％粒度为15目～200目的石英石或石英沙粉料、68％粒度为300目～400目的石英石或石英沙粉料进行搅拌，搅拌均匀后形成粉状混合料；
(c)成型：将上述的粉状混合料采用震动成型；其中震动成型所用的频率为3500次/分；
(d)固化：将上述压力成型后的仿汉白玉进行固化，所述的固化过程为常温固化；其中固化的温度为0℃，固化时间为16小时；固化后即得仿汉白玉产品。所制得的仿汉白玉产品为建筑板材主要可以用于皇宫、殿堂、雕塑等名圣建筑。
将上述制得的仿汉白玉产品进行抗拉、抗弯强度、硬度以及洁白度、晶莹透明度等品质的检测，检测结果如表2所示：
表2：本发明实施例2所制的仿汉白玉和天然汉白玉的比较结果

实施例3：制备小样结构复杂件
(a)制作填料：采用天然石英石或石英沙作为主要原料，先将石英石碾碎成60～80目的石英沙，将碾碎后的石英沙球磨成15～400目的细粉，在水中进行精选，去掉黄浆和磁选；留下出粒度为15目～200目的石英石或石英沙粉料、粒度为300目～400目的石英石或石英沙粉料作为填料；
(b)配比：将5％不饱和树脂801、1％的固化剂不饱和树脂878、16％粒度为15目～200目的石英石或石英沙粉料、78％粒度为300目～400目的石英石或石英沙粉料进行搅拌，搅拌均匀后形成粉状混合料；
(c)成型：将上述的粉状混合料采用压力成型；其中压力成型所用的压力为1500KN；
(d)固化：将上述压力成型后的仿汉白玉进行固化，所述的固化过程为常温固化；其中固化的温度为15℃，固化时间为6小时；固化后即得仿汉白玉产品。所制得的仿汉白玉产品为小样结构的复杂件可以制成骨灰盒、小佛像、汉白玉栏杆等。
将上述制得的仿汉白玉产品进行抗拉、抗弯强度、硬度以及洁白度、晶莹透明度等品质的检测，检测结果如表1所示：
表3：本发明实施例3所制的仿汉白玉和天然汉白玉的比较结果

实施例4：制备建筑板材
(a)制作填料：采用天然石英石或石英沙作为主要原料，先将石英石碾碎成60～80目的石英沙，将碾碎后的石英沙球磨成15～400目的细粉，在水中进行精选，去掉黄浆和磁选；留下出粒度为15目～200目的石英石或石英沙粉料、粒度为300目～400目的石英石或石英沙粉料作为填料；
(b)配比：将18％不饱和树脂801、2％的固化剂不饱和树脂878和甲乙酮(其中不饱和树脂878与甲乙酮的比例为1000∶18)、12％粒度为15目～200目的石英石或石英沙粉料、68％粒度为300目～400目的石英石或石英沙粉料进行搅拌，搅拌均匀后形成粉状混合料；
(c)成型：将上述的粉状混合料采用震动成型；其中震动成型所用的频率为3000次/分；
(d)固化：将上述压力成型后的仿汉白玉进行固化，所述的固化过程为常温固化；其中固化的温度为50℃，固化时间为5小时；固化后即得仿汉白玉产品。所制得的仿汉白玉产品为建筑板材主要可以用于皇宫、殿堂、雕塑等名圣建筑。
将上述制得的仿汉白玉产品进行抗拉、抗弯强度、硬度以及洁白度、晶莹透明度等品质的检测，检测结果如表2所示：
表4：本发明实施例4所制的仿汉白玉和天然汉白玉的比较结果

实施例5：制备小样结构复杂件
(a)制作填料：采用天然石英石或石英沙作为主要原料，先将石英石碾碎成60～80目的石英沙，将碾碎后的石英沙球磨成15～400目的细粉，在水中进行精选，去掉黄浆和磁选；留下出粒度为15目～200目的石英石或石英沙粉料、粒度为300目～400目的石英石或石英沙粉料作为填料；
(b)配比：将15％不饱和树脂801、2％的固化剂过氧化基甲酸叔丁脂、23％粒度为15目～200目的石英石或石英沙粉料、60％粒度为300目～400目的石英石或石英沙粉料进行搅拌，搅拌均匀后形成粉状混合料；
(c)成型：将上述的粉状混合料采用压力成型；其中压力成型所用的压力为2000KN；
(d)固化：将上述压力成型后的仿汉白玉进行固化，所述的固化过程分为高温固化和后固化两个阶段；其中高温固化的温度为120℃，固化时间为10分钟；后固化的温度为80℃，固化时间为6小时，固化后即得仿汉白玉产品。所制得的仿汉白玉产品为小样结构的复杂件可以制成骨灰盒、小佛像、汉白玉栏杆等。
将上述制得的仿汉白玉产品进行抗拉、抗弯强度、硬度以及洁白度、晶莹透明度等品质的检测，检测结果如表3所示：
表5：本发明实施例1所制的仿汉白玉和天然汉白玉的比较结果

实施例6：制备建筑板材
(a)制作填料：采用天然石英石或石英沙作为主要原料，先将石英石碾碎成60～80目的石英沙，将碾碎后的石英沙球磨成15～400目的细粉，在水中进行精选，去掉黄浆和磁选；留下出粒度为15目～200目的石英石或石英沙粉料、粒度为300目～400目的石英石或石英沙粉料作为填料；
(b)配比：将10％不饱和树脂801、3％的固化剂过氧化基甲酸叔丁脂、35％粒度为15目～200目的石英石或石英沙粉料、52％粒度为300目～400目的石英石或石英沙粉料进行搅拌，搅拌均匀后形成粉状混合料；
(c)成型：将上述的粉状混合料采用震动成型；其中震动成型所用的频率为2000次/分；
(d)固化：将上述压力成型后的仿汉白玉进行固化，所述的固化过程分为高温固化和后固化两个阶段；其中高温固化的温度为150℃，固化时间为15分钟；后固化的温度为100℃，固化时间为4小时，固化后即得仿汉白玉产品。所制得的仿汉白玉产品为建筑板材主要可以用于皇宫、殿堂、雕塑等名圣建筑。
将上述制得的仿汉白玉产品进行抗拉、抗弯强度、硬度以及洁白度、晶莹透明度等品质的检测，检测结果如表4所示：
表6：本发明实施例6所制的仿汉白玉和天然汉白玉的比较结果

从表1、表2、表3、表4、表5、表6可以看出本发明所涉及的实施例制得的仿汉白玉具有天然汉白玉的洁白、晶莹透明的品质；并且在抗拉、抗弯强度和硬度均优于天然汉白玉。
本发明中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管对本发明已作出了详细的说明并引证了一些具体实例，但是对本领域熟练技术人员来说，只要不离开本发明的精神和范围可作各种变化或修正是显然的。