一種抗劃傷複合板及其製備方法
2023-09-22 21:36:30
專利名稱：一種抗劃傷複合板及其製備方法
技術領域：
本發明涉及一種結構複合板及其製備方法，特別涉及一種具有耐腐蝕、難燃、抗劃傷性能的高分子材料層和無機材料層複合的結構複合板及其製備方法。
背景技術：
耐腐蝕板材已被廣泛地應用於各個領域。公開號為CN1654202的中國發明專利「耐腐蝕難燃結構複合板及其製備方法」提供了一種板材及其製備方法，它採用了先在熱固性樹脂中加入填料、增強材料、增韌材料、阻燃劑、再經固化體系固化成型，製成高分子材料覆面層，再現澆混凝土增強基層進而製得結構複合板的成型技術工藝，板材具有優異的耐腐蝕、難燃等性能，但由於其覆面層的主要成分為熱固性樹脂，因此，很難具備抗劃傷性能，在使用中，易被金屬或利器等劃傷，一定程度上影響了使用壽命和美觀。
發明內容
本發明的目的在於克服現有技術存在的不足，提供一種不僅具有耐腐蝕、難燃性能，且抗劃傷性能優良的複合板及其製備方法。
實現本發明目的技術方案是一種抗劃傷複合板，它以水硬性膠凝材料為基層，通過聚合物混凝土過渡層，與高分子材料覆面層複合而成，其特徵在於所述的高分子材料覆面層中，含有1～50份抗劃劑，其主要成分為有機矽聚醚共聚物或玻璃空心微粉或玻璃空心微珠及它們的組合。
一種抗劃傷複合板的製備方法，它包括如下步驟(1)在熱固性樹脂中加入填料、增強材料、增韌材料、阻燃劑、再經固化體系固化成型，製成高分子材料覆面層；按重量計，各組分的比例為100份樹脂、10～250份填料、0～100份增強材料、0～100份增韌材料、10～200份阻燃劑、1～50份固化劑；(2)用熱固性樹脂、水硬性膠凝材料、填料混合製成聚合物混凝土，經固化體系固化，在高分子材料覆面層上形成聚合物混凝土過渡層；按重量計，各組分的比例為100份熱固性樹脂、0～500份水硬性膠凝材料、50～500份填料、1～50份固化體系；(3)水硬性膠凝材料、細集料、粗集料及增強材料混合後現澆於過渡層上，經養護後，製作成結構複合板；按重量計，各組分的比例為100份水硬性膠凝材料、50～300份細集料、50～500份粗集料、0～70份增強材料；其特徵在於在所述的高分子材料覆面層製備過程中，熱固性樹脂中還加入了1～50份有機矽聚醚共聚物或玻璃空心微粉或玻璃空心微珠及它們的組合的抗劃劑；其中，玻璃空心微粉或玻璃空心微珠抗劃劑先進行表面預處理，所述的表面預處理的方法是將其與稀釋劑、表面活性劑或偶聯劑或嵌段共聚物或超分散劑在室溫下充分混合均勻至漿狀或膏狀；所述的偶聯劑重量為抗劃劑的0.5～10％，超分散劑或嵌段共聚物佔抗劃劑重量的1～20％。
所述表面活性劑包括陽離子表面活性劑、陰離子表面活性劑、兩性表面活性劑、非離子表面活性劑及其組合。所述偶聯劑包括有機矽偶聯劑、鈦酸酯偶聯劑、有機鉻偶聯劑、鋁酸酯偶聯劑、硼酸酯偶聯劑、鋯酸酯偶聯劑及其組合。所述稀釋劑包括苯的同系物、丙酮、石油醚、液體石蠟、溶劑油。
在本發明的技術方案中，採用表面活性劑、偶聯劑、嵌段共聚物或超分散劑對抗劃劑進行預處理，是因為這些材料具有雙親特性，它們使玻璃空心微粉或玻璃空心微珠等無機粉末能夠與有機樹脂良好的結合，減少細微無機粉末間的團聚作用，使其分散均勻，達到用量少效率高的目的。
與現有技術相比，本發明具有如下優點1、本發明以水硬性膠凝材料為基材，高分子材料為覆面層，並在覆面層中加入了防劃劑，使材料表面緻密，提高硬度，減小表面摩擦係數，減少利器與材料表面的接觸時間，因此，所製備的結構複合板不僅綜合了混凝土、高分子材料等的防火性能、力學性能、耐腐蝕性能，還具備了防劃性能以及表面美觀等優點。
2、本發明涉及的結構複合板中使用的抗劃劑經表面活性劑或偶聯劑處理，使抗劃劑更均勻地分散於高分子材料，抗劃傷性效果明顯提高，優於現有同類板材。
3、製備本發明所提供的一種具有耐腐蝕、難燃、抗劃傷性的結構複合板，工藝可行，操作方便，無特殊的設備要求，生產過程汙染少，推廣應用後必將產生良好的社會和經濟效益。
圖1是本發明實施例所述的一種抗劃傷複合板的結構示意圖。
其中，[1]為水硬性膠凝材料基材；[2]為聚合物混凝土過渡層；[3]為高分子材料覆面層。
具體實施例方式
實施例一本實施例選用玻璃空心微珠作為抗劃劑，先對玻璃空心微珠進行偶聯劑預處理，將其與稀釋劑石油醚、偶聯劑鈦酸酯混合至膏狀，鈦酸酯佔玻璃空心微珠重量的1％，室溫條件下，在高速捏合機中攪拌5分鐘，使其混合均勻。
參見附圖1，製備一種以水硬性膠凝材料為基層、聚合物混凝土為過渡層、高分子材料為覆面層的抗劃傷複合板，其方法是將重量比例為1∶1的酚醛樹脂和環氧樹脂的混合樹脂、400目滑石粉、碳黑、阻燃劑聚磷酸銨、增強纖維玻璃纖維、阻燃劑六溴環十二烷、偶聯劑預處理的玻璃空心微珠按100∶120∶1∶30∶1∶10∶3重量混合併攪拌均勻，然後加入固化劑二乙烯三胺，其用量佔樹脂重量比例為15％，攪拌均勻後倒入模具中在室溫下自然固化20～40min後，再在90℃溫度下固化100min，製備成高分子材料覆面層[3]，厚度為3mm。
將上述混合樹脂及二乙烯三胺與425號矽酸鹽水泥以1∶4重量配比混合均勻製成過渡層，其中固化劑與混合樹脂比例同上，均勻覆蓋於覆面層上，厚度約2mm，在100℃下放置10min，製備成聚合物混凝土過渡層[2]。
將矽酸鹽水泥、粗集料、細集料、水按1∶2∶4∶0.5重量比例均勻混合，現澆於過渡層上，室溫下放置12h後，蒸汽養護45h，製備成水硬性膠凝材料基層[1]厚度為30mm。
從模具中取出板材，於室溫下放置23天，製成一種以水硬性膠凝材料為基材，聚合物混凝土為過渡層，高分子材料為覆面層的具有耐腐蝕、難燃、抗劃傷性能的結構複合板。
實施例二本實施例選用玻璃空心微粉作為抗劃劑，先對玻璃空心微粉進行偶聯劑預處理，將其與稀釋劑石油醚、偶聯劑矽烷混合至膏狀，矽烷佔玻璃空心微粉重量的1.5％，室溫條件下，在高速捏合機中攪拌10分鐘，使其混合均勻。
參見附圖1，製備一種以水硬性膠凝材料為基層、聚合物混凝土為過渡層、高分子材料為覆面層的抗劃傷複合板，其方法是將重量比例為1∶1的不飽和樹脂和環氧樹脂混合樹脂，再與500目高嶺土、鐵黃、阻燃劑聚磷酸銨、增韌纖維聚丙烯纖維、溴化環氧樹脂、偶聯劑預處理後的玻璃空心微粉按100∶100∶1∶40∶1∶20∶4重量比例混合後攪拌均勻，然後加入固化體系為三乙胺、過氧甲乙酮和環烷酸鈷，其重量比例為1∶1∶1，其用量佔樹脂重量比例為15％，攪拌均勻後倒入模具中在20℃下自然固化20～40min後，在70℃溫度下固化40min，製備成高分子材料覆面保護層[3]，厚度為3mm。
將上述熱固性樹脂及固化體系三乙胺、過氧甲乙酮和環烷酸鈷與上述混凝土重量比例以1∶3配比混合均勻製成過渡層，其中三乙胺、過氧甲乙酮和環烷酸鈷重量比例為1∶1∶1，混凝土組分與比例同上，均勻覆蓋於覆面層上厚度約2mm，在70℃溫度下放置10min，製備成聚合物混凝土過渡層[2]。
將矽酸鹽水泥、粗集料、細集料、水按1∶2∶4∶0.5重量比例均勻混合，現澆於中間過渡層上，20℃下放置1 2h後，沸水養護45h，製備成水硬性膠凝材料基層[1]，厚度為30mm。
從模具中取出板材，於室溫下放置23天，製成一種以水硬性膠凝材料為基材，聚合物混凝土為過渡層，高分子材料為覆面層的具有耐腐蝕、難燃、抗劃傷性能的結構複合板。
實施例三在本實施例中，選用二甲基矽氧烷與氧化乙烯共聚物為抗劃劑。
參見附圖1，製備一種以水硬性膠凝材料為基層、聚合物混凝土為過渡層、高分子材料為覆面層的抗劃傷複合板，其方法是以酚醛樹脂和不飽和樹脂的混合樹脂，其重量比例為1∶1、400目碳酸鈣、鉻黃、阻燃劑氫氧化鎂、聚丁二烯二元醇、阻燃劑氯化石蠟70、二甲基矽氧烷與聚氧化乙烯共聚物按100∶120∶1∶30∶5∶15∶5重量比例混合後攪拌均勻，然後加入固化劑二甲基苯胺與過氧化苯甲醯，其重量比例為1∶1，其用量佔樹脂重量比例10％，攪拌均勻後倒入模具中在20℃下自然固化20～40min後，在100℃溫度下固化40min，製備成高分子材料覆面保護層[3]，厚度為3mm。
參見圖1，將上述熱固性樹脂、二甲基苯胺、過氧化苯甲醯與上述混凝土以1∶1重量配比混合均勻製成過渡層，其中二甲基苯胺與過氧化苯甲醯重量比例1∶1，其重量份額佔混合樹脂的10％，混凝土組分同上，均勻覆蓋於覆面層上厚度約2mm，在100℃溫度下放置10min，製備成聚合物混凝土過渡層[2]。
參見圖1，將鋁酸鹽水泥、粗集料、細集料、水按1∶2∶4∶0.5重量比例均勻混合，現澆於過渡層上，20℃下放置12h後，蒸汽養護45h，製備成聚合物混凝土過渡層[1]，厚度為30mm。
從模具中取出板材，於室溫下放置23天，製成一種以水硬性膠凝材料為基材，聚合物混凝土為過渡層，高分子材料為覆面層的具有耐腐蝕、難燃、抗劃傷性能的結構複合板。
對上述實施例一、二、三所提供的技術方案製備的抗劃傷複合板進行抗劃傷試驗，試驗方法參照塗料的鉛筆硬度法，其中，使用電筆代替鉛筆，在未添加抗劃劑的板上，加載700克砝碼後在其表面產生明顯劃痕，這與進口人造大理石接近；按本發明技術方案，在覆面層中添加4％抗劃劑後，按本發明技術方案，在覆面層中添加4％抗劃劑後，需加載1000克左右砝碼後板材表面才出現明顯劃痕，這說明本發明所述的抗劃傷複合板具有良好的抗劃傷性能。
表1是按本發明實施例一、二和三的技術方案製備的抗劃傷複合板測試樣品1#、2#和3#具有的耐腐蝕、阻燃、抗劃傷性能的測試結果。由表1可知，抗劃傷複合板除能夠抗劃傷外，還具有優異的耐腐蝕、阻燃性能，因此，可廣泛應用於化學、化工、製藥等領域及其它對耐腐蝕、阻燃、抗劃傷、裝飾性和力學性能要求高的分析與試驗場所，以及耐水、抗汙染性、裝飾性和耐擦洗等要求高的廚衛場合。
表1
權利要求
1.一種抗劃傷複合板，它以水硬性膠凝材料為基層，通過聚合物混凝土過渡層，與高分子材料覆面層複合而成，其特徵在於所述的高分子材料覆面層中，含有1～50份抗劃劑，其主要成分為有機矽聚醚共聚物或玻璃空心微粉或玻璃空心微珠及它們的組合。
2.一種抗劃傷複合板的製備方法，它包括如下步驟(1)在熱固性樹脂中加入填料、增強材料、增韌材料、阻燃劑，再經固化體系固化成型，製成高分子材料覆面層；按重量計，各組分的比例為100份樹脂、10～250份填料、0～100份增強材料、0～100份增韌材料、10～200份阻燃劑、1～50份固化劑；(2)用熱固性樹脂、水硬性膠凝材料、填料混合製成聚合物混凝土，經固化體系固化，在高分子材料覆面層上形成聚合物混凝土過渡層；按重量計，各組分的比例為100份熱固性樹脂、0～500份水硬性膠凝材料、50～500份填料、1～50份固化體系；(3)水硬性膠凝材料、細集料、粗集料及增強材料混合後現澆於過渡層上，經養護後，製作成結構複合板；按重量計，各組分的比例為100份水硬性膠凝材料、50～300份細集料、50～500份粗集料、0～70份增強材料；其特徵在於在所述的高分子材料覆面層製備過程中，熱固性樹脂中還加入了1～50份有機矽聚醚共聚物或玻璃空心微粉或玻璃空心微珠及它們的組合的抗劃劑；其中，玻璃空心微粉或玻璃空心微珠抗劃劑先進行表面預處理，所述的表面預處理的方法是將其與稀釋劑、表面活性劑或偶聯劑或嵌段共聚物或超分散劑在室溫下充分混合均勻至漿狀或膏狀；所述的偶聯劑重量為抗劃劑的0.5～10％，超分散劑或嵌段共聚物佔抗劃劑重量的1～20％。
3.根據權利要求2所述的一種抗劃傷複合板的製備方法，其特徵在於所述表面活性劑包括陽離子表面活性劑、陰離子表面活性劑、兩性表面活性劑、非離子表面活性劑及其組合。
4.根據權利要求2所述的一種抗劃傷複合板的製備方法，其特徵在於所述偶聯劑包括有機矽偶聯劑、鈦酸酯偶聯劑、有機鉻偶聯劑、鋁酸酯偶聯劑、硼酸酯偶聯劑、鋯酸酯偶聯劑及其組合。
5.根據權利要求2所述的一種抗劃傷複合板的製備方法，其特徵在於所述稀釋劑包括苯的同系物、丙酮、石油醚、液體石蠟、溶劑油。
全文摘要
本發明涉及一種抗劃傷複合板及其製備方法，它以水硬性膠凝材料為基層，通過聚合物混凝土過渡層，與添加了抗劃劑的高分子材料覆面層複合而成，其抗劃劑的主要成分為有機矽聚醚共聚物或玻璃空心微粉或玻璃空心微珠及它們的組合。抗劃劑經與稀釋劑、表面活性劑或偶聯劑或嵌段共聚物或超分散劑進行表面預處理後，更均勻地分散於覆面層中，抗劃傷效果明顯提高，綜合性能優於現有同類板材。按本發明技術方案所製備的結構複合板，不僅綜合了混凝土、高分子材料等的防火性能、力學性能、耐腐蝕性能，還具備了防劃性能以及表面美觀等優點，具有很高的性價比，可廣泛應用於化學、化工、製藥等領域，尤其適用於高要求的分析、試驗場所。
文檔編號B32B37/15GK1760025SQ200510030989
公開日2006年4月19日 申請日期2005年11月3日 優先權日2005年11月3日
發明者段浩, 曹超, 高強 申請人:蘇州大學