人造大理石的製造方法
2023-06-03 10:25:51
專利名稱：人造大理石的製造方法
技術領域：
本發明涉及用於裝修建築物的內部和外部牆壁及地板的人造大理石的製造方法，具體地說，作為主要成份的粉碎的廢玻璃和丙烯樹脂，碎石，水泥，環氧樹脂高粉末石粉等混合之後，經過打夯，養生，乾燥，研磨過程，並能生產出光澤極好的，各種顏色的，高彈性彈度，高彎曲強度，高壓縮強度的薄型人造大理石。
利用一般混凝土生產大理石的優點是造價低廉，但是無光澤，並且因水酸化鈣湧出而產生白化現象，造成外觀不潔淨。因為大理石的彈性彈度，彎曲強度及壓縮強度等均低，所以不可能生產出薄型的人造大理石，因此至今沒有人使用一般混凝土來製造人造大理石。
本申請人為改善一般混凝土大理石存在的問題，生產成本低廉，光澤好，強度高的人造瓷磚而持續地研究製造方法。這些研究中已有獲得專利權的，該製造法把玻璃混凝土人造瓷磚的製造方法分為兩大步驟。第一步型具裡投入水，玻璃，水泥，顏料，高流動化劑等混合物之後震動。第二步投入水，水泥，沙子，高流動化劑等增強纖維等混合物之後震動加壓，蒸氣養生之後從型具中掏出玻璃混凝土，大氣養生後研磨，製品完成。
但是這個製造方法因有強度限制，完成製品的厚度必須在2.5釐米以上。故不能製成1釐米厚的薄型板材，由於厚度大，重量重，面積大，作為高層建築物等的外壁用不合適。
現有技術中，為提高大理石的表面光澤而使用玻璃的製造法中，其中代表性的製造法是，把粉碎玻璃加熱到1000℃以上作成板材的方法和把玻璃棒均勻地插入水泥中後截斷作成板材的方法。
上述現有技術中，利用加熱到1000℃以上的粉碎玻璃製造出玻璃大理石的製造方法是只用純玻璃，仍具有玻璃的性質，對撞擊抵抗力差，造格高昂而且需要熔融過程，故生產過程較複雜而大量生產不易。
另外利用玻璃棒的製造方法中在把玻璃棒放入水泥後，在養生，截斷及研磨過程中常漏出玻璃棒；又因水泥面積較多，外觀上看來與一般水泥製品差不多。而且利用玻璃棒加工造價昂貴，截斷過程中破碎玻璃損失大並且強度較弱。
本發明的目的是解決上述這些問題而提供一種人造大理石的製造方法，以生產出比一般混凝土瓷磚的彈性彈度，彎曲強度及壓縮強度高的薄型(厚度1釐米左右)人造大理石。本發明的另一目的是利用光澤好的廢玻璃瓷磚，而實現資源再利用。另一目的是抑制人造大理石表面的白化現象，提供具有多種花紋和色澤，外觀秀麗的瓷磚。本發明的產品比一般混凝土製品的重量可減輕大約15％，又因利用廢玻璃和水泥多，故可提供低價的人造大理石。這是本發明的目地之一。
為達到這些目的，本發明製造方法的四個工序如下工序一首先(a)將重量百分比為45-75％的粉碎廢玻璃及重量百分比為3-5％的合成樹脂結合劑(和水泥不發生化學反應的)混合，此外(b)將重量百分比為15-25％的水泥，0-25％的粉碎石及5-8％的水混合之後，將上述首先混合物及再次混合物混合(需要表現色彩的話，將重量佔1-2％的無機物顏料於(a)混合工序中置入)。
工序二將上述工序混合的混合物放入散發異型劑的型具中，之後從上處震動加壓，製造多空隙的面板之後，蒸氣養生或大氣養生之後進入幹態的乾燥室裡進行乾燥工序。
工序三不飽和樹脂和高粉末石粉混合之後，這些混合物分散在乾燥的人造大理石中，在內部空隙之間充分地滲透，並且在乾燥之後大氣養生。
工序四上述工序完成以後，把人造大理石從型具中掏出研磨，完成成品工序。
在本發明中，粉碎廢玻璃通過6毫米篩中比率應該在95％以上，通過2毫米篩中比率在10％以下。如果粒度小於上述比率入造大理石內部的空隙率降低，在上述的工序三中，不飽和樹脂難以充分地滲透，大於篩中比率會造成製品形象不潔淨。而且性質可被破壞的可能性大。粉碎廢玻璃的重量百分比應該在45-75％。重量百分比在45％以下的話，製品表面缺乏光澤，重量百分比在75％以上的話，玻璃的性質使強度降低。
粉碎石的粒度太大或太小對形成適當空隙也會產生影響，故粒度最適合應為1-5毫米。粉碎石具有把人造大理石的強度升高的作用，大概利用重量百分比為0-25％的粉碎石最適合，但是可能呈現自然石的紋路(土色)，而花紋的表現程度的比率大小可以調節。如果本發明的人造大理石要作為高強度的地板材的話，添加粉碎石最為適合。但如果不需要高強度的壁材的話，不需添加這種粉碎石。
由於水泥結合的作用，所以用量為重量百分比的15-25％最合適。如重量百分比在15％以下的話，結合力降低會發生問題，重量百分比在25％以上的話，空隙率降低，上述的工序三中不飽和樹脂混合物難以進入內部使製品缺乏光澤。
關於工序一，材料混合過程中首次，再次混合分別進行。之後，各個混合物再次混合，這是為解決玻璃和水泥不易結合的問題。即首先將粉碎廢玻璃和合成樹脂結合劑混合再讓混合物和水泥結合。上述使用的合成樹脂結合劑只要不會跟水泥發生化學反應都可使用，但最好使用乳化系丙烯樹脂。如用丙烯樹脂的話應使用以58％為基準的高形粉以3-5％的重量百分比投入最適合。
使用無機物顏料可呈現色彩，它的添加量的變化能改變色彩。一般在工序一時添加，但在工序三中也可添加混合，為了表現多種色彩在工序一及工序三都應分別添加。
工序二是把型具裡的混合物打夯，養生，乾燥的工序，這時用的型具只要能完成打夯，養生，乾燥工序，那麼合適的各類型具都可以使用。在水平面好的木板或鐵板上，放置水平的橡膠板，在橡膠板上放上無頂下無底的鐵型具。
混合物打夯時打夯率為20％並從上部震動加壓打夯最適合。在打夯工序完成之時形成多空隙面板，把它在50℃的條件下蒸汽養生約10小時或大氣養生後又在約30-50℃幹態的乾燥室裡乾燥，內部空隙與絕對容積的比例大概達7-20％。這時最適合的空隙是12％。
工序三是在上述工序後乾燥完成的人造大理石的表面分散不飽和樹脂和高粉末石粉或水泥混合物，讓這些物質滲入空隙裡。結合力強而不與水泥發生化學反應的不飽和樹脂也可以。但應用環氧樹脂。而應使用不飽和樹脂混合物的對絕對容積1m3固體粉構成比率60％以上的環氧樹脂100-120kg,300號以上的高粉末的石粉或水泥20-60kg。這時混合物量是應相當於乾燥的人造大理石內部的空隙體積。這些混合物再滲入空隙內部裡再結合，使完成的製品彈性彈度，彎曲強度，壓縮強度提高。
為了表現多種色彩可混合顏料，調節顏料量而使色彩改變。大體為絕對容積1m3中10-13kg最適合。
把不飽和混合物滲入之後經過乾燥過程後，用充分的時間大氣養生，這時在30-50℃條件下大概1小時乾燥之後大氣養生最適。
工序四是研磨過程，首先用金剛石(diamond)或陶(ceramic)研磨石料400,800,1500，再用與鈰氧化物混合的光板研磨以獲得玻璃光澤，也可以用一般人造大理石研磨方式。
下面介紹幾個相關的實施例。
實施例1製造厚度12mm，寬度1.0m×1.5m，顏色是紅色和黑色的混合色，並有黑斑點(進口產品翡翠紅色)壁用人造大理石的準備如下；材料包括，粉碎廢玻璃19.58kg(通過6mm篩中95％以上，通過2mm篩中10％以下粒度調節)，粉碎石8.86kg(調節粒度1mm-5mm)，水泥7.56kg，水2.65kg，水溶性丙烯樹脂1.51kg(固體粉50％基準)紅色氧化鐵(顏料)0.53kg，環氧樹脂2kg(固體粉60％)，石粉0.4kg(300號以上粉末)，黑色顏料0.2kg，異形劑適當量。
所用設備包括，橫縱1.2m×1.7m厚度10mm的水平面好的鐵板和橡膠板各一個，橫縱各1.2m×1.5m厚度12mm的上無頂下無底鐵型具一個，橡膠刮刀一個，混合機兩臺，振動打夯機一臺，蒸汽養生機一臺，研磨用金剛石400,800,1500，玻璃光澤用鈰氧化物混合的寬板一塊。
工序一把粉碎廢玻璃19.58kg，水溶性丙烯樹脂1.51kg(固體粉50％基準)，紅色氧化鐵(顏料)0.53kg首先混合，粉碎石8.86kg，水泥7.56kg，水2.65kg，再次混合之後再將這兩種混合物混合。
工序二鐵板上放置橡膠板，在橡膠板上放置鐵型具。然後散發異形劑，混合物全都放進去。而充分打夯之後在50℃的條件下蒸汽養生約10小時後，在約40℃的乾燥室裡大氣狀態下乾燥約5小時。
工序三把環氧樹脂2kg，石粉0.4kg，黑色顏料，0.2kg混合後，在幹好的大理石上用橡膠刮刀均勻地塗抹，這些混合物充分滲入空隙裡之後，在約40℃條件下乾燥1小時後用24小時大氣養生。
工序四把養生好的大理石用金剛石400,800,1500研磨之後，使用為提高玻璃光澤用的鈰氧化物混合的寬板研磨完成。
製造的製品的彈性彈度，彎曲強度，光澤，色彩的測定結果是如下；表1
實施例1採用本發明的製造方法，根據這種製造法製成的人造大理石採用KSK5105遇水變硬性水泥灰漿壓縮強度試驗辦法，KSK2482樹脂混凝土(resin concrete)彎曲強度AKSK5105遇水變硬性水泥灰漿彈性彈度試驗辦法等測定。結果，壓縮強度，彈性彈度，彎曲強度比基準值優秀。又用肉眼觀察結果，光澤比限度樣品好得多，而且顏色與進口的翡翠紅同樣。
實施例2製造牆壁用人造大理石，其厚度12mm，寬度1.0m×1.5m，而顏色帶有紅色斑點。
材料包括，粉碎廢玻璃19.58kg(通過6mm篩中95％以上，通過2mm篩中10％以下粒度調節)，粉碎石8.86kg(調節粒度1mm-5mm)，水泥7.56kg，水2.65kg，水溶性丙烯樹脂1.51kg(固體粉50％基準)紅色氧化鐵(顏料)0.53kg，異形劑適當量(沒測定)。
所用設備包括，橫縱1.2m×1.7m厚度10mm的水平面好的鐵板和橡膠板各一塊，橫縱1.2m×1.5m厚度12mm的上無頂下無底鐵型具一個，橡膠刮刀一塊，混合機兩臺，振動打夯機一臺，蒸汽養生機一臺，研磨用金剛石400,800,1500，玻璃光澤用鈰氧化物混合的寬板一塊。
工序一把粉碎廢玻璃19.58kg，水溶性丙烯樹脂1.51kg(固體粉50％基準)，紅色氧化鐵(顏料)0.53kg首先混合，粉碎石8.86kg，水泥7.56kg，水2.65kg，再次混合之後再將這兩種混合物混合。
工序二鐵板上放置橡膠板，在橡膠板上放置鐵型具。然後散發異形劑，混合物全都放進去。充分打夯之後在50℃的條件下蒸汽養生約10小時後，在約40℃的乾燥室裡大氣狀態下乾燥約5小時。
工序三把養生好的大理石用金剛石400,800,1500研磨之後，使用提高玻璃光澤用的鈰氧化物混合的寬板研磨。
製造的製品彈性彈度，彎曲強度，光澤，色彩的測定結果是如下表1
實施例2是本發明的工序中環氧化物混合物散發工序被省略了。與實施例1同樣辦法測定結果是，壓縮強度，彎曲強度，彈性彈度沒達到基準值。用肉眼觀察光澤與顏色，雖然光澤比原有的優秀，但顏色因使用紅色顏料而使玻璃和石料部分外都為紅色。根據這種製法製成的製品有很多空隙(表面空隙率11％)，而幾天之後發生白化現象及研磨後的表面的玻璃部分的脫離現象。
關於兩實施例的結果，使用環氧物混合物和沒使用的強度差別很大，而能得知如用環氧化物混合物的話，混合物進入把所有的組成物重新結合可提高人造大理石的強度。
因本發明的主要材料是廢玻璃，有資源再利用的效果，並能生產出具有較高的強度和良好的光澤，表現多種顏色的人造大理石，為有關領域作出了貢獻。
權利要求
1．一種人造大理石的製造方法，它包括重量百分比為45-75％的粉碎廢玻璃和不跟水泥化學反應的重量百分比為3-5％的合成樹脂結合劑首先混合之後，再混合重量百分比為15-25％的水泥，重量百分比為0-25％的粉碎石，重量百分比為5-8％的水，之後將以上兩種混合物再混合的工序；將以上工序中混合的混合物放進帶有散發異形劑的型具裡，從上部振動加壓製成多空隙面板，之後對該面板蒸汽養生或大氣養生後在大氣狀態的乾燥室裡乾燥的工序；不飽和樹脂和高粉末石粉混合，並被散發在乾燥好的多空隙面板充分滲入空隙裡之後乾燥，在大氣養生的工序；養生好了以後研磨製成製品的工序。
2．根據權利要求1的方法，其特徵在於，要求粉碎廢玻璃的粒度能通過6mm篩中95％以上，2mm篩中10％以下。
3．根據權利要求1的方法，其特徵在於粉碎石粒度在1mm-5mm之間。
4．根據權利要求1的方法，其特徵在於和水泥不發生化學反應的合成樹脂結合劑是丙烯樹脂。
5．根據權利要求1的方法，其特徵在於，不飽和樹脂是環氧樹脂。
6．根據權利要求1的方法，其特徵在於，高粉末石粉粒度在300號以上。
7．根據權利要求1的方法，其特徵在於，使用水泥代替高粉末。
8．根據權利要求1的方法，其特徵在於，在水平面好的木板或鐵板上放置水平面優秀的橡膠之後設置鐵型具。
9．根據權利要求1的方法，其特徵在於，為表現顏色在工序一的首先混合時添加重量百分比為1-2％的無機顏料。
10．根據權利要求1的方法，其特徵在於，為表現顏色在工序三的不飽和混合物裡添加無機顏料。
11．根據權利要求1的方法，其特徵在於，包括使用金剛石或陶研磨石400,800,1500研磨之後，再用提高玻璃光澤的鈰氧化物混合的寬板研磨兩個階段。
12．根據權利要求1的方法，其特徵在於，在工序三的乾燥室裡乾燥約1小時之後再進行約24小時的大氣養生工序。
全文摘要
人造大理石的製造方法，包括，首先混合重量佔45—75%的粉碎廢玻璃，和水泥不發生化學反應的3—5%的合成樹脂接合劑，1—2%的無機物顏料，此外混合重量佔15—25%的水泥，0—25%的石料及5—8%的水，將上述首先及再次混合物重新混合，放入散發異型劑的型具中，從上部震動加壓多空隙面板，蒸氣或大氣養生後在大氣狀態的乾燥室乾燥，將不飽和樹脂和高粉末石粉混合物散發於乾燥人造大理石上，從空隙間充分滲入，乾燥後大氣養生，然後把人造大理石從型具中掏出研磨。
文檔編號C04B41/53GK1227198SQ9810527
公開日1999年9月1日 申請日期1998年2月27日 優先權日1998年2月27日
發明者黃益鉉 申請人:黃益鉉