一种松质石材表面硬化工艺

摘要

本发明涉及产品表面处理领域，尤其是指一种松质石材表面硬化工艺，其包括以下步骤：其包括以下步骤：A、修切石材；B、初磨；C、烘干；D、浸泡；E、去除水分；F、固化；G、冷却；H、精磨；I、喷防护剂。本发明通过在石材表面形成一层以二氧化硅晶体为主的硬化层，将松质的石材表面进行硬化，石材具有自身的纹理，又具有高硬度，其硬度能达到花岗石的硬度，使得石材具有美观的装饰效果，具有很强的实用价值，再在以二氧化硅晶体为主的硬化层上面喷一层特殊的防护剂，增加石材表面光泽度，使石材具有防水性能、高透明度、高韧性、耐腐蚀性、耐候性、耐沾污性和耐化学介质性等。

权利要求

1.一种松质石材表面硬化工艺，其特征在于：其包括以下步骤：A、修切石材：将石材加工成所需厚度，修切四边至所需尺寸待用；

B、初磨，将步骤A中的石材的表面抛光；

C、烘干，将步骤B中的石材加热烘干，去除石材中的水分；

D、浸泡，将步骤C中的石材浸泡在硅酸盐水溶液中，并密封加压；

E、去除水分，将步骤D中的石材去除水分；

F、固化，将步骤E中的石材放入烘干炉加热至180℃至220℃，保持温度35至45分钟；

G、冷却，将步骤F中的石材转至室温冷却；

H、精磨，将步骤G中的石材进行精度抛光至所需的表面精度；

I、喷防护剂，将步骤H中的石材喷刷防护剂；

所述步骤D中密封加压的压力为2.6至3.4个大气压，浸泡时间为8至12分钟。

2.根据权利要求1所述的一种松质石材表面硬化工艺，其特征在于：所述步骤B中，将石材抛光至200至320目。

3.根据权利要求1所述的一种松质石材表面硬化工艺，其特征在于：所述步骤C中石材加热烘干的温度为60℃至80℃；烘干后石材的相对湿度为15%以下。

4.根据权利要求1所述的一种松质石材表面硬化工艺，其特征在于：所述步骤D中硅酸盐水溶液中的硅酸盐选自碱金属硅酸盐、原硅酸四烷基酯、沉淀二氧化硅、热解二氧化硅和二氧化硅水胶体悬浮液中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的一种松质石材表面硬化工艺，其特征在于：所述步骤H中，抛光所用磨料为320至1000目。

6.根据权利要求1所述的一种松质石材表面硬化工艺，其特征在于：所述步骤I中，所述防护剂为100～120份的丙烯酸树脂、170～190羟基硅油、110～130份二甲苯溶剂、16～20份二氧化硅粉末的混合物。

7.根据权利要求1所述的一种松质石材表面硬化工艺，其特征在于：所述石材为砂岩、洞石或风化大理石中的任意一种。

说明书

一种松质石材表面硬化工艺

技术领域

[0001] 本发明涉及产品表面处理技术领域，尤其是指一种松质石材表面硬化工艺。

背景技术

[0002] 松质石材例如砂岩是使用最广泛的一种建筑用石材。几百年前，用砂岩装饰而成的建筑至今仍风韵犹存,如巴黎圣母院、罗浮宫、英伦皇宫、美国国会、哈佛大学等。砂岩的高贵典雅的气质以及其坚硬的质地成就了世界建筑史上一朵朵奇葩。最近几年砂岩作为一种建筑材料,被追随时尚和自然的建筑设计师所推崇，广泛地应用在商业和家庭装潢上。目前世界上已被开采利用的有澳洲砂岩、印度砂岩、西班牙砂岩、中国砂岩等。

[0003] 目前很多松质石材，如砂岩、洞石及风化大理石都是采用人工合成的，采用人工合成石材，在合成过程中使用有机物，该有机物会挥发害气体，导致污染环境和伤害人体健康；再者，合成的石材容易开裂、变色，也不具有石材本身的纹路，还会增加生产的成本。采用天然的松质石材如砂岩、洞石及风化大理石，石材表面容易被污染、风化，石材的耐候性差，而且天然的松质石材使用受到一定的限制，不能进行地面装饰，如作为地板、墙砖等。

发明内容

[0004] 本发明要解决的技术问题是提供一种松质石材表面硬化工艺，在石材表面形成一层硬化层，在硬化层上一层特殊的防护剂，使得加工后的石材表面坚硬并且表面光泽，性能好，具有很好的装饰效果，使其具有渐变美观的质感和丰富的纹路，以提升塑胶制品档次并且满足人们对塑胶制品表面美观的不断追求的松质石材表面硬化工艺。

[0005] 为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种松质石材表面硬化工艺，其包括以下步骤：

[0006] A、修切石材：将石材加工成所需厚度，修切四边至所需尺寸待用；

[0007] B、初磨，将步骤A中的石材的表面抛光；

[0008] C、烘干，将步骤B中的石材加热烘干，去除石材中的水分；

[0009] D、浸泡，将步骤C中的石材浸泡在硅酸盐水溶液中，并密封加压；

[0010] E、去除水分，将步骤D中的石材去除水分；

[0011] F、固化，将步骤E中的石材放入烘干炉加热至180℃至220℃，保持温度35至45分钟；

[0012] G、冷却，将步骤F中的石材转至室温冷却；

[0013] H、精磨，将步骤G中的石材进行精度抛光至所需的表面精度；

[0014] I、喷防护剂，将步骤H中的石材喷刷防护剂。

[0015] 其中，所述步骤B中，将石材抛光至200至320目。

[0016] 其中，所述步骤C中石材加热烘干的温度为60℃至80℃；烘干后石材的相对湿度为15%以下。

[0017] 其中，所述步骤D中硅酸盐水溶液中的硅酸盐选自碱金属硅酸盐、原硅酸四烷基酯、沉淀二氧化硅、热解二氧化硅和二氧化硅水胶体悬浮液中的一种或多种。

[0018] 其中，所述步骤D中密封加压的压力为2.6至3.4个大气压，浸泡时间为8至12分钟。

[0019] 其中，所述步骤E中，将石材放入真空设备中进行抽真空，真空度为-0.3至-0.4mpa，时间为8至12分钟。

[0020] 其中，所述步骤H中，抛光所用磨料为320至1000目。

[0021] 其中，所述步骤I中，所述防护剂为100～120份的丙烯酸树脂、170～190羟基硅油、110～130份二甲苯溶剂、16～20份二氧化硅粉末的混合物。

[0022] 优选的，所述防护剂为105～115份的丙烯酸树脂、175～185羟基硅油、115～1125份二甲苯溶剂、17～19份二氧化硅粉末的混合物。

[0023] 其中，所述石材为砂岩、洞石或风化大理石中的任意一种。

[0024] 本发明的有益效果在于：

[0025] （1）、本发明操作简单，石材原材料丰富，制造成本，易于自动化大批量生产，处理后的石材具有很强的实用价值，并且整个工艺环保，实用性很强。

[0026] （2）、处理前石材的莫氏硬度很低，石材表面也容易污染、风化、石材的耐候性差，不能进行地面装饰，如作为地板、墙砖等。通过本发明处理后，在石材表面形成一层以二氧化硅晶体为主的硬化层，使得石材表面的莫氏硬度达到相当于花岗石的硬度（花岗石的莫氏硬度为6至8），增加了砂岩的耐磨性，扩大了石材的用途。

[0027] （3）、在以二氧化硅晶体为主的硬化层表面喷刷防护剂，增加石材表面光泽度，同时使石材具有防水性能、高透明度、高韧性、耐腐蚀性、耐候性、耐沾污性和耐化学介质性等。处理后石材具有自身的纹理，又具有高硬度，使得石材具有美观的装饰效果。

具体实施方式

[0028] 为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。

[0029] 实施例一。

[0030] 一种松质石材表面硬化工艺，其包括以下步骤：

[0031] A、修切石材：将砂岩加工成所需厚度，修切四边至所需尺寸待用；B、初磨，将步骤A中的砂岩的表面抛光，其表面抛光至200目，使石材砂岩表面平整、均匀；C、烘干，将步骤B中的砂岩加热烘干，加热烘干的温度为60℃，烘干后砂岩的相对湿度为15%以下，去除砂岩中的水分，使得有效的吸收步骤D中的硅酸盐水溶液，并能够保持硅酸盐水溶液浓度不变；D、浸泡，将步骤C中的砂岩浸泡在碱金属硅酸盐和原硅酸四烷基酯的为主要成分的硅酸盐水溶液中，并密封加压的压力为2.6个大气压，浸泡12分钟，使砂岩充分吸收硅酸盐水溶液；E、去除水分，将步骤D中的砂岩放入真空设备中进行抽真空，真空设备中的真空度为-0.3Mpa，抽真空时间为12分钟，去除砂岩水分，为砂岩下一步进行缩合反应做准备；F、固化，将步骤E中的砂岩放入烘干炉加热至180℃，保持温度45分钟，使砂岩与硅酸盐进行缩合反应，在砂岩的表面形成一层以二氧化硅晶体为主的硬化层；G、冷却，将步骤F中的砂岩转至室温冷却；H、精磨，将步骤G中的砂岩用磨料为320目进行精度抛光至所需的表面精度；I、喷防护剂，将步骤H中的砂岩喷刷防护剂，增加砂岩表面光泽度、防水性能、高透明度、光亮丰满、涂膜坚韧、耐腐蚀性、耐紫外光性、耐候性、耐沾污性和耐化学介质性等，该防护剂为100份的丙烯酸树脂、190羟基硅油、110份二甲苯溶剂、16份二氧化硅粉末的混合物。

[0032] 处理前砂岩的莫氏硬度为2，其硬度较低，砂岩表面也容易被污染、风化，石材的耐候性差，不能进行地面装饰，如作为地板、墙砖等。通过本发明处理后，在砂岩表面形成一层以二氧化硅晶体为主的硬化层，使得砂岩表面的莫氏硬度达到5.6，其莫氏硬度提升了2.75倍，相当于花岗石的硬度（花岗石的莫氏硬度为6至8），增加了砂岩的耐磨性；在以二氧化硅晶体为主的硬化层表面喷刷防护剂，增加砂岩表面光泽度、同时使砂岩具有防水性能、高透明度、高韧性、耐腐蚀性、耐候性、耐沾污性和耐化学介质性等。处理后砂岩石材具有自身的纹理，又具有高硬度，使得石材具有美观的装饰效果，还可用于地面作为地板、墙砖等装饰之用。

[0033] 本发明操作简单，砂岩原材料丰富，制造成本，易于自动化大批量生产，处理后的砂岩石材具有很强的实用价值，并且整个工艺环保，实用性很强。

[0034] 实施例二。

[0035] 一种松质石材表面硬化工艺，其包括以下步骤：

[0036] A、修切洞石：将洞石加工成所需厚度，修切四边至所需尺寸待用；B、初磨，将步骤A中的洞石的表面抛光，其表面抛光至260目，使洞石表面平整、均匀；C、烘干，将步骤B中的洞石加热烘干，加热烘干的温度为70℃，烘干后洞石的相对湿度为14%以下，去除洞石中的水分，使得有效的吸收步骤D中的硅酸盐水溶液，并能够保持硅酸盐水溶液浓度不变；D、浸泡，将步骤C中的洞石浸泡在沉淀二氧化硅和热解二氧化硅为主要成分的硅酸盐水溶液中，并密封加压的压力为3.0个大气压，浸泡10分钟，使洞石充分吸收硅酸盐水溶液；E、去除水分，将步骤D中的洞石放入真空设备中进行抽真空，真空设备中的真空度为-0.35Mpa，抽真空时间为10分钟，去除洞石水分，为洞石下一步进行缩合反应做准备；F、固化，将步骤E中的洞石放入烘干炉加热至200℃，保持温度38分钟，使洞石与硅酸盐进行缩合反应，在洞石的表面形成一层以二氧化硅晶体为主的硬化层；G、冷却，将步骤F中的洞石转至室温冷却；H、精磨，将步骤G中的洞石用磨料为760目进行精度抛光至所需的表面精度；I、喷防护剂，将步骤H中的洞石喷刷防护剂，增加洞石表面光泽度、防水性能、高透明度、光亮丰满、涂膜坚韧、耐腐蚀性、耐紫外光性、耐候性、耐沾污性和耐化学介质性等，该防护剂为110份的丙烯酸树脂、180羟基硅油、120份二甲苯溶剂、18份二氧化硅粉末的混合物。

[0037] 处理前洞石的莫氏硬度为2.1，其硬度较低，洞石表面也污染、风化、洞石的耐候性差，不能进行地面装饰，如作为地板、墙砖等。通过本发明处理后，在洞石表面形成一层以二氧化硅晶体为主的硬化层，使得洞石表面的莫氏硬度达到5.4，其莫氏硬度提升了2.57倍，相当于花岗石的硬度（花岗石的莫氏硬度为6至8），增加了洞石的耐磨性；在以二氧化硅晶体为主的硬化层表面喷刷防护剂，增加洞石表面光泽度、同时使洞石具有防水性能、高透明度、高韧性、耐腐蚀性、耐候性、耐沾污性和耐化学介质性等。处理后洞石石材具有自身的纹理，又具有高硬度，使得石材具有美观的装饰效果，还可用于地面作为地板、墙砖等装饰之用。

[0038] 本发明操作简单，洞石原材料丰富，制造成本，易于自动化大批量生产，处理后的洞石石材具有很强的实用价值，并且整个工艺环保，实用性很强。

[0039] 实施例三。

[0040] 一种松质石材表面硬化工艺，其包括以下步骤：

[0041] A、修切风化大理石：将风化大理石加工成所需厚度，修切四边至所需尺寸待用；B、初磨，将步骤A中的风化大理石的表面抛光，其表面抛光至320目，使风化大理石表面平整、均匀；C、烘干，将步骤B中的风化大理石加热烘干，加热烘干的温度为80℃，烘干后风化大理石的相对湿度为13%以下，去除风化大理石中的水分，使得有效的吸收步骤D中的硅酸盐水溶液，并能够保持硅酸盐水溶液浓度不变；D、浸泡，将步骤C中的风化大理石浸泡在原硅酸四烷基酯和沉淀二氧化硅为主要成分的硅酸盐水溶液中，并密封加压的压力为3.4个大气压，浸泡12分钟，使风化大理石充分吸收硅酸盐水溶液；E、去除水分，将步骤D中的风化大理石放入真空设备中进行抽真空，真空设备中的真空度为-0.4Mpa，抽真空时间为12分钟，去除风化大理石水分，为风化大理石下一步进行缩合反应做准备；F、固化，将步骤E中的风化大理石放入烘干炉加热至220℃，保持温度35分钟，使风化大理石与硅酸盐进行缩合反应，在风化大理石的表面形成一层以二氧化硅晶体为主的硬化层；G、冷却，将步骤F中的风化大理石转至室温冷却；H、精磨，将步骤G中的风化大理石用磨料为1000目进行精度抛光至所需的表面精度；I、喷防护剂，将步骤H中的风化大理石喷刷防护剂，增加风化大理石表面光泽度、防水性能、高透明度、光亮丰满、涂膜坚韧、耐腐蚀性、耐紫外光性、耐候性、耐沾污性和耐化学介质性等，该防护剂为120份的丙烯酸树脂、170羟基硅油、130份二甲苯溶剂、20份二氧化硅粉末的混合物。

[0042] 处理前洞石的莫氏硬度为1.8，其硬度较低，风化大理石表面也污染、进一步风化、风化大理石的耐候性差，不能进行地面装饰，如作为地板、墙砖等。通过本发明处理后，在风化大理石表面形成一层以二氧化硅晶体为主的硬化层，使得风化大理石表面的莫氏硬度达到5.5，其莫氏硬度提升了3.1倍，相当于花岗石的硬度（花岗石的莫氏硬度为6至8），增加了风化大理石的耐磨性；在以二氧化硅晶体为主的硬化层表面喷刷防护剂，增加风化大理石表面光泽度、同时使风化大理石具有防水性能、高透明度、高韧性、耐腐蚀性、耐候性、耐沾污性和耐化学介质性等。处理后风化大理石石材具有自身的纹理，又具有高硬度，使得石材具有美观的装饰效果，还可用于地面作为地板、墙砖等装饰之用。

[0043] 本发明操作简单，风化大理石原材料丰富，制造成本，易于自动化大批量生产，处理后的风化大理石石材具有很强的实用价值，并且整个工艺环保，实用性很强。

[0044] 上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本技术方案构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。