一種松質石材表面硬化工藝的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及產品表面處理技術領域，尤其是指一種松質石材表面硬化工藝。
【背景技術】
[0002]松質石材例如砂巖是使用最廣泛的一種建筑用石材。幾百年前，用砂巖裝飾而成的建筑至今仍風韻猶存，如巴黎圣母院、羅浮宮、英倫皇宮、美國國會、哈佛大學等。砂巖的高貴典雅的氣質以及其堅硬的質地成就了世界建筑史上一朵朵奇葩。最近幾年砂巖作為一種建筑材料，被追隨時尚和自然的建筑設計師所推崇，廣泛地應用在商業和家庭裝潢上。目前世界上已被開采利用的有澳洲砂巖、印度砂巖、西班牙砂巖、中國砂巖等。
[0003]目前很多松質石材，如砂巖、洞石及風化大理石都是采用人工合成的，采用人工合成石材，在合成過程中使用有機物，該有機物會揮發害氣體，導致污染環境和傷害人體健康；再者，合成的石材容易開裂、變色，也不具有石材本身的紋路，還會增加生產的成本。采用天然的松質石材如砂巖、洞石及風化大理石，石材表面容易被污染、風化，石材的耐候性差，而且天然的松質石材使用受到一定的限制，不能進行地面裝飾，如作為地板、墻磚等。
【發明內容】
[0004]本發明要解決的技術問題是提供一種松質石材表面硬化工藝，在石材表面形成一層硬化層，在硬化層上一層特殊的防護劑，使得加工后的石材表面堅硬并且表面光澤，性能好，具有很好的裝飾效果，使其具有漸變美觀的質感和豐富的紋路，以提升塑膠制品檔次并且滿足人們對塑膠制品表面美觀的不斷追求的松質石材表面硬化工藝。
[0005]為了解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案:一種松質石材表面硬化工藝，其包括以下步驟:
A、修切石材:將石材加工成所需厚度，修切四邊至所需尺寸待用；
B、初磨，將步驟A中的石材的表面拋光；
C、烘干，將步驟B中的石材加熱烘干，去除石材中的水分；
D、浸泡，將步驟C中的石材浸泡在硅酸鹽水溶液中，并密封加壓；
E、去除水分，將步驟D中的石材去除水分；
F、固化，將步驟E中的石材放入烘干爐加熱至180°C至220°C，保持溫度35至45分鐘；
G、冷卻，將步驟F中的石材轉至室溫冷卻；
H、精磨，將步驟G中的石材進行精度拋光至所需的表面精度；
1、噴防護劑，將步驟H中的石材噴刷防護劑。
[0006]其中，所述步驟B中，將石材拋光至200至320目。
[0007]其中，所述步驟C中石材加熱烘干的溫度為60°C至80°C ;烘干后石材的相對濕度為15%以下。
[0008]其中，所述步驟D中硅酸鹽水溶液中的硅酸鹽選自堿金屬硅酸鹽、原硅酸四烷基酯、沉淀二氧化硅、熱解二氧化硅和二氧化硅水膠體懸浮液中的一種或多種。
[0009]其中，所述步驟D中密封加壓的壓力為2.6至3.4個大氣壓，浸泡時間為8至12分鐘。
[0010]其中，所述步驟E中，將石材放入真空設備中進行抽真空，真空度為-0.3至-0.4mpa，時間為8至12分鐘。
[0011]其中，所述步驟H中，拋光所用磨料為320至1000目。
[0012]其中，所述步驟I中，所述防護劑為100?120份的丙烯酸樹脂、170?190羥基硅油、110?130份二甲苯溶劑、16?20份二氧化硅粉末的混合物。
[0013]優選的，所述防護劑為105?115份的丙烯酸樹脂、175?185羥基硅油、115?1125份二甲苯溶劑、17?19份二氧化硅粉末的混合物。
[0014]其中，所述石材為砂巖、洞石或風化大理石中的任意一種。
[0015]本發明的有益效果在于:
(I)、本發明操作簡單，石材原材料豐富，制造成本，易于自動化大批量生產，處理后的石材具有很強的實用價值，并且整個工藝環保，實用性很強。
[0016](2)、處理前石材的莫氏硬度很低，石材表面也容易污染、風化、石材的耐候性差，不能進行地面裝飾，如作為地板、墻磚等。通過本發明處理后，在石材表面形成一層以二氧化硅晶體為主的硬化層，使得石材表面的莫氏硬度達到相當于花崗石的硬度(花崗石的莫氏硬度為6至8)，增加了砂巖的耐磨性，擴大了石材的用途。
[0017](3)、在以二氧化硅晶體為主的硬化層表面噴刷防護劑，增加石材表面光澤度，同時使石材具有防水性能、高透明度、高韌性、耐腐蝕性、耐候性、耐沾污性和耐化學介質性等。處理后石材具有自身的紋理，又具有高硬度，使得石材具有美觀的裝飾效果。
【具體實施方式】
[0018]為了便于本領域技術人員的理解，下面結合實施例對本發明作進一步的說明，實施方式提及的內容并非對本發明的限定。
[0019]實施例一。
[0020]一種松質石材表面硬化工藝，其包括以下步驟:
A、修切石材:將砂巖加工成所需厚度，修切四邊至所需尺寸待用；B、初磨，將步驟A中的砂巖的表面拋光，其表面拋光至200目，使石材砂巖表面平整、均勻；C、烘干，將步驟B中的砂巖加熱烘干，加熱烘干的溫度為60°C，烘干后砂巖的相對濕度為15%以下，去除砂巖中的水分，使得有效的吸收步驟D中的硅酸鹽水溶液，并能夠保持硅酸鹽水溶液濃度不變；D、浸泡，將步驟C中的砂巖浸泡在堿金屬硅酸鹽和原硅酸四烷基酯的為主要成分的硅酸鹽水溶液中，并密封加壓的壓力為2.6個大氣壓，浸泡12分鐘，使砂巖充分吸收硅酸鹽水溶液；E、去除水分，將步驟D中的砂巖放入真空設備中進行抽真空，真空設備中的真空度為-0.3Mpa，抽真空時間為12分鐘，去除砂巖水分，為砂巖下一步進行縮合反應做準備；F、固化，將步驟E中的砂巖放入烘干爐加熱至180°C，保持溫度45分鐘，使砂巖與硅酸鹽進行縮合反應，在砂巖的表面形成一層以二氧化硅晶體為主的硬化層；G、冷卻，將步驟F中的砂巖轉至室溫冷卻；H、精磨，將步驟G中的砂巖用磨料為320目進行精度拋光至所需的表面精度；1、噴防護劑，將步驟H中的砂巖噴刷防護劑，增加砂巖表面光澤度、防水性能、高透明度、光亮豐滿、涂膜堅韌、耐腐蝕性、耐紫外光性、耐候性、耐沾污性和耐化學介質性等，該防護劑為100份的丙烯酸樹脂、190羥基硅油、110份二甲苯溶劑、16份二氧化硅粉末的混合物。
[0021]處理前砂巖的莫氏硬度為2，其硬度較低，砂巖表面也容易被污染、風化，石材的耐候性差，不能進行地面裝飾，如作為地板、墻磚等。通過本發明處理后，在砂巖表面形成一層以二氧化硅晶體為主的硬化層，使得砂巖表面的莫氏硬度達到5.6，其莫氏硬度提升了
2.75倍，相當于花崗石的硬度(花崗石的莫氏硬度為6至8)，增加了砂巖的耐磨性；在以二氧化硅晶體為主的硬化層表面噴刷防護劑，增加砂巖表面光澤度、同時使砂巖具有防水性能、高透明度、高韌性、耐腐蝕性、耐候性、耐沾污性和耐化學介質性等。處理后砂巖石材具有自身的紋理，又具有高硬度，使得石材具有美觀的裝飾效果，還可用于地面作為地板、墻磚等裝飾之用。
[0022]本發明操作簡單，砂巖原材料豐富，制造成本，易于自動化大批量生產，處理后的砂巖石材具有很強的實用價值，并且整個工藝環保，實用性很強。
[0023]實施例二。
[0024]一種松質石材表面硬化工藝，其包括以下步驟:
A、修切洞石:將洞石加工成所需厚度，修切四邊至所需尺寸待用；B、初磨，將步驟A中的洞石的表面拋光，其表面拋光至260目，使洞石表面平整、均勻；C、烘干，將步驟B中的洞石加熱烘干，加熱烘干的溫度為70°C，烘干后洞石的相對濕度為14%以下，去除洞石中的水分，使得有效的吸收步驟D中的硅酸鹽水溶液，并能夠保持硅酸鹽水溶液濃度不變；D、浸泡，將步驟C中的洞石浸泡在沉淀二氧化硅和熱解二氧化硅為主要