CN103204658A - 高耐磨人造石英石板材及其生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高耐磨人造石英石板材及其生产工艺，其由如下重量份的原料制成：5-20目石英砂45-55、200-400目石英粉20-30、粘合剂30-40、莫来石砂10-20、高硅氧玻璃纤维5-10、活性白土10-15、纳米重晶石15-20、水玻璃20-30、粉煤灰15-20、四异丙基二(二辛基亚磷酸酰氧基)钛酸酯0.5-1、颜料0.2-0.3。本发明生产出来的人造石英石板材具有质轻、密度均匀、色彩鲜艳、图案丰富、高强度、耐高温、高抗冲、耐磨性好、耐候性好、不易变形、耐划伤抗老化、不易入色、环保无污染等优点，耐酸碱、耐盐雾、耐汽油等有机溶剂各方面的性能指标均很高，经久耐用，完全达到高仿真天然石材的效果。
Description
技术领域
本发明涉及人造石英石板材及其生产工艺，具体涉及一种高耐磨人造石英石板材及其生产工艺。
背景技术
人造石英石以不饱和聚酯树脂或热塑性高分子聚合物为基体，以硅酸盐( 类)天然石英石和/或粉、硅砂、尾矿渣等无机材料（其主要成分为二氧化硅）为主要填料，经特定的工艺加工而成的具有一定规格尺寸和形状的人造石。因其质地坚硬（莫氏硬度5-7）、结构致密，具有其他装饰材料无法比拟的耐磨、耐压、抗腐蚀、防渗透等特性。人造石英石广泛应用于橱房台面、实验室台面、窗台、吧台、电梯口、地面、墙面等。在建筑对材料要求比较高的场所人造石英石都适用。目前，人造石英石板材存在密度不均、耐磨性差、易结粉团、易变形、易老化、易入色、色彩及图案单一等缺陷，在质地和花色上难以达到高仿真天然石材的效果，严重影响人造石英石的表面效果，影响建筑物和室内装潢的美观。因此，开发一种高性能人造石英石板材是本领域技术人员一直攻克的难题。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种密度均匀、色彩鲜艳、图案丰富、抗变形、耐老化、高耐磨的人造石英石板材及其生产工艺。
本发明采用的技术方案如下：
一种高耐磨人造石英石板材，其由如下重量份的原料制成：5-20目石英砂45-55、200-400目石英粉20-30、粘合剂30-40、莫来石砂10-20、高硅氧玻璃纤维5-10、活性白土10-15、纳米重晶石15-20、水玻璃20-30、粉煤灰15-20、四异丙基二(二辛基亚磷酸酰氧基)钛酸酯0.5-1、颜料0.2-0.3。
所述的5-20目石英砂由10-20%的5目石英砂，20-30％的10目石英砂和50-60%的20目石英砂组成。
所述的200-400目石英粉由15-25%的250目石英粉，30-40％的325目石英粉和40-50%的400目石英粉组成。
所述的粘合剂由下列重量份的原料组成：不饱和聚酯树脂70-80、γ-甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷 2-3、乙烯基三甲氧基硅烷4-5、N-（β-氨乙基）-γ-氨丙基三甲氧基硅烷 3-4、增塑剂FRP 2-3、改性树木灰烬 1-2、苯乙烯20-25；
其制备方法如下：首先将不饱和树脂加入反应锅内，使锅内温度升到50-60℃，然后加入γ-甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、N-（β-氨乙基）-γ-氨丙基三甲氧基硅烷，搅拌20-30分钟；然后在铂金催化剂的前提下，催化反应，当温度升到60-70℃时，停止加热，恒温10-15分钟，然后加入增塑剂、改性树木灰烬，搅拌5-8分钟，待温度降至常温后，加入苯乙烯稀释至粘度达到800-900Pa·m/s后，搅拌均匀即可。
所述的改性树木灰烬由下列方法制得：先用10-15%双氧水煮沸树木灰烬20-30min，再用蒸馏水洗净，置于100-110℃的烘箱内烘干，加入相当于树木灰烬重量2-3%的聚异丁烯、3-4%的月桂醇硫酸钠、2-3%的羧甲基淀粉钠、3-5%的柠檬酸三丁酯，在80-90℃水浴中以2000-3000r/min高速搅拌2-3h，烘干，粉碎研磨成超细粉末即可。
高耐磨人造石英石板材的生产工艺，包括以下步骤：
（1）将纳米重晶石、活性白土分别干燥后加入高速混合机中，再加入四异丙基二(二辛基亚磷酸酰氧基)钛酸酯，在110-120℃下以500-1000rpm的速度搅拌混合20-30min，再加入水玻璃继续搅拌5-10min后，加入粉煤灰在以1500-2000rpm的速度共混4-6min，送入造粒机中造粒，粒径控制在2-4mm，即得粉煤灰包覆颗粒，烘干，待用；
（2）将上述制得粉煤灰包覆颗粒与余下各原料加入搅拌机中搅拌均匀，不留死角，结合颗粒度的大小，搅拌速度可调节0-1500rpm，物料在搅拌机内经调比搅拌结束后，入混料盘内，边转边洒料，使物料更进一步均匀混合，然后送入搅拌机再充分混合，物料更加均匀，花色均匀、清晰、仿真度高；
（3）将混合好的物料送入打散机把一些没有搅拌结团的物料进一步打散，打散过后，经电子计量进入布料机内布料，然后送进制板模中，将制板模送入成型压机在真空、振动、加压下进行成型，压制频率52-62HZ，压制时间150-200s，压力1.5-3.0MPa，真空度-100~-95Pa；
（4）将成型的板材送入固化箱固化，固化温度为80-90℃，时间为40-50min；
（5）板材固化结束后，经定厚、抛光深加工处理，即制得人造石英石板材。
本发明的有益效果：
本发明通过对配方的优化，不同原料的相互配合，提高了人造石英石板材的耐磨、耐酸碱、耐高温、抗冲、抗压、抗折、耐划伤抗老化、耐候性等性能，改善了人造石英石板材的综合性能。另外在配方中还添加了高硅氧玻璃纤维材料，可以有效提高人造石英石板材的机械强度、热稳定性、耐高温等性能。本发明用粉煤灰对活性白土、纳米重晶石进行包覆改性，可以提高板材的抗渗透能力，耐水性，使生产出来的人造石英石板材不易入色。本发明生产出来的人造石英石板材具有质轻、密度均匀、色彩鲜艳、图案丰富、高强度、耐高温、高抗冲、耐磨性好、耐候性好、不易变形、耐划伤抗老化、不易入色、环保无污染等优点，耐酸碱、耐盐雾、耐汽油等有机溶剂各方面的性能指标均很高，经久耐用，完全达到高仿真天然石材的效果。
具体实施方式
一种高耐磨人造石英石板材，其由如下重量份的原料制成：5目石英砂7.5份、10目石英砂12.5份、20目石英砂30份、250目石英粉5份、325目石英粉7.5份、400目石英粉12.5份、粘合剂36份、莫来石砂16份、高硅氧玻璃纤维8份、活性白土12份、纳米重晶石16份、水玻璃25份、粉煤灰15份、四异丙基二(二辛基亚磷酸酰氧基)钛酸酯0.5份、颜料0.2份。
其中，所述的粘合剂由下列重量份的原料组成：不饱和聚酯树脂70份、γ-甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷 2份、乙烯基三甲氧基硅烷4份、N-（β-氨乙基）-γ-氨丙基三甲氧基硅烷 3份、增塑剂FRP（纤维增强复合塑料） 2份、改性树木灰烬 1份、苯乙烯20份；
其制备方法如下：首先将不饱和树脂加入反应锅内，使锅内温度升到55℃，然后加入γ-甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、N-（β-氨乙基）-γ-氨丙基三甲氧基硅烷，搅拌20-分钟；然后在铂金催化剂的前提下，催化反应，当温度升到60℃时，停止加热，恒温15分钟，然后加入增塑剂、改性树木灰烬，搅拌6分钟，待温度降至常温后，加入苯乙烯稀释至粘度达到800-900Pa·m/s后，搅拌均匀即可。
所述的改性树木灰烬由下列方法制得：先用15%双氧水煮沸树木灰烬20min，再用蒸馏水洗净，置于110℃的烘箱内烘干，加入相当于树木灰烬重量3%的聚异丁烯、3%的月桂醇硫酸钠、2%的羧甲基淀粉钠、4%的柠檬酸三丁酯，在90℃水浴中以3000r/min高速搅拌2h，烘干，粉碎研磨成超细粉末即可。
高耐磨人造石英石板材的生产工艺，包括以下步骤：
（1）将纳米重晶石、活性白土分别干燥后加入高速混合机中，再加入四异丙基二(二辛基亚磷酸酰氧基)钛酸酯，在110℃下以800rpm的速度搅拌混合30min，再加入水玻璃继续搅拌7min后，加入粉煤灰在以1500rpm的速度共混6min，送入造粒机中造粒，粒径控制在3mm，即得粉煤灰包覆颗粒，烘干，待用；
（2）将上述制得粉煤灰包覆颗粒与余下各原料加入搅拌机中搅拌均匀，不留死角，结合颗粒度的大小，搅拌速度可调节0-1500rpm，物料在搅拌机内经调比搅拌结束后，入混料盘内，边转边洒料，使物料更进一步均匀混合，然后送入搅拌机再充分混合，物料更加均匀，花色均匀、清晰、仿真度高；
（3）将混合好的物料送入打散机把一些没有搅拌结团的物料进一步打散，打散过后，经电子计量进入布料机内布料，然后送进制板模中，将制板模送入成型压机在真空、振动、加压下进行成型，压制频率55HZ，压制时间180s，压力2.4MPa，真空度-98Pa；
（4）将成型的板材送入固化箱固化，固化温度为90℃，时间为45min；
（5）板材固化结束后，经定厚、抛光深加工处理，即制得人造石英石板材。
将上述制得的人造石英石板材切割成长度为300mm，宽150mm，高20mm的板材，做各项性能测试。测试结果如下表所示：
| 序号 | 项目 | 结果 |
| 1 | 莫氏硬度 | 6.3 |
| 2 | 吸水率 | 0.04% |
| 3 | 冲击韧性 | 5.7KJ/㎡ |
| 4 | 弯曲强度 | 64.9MPa |
| 5 | 抗压强度 | 230.6MPa |
| 6 | 断裂强度 | 35.4MPa |
| 7 | 放射性 | 符合A类要求，Ira=0.036，Ir=0.058 |
Claims (6)
1.一种高耐磨人造石英石板材，其特征在于，其由如下重量份的原料制成：5-20目石英砂45-55、200-400目石英粉20-30、粘合剂30-40、莫来石砂10-20、高硅氧玻璃纤维5-10、活性白土10-15、纳米重晶石15-20、水玻璃20-30、粉煤灰15-20、四异丙基二(二辛基亚磷酸酰氧基)钛酸酯0.5-1、颜料0.2-0.3。
2.根据权利要求1所述的高耐磨人造石英石板材，其特征在于，所述的5-20目石英砂由10-20%的5目石英砂，20-30％的10目石英砂和50-60%的20目石英砂组成。
3.根据权利要求1所述的高耐磨人造石英石板材，其特征在于，所述的200-400目石英粉由15-25%的250目石英粉，30-40％的325目石英粉和40-50%的400目石英粉组成。
4.根据权利要求1所述的高耐磨人造石英石板材，其特征在于，所述的粘合剂由下列重量份的原料组成：不饱和聚酯树脂70-80、γ-甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷 2-3、乙烯基三甲氧基硅烷4-5、N-（β-氨乙基）-γ-氨丙基三甲氧基硅烷 3-4、增塑剂FRP 2-3、改性树木灰烬 1-2、苯乙烯20-25；
其制备方法如下：首先将不饱和树脂加入反应锅内，使锅内温度升到50-60℃，然后加入γ-甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、N-（β-氨乙基）-γ-氨丙基三甲氧基硅烷，搅拌20-30分钟；然后在铂金催化剂的前提下，催化反应，当温度升到60-70℃时，停止加热，恒温10-15分钟，然后加入增塑剂、改性树木灰烬，搅拌5-8分钟，待温度降至常温后，加入苯乙烯稀释至粘度达到800-900Pa·m/s后，搅拌均匀即可。
5.根据权利要求4所述的高耐磨人造石英石板材，其特征在于，所述的改性树木灰烬由下列方法制得：先用10-15%双氧水煮沸树木灰烬20-30min，再用蒸馏水洗净，置于100-110℃的烘箱内烘干，加入相当于树木灰烬重量2-3%的聚异丁烯、3-4%的月桂醇硫酸钠、2-3%的羧甲基淀粉钠、3-5%的柠檬酸三丁酯，在80-90℃水浴中以2000-3000r/min高速搅拌2-3h，烘干，粉碎研磨成超细粉末即可。
6.一种如权利要求1所述的高耐磨人造石英石板材的生产工艺，其特征在于包括以下步骤：
（1）将纳米重晶石、活性白土分别干燥后加入高速混合机中，再加入四异丙基二(二辛基亚磷酸酰氧基)钛酸酯，在110-120℃下以500-1000rpm的速度搅拌混合20-30min，再加入水玻璃继续搅拌5-10min后，加入粉煤灰在以1500-2000rpm的速度共混4-6min，送入造粒机中造粒，粒径控制在2-4mm，即得粉煤灰包覆颗粒，烘干，待用；
（2）将上述制得粉煤灰包覆颗粒与余下各原料加入搅拌机中搅拌均匀，不留死角，结合颗粒度的大小，搅拌速度可调节0-1500rpm，物料在搅拌机内经调比搅拌结束后，入混料盘内，边转边洒料，使物料更进一步均匀混合，然后送入搅拌机再充分混合，物料更加均匀，花色均匀、清晰、仿真度高；
（3）将混合好的物料送入打散机把一些没有搅拌结团的物料进一步打散，打散过后，经电子计量进入布料机内布料，然后送进制板模中，将制板模送入成型压机在真空、振动、加压下进行成型，压制频率52-62HZ，压制时间150-200s，压力1.5-3.0MPa，真空度-100~-95Pa；
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（5）板材固化结束后，经定厚、抛光深加工处理，即制得人造石英石板材。
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