CN103204659A - 高强度人造石英石板材及其生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高强度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：4-10目石英砂40-60、400-600目石英粉25-35、粘合剂30-40、碎玻璃10-20、硅酸铝纤维5-10、有机膨润土10-15、氧化锆陶瓷粉20-25、水玻璃30-40、粉煤灰15-20、异丙基三（二辛基焦磷酸酰氧基）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、高耐磨、高抗冲、耐热性好、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

高强度人造石英石板材及其生产工艺

技术领域

本发明涉及人造石英石板材及其生产工艺，具体涉及一种高强度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、强度不高、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、强度高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：

一种高强度人造石英石板材，其由如下重量份的原料制成：4-10目石英砂40-60、400-600目石英粉 25-35、粘合剂30-40、碎玻璃10-20、硅酸铝纤维5-10、有机膨润土 10-15、氧化锆陶瓷粉20-25、水玻璃30-40、粉煤灰15-20、异丙基三（二辛基焦磷酸酰氧基）钛酸酯0.5-1、颜料0.2-0.3。

所述的4-10目石英砂由10-20%的4目石英砂，30-40％的6目石英砂和50-60%的10目石英砂组成。

    所述的400-600目石英粉由15-25%的400目石英粉，20-30％的500目石英粉和45-65%的600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-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷 2-3、乙烯基三甲氧基硅烷4-5、γ-氨丙基三乙氧基硅烷 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-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷，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。

    高强度人造石英石板材的生产工艺，包括以下步骤：

    （1）将氧化锆陶瓷粉、有机膨润土分别干燥后加入高速混合机中，再加入异丙基三（二辛基焦磷酸酰氧基）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硅酸铝纤维材料，可以有效提高人造石英石板材的机械强度、热稳定性、隔热等性能。本发明用粉煤灰对有机膨润土、氧化锆陶瓷粉进行包覆改性，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、高耐磨、高抗冲、耐热性好、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

一种高强度人造石英石板材，其由如下重量份的原料制成：4目石英砂8.8份、6目石英砂17.6份、10目石英砂28.6份、400目石英粉6.4份、500目石英粉8份、600目石英粉17.6份、粘合剂36份、碎玻璃15份、硅酸铝纤维8份、有机膨润土 12份、氧化锆陶瓷粉20份、水玻璃30份、粉煤灰16份、异丙基三（二辛基焦磷酸酰氧基）钛酸酯0.8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-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷 2份、乙烯基三甲氧基硅烷4份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷 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50℃，然后加入γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷，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10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2%的聚异丁烯、3%的月桂醇硫酸钠、2%的羧甲基淀粉钠、3%的柠檬酸三丁酯，在85℃水浴中以2000r/min高速搅拌3h，烘干，粉碎研磨成超细粉末即可。

    高强度人造石英石板材的生产工艺，包括以下步骤：

    （1）将氧化锆陶瓷粉、有机膨润土分别干燥后加入高速混合机中，再加入异丙基三（二辛基焦磷酸酰氧基）钛酸酯，在110℃下以800rpm的速度搅拌混合25min，再加入水玻璃继续搅拌6min后，加入粉煤灰在以2000rpm的速度共混5min，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2.5MPa，真空度--98Pa；

    （4）将成型的板材送入固化箱固化，固化温度为85℃，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	6.2
2	吸水率	0.04%
			3	冲击韧性	5.6KJ/㎡
4	弯曲强度	64.8MPa
			5	抗压强度	232.4MPa
6	断裂强度	35.7MPa
			7	放射性	符合A类要求，Ira=0.042，Ir=0.065

Claims (6)

1.一种高强度人造石英石板材，其特征在于，其由如下重量份的原料制成：4-10目石英砂40-60、400-600目石英粉 25-35、粘合剂30-40、碎玻璃10-20、硅酸铝纤维5-10、有机膨润土 10-15、氧化锆陶瓷粉20-25、水玻璃30-40、粉煤灰15-20、异丙基三（二辛基焦磷酸酰氧基）钛酸酯0.5-1、颜料0.2-0.3。

2.根据权利要求1所述的高强度人造石英石板材，其特征在于，所述的4-10目石英砂由10-20%的4目石英砂，30-40％的6目石英砂和50-60%的10目石英砂组成。

3.根据权利要求1所述的高强度人造石英石板材，其特征在于，所述的400-600目石英粉由15-25%的400目石英粉，20-30％的500目石英粉和45-65%的600目石英粉组成。

4.根据权利要求1所述的高强度人造石英石板材，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-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷 2-3、乙烯基三甲氧基硅烷4-5、γ-氨丙基三乙氧基硅烷 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-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷，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所述的高强度人造石英石板材，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所述的高强度人造石英石板材的生产工艺，其特征在于包括以下步骤：

（1）将氧化锆陶瓷粉、有机膨润土分别干燥后加入高速混合机中，再加入异丙基三（二辛基焦磷酸酰氧基）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。