CN103204661A - 高抗冲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抗冲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：20-40目石英砂40-50、300-500目石英粉20-30、粘合剂30-40、铁矿渣10-15、岩棉纤维5-10、煅烧铝矾土10-15、硫酸钙晶须15-20、水玻璃30-40、粉煤灰15-20、异丙基二硬脂酰氧基铝酸酯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、高抗冲、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

高抗冲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，具体涉及一种高抗冲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、抗冲击性差、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、高抗冲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：

    一种高抗冲人造石英石板材，其由如下重量份的原料制成：20-40目石英砂40-50、300-500目石英粉 20-30、粘合剂30-40、铁矿渣10-15、岩棉纤维5-10、煅烧铝矾土 10-15、硫酸钙晶须15-20、水玻璃30-40、粉煤灰15-20、异丙基二硬脂酰氧基铝酸酯0.5-1、颜料0.2-0.3。

    所述的20-40目石英砂由10-20%的25目石英砂，35-45％的30目石英砂和40-50%的40目石英砂组成。

    所述的300-500目石英粉由10-15%的325目石英粉，30-40％的450目石英粉和50-60%的500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-（2,3-环氧丙氧基）丙基三甲氧基硅烷2-3、乙烯基三乙酰氧硅烷4-5、N-（β-氨乙基）-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-（2,3-环氧丙氧基）丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙酰氧硅烷、N-（β-氨乙基）-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。

    高抗冲人造石英石板材的生产工艺，包括以下步骤：

    （1）将硫酸钙晶须、煅烧铝矾土分别干燥后加入高速混合机中，再加入异丙基二硬脂酰氧基铝酸酯，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岩棉纤维材料，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。本发明用粉煤灰对煅烧铝矾土、硫酸钙晶须进行包覆改性，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、高抗冲、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

一种高抗冲人造石英石板材，其由如下重量份的原料制成：25目石英砂9份、30目石英砂18份、40目石英砂18份、325目石英粉3.6份、450目石英粉8.4份、500目石英粉12份、粘合剂35份、铁矿渣12份、岩棉纤维6份、煅烧铝矾土10份、硫酸钙晶须16份、水玻璃30份、粉煤灰15份、异丙基二硬脂酰氧基铝酸酯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-（2,3-环氧丙氧基）丙基三甲氧基硅烷2份、乙烯基三乙酰氧硅烷4份、N-（β-氨乙基）-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-（2,3-环氧丙氧基）丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙酰氧硅烷、N-（β-氨乙基）-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105℃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、4%的柠檬酸三丁酯，在80℃水浴中以2500r/min高速搅拌2h，烘干，粉碎研磨成超细粉末即可。

    高抗冲人造石英石板材的生产工艺，包括以下步骤：

    （1）将硫酸钙晶须、煅烧铝矾土分别干燥后加入高速混合机中，再加入异丙基二硬脂酰氧基铝酸酯，在110℃下以1000rpm的速度搅拌混合25min，再加入水玻璃继续搅拌8min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-97Pa；

    （4）将成型的板材送入固化箱固化，固化温度为90℃，时间为40min；

    （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	6.4
2	吸水率	0.03%
			3	冲击韧性	7.2KJ/㎡
4	弯曲强度	65.2MPa
			5	抗压强度	230.6MPa
6	断裂强度	36.3MPa
			7	放射性	符合A类要求，Ira=0.045，Ir=0.068

Claims (6)

1.一种高抗冲人造石英石板材，其特征在于，其由如下重量份的原料制成：20-40目石英砂40-50、300-500目石英粉 20-30、粘合剂30-40、铁矿渣10-15、岩棉纤维5-10、煅烧铝矾土 10-15、硫酸钙晶须15-20、水玻璃30-40、粉煤灰15-20、异丙基二硬脂酰氧基铝酸酯0.5-1、颜料0.2-0.3。

2.根据权利要求1所述的高抗冲人造石英石板材，其特征在于，所述的20-40目石英砂由10-20%的25目石英砂，35-45％的30目石英砂和40-50%的40目石英砂组成。

3.根据权利要求1所述的高抗冲人造石英石板材，其特征在于，所述的300-500目石英粉由10-15%的325目石英粉，30-40％的450目石英粉和50-60%的500目石英粉组成。

4.根据权利要求1所述的高抗冲人造石英石板材，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-（2,3-环氧丙氧基）丙基三甲氧基硅烷2-3、乙烯基三乙酰氧硅烷4-5、N-（β-氨乙基）-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-（2,3-环氧丙氧基）丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙酰氧硅烷、N-（β-氨乙基）-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所述的高抗冲人造石英石板材，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所述的高抗冲人造石英石板材的生产工艺，其特征在于包括以下步骤：

（1）将硫酸钙晶须、煅烧铝矾土分别干燥后加入高速混合机中，再加入异丙基二硬脂酰氧基铝酸酯，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。