CN103319110B - 一种人造石英石及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种人造石英石及其制备方法。该石英石按质量组成，由下述主要原材料制成，水性树脂3-10%，固化剂为水性树脂质量的5-200%，石英砂及玻璃砂和镜玻砂55-65%，石英粉25-35%，偶联剂为石英砂、玻璃砂、镜玻砂和石英粉总质量的0.05%-0.2%，色浆1%。制备方法，按质量百分比取原材料，在水性树脂中，加入固化剂，偶联剂，色浆后，分散均匀，再与事先搅拌均匀的石英砂及玻璃砂和镜玻砂混合，搅拌均匀后加入石英粉，搅拌均匀成为一种半干料，通过模具布料，抽真空，成型，固化，定厚，抛光制成制品。本发明以水性树脂和水溶剂取代油性树脂和有机溶剂，解决了有机溶剂的挥发对环境造成的伤害，降低了粘度，提高了工艺性。

Description

一种人造石英石及其制备方法

技术领域

本发明属于建筑材料制备技术领域，具体为一种人造石英石及其制备方法。

背景技术

人造石英石作为新型的人造建材，有着天然石材无可比拟的优势。人造石英石高强度、高硬度、耐高温、防腐蚀、抗老化、天然质感、易清洁、抗折、耐磨、材质精纯、无辐射等。在天然石材作为不可再生资源日渐枯竭的今日，人造石英石是其最好的替代品。同时，人造石英石可采用废旧玻璃作原料，因而在保护环境的同时实现了资源再利用，这些优势让人造石英石成为建筑装饰行业的新贵，被广泛的应用到橱柜、卫浴、办公室和大型商场的地面、墙面装饰以及家居装饰行业。

目前，人造石英石最主要的原材料就是热固性树脂，现在最通用的是不饱和聚酯树脂，普通不饱和聚酯树脂以苯乙烯作为溶剂和交联单体，苯乙烯具有很强的挥发性，而且有刺激性气味，对人体有害。近年来，随着消费水平的提高，人们对环境保护意识的提升，对健康的重视程度越来越高，对家居建材的环保性能提出更高的要求，寻找新的环保替代材料势在必行。水性树脂应运而生，水性树脂是一种很好的传统油性树脂的替代品，以水做为树脂的溶剂，没有溶剂挥发带来的有毒问题。其中，以水性丙烯酸树脂和水性环氧树脂为典型，在涂料、油漆、防水材料、水泥砂浆、胶黏剂以及玻璃纤维浸润剂等领域有广泛的应用。随着越来越多对水性树脂的研究，水性树脂的稳定性、使用性以及其制品的力学性能都有很大程度的提升，相信在不久的将来，将全面替代传统油性树脂，成为树脂行业的新宠。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，针对现有人造石英石原材料设计采用油性树脂和有机溶剂，有机溶剂大都具有强烈的挥发性，而且大部分挥发物质对人体和环境有害问题，且油性树脂采用有机溶剂，粘度一般偏高，在使用过程中的可操作性和工艺性受到限制。本发明提供一种新型人造石英石及其制备方法，这种新型人造石英石原材料设计采用水性树脂和水作溶剂，能很好的解决因为挥发问题导致的环境污染以及使用过程中的工艺性和可操作性。

本发明的技术方案：一种人造石英石，主要由树脂、固化剂、偶联剂、色浆、石英砂和石英粉制成，其特征在于，采用人造石英石行业可以使用的现有水性树脂代替现行油性树脂，所述的水性树脂是以水代替有机溶剂作为分散介质的水性丙烯酸树脂或水性环氧树脂类热固性树脂。

本发明的一种人造石英石，按质量组成，由下述主要原材料制成，水性树脂3-10%，对应的固化剂为水性树脂用量的5-200%，石英砂及玻璃砂和镜玻砂55-65%，粒度为4-140目数，石英粉25-35%，石英粉中粒度325目占60%以上，余为小于325目细粉，偶联剂用量占石英砂、玻璃砂、镜玻砂和石英粉总质量的0.05%-0.2%，色浆1%。

其中所述的偶联剂为有机硅烷类偶联剂。更具体为KH-570等。

所述的固化剂为多元胺类或酸酐类固化剂；所述的多元胺类固化剂包括：乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、二乙氨基丙胺或盖脘二胺；所述的酸酐类固化剂包括：邻苯二甲酸酐、四氢邻苯二甲酸酐、六氢邻苯二甲酸酐、顺丁烯二酸酐、脂环族酸酐或含卤酸酐。

本发明的人造石英石的制备方法，其制备人造石英石板材步骤如下：

a、按质量百分比取原材料，水性树脂3-10%，对应的固化剂为树脂用量的5-200%，4-140目的石英砂及玻璃砂和镜玻砂55-65%（石英砂及玻璃砂和镜玻砂三者比例不受限制），石英粉25-35%，石英粉中粒度325目占60%以上，余为小于325目细粉，偶联剂用量占石英砂、玻璃砂、镜玻砂和石英粉总质量的0.05%-0.2%，色浆1%；

b、将a中所述的原材料按下述顺序混合，在水性树脂体系中，加入固化剂、色浆及偶联剂后，用分散机分散均匀，再与事先搅拌均匀的石英砂及玻璃砂和镜玻砂混合，搅拌均匀，再加入石英粉，充分搅拌均匀，成为一种具有粘性的半干混合料；

c、将上述半干混合料在模板上铺覆均匀，送入真空制动成型压机，抽真空至真空度达到-0.08MPa—-0.1MPa，开启压机压制，对板材进行振动压制成型，振动频率在10-60Hz，压制2-6分钟后，板材即可成型；

d、将上述板材送入烘箱中或常温放置，进行加热或常温固化，待板材固化完全后，常温堆放24小时以上，进行后固化，后固化完全后，即进行定厚，抛光，得到表面光泽度在60以上的各种规格厚度的人造石英石制品。

本发明中，水性树脂体系在固化之前能与水以任意比例互溶，在固化的过程中发生交联固化，其实质是该体系在固化过程中成分或结构发生变化，体系内亲水性官能团消失或其极性大大降低，从而固化成为不溶于水的物质。

本发明中，水性树脂体系的交联固化方式分为自交联和外加交联剂两种。所述自交联固化，只需加热，有时需在微量催化剂存在下，加热到一定温度，经过一定时间，在脱水、脱氨（胺）的基础上，树脂本身的侧链活性基团之间发生反应，形成高度交联的网状结构。外加交联剂固化方式，树脂体系自身不具备互相发生交联反应的能力，必须添加另一种化合物来与树脂进行交联反应，该类化合物称为交联剂。更具体的，如甲基丙烯酸、甲基丙烯酸羟乙酯等。

本发明中，所述的外加交联剂，是至少有两官能团的物质，更进一步的，且依据树脂体系不同的侧链活性基团，具有不同的反应方式，要求不同的反应条件，固化后生成不同的化学结构，因此具备不同的反应特点。

本发明的有益技术效果为：由水和传统热固性树脂通过适当的方法混合制成溶液，以水作为溶剂取代传统的有机溶剂，从本质上解决了有机溶剂的挥发对环境造成的伤害，同时，以水作为溶剂能够很好的降低树脂体系的粘度，提高其工艺性，特殊的，运用在人造石英石行业，能很好解决树脂对石英砂颗粒的浸润性问题，降低树脂用量，使树脂基体与颗粒粉料结合的更紧密，达到理想的界面包覆效果，从而从本质上提高人造石英石制品的力学性能。具体实施方式

下面通过实施例进一步说明本发明效果。

实施例1

以广州黑马化工公司生产的BH-644水性环氧乳液为例，具体配方及生产方式如下：

原材料：水性环氧树脂（BH-644），水性环氧固化剂（BH-560），偶联剂(KH-570)，色浆（钛白粉），各种目数的石英砂，400目石英粉等;具体配方见下表：

材料	水性环氧	固化剂	偶联剂	色浆	石英砂	石英粉	合计
								重量(g)	130	115	2.8	6	1400	700	2353.8
百分比(％)	5.52	4.89	0.12	0.25	59.48	29.74	100

石英砂目数	4-6	6-8	8-16	10-20	20-40	40-70	70-140
								质量(g)	245	95	95	150	245	400	170

生产工艺：

将水性树脂与水性环氧固化剂和偶联剂以及钛白粉依次加入到搅拌桶中，开启分散机将其搅拌均匀后，与事先搅拌均匀的石英砂及玻璃砂和镜玻砂混合，搅拌均匀，再加入石英粉，在搅拌均匀后，将上述混合料放入模板中铺覆均匀，送入真空振动成型压机，经抽真空后，振动压制成型，送入烘箱或常温固化后，经定厚抛光即可成为人造石英石板材。

生产过程中，水性环氧乳液具有极好的流动性和浸润性，其5.5%的用量也比传统油性不饱和聚酯树脂低了将近5个百分点，过程中无挥发性的刺激性气味，有效的解决了油性树脂溶剂如苯乙烯等的挥发问题，同时由于其良好的流动性，使得板材在更短的时间内即可压制成型，提高了效率。制品的力学性能表征如下：弯曲强度达到20MPa以上，弹性模量达到10GPa以上，能够满足柜体和地面的装饰的力学强度要求。

实施例2

以广州黑马化工公司生产的BH-644水性环氧乳液为例，具体配方及生产方式如下：

原材料：水性环氧树脂（BH-644），水性环氧固化剂（BH-560），偶联剂(KH-570)，色浆（钛白粉），各种目数的石英砂、玻璃砂和镜玻砂，400目石英粉等;具体配方见下表：

材料	水性环氧	固化剂	偶联剂	色浆	各种砂	石英粉	合计
								重量(g)	120	120	2.4	10	1350	650	2252.4
百分比(％)	5.33	5.33	0.11	0.44	59.94	28.86	100

石英砂目数	16-26	20-40	40-70	70-140
					质量(g)	130	210	270	130

玻璃砂目数	6-8	8-16	16-30
				质量(g)	170	200	120

镜玻砂目数	8-16	16-30
			质量(g)	90	30

生产工艺：

将水性树脂与水性环氧固化剂和偶联剂以及钛白粉依次加入到搅拌桶中，开启分散机将其搅拌均匀后，将其倒搅拌缸中，再与事先搅拌均匀的一定配比的各种砂混合，充分搅拌均匀，后加入石英粉，再次搅拌均匀即成为一种半干料，通过模具布料后，经过抽真空及振动压制成型，常温（或加热）固化后，经过定厚，抛光制成人造石英石制品。

生产过程中，水性环氧乳液具有极好的流动性和浸润性，其5.33%的用量也比传统油性不饱和聚酯树脂低了将近5个百分点，过程中无挥发性的刺激性气味，有效的解决了油性树脂溶剂如苯乙烯等的挥发问题，同时由于其良好的流动性，使得板材在更短的时间内即可压制成型，提高了效率。制品的力学性能表征如下：弯曲强度达到24MPa以上，弹性模量达到9GPa以上，能够满足柜体和地面的装饰的力学强度要求。

以上所述内容仅为本发明构思下的基本说明，而依据本发明的技术方案所做的任何变换，均属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种人造石英石，主要由树脂、固化剂、偶联剂、色浆、石英砂、玻璃砂、镜玻砂和石英粉制成，其特征在于，采用人造石英石行业可以使用的现有水性树脂代替现行油性树脂，所述的水性树脂是以水代替有机溶剂作为分散介质的水性丙烯酸树脂或水性环氧树脂类热固性树脂，按质量组成，由下述主要原材料制成，水性树脂3-10%，对应的固化剂为水性树脂用量的5-200%，石英砂及玻璃砂和镜玻砂55-65%，粒度为4-140目数，石英粉25-35%，石英粉中粒度325目占60%以上，余为小于325目细粉，偶联剂用量占石英砂、玻璃砂、镜玻砂和石英粉总质量的0.05%-0.2%，色浆1%，所述的固化剂为多元胺类或酸酐类固化剂；所述的多元胺类固化剂包括：乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、二乙氨基丙胺或盖脘二胺；所述的酸酐类固化剂包括：邻苯二甲酸酐、四氢邻苯二甲酸酐、六氢邻苯二甲酸酐、顺丁烯二酸酐、脂环族酸酐或含卤酸酐，其制备方法步骤如下：

a、按质量百分比取原材料，水性树脂3-10%，对应的固化剂为树脂用量的5-200%，4-140目的石英砂及玻璃砂和镜玻砂55-65%，石英粉25-35%，石英粉中粒度325目占60%以上，余为小于325目细粉，偶联剂用量占石英砂、玻璃砂、镜玻砂和石英粉总质量的0.05%-0.2%，色浆1%；

b、将a中所述的原材料按下述顺序混合， 在水性树脂体系中，加入固化剂、色浆及偶联剂后，用分散机分散均匀，再与事先搅拌均匀的石英砂及玻璃砂和镜玻砂混合，搅拌均匀，再加入石英粉，充分搅拌均匀，成为一种具有粘性的半干混合料；

c、将上述半干混合料在模板上铺覆均匀，送入真空振动成型压机，抽真空至真空度达到-0.08MPa—-0.1MPa，开启压机压制，对板材进行振动压制成型，振动频率在10-60Hz，压制2-6分钟后，板材即可成型；

d、将上述板材送入烘箱中或常温放置，进行加热或常温固化，待板材固化完全后，常温堆放24小时以上，进行后固化，后固化完全后，即进行定厚，抛光，得到表面光泽度在60以上的各种规格厚度的人造石英石制品。

2.根据权利要求1所述的一种人造石英石，其特征在于：所述的偶联剂为有机硅烷类偶联剂。

3.根据权利要求2所述的一种人造石英石，其特征在于：所述的偶联剂为KH-570。

4.权利要求1所述的一种人造石英石的制备方法，其特征在于：制备人造石英石板材步骤如下：

a、按质量百分比取原材料，水性树脂3-10%，对应的固化剂为树脂用量的5-200%，4-140目的石英砂及玻璃砂和镜玻砂55-65%，石英粉25-35%，石英粉中粒度325目占60%以上，余为小于325目细粉，偶联剂用量占石英砂、玻璃砂、镜玻砂和石英粉总质量的0.05%-0.2%，色浆1%；

b、将a中所述的原材料按下述顺序混合， 在水性树脂体系中，加入固化剂、色浆及偶联剂后，用分散机分散均匀，再与事先搅拌均匀的石英砂及玻璃砂和镜玻砂混合，搅拌均匀，再加入石英粉，充分搅拌均匀，成为一种具有粘性的半干混合料；

c、将上述半干混合料在模板上铺覆均匀，送入真空振动成型压机，抽真空至真空度达到-0.08MPa—-0.1MPa，开启压机压制，对板材进行振动压制成型，振动频率在10-60Hz，压制2-6分钟后，板材即可成型；

d、将上述板材送入烘箱中或常温放置，进行加热或常温固化，待板材固化完全后，常温堆放24小时以上，进行后固化，后固化完全后，即进行定厚，抛光，得到表面光泽度在60以上的各种规格厚度的人造石英石制品。