CN103739235A - 一种抗裂石英石板材及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种抗裂石英石板材及其制造方法，其含有热固性树脂晶须硅、硅微粉、石英粉料、色浆、填料、纳米改性助剂、偶联剂、增塑剂及高温固化剂。本发明所制得的石英石板材对外力和内应力的承受范围和形变适应范围广，大大提升了板材的冲击韧性，从而大大降低产品的开裂几率，可用于制作台面、墙面产品。
Description
技术领域
本发明涉及石英石板材技术领域，尤其涉及抗裂石英石板材技术领域。
背景技术
在中国飞速发展的家居业，石英石材作为一种新型高分子复合材料，除了作为橱柜行业的配套产品外，在整个行业应用日趋广泛。专家表示，石英石是不饱和聚酯树脂重要应用领域。石英石的板材被广泛用于橱柜台面、卫生间台面、餐桌台面、医院台面和实验室台面等。
石英石由90%以上的天然石英和10%左右的色料、树脂和其它调节粘接、固化等的添加剂组成，是经过负压真空、高频振动成型，加温固化（温度高低是根据固化剂的种类而定的生产方法加工而成的板材。其质地坚硬（莫氏硬度5-7）、结构致密（密度2.3-2.5g/立方厘米）具有其他装饰材料无法比拟的耐磨、耐压、耐高温、抗腐蚀、防渗透等特性。但是也由于其配方材料和加工工艺决定其材料质感接近石头，属于脆性高分子复合材料，因此很容易在加工使用过程中，由于一些不当外力和冷热内应力原因导致其开裂，影响其持续使用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种抗裂的石英石板材，可用于解决石英石板材的脆性，最终解决石英石台面易开裂的问题。
为了解决上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种抗裂石英石板材，其特征在于含有如下重量百分比的配料：
石英粉料是指石英砂和石英粉的混合料。
具体来说，所述热固性树脂为己二酸型不饱和聚酯树脂、接枝改性环氧树脂／不饱和聚酯、马来酸酐改性接枝改性型不饱和树脂、端羧基丁晴橡胶改性环氧树 脂中的一种或者两种以上的共混。接枝改性环氧树脂／不饱和聚酯是指采用环氧树脂接枝改性所修饰的不饱和聚酯。
所述填料为玻璃颗粒、天然石材颗粒、陶瓷颗粒中的一种或者几种。
所述纳米改性助剂为纳米硅分散剂、超支化分散剂、纳米二氧化硅分散剂中的一种或者几种。
所述偶联剂为硅烷偶联剂、铝酸酯偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝钛复合偶联剂中的一种或者几种。
所述增塑剂为甘油三醋酸酯、环氧四氢邻苯二甲酸二辛酯、五氯硬脂酸甲酯、马来酸二辛酯中的一种或者几种。
所述晶须硅的粒径型号为800目、1250目、3000目、5000目中的一种或者几种；所述硅微粉的粒径型号为325目、400目、800目、1250目中的一种或者几种。
所述普通石英材料优选含量为55～60%。
所述其它填料优选含量为16～20%；热固树脂优选含量为8～12%；晶须硅优选含量为5～8%；硅微粉优选含量为5～8%。
本发明的另一目的于提供上述抗裂石英石板材的制造方法。
为了实现上述目的本发明采用了下述抗裂石英石板材的制造方法，其包括以下步骤：
（1）先按质量比将普通石英粉料、晶须硅、硅微粉和填料倒入粉料高速搅拌机里搅拌；
（2）将纳米改性助剂和偶联剂混合后加入粉料高速搅拌机中，高速搅拌改性分散10-60min；
（3）将热固性树脂、增塑剂、色浆和高温固化剂加入液体搅拌机中充分搅拌制得混合液，在步骤（2）的高速搅拌改性分散完毕后，将混合液加入粉料高速搅拌机中，共混搅拌，而后将共混料加入框型模具，将共混料布平后，将模具送入石英石生产制造轨道线，真空压制。
所述步骤（1）中粉料高速搅拌机的搅拌速率为100-600r/min。
步骤（3）中液体搅拌机中的搅拌速率为100-1000r/min搅拌2-10min。粉料高速搅拌机中共混搅拌的速率为50-500r/min共混搅拌5-20min。
本发明选用收缩率小，断裂伸长率大的热固性树脂作为胶黏剂，采用微针状、类球状结构的石英粉作为填料，并提高纳米改性助剂改性这类石英粉料表面极性，使其无机有机两相的分散性和界面相容性大大提高，表面密布有机锚固基团，能更好的分散于不饱和聚酯树脂中，这样聚合形成的有机无机交联网状结构更牢固、更稳定，对外力和内应力的承受范围和形变适应范围更大，其断裂方式也发生了变化，由脆性断裂转化为韧性断裂，使其板材的冲击韧性大大提升，从而大大降低产品的开裂几率。
采用抗裂石英石板材合格检测方法检测所制得石英石板材的抗裂性能：
1、落球试验机：用1000g钢球从2000mm高度中心落下冲击样块，经过10次冲击后，样块不破损。（普通石英石标准为：用450g钢球从1200mm高度落下冲击样块，若该样块在第一次被冲击时不碎裂则判定该样块为合格产品。）
2、水平下落：将250mm×250mm×15mm石英石样块从1500mm高度水平落于水泥水平地面上，经过3次如此抛摔后，样块不破损；（普通石英石标准：将250mm×250mm×15mm石英石样块从400mm高度水平落于水泥水平地面上；若该样块在第一次落地时不碎裂，则判定该样块为合格产品。）
本发明抗裂石英石板材可应用作为建筑装饰材料，主要用于制作台面、墙面产品。
具体实施方式
实施例1
以下为制备本发明抗裂石英石板材的主要工艺步骤：
（1）按质量比将60份普通石英粉料、5份晶须硅800目、5份硅微粉325目和18份玻璃颗粒倒入粉料高速搅拌机里，开启搅拌机，搅拌速率为300r/min。
（2）将0.5份的纳米硅分散剂和0.2份的硅烷偶联剂（KH550）混合后加粉料高速搅拌机中，高速搅拌改性分散30min。
（3）期间将10份的端羧基丁晴橡胶（CTBN）改性环氧树脂、0.2份的环氧四氢邻苯二甲酸二辛酯、1份色浆和0.1份高温固化剂（OT）分别倒入液体搅拌机中，以100r/min的速度搅拌3min得到树脂混合液。待步骤（2）的粉料改性分散完毕后，将混合好的树脂混合液加入粉料高速搅拌机中，搅拌速率为 200r/min共混搅拌10min，而后下共混料入框型模具，将料布平后，将模具送入石英石生产制造轨道线，真空压制，高温固化定型后水磨抛光，板材检验合格后喷码包装入仓。
板材检验结果：
1、落球试验机：用1000g钢球从2000mm高度中心落下冲击样块，经过52次冲击后样块开裂。（普通石英石标准：用450g钢球从1200mm高度落下冲击样块，若该样块在第一次被冲击时不碎裂，则判定该样块为合格产品。）
2、水平下落：将250mm×250mm×15mm石英石样块从1500mm高度水平落于水泥水平地面上，经过13次如此反复抛摔后开裂；（普通石英石标准：将250mm×250mm×15mm石英石样块从400mm高度水平落于水泥水平地面上；若该样块在第一次落地时不碎裂，则判定该样块为合格产品。）
实施例2
以下为制备本发明抗裂石英石板材的主要工艺步骤：
（1）先按质量比将55份普通石英粉料、7份晶须硅800目、8份硅微粉800目和玻璃颗粒、天然石材颗粒、陶瓷颗粒的混合料共18份倒入粉料高速搅拌机里，开启搅拌机，搅拌速率为300r/min。
（2）将0.4份的含有给米硅及胶体分散剂的纳米硅分散剂（型号：MJ511）和0.3份的硅烷偶联剂（KH570）混合后加入粉料高速搅拌机中，高速搅拌改性分散30min。
（3）期间将5份的端羧基丁晴橡胶（CTBN）改性环氧树脂和5份己二酸型不饱和聚酯树脂的混合树脂、0.2份的马来酸二辛酯、1份色浆和0.1份高温固化剂（OT）用液体搅拌机中100r/min搅拌3min制得混合液。在经过步骤（2）的粉料改性分散后，将混合液加入粉料高速搅拌机中，搅拌速率为200r/min共混搅拌10min，而后下共混料入框型模具，将料布平后，将模具送入石英石生产制造轨道线，真空压制，高温固化定型后水磨抛光，板材检验合格后喷码包装入仓。
板材检验结果：
1、落球试验机：用1000g钢球从2000mm高度中心落下冲击样块，经过32次冲击后样块开裂。（普通石英石标准：用450g钢球从1200mm高度落下冲 击样块，若该样块在第一次被冲击时不碎裂，则判定该样块为合格产品。）
2、水平下落：将250mm×250mm×15mm石英石样块从1500mm高度水平落于水泥水平地面上，经过11次如此反复抛摔后开裂；（普通石英石标准：将250mm×250mm×15mm石英石样块从400mm高度水平落于水泥水平地面上；若该样块在第一次落地时不碎裂，则判定该样块为合格产品。）
实施例3
以下为制备本发明抗裂石英石板材的主要工艺步骤：
(1)按质量比将57份普通石英粉料、7份晶须硅1250目、6份硅微粉800目和玻璃颗粒和天然石材颗粒的混合料共18份倒入粉料高速搅拌机里，开启搅拌机，搅拌速率为300r/min。
（2）将0.2份的超支化分散剂(HP-g-MPEG)和0.5份的铝酸酯偶联剂混合后加粉料高速搅拌机中，高速搅拌改性分散30min。
（3）期间将3份的端羧基丁晴橡胶（CTBN）改性环氧树脂和7份马来酸酐改性接枝改性型不饱和树脂的混合树脂、0.2份的马来酸二辛酯、1份色浆和0.1份高温固化剂（OT）加入（分别倒入）液体搅拌机中100r/min搅拌3min得到树脂混合液。步骤（2）粉料改性分散完毕后，将混合好的树脂混合液加入粉料高速搅拌机中，搅拌速率为200r/min共混搅拌10min，而后下共混料入框型模具，将料布平后，将模具送入石英石生产制造轨道线，真空压制，高温固化定型后水磨抛光，板材检验合格后喷码包装入仓。
板材检验结果：
1、落球试验机：250mm×250mm×15mm石英石样块水平实放，1000g钢球2000mm高度中心落下37次后开裂；（普通石英石标准450g钢球1200mm一次不裂即为合格。）→用1000g钢球从2000mm高度中心落下冲击样块，经过37次冲击后样块开裂。（普通石英石标准：用450g钢球从1200mm高度落下冲击样块，若该样块在第一次被冲击时不碎裂，则判定该样块为合格产品。）
2、水平下落：250mm×250mm×15mm石英石样块1500mm水平落于水泥水平地面，16次后裂开；（普通石英石400mm一次不裂即为合格。）→水平下落：将250mm×250mm×15mm石英石样块从1500mm高度水平落 于水泥水平地面上，经过16次如此反复抛摔后开裂；（普通石英石标准：将250mm×250mm×15mm石英石样块从400mm高度水平落于水泥水平地面上；若该样块在第一次落地时不碎裂，则判定该样块为合格产品）。
Claims (10)
1.一种抗裂石英石板材，其特征在于含有如下重量百分比的配料：
2.根据权利要求1所述的抗裂石英石板材，其特征在于：所述热固性树脂为己二酸型不饱和聚酯树脂、接枝改性环氧改性/不饱和聚酯、马来酸酐改性接枝改性型不饱和树脂、端羧基丁晴橡胶改性环氧树脂中的一种或者两种以上的共混。
3.根据权利要求1所述的抗裂石英石板材，其特征在于：所述填料为玻璃颗粒、天然石材颗粒、陶瓷颗粒中的一种或者几种。
4.根据权利要求1所述的抗裂石英石板材，其特征在于：所述纳米改性助剂为纳米硅分散剂、超支化分散剂、纳米二氧化硅分散剂中的一种或者几种。
5.根据权利要求1所述的抗裂石英石板材，其特征在于：所述偶联剂为硅烷偶联剂、铝酸酯偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝钛复合偶联剂中的一种或者几种。
6.根据权利要求1所述的抗裂石英石板材，其特征在于：所述增塑剂为甘油三醋酸酯、环氧四氢邻苯二甲酸二辛酯、五氯硬脂酸甲酯、马来酸二辛酯中的一种或者几种。
7.根据权利要求1所述的抗裂石英石板材，其特征在于：所述晶须硅的粒径型号为800目、1250目、3000目、5000目中的一种或者几种；所述硅微粉的粒径型号为325目、400目、800目、1250目中的一种或者几种。
8.根据权利要求1所述的抗裂石英石板材，其特征在于：所述普通石英材料优选含量为55～60%。
9.根据权利要求8所述的抗裂石英石板材，其特征在于：所述其它填料优选含量为16～20%；热固树脂优选含量为8～12%；晶须硅优选含量为5～8%；硅微粉优选含量为5～8%。
10.权利要求1～9任一所述的抗裂石英石板材的制造方法，其包括以下步骤：
（1）先按质量比将普通石英粉料、晶须硅、硅微粉和填料倒入粉料高速搅拌机里搅拌；
（2）将纳米改性助剂和偶联剂混合后加入粉料高速搅拌机中，高速搅拌改性分散10-60min；
（3）将热固性树脂、增塑剂、色浆和高温固化剂加入液体搅拌机中充分搅拌制得混合液，在步骤（2）的高速搅拌改性分散完毕后，将该混合液加入粉料高速搅拌机中，共混搅拌，而后将共混料加入框型模具，将共混料布平后，将模具送入石英石生产制造轨道线，真空压制。
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