CN104310862B - 用于地面铺装的人造石英石板材及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于地面铺装的人造石英石板材及其制备方法，属于人造石英石生产领域。本发明的人造石英石板材以有机硅类树脂预聚体、无机硅类填料为主要材料，经过振动、固化成型得到。与现有技术相比，本发明的用于地面铺装的人造石英石板材在固化及使用过程中均不会出现翘曲现象，而且具有良好的耐老化、耐化学药品性能，以及较高的抗折强度、抗压强度，具有很好的推广应用价值。

Description

用于地面铺装的人造石英石板材及其制备方法

技术领域

本发明涉及人造石英石生产领域，具体地说是一种用于地面铺装的人造石英石板材。

背景技术

人造石英石以其亮丽的外观，优良的抗刮、耐脏性能被广泛应用于厨房、灶台、窗台等方面的装饰装修中。现有技术的人造石英石制品一般是由不饱和聚酯与石英砂填料构成，虽然工艺成熟，但是不饱合聚酯树脂在潮湿的环境下吸水率比较高，易发生变形，导致人造石英石板材用于地面装修时经常在潮湿及外力的作用下发生翘曲现象。

发明内容

本发明的技术任务是针对上述现有技术的不足，提供一种用于地面铺装的人造石英石板材。

本发明的技术任务是按以下方式实现的：用于地面铺装的人造石英石板材，主要由以下重量配比的原料压制成型：

有机硅类树脂预聚体5-30份；

无机硅类填料55-80份；

助剂12-35份。

各原料的重量配比优选为：

有机硅类树脂预聚体10-20份；

无机硅类填料60-70份；

助剂15-25份。

所述有机硅类树脂预聚体可以是现有技术中任意一种有机硅类树脂预聚体，但为了达到最好的抗水、防湿效果，优选为甲基乙氧基硅烷预聚体（式Ⅰ）、甲基苯基硅树脂预聚体（式Ⅱ）或含环氧基的缩合型硅树脂预聚体（式Ⅲ）中的一种物质或者两种以上物质的混合物。

所述无机硅类填料可以是现有技术中任意一种用于人造石英石生产的无机硅类填料，优选由颗粒填料和粉末填料组成，颗粒填料的重量百分比为10-40%，粉末填料的重量百分比为：60-90%，所述颗粒填料为粒径大小为4-70目的玻璃颗粒和/或石英砂颗粒；所述粉末填料为粒径大小为70-1800目的石英粉和/或空心玻璃微珠。

所述助剂包括有机稀释剂、增韧剂、固化剂、偶联剂及防老剂，有机稀释剂、增韧剂、固化剂、偶联剂、防老剂的重量比为（10-22）:（0.5-3）:（0.1-2.5）:（0.4-3）:（0.05-1.2）。

有机稀释剂、增韧剂、固化剂、偶联剂、防老剂优选的重量比为（12-17）:（1-1.7）:（0.7-1.5）:（1.5-2）:（0.1-0.8）。

所述有机稀释剂可以是现有人造石英石生产领域任意一种有机稀释剂，优选为乙酸乙酯、二甲苯或甲苯中的一种物质或者两种以上物质的混合物。

所述增韧剂优选为邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯或聚乙二醇400中的一种物质或者两种以上物质的混合物。

所述固化剂可以是现有人造石英石生产领域任意一种固化剂，优选为环烷酸铅、环烷酸铁、含硼的聚甲基苯基硅氮、顺丁二烯二酸酐、三乙胺中的一种物质或者两种以上物质的混合物。

所述偶联剂优选为N―β―(氨乙基)―γ―氨丙基甲基二甲氧基硅烷偶联剂、双―（γ―三乙氧基硅丙基）―四硫化物和γ―氨丙基甲基二乙氧基硅烷中的一种物质或者两种以上物质的混合物。

所述防老剂优选为四[甲基-β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸酯]季戊四醇酯、N,N-二(β-萘基)对苯二胺、苯乙烯苯酚或癸二酸双2，2，6，6-四甲基哌啶醇酯中的一种物质或者两种以上物质的混合物。

所述助剂中还可以包括色料，用于调整板材的颜色，如现有技术中任意一种色粉和/或色浆。

可采用现有技术中人造石英石的生产方法制备上述板材，但为了达到最好的生产效果，优选以下制备方法：

（1）按照重量配比称取所有原料，混合均匀后平铺在模具中进行真空振动，所述真空度为-0.08—-0.1Mpa，振动频率为30HZ-50HZ，振动时间为3-5min；

（2）真空压制脱气，采用中温固化成型，所述中温固化成型的温度为110-120℃，时间为60-80分钟；

（3）最后使用磨头对板材表面进行砂光处理即可得到成品，所述的磨头为80目-1800目。

步骤（1）中各原料的混合优选以下方式完成：

首先，依次加入有机硅类树脂预聚体、有机稀释剂、偶联剂、增韧剂、防老剂（及色料）进行搅拌混合4min-10min，然后加入固化剂混合均匀，最后再与无机硅类填料搅拌混合2min-5min。

本发明的用于地面铺装的人造石英石板材与现有技术相比具有以下突出的有益效果：

（一）利用有机硅类树脂预聚体代替不饱和聚酯树脂，能够使人造石英石板材具有抗水、防潮的功能，使该板材用于地面铺装时不会出现翘曲的现象，拓展了人造石英石板材成品的应用领域；

（二）合理的无机硅类填料设计，即提高了板材的硬度与强度，又可以模仿天然石材，降低生产成本；

（三）以增韧剂具有柔性链的特点，有效地增加了板材的抗冲击、抗折等力学性能；

（四）将具有较长的分子链的硅烷偶联剂应用于人造石英石板材生产中，一是对无机硅填料的表面进行改性，使有机硅树脂能够附着在无机硅填料上，增强树脂对无机粉料的黏结强度，二是通过其较长的分子链段对树脂进一步增韧，增加了有机材料的力学性能；

（五）将防老剂应用在人造石英石板材中，使之能够应用在户外暴晒的环境中，扩展了人造石英石板材的应用范围；

（六）各助剂与有机硅类树脂预聚体、无机硅类填料配合，能够大幅度提高板材的耐老化、耐化学药品性能、抗折强度、抗压强度、抗冲击性能以及莫氏硬度。

具体实施方式

以具体实施例对本发明的用于地面铺装的人造石英石板材作以下详细地说明。

如无特别说明，下述所用各成分的含量为重量百分比含量。

实施例1

配方：

有机硅类树脂预聚体14.8Kg、有机稀释剂13Kg、增韧剂1.5Kg、固化剂1Kg、偶联剂1.5Kg、防老剂0.8Kg、色料1.1Kg和无机硅类填料66.3Kg。

其中，有机硅类树脂预聚体由以下重量百分比的成分组成：甲基乙氧基硅烷预聚体35%、甲基苯基硅树脂预聚体16%、含环氧基的缩合型硅树脂预聚体49%；

有机稀释剂由以下重量百分比的成分组成：甲苯20%、二甲苯25%、乙酸乙酯55%；

增韧剂由以下重量百分比的成分组成：邻苯二甲酸二丁酯24%、邻苯二甲酸二辛酯33%、聚乙二醇40043%；

固化剂由以下重量百分比的成分组成：环烷酸铅12%、环烷酸铁13%、含硼的聚甲基苯基硅氮30%、顺丁二烯二酸酐33%、三乙胺22%；

偶联剂由以下重量百分比的成分组成：N―β―(氨乙基)―γ―氨丙基甲基二甲氧基硅烷偶联剂40%、双―（γ―三乙氧基硅丙基）―四硫化物37%和γ―氨丙基甲基二乙氧基硅烷23%；

防老剂由以下重量百分比的成分组成：四[甲基-β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸酯]季戊四醇酯15%、N,N-二(β-萘基)对苯二胺20%、苯乙烯苯酚40%、癸二酸双2，2，6，6-四甲基哌啶醇酯25%；

色料由30%的色粉和70%的色浆组成；

无机硅类填料由以下重量百分比的成分组成：重量百分比为25%的颗粒填料和重量百分比为75%的粉末填料组成，颗粒填料为粒径大小均为8-26目的玻璃颗粒和石英石颗粒，玻璃颗粒和石英石颗粒的重量份数比为1:3；粉末填料为粒径大小为325目的石英砂粉和空心玻璃微珠，石英砂粉和空心玻璃微珠的重量份数比为3:2。

制备步骤：

1）按照重量百分比称取所有原料，依次加入有机硅类树脂预聚体、有机稀释剂、偶联剂、增韧剂、防老剂、色料进行搅拌混合，所述搅拌时间为7min，搅拌速度为1000r/min，而后再加入固化剂混合均匀，倒入特制的搅拌缸中与无机硅类填料搅拌混合，所述搅拌时间为4min，混合均匀后平铺在模具后进行真空振动，所述真空度为-0.08Mpa，振动频率为40HZ，振动时间为5min；

（2）真空压制脱气，采用中温固化成型，所述中温固化成型的温度为110℃，时间为65分钟；

（3）最后使用磨头对板材表面进行砂光处理即可得到成品，所述的磨头依次为80目、160目、300目、600目、800目、1200目、1800目。

实施例2

配方：

有机硅类树脂预聚体13.5Kg、有机稀释剂15Kg、增韧剂1.2Kg、固化剂1.3Kg、偶联剂1.5Kg、防老剂0.4Kg、色料0.9Kg和无机硅类填料66.2Kg。

有机硅类树脂预聚体为含环氧基的缩合型硅树脂预聚体；

有机稀释剂为乙酸乙酯；

增韧剂为邻苯二甲酸二辛酯；

固化剂由以下重量百分比的成分组成：顺丁二烯二酸酐68%、三乙胺32%；

偶联剂由以下重量百分比的成分组成：N―β―(氨乙基)―γ―氨丙基甲基二甲氧基硅烷偶联剂33%、双―（γ―三乙氧基硅丙基）―四硫化物38%和γ―氨丙基甲基二乙氧基硅烷29%；

防老剂由以下重量百分比的成分组成：N,N-二(β-萘基)对苯二胺35%、苯乙烯苯酚45%、癸二酸双2，2，6，6-四甲基哌啶醇酯20%；

色料为色浆；

无机硅类填料由重量百分比为36%的颗粒填料和重量百分比为64%的粉末填料组成；颗粒填料粒径大小为4-6目的玻璃颗粒和石英石颗粒（其中，玻璃颗粒和石英石颗粒分别占颗粒填料总重量的38%和62%）；粉末填料为粒径大小为300目的空心玻璃微珠。

制备步骤：

1）按照重量百分比称取所有原料，依次加入有机硅类树脂预聚体、有机稀释剂、偶联剂、增韧剂、防老剂、色料进行搅拌混合，所述搅拌时间为9min，搅拌速度为1100r/min，而后再加入固化剂混合均匀，倒入特制的搅拌缸中与无机硅类填料搅拌混合，所述搅拌时间为3min，混合均匀后平铺在模具后进行真空振动，所述真空度为-0.09Mpa，振动频率为50HZ，振动时间为5min；

（2）真空压制脱气，采用中温固化成型，所述中温固化成型的温度为120℃，时间为75分钟；

（3）最后使用磨头对板材表面进行砂光处理即可得到成品，所述的磨头依次为160目、300目、480目、600目、800目、1200目、1600目。

实施例3

配方：

有机硅类树脂预聚体13.4Kg、有机稀释剂17Kg、增韧剂1Kg、固化剂0.8Kg、偶联剂1.7Kg、防老剂0.2Kg、色料1.6Kg、无机硅类填料64.3Kg。

其中，有机硅类树脂预聚体由以下重量百分比的成分组成：甲基苯基硅树脂预聚体39%、含环氧基的缩合型硅树脂预聚体61%；

有机稀释剂由以下重量百分比的成分组成：甲苯30%、二甲苯70%；

增韧剂由以下重量百分比的成分组成：邻苯二甲酸二丁酯53%、聚乙二醇40047%；

固化剂由以下重量百分比的成分组成：环烷酸铅25%、含硼的聚甲基苯基硅氮40%、顺丁二烯二酸酐35%；

偶联剂由以下重量百分比的成分组成：N―β―(氨乙基)―γ―氨丙基甲基二甲氧基硅烷偶联剂35%、双―（γ―三乙氧基硅丙基）―四硫化物45%和γ―氨丙基甲基二乙氧基硅烷20%；

防老剂由以下重量百分比的成分组成：四[甲基-β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸酯]季戊四醇酯10%、N,N-二(β-萘基)对苯二胺25%、苯乙烯苯酚23%、癸二酸双2，2，6，6-四甲基哌啶醇酯42%；

色料由10%的色粉和90%的色浆组成；

无机硅类填料由以下重量百分比的成分组成：重量百分比为32%的颗粒填料和重量百分比为68%的粉末填料组成，颗粒填料为粒径大小均为8-16目的玻璃颗粒和石英石颗粒，玻璃颗粒和石英石颗粒的重量份数比为5:7；粉末填料为粒径大小为325目的石英砂粉和800目空心玻璃微珠，石英砂粉和空心玻璃微珠重量份数比为3:2。

制备步骤：

（1）按照重量百分比称取所有原料，依次加入有机硅类树脂预聚体、有机稀释剂、偶联剂、增韧剂、防老剂、色料进行搅拌混合，所述搅拌时间为9min，搅拌速度为1200r/min，而后再加入固化剂混合均匀，倒入特制的搅拌缸中与无机硅类填料搅拌混合，所述搅拌时间为4min，混合均匀后平铺在模具后进行真空振动，所述真空度为-0.1Mpa，振动频率为50HZ，振动时间为5min；

（2）真空压制脱气，采用中温固化成型，所述中温固化成型的温度为120℃，时间为70分钟；

（3）最后使用磨头对板材表面进行砂光处理即可得到成品，所述的磨头依次为160目、300目、480目、600目、800目、1200目、1600目、1800目。

实施例4

配方：

有机硅类树脂预聚体16.7Kg、有机稀释剂14Kg、增韧剂1.7Kg、固化剂0.7Kg、偶联剂1.6Kg、防老剂0.6Kg、色料2.1Kg、无机硅类填料62.6Kg。

其中，有机硅类树脂预聚体由以下重量百分比的成分组成：甲基乙氧基硅烷预聚体28%、甲基苯基硅树脂预聚体37%、含环氧基的缩合型硅树脂预聚体35%；

有机稀释剂由以下重量百分比的成分组成：甲苯10%、二甲苯45%、乙酸乙酯45%；

增韧剂由以下重量百分比的成分组成：邻苯二甲酸二丁酯30%、邻苯二甲酸二辛酯48%、聚乙二醇40022%；

固化剂由以下重量百分比的成分组成：环烷酸铅15%、环烷酸铁17%、含硼的聚甲基苯基硅氮20%、顺丁二烯二酸酐37%、三乙胺11%；

偶联剂由以下重量百分比的成分组成：N―β―(氨乙基)―γ―氨丙基甲基二甲氧基硅烷偶联剂24%、双―（γ―三乙氧基硅丙基）―四硫化物35%和γ―氨丙基甲基二乙氧基硅烷41%；

防老剂由以下重量百分比的成分组成：四[甲基-β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸酯]季戊四醇酯17%、N,N-二(β-萘基)对苯二胺23%、苯乙烯苯酚27%、癸二酸双2，2，6，6-四甲基哌啶醇酯33%；

色料由15%的色粉和85%的色浆组成；

无机硅类填料由以下重量百分比的成分组成：重量百分比为15%的颗粒填料和重量百分比为85%的粉末填料组成，颗粒填料为粒径大小均为6-8目的玻璃颗粒和石英石颗粒，玻璃颗粒和石英石颗粒的重量份数比为2:9；粉末填料为粒径大小为325目的石英砂粉和1200目的空心玻璃微珠，其重量份数比为4:3。

制备步骤：

（1）按照重量百分比称取所有原料，依次加入有机硅类树脂预聚体、有机稀释剂、偶联剂、增韧剂、防老剂、色料进行搅拌混合，所述搅拌时间为10min，搅拌速度为900r/min，而后再加入固化剂混合均匀，倒入特制的搅拌缸中与无机硅类填料搅拌混合，所述搅拌时间为4min，混合均匀后平铺在模具后进行真空振动，所述真空度为-0.09Mpa，振动频率为45HZ，振动时间为5min；

（2）真空压制脱气，采用中温固化成型，所述中温固化成型的温度为115℃，时间为75分钟；

（3）最后使用磨头对板材表面进行砂光处理即可得到成品，所述的磨头依次为160目、300目、480目、600目、800目、1200目、1800目。

实施例5

配方：

有机硅类树脂预聚体15.9Kg、有机稀释剂12.1Kg、增韧剂1.3Kg、固化剂0.9Kg、偶联剂1.7Kg、防老剂0.1Kg、色料1.9Kg、无机硅类填料66.1Kg。

其中，有机硅类树脂预聚体预聚体为含环氧基的缩合型硅树脂预聚体；

有机稀释剂为二甲苯；

增韧剂邻苯二甲酸二辛酯；

固化剂为三乙胺；

偶联剂γ―氨丙基甲基二乙氧基硅烷；

防老剂为癸二酸双2，2，6，6-四甲基哌啶醇酯；

色料为色浆；

无机硅类填料由以下重量百分比的成分组成：重量百分比为13%的颗粒填料和重量百分比为87%的粉末填料组成，颗粒填料为粒径大小均为16-26目的玻璃颗粒和石英石颗粒，玻璃颗粒和石英石颗粒的重量份数比为1:9；粉末填料为粒径大小为325目的石英砂粉和1200目的空心玻璃微珠，其重量份数比为3:5。

制备步骤：

（1）按照重量百分比称取所有原料，依次加入有机硅类树脂预聚体、有机稀释剂、偶联剂、增韧剂、防老剂、色料进行搅拌混合，所述搅拌时间为10min，搅拌速度为1000r/min，而后再加入固化剂混合均匀，倒入特制的搅拌缸中与无机硅类填料搅拌混合，所述搅拌时间为5min，混合均匀后平铺在模具后进行真空振动，所述真空度为-0.09Mpa，振动频率为45HZ，振动时间为5min；

（2）真空压制脱气，采用中温固化成型，所述中温固化成型的温度为115℃，时间为70分钟；

（3）最后使用磨头对板材表面进行砂光处理即可得到成品，所述的磨头依次为100目、160目、300目、480目、600目、800目、1200目、1800目。

实施例6

配方：

有机硅类树脂预聚体17.2Kg、有机稀释剂10.1Kg、增韧剂1.4Kg、固化剂1.1Kg、偶联剂1.8Kg、防老剂0.3Kg、色料1.7Kg、无机硅类填料66.4Kg。

其中，有机硅类树脂预聚体预聚体为甲基苯基硅树脂预聚体；

有机稀释剂为乙酸乙酯；

增韧剂为邻苯二甲酸二丁酯；

固化剂为聚甲基苯基硅氮；

偶联剂为N―β―(氨乙基)―γ―氨丙基甲基二甲氧基硅烷偶联剂；

防老剂为四[甲基-β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸酯]季戊四醇酯；

色料为；

无机硅类填料由以下重量百分比的成分组成：重量百分比为5%的颗粒填料和重量百分比为95%的粉末填料组成，颗粒填料为粒径大小均为8-16目的玻璃颗粒和石英石颗粒，玻璃颗粒和石英石颗粒的重量份数比为1:11；粉末填料为粒径大小为325目的石英砂粉和1200目的空心玻璃微珠，其重量份数比为1:5。

制备步骤：

（1）按照重量百分比称取所有原料，依次加入有机硅类树脂预聚体、有机稀释剂、偶联剂、增韧剂、防老剂、色料进行搅拌混合，所述搅拌时间为10min，搅拌速度为1200r/min，而后再加入固化剂混合均匀，倒入特制的搅拌缸中与无机硅类填料搅拌混合，所述搅拌时间为5min，混合均匀后平铺在模具后进行真空振动，所述真空度为-0.09Mpa，振动频率为45HZ，振动时间为5min；

（2）真空压制脱气，采用中温固化成型，所述中温固化成型的温度为120℃，时间为80分钟；

（3）最后使用磨头对板材表面进行砂光处理即可得到成品，所述的磨头依次为80目、160目、300目、480目、600目、800目、1200目、1800目。

将本发明实施例1-6的人造石英石板材成品与传统人造石英石板材分别进行性能检测，结果如表1所示。

表1：本发明产品与常规产品性能检测对照表：

由表1的数据可知：本发明实施例1-6的铺地人造石英石板材上述检测项目除放射性外，其它物理性能均优于常规的石英石板材，但是实例5-6使用单一树脂预聚体、助剂所制备的板材无论是耐老化性能、疏水防水性能以及力学性能略低于实例1-4板材；本发明检测对水的吸收情况以及与水的接触角，数据表明本发明的吸水率远远低于普通板材的吸水率，且水的接触角大于90度，表现出了疏水的效果；在紫外光照射检验试验中，本发明在紫外光照射365天后，光泽度没有明显对的下降，耐老化性能优于普通板材，可满足住宅、商场、地铁、火车站、机场等各类地面要求。

Claims (8)

1.用于地面铺装的人造石英石板材，其特征在于，该板材主要由以下重量配比的原料压制成型：

有机硅类树脂预聚体5-30份；

无机硅类填料55-80份；

助剂12-35份，

所述有机硅类树脂预聚体为甲基乙氧基硅烷预聚体、甲基苯基硅树脂预聚体或含环氧基的缩合型硅树脂预聚体中的一种物质或者两种以上物质的混合物；

所述助剂包括有机稀释剂、增韧剂、固化剂、偶联剂及防老剂，有机稀释剂、增韧剂、固化剂、偶联剂、防老剂的重量比为（10-22）:（0.5-3）:（0.1-2.5）:（0.4-3）:（0.05-1.2）。

2.根据权利要求1所述的用于地面铺装的人造石英石板材，其特征在于各原料的重量配比为：

有机硅类树脂预聚体10-15份；

无机硅类填料60-70份；

助剂15-25份。

3.根据权利要求1或2所述的用于地面铺装的人造石英石板材，其特征在于所述无机硅类填料由颗粒填料和粉末填料组成，颗粒填料的重量百分比为10-40%，粉末填料的重量百分比为：60-90%，

所述颗粒填料为粒径大小为4-70目的玻璃颗粒和/或石英砂颗粒；

所述粉末填料为粒径大小为70-1800目的石英粉和/或空心玻璃微珠。

4.根据权利要求3所述的用于地面铺装的人造石英石板材，其特征在于

所述有机稀释剂为乙酸乙酯、二甲苯或甲苯中的一种物质或者两种以上物质的混合物;

所述固化剂为环烷酸铅、环烷酸铁、含硼的聚甲基苯基硅氮、顺丁二烯二酸酐、三乙胺中的一种物质或者两种以上物质的混合物。

5.根据权利要求3所述的用于地面铺装的人造石英石板材，其特征在于所述增韧剂为邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯或聚乙二醇400中的一种物质或者两种以上物质的混合物。

6.根据权利要求3所述的用于地面铺装的人造石英石板材，其特征在于所述偶联剂为N―β―(氨乙基)―γ―氨丙基甲基二甲氧基硅烷偶联剂、双―（γ―三乙氧基硅丙基）―四硫化物和γ―氨丙基甲基二乙氧基硅烷中的一种物质或者两种以上物质的混合物。

7.根据权利要求3所述的用于地面铺装的人造石英石板材，其特征在于所述防老剂为四[甲基-β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸酯]季戊四醇酯、N,N-二(β-萘基)对苯二胺、苯乙烯苯酚或癸二酸双2，2，6，6-四甲基哌啶醇酯中的一种物质或者两种以上物质的混合物。

8.权利要求1或2所述人造石英石板材的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）按照重量配比称取所有原料，混合均匀后平铺在模具中进行真空振动，所述真空度为-0.08—-0.1MPa，振动频率为30HZ-50HZ，振动时间为3-5min；

（2）真空压制脱气，采用中温固化成型，所述中温固化成型的温度为110-120℃；

（3）最后对板材表面进行砂光处理即可得到成品。