CN105948568A - 一种超强、耐磨人造石英石板材及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种建筑装修装饰材料，涉及一种人造石英石板材，尤其涉及一种超强、耐磨人造石英石板材及其制备方法，由以下质量份数的组分制成：不饱和聚酯树脂、短切玄武岩纤维、氮化硅晶须、硫酸钙晶须、无机硅材料、色料、偶联剂、中温固化剂、促进剂，并将上述组分按照本发明中所提及的方法进行处理得到人造石英石板材。本发明的人造石英石板材的硬度高，耐磨性好，抗折强度、抗压性能、抗冲击性能大幅提升，耐低温与高温性能优异，在骤冷骤热的环境下使用不会发生炸裂的现象，拓展了人造石英石板材成品的应用领域。

Description

一种超强、耐磨人造石英石板材及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种建筑装修装饰材料，涉及一种人造石英石板材，尤其涉及一种超强、耐磨人造石英石板材及其制备方法。

背景技术

二十一世纪初，人造石英石技术由国外传入中国，现如今人造石英石作为最新型的人造建材，有着高强度、高硬度、耐高温、防腐蚀、抗老化、易清洁、耐磨、材质精纯、无辐射等天然石材无可比拟的优势。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为原料，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、墙面装饰以及家居行业。

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，工艺成熟。碳酸钙的加入可以降低人造石英石板材的成本，但可能会导致强度的下降；另外传统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；除上述之外，人造石英石板材主要是由不饱和聚酯树脂与一些石英石砂粉料组成，但普通人造石英石在低温、高温或者在骤冷骤热的环境中，力学性能降低严重时会发生炸裂的现象且随着使用时间的推移，亮度会下降。

发明内容

本发明针对上述的人造石英石板材低温、高温或者在骤冷骤热的环境中，力学性能降低严重时会发生炸裂的现象且随着使用时间的推移，亮度会下降的问题，提供了一种超强、耐磨人造石英石板材及其制备方法。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为，

一种超强、耐磨人造石英石板材，其特征在于，由以下质量份数的组分制成：

不饱和聚酯树脂 7~40份

短切玄武岩纤维 1~4份

氮化硅 2~6份

硫酸钙晶须 1~7份

无机硅材料 50~90份

色料 0.5~2.2份

偶联剂 0.14~2份

中温固化剂 0.05~2份

促进剂 0.01~1份。

作为优选，所述用不饱和聚酯树脂为己二酸型不饱和聚酯树脂、邻苯二甲酸型不饱、聚酯树脂、四氯邻苯二甲酸酐型不饱和聚酯树脂中的一种或者几种。

作为优选，所述短切玄武岩纤维由长度3mm直径9µm的短切纤维与长度为6mm直径为9µm的短切纤维组成，其质量份数为60~70份与30~40份；所述氮化硅为100~500目的粉末；所述硫酸钙晶须的平均长度为50µm~150µm，平均直径为4µm~8µm；所述无机硅材料由质量份数比为23~45%的颗粒填料和质量份数比为5~77份的粉末组成；所述颗粒填料为6~70目的石英砂颗粒与玻璃颗粒中的一种或两种；所述粉末填料为70~325目的石英粉。

作为优选，所述色料为色粉与色浆中的一种或两种；所述偶联剂为硅烷偶联剂，所述硅烷偶联剂为γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷和乙烯基三乙氧基硅烷中的一种或多种；所述中温固化剂为过甲基苯甲酰、异丙苯过氧化氢、2,4-过氧化二氯苯酰、过氧化二月桂酰的一种或多种；所述促进剂为环烷酸钴、异辛酸钴、二甲基苯胺、二乙基苯胺中的一种或多种。

一种如权利要求1所述的超强、耐磨人造石英石板材的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

（1）按照重量百分比称取所有原料，依次加入不饱和聚酯树脂树脂、短切玄武岩纤维、氮化硅、硫酸钙晶须、色料、偶联剂、促进剂进行搅拌混合，所述搅拌时间为15~30min，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~10min，混合均匀后，过筛，均匀的平铺在模具后进行真空振动，所述真空度为-0.07~-0.09Mpa，振动频率为25HZ~50HZ，振动时间为5~8min；

（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80~100℃，时间为70~90分钟；

（3）最后使用磨头对板材进行定厚、表面抛光处理即可得到成品，所述的磨头为50目~2000目。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于，

本发明利用氮化硅粉体替代部分石英石砂粉，能够使人造石英石板材具有超硬、耐磨的功能，短切玄武岩纤维与硫酸钙晶须的加入提高了人造石英石板材的强度，能够承受外部环境对板材性能的影响，可以在低温或者高温以及其它环境比较恶劣的地方使用；本发明采用本发明中所提及的组分和制备方法，可以在低温、高温或者在骤冷骤热的环境中，力学性能不会受到影响，发生炸裂的现象且板材的耐磨性得到大幅提高，随着使用时间的推移，亮度也不会下降，扩展了人造石英石板材成品的应用领域以及人造石英石板材的装饰效果。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合实施例对本发明做进一步说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明并不限于下面公开说明书的具体实施例的限制。

实施例1

本发明提供了一种超强、耐磨人造石英石板材，由以下质量份数的组分制成：不饱和聚酯树脂12.3份（其不饱和聚酯树脂由以下重量百分比的成分组成：己二酸型不饱和聚酯树脂30%、邻苯二甲酸型不饱和聚酯树脂50%、四氯邻苯二甲酸酐型不饱和聚酯树脂20%）、短切玄武岩纤维1.2份（其短切玄武岩纤维由长度3mm直径9µm的短切纤维65%与长度为6mm直径为9µm的短切纤维35%）、氮化硅3.1份（其氮化硅以下重量百分比的成分组成：100目~300目的粉末40%和300目~500目的粉末为60%）、硫酸钙晶须4.6份、无机硅材料75.01份（其无机硅材料由以下重量百分比的成分组成：70~325目石英粉67%，6~70目的石英砂颗粒与玻璃颗粒33%，石英石颗粒和玻璃颗粒的重量份数比为4:1）、色料1.3份（其色料由55%的色浆与45%的色粉组成）、偶联剂1.1份（偶联剂为硅烷偶联剂，其硅烷偶联剂由以下重量百分比的成分组成：γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷30%、3~缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷50%、乙烯基三乙氧基硅烷20%）、中温固化剂1.3份（其中温固化剂由以下重量百分比的成分组成：过甲基苯甲酰60%、异丙苯过氧化氢15%、2,4-过氧化二氯苯酰10%和过氧化二月桂酰15%）、促进剂0.09份（其促进剂以下重量百分比的成分组成：环烷酸钴20%、异辛酸钴20%、二甲基苯胺30%和二乙基苯胺30%）。

其制备方法具体包括以下步骤：

（1）按照重量百分比称取所有原料，依次加入不饱和聚酯树脂树脂、短切玄武岩纤维、氮化硅、硫酸钙晶须、色料、偶联剂、促进剂进行搅拌混合，所述搅拌时间为20min，而后再加入固化剂混合均匀，搅拌速度为1400r/min，而后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8min，混合均匀后，过筛，均匀的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30HZ，振动时间为6min；

（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90℃，时间为80分钟；

（3）最后使用磨头对板材进行定厚、表面抛光处理即可得到成品，所述的磨头为依次为50目、80目、150目、200目、300目、500目、800目、1000目、1500目、1800目。

实施例2

本发明提供了一种超强、耐磨人造石英石板材，由以下质量份数的组分制成：不饱和聚酯树脂13.1份（其不饱和聚酯树脂由以下重量百分比的成分组成：己二酸型不饱和聚酯树脂44%、邻苯二甲酸型不饱和聚酯树脂37%、四氯邻苯二甲酸酐型不饱和聚酯树脂19%）、短切玄武岩纤维1.6份（其短切玄武岩纤维由长度3mm直径9µm的短切纤维74%与长度为6mm直径为9µm的短切纤维26%）、氮化硅3.8份（其氮化硅以下重量百分比的成分组成：200目~300目的粉末30%和300目~500目的粉末70%）、硫酸钙晶须5.3份、无机硅材料71.76份（其无机硅材料由以下重量百分比的成分组成：70~325目石英粉74%，6~70目的石英砂颗粒与玻璃颗粒26%，石英石颗粒和玻璃颗粒的重量份数比为7:1）、色料1.6份（其色料由75%的色浆与25%的色粉组成）、偶联剂1.3份（其偶联剂为硅烷偶联剂，硅烷偶联剂由以下重量百分比的成分组成：γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷70%和乙烯基三乙氧基硅烷30%）、中温固化剂1.4份（其中温固化剂由以下重量百分比的成分组成：过甲基苯甲酰42%、异丙苯过氧化氢18%、2,4-过氧化二氯苯酰35%和过氧化二月桂酰5%）、促进剂0.14份（其促进剂以下重量百分比的成分组成：环烷酸钴30%、二甲基苯胺30%和二乙基苯胺40%）。

其制备方法具体包括以下步骤：

（1）按照重量百分比称取所有原料，依次加入不饱和聚酯树脂树脂、短切玄武岩纤维、氮化硅、硫酸钙晶须、色料、偶联剂、促进剂进行搅拌混合，所述搅拌时间为20min，而后再加入固化剂混合均匀，搅拌速度为1600r/min，而后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10min，混合均匀后，过筛，均匀的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40HZ，振动时间为7min；

（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80℃，时间为85分钟；

（3）最后使用磨头对板材进行定厚、表面抛光处理即可得到成品，所述的磨头为依次为80目、150目、200目、300目、500目、800目、1000目、1500目、1800目、2000目。

实施例3

本发明提供了一种超强、耐磨人造石英石板材，由以下质量份数的组分制成：不饱和聚酯树脂11.7份（其不饱和聚酯树脂由以下重量百分比的成分组成：己二酸型不饱和聚酯树脂48%、邻苯二甲酸型不饱和聚酯树脂25%、四氯邻苯二甲酸酐型不饱和聚酯树脂27%）、短切玄武岩纤维1.8份（其短切玄武岩纤维由长度3mm直径9µm的短切纤维82%与长度为6mm直径为9µm的短切纤维18%）、氮化硅2.6份（其氮化硅以下重量百分比的成分组成：100目~300目的粉末46%和300目~500目的粉末54%）、硫酸钙晶须3.9份、无机硅材料75.63份（其无机硅材料由以下重量百分比的成分组成：70~325目石英粉69%，6~70目的石英砂颗粒与玻璃颗粒31%，石英石颗粒和玻璃颗粒的重量份数比为6:1）、色料1.7份（其色料为色浆）、偶联剂1.5份（其偶联剂为硅烷偶联剂，硅烷偶联剂由以下重量百分比的成分组成：γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷47%、3~缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷27%和乙烯基三乙氧基硅烷26%）、中温固化剂1.1份（其中温固化剂由以下重量百分比的成分组成：过甲基苯甲酰39%、异丙苯过氧化氢34%、2,4-过氧化二氯苯酰17%和过氧化二月桂酰10%）、促进剂0.07份（其促进剂以下重量百分比的成分组成：环烷酸钴41%、异辛酸钴17%、二甲基苯胺39%和二乙基苯胺3%）。

其制备方法具体包括以下步骤：

（1）按照重量百分比称取所有原料，依次加入不饱和聚酯树脂树脂、短切玄武岩纤维、氮化硅、硫酸钙晶须、色料、偶联剂、促进剂进行搅拌混合，所述搅拌时间为20min，而后再加入固化剂混合均匀，搅拌速度为1550r/min，而后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7min，混合均匀后，过筛，均匀的平铺在模具后进行真空振动，所述真空度为~0.07Mpa，振动频率为35HZ，振动时间为7min；

（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85℃，时间为85分钟；

（3）最后使用磨头对板材进行定厚、表面抛光处理即可得到成品，所述的磨头为依次为50目、160目、200目、300目、500目、600目、800目、1000目、1500目、1600目、1800目。

实施例4

本发明提供了一种超强、耐磨人造石英石板材，由以下质量份数的组分制成：不饱和聚酯树脂13.6份（其不饱和聚酯树脂为己二酸型不饱和聚酯树脂）、短切玄武岩纤维1.7份（其短切玄武岩纤维由长度3mm直径9µm的短切纤维86%与长度为6mm直径为9µm的短切纤维14%）、氮化硅3.7份（其氮化硅以下重量百分比的成分组成：100目~300目的粉末19%和300目~500目的粉末81%）、硫酸钙晶须5.8份、无机硅材料75.01份（其无机硅材料由以下重量百分比的成分组成：70~325目石英粉61%，6~70目的石英砂颗粒与玻璃颗粒39%，石英石颗粒和玻璃颗粒的重量份数比为7:3）、色料1.7份（其色料由14%的色浆与86%的色粉组成）、偶联剂1.7份（其偶联剂为硅烷偶联剂，偶联剂由以下重量百分比的成分组成：γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷63%、3~缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷21%和乙烯基三乙氧基硅烷16%）、中温固化剂1.6份（其中温固化剂由以下重量百分比的成分组成：过甲基苯甲酰47%、异丙苯过氧化氢22%、2,4-过氧化二氯苯酰17%和过氧化二月桂酰14%）、促进剂0.13份（其促进剂以下重量百分比的成分组成：异辛酸钴43%、二甲基苯胺23%和二乙基苯胺34%）。

其制备方法具体包括以下步骤：

（1）按照重量百分比称取所有原料，依次加入不饱和聚酯树脂树脂、短切玄武岩纤维、氮化硅、硫酸钙晶须、色料、偶联剂、促进剂进行搅拌混合，所述搅拌时间为20min，而后再加入固化剂混合均匀，搅拌速度为1800r/min，而后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10min，混合均匀后，过筛，均匀的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7min；

（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80℃，时间为90分钟；

（3）最后使用磨头对板材进行定厚、表面抛光处理即可得到成品，所述的磨头为依次为50目、80目、150目、200目、300目、500目、600目、800目、1000目、1200目、1500目、1800目、2000目。

对比试验

将本发明实施例1-4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1-4的超强、耐磨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；本发明检测耐磨性、莫氏硬度及抗折、抗压，数据表明本发明的物理性能远远优于普通石英石；可在环境比较恶劣的条件下使用，本发明实施例1-4的人造石英石板材的放射性指标符合国内标准要求。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (5)

1.一种超强、耐磨人造石英石板材，其特征在于，由以下质量份数的组分制成：

不饱和聚酯树脂 7~40份

短切玄武岩纤维 1~4份

氮化硅 2~6份

硫酸钙晶须 1~7份

无机硅材料 50~90份

色料 0.5~2.2份

偶联剂 0.14~2份

中温固化剂 0.05~2份

促进剂 0.01~1份。

2.根据权利要求1所述的一种超强、耐磨人造石英石板材，其特征在于，所述用不饱和聚酯树脂为己二酸型不饱和聚酯树脂、邻苯二甲酸型不饱、聚酯树脂、四氯邻苯二甲酸酐型不饱和聚酯树脂中的一种或者几种。

3.根据权利要求2所述的一种超强、耐磨人造石英石板材，其特征在于，所述短切玄武岩纤维由长度3mm直径9µm的短切纤维与长度为6mm直径为9µm的短切纤维组成，其质量份数为60~70份与30~40份；所述氮化硅为100~500目的粉末；所述硫酸钙晶须的平均长度为50µm~150µm，平均直径为4µm~8µm；所述无机硅材料由质量份数比为23~45%的颗粒填料和质量份数比为5~77份的粉末组成；所述颗粒填料为6~70目的石英砂颗粒与玻璃颗粒中的一种或两种；所述粉末填料为70~325目的石英粉。

4.根据权利要求3所述的一种超强、耐磨人造石英石板材，其特征在于，所述色料为色粉与色浆中的一种或两种；所述偶联剂为硅烷偶联剂，所述硅烷偶联剂为γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷和乙烯基三乙氧基硅烷中的一种或多种；所述中温固化剂为过甲基苯甲酰、异丙苯过氧化氢、2,4-过氧化二氯苯酰、过氧化二月桂酰的一种或多种；所述促进剂为环烷酸钴、异辛酸钴、二甲基苯胺、二乙基苯胺中的一种或多种。

5.一种如权利要求1所述的超强、耐磨人造石英石板材的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

（1）按照重量百分比称取所有原料，依次加入不饱和聚酯树脂树脂、短切玄武岩纤维、氮化硅、硫酸钙晶须、色料、偶联剂、促进剂进行搅拌混合，所述搅拌时间为15~30min，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~10min，混合均匀后，过筛，均匀的平铺在模具后进行真空振动，所述真空度为-0.07~-0.09Mpa，振动频率为25HZ~50HZ，振动时间为5~8min；

（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80~100℃，时间为70~90分钟；

（3）最后使用磨头对板材进行定厚、表面抛光处理即可得到成品，所述的磨头为50目~2000目。