CN107226637A - 一种新型人造石英石板材及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型人造石英石板材，依次包括抗污层、网格层、耐火层和网格层，所述耐火层和网格层内设有结构件，所述结构件为“⊥”型，错落分布于耐火层和网格层。本发明采用人造合成的方式在真空条件下将石英石晶体及辅料通过异构聚合技术制成，即解决石材密度不足、存在裂隙、溶洞等问题，同时解决石英石板材防火、防高温性不足，抗污性差的问题。同时方便加工，摒弃了传统复合板材复杂的加工工艺。本发明不仅绿色环保，同时可以根据客户的需要，做出各种各样的花色和图案。

Description

一种新型人造石英石板材及其制作方法

技术领域

本发明涉及人造石英石领域，尤其涉及一种新型人造石英石板材及其制作方法。

背景技术

当前在有腐蚀性的工作环境中，如化工厂、冶炼厂、国防基地设施的地面、墙面、沟渠、涵洞等其防腐的措施是采用天然花岗岩，但是花岗岩存在先天的不足，如：裂隙、夹层等，使得有腐蚀性的液体渗入到花岗岩的底部，造成花岗岩或整个铺设花岗岩的地方腐蚀。同时人们为了减少石材的使用量，降低整体重量，试探着将板材厚度降低，但由于板材厚度变薄后耐冲击性能明显降低，易出现破碎现象。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术的不足，采用人造合成的方法，提供一种新型人造石英石板材及其制作方法，即解决石材密度不足、存在裂隙、溶洞等问题，同时解决石英石板材防火、防高温性不足，抗污性差的问题。

本发明采用的技术方案是：一种新型人造石英石板材，依次包括抗污层、网格层、耐火层和网格层，所述耐火层和网格层内设有结构件，所述结构件为“⊥”型，错落分布于耐火层和网格层；所述耐火层的原料成分wt%为：34%～37%的石英石砂、34%～37%的石英石粉、6.5%～8%的防腐树脂、0.2%～0.4%的固化剂、0.5%～0.8%的偶联剂、3.5%～5.5%的二氧化硅、4.5%～5.5%氧化铝和4%～6%的金红石型钛白粉；所述网格层的原料成分wt%为：46%～54%的石英石砂、46%～54%的石英石粉、6.5%～8%的防腐树脂、0.2%～0.4%的固化剂、0.04%～0.1%的促进剂、0.5%～0.8%的偶联剂，并以玻璃纤维网为骨架；所述抗污层的原料成分wt%为：44%～47%的石英石砂、44%～47%的石英石粉、6.5%～8%的防腐树脂、0.2%～0.4%的固化剂、0.04%～0.1%的促进剂、0.5%～0.8%的偶联剂、0.7%～0.9%的防腐色浆和0.1%～0.3%的云母氧化铁粉，所述的云母氧化铁粉采用溶胶-凝胶法在其表面包覆纳米级二氧化硅进行改性处理；所述抗污层的表面附有涂料，所述涂料包括水性纳米二氧化硅凝胶、有机硅改性水性环氧树脂和助剂；所述石英石砂和石英石粉采用搅拌球磨机械活化改性处理。

一种新型人造石英石板材的制作方法，包括如下步骤：1）原材料准备，按照重量比分别将抗污层、耐火层和网格层的石英石砂和石英石粉准备好后加入分散介质，再采用搅拌球磨机械活化改性处理；2）搅拌，调各层调配好的原料放入分散机内搅拌2～5分钟后，再加入至经过改性的石英石砂和石英石粉，放入物料搅拌机搅拌5～10分钟；3）铺模底纸，在准备好的模具底部铺垫一层相同规格的200克高强牛皮纸，再相应位置放入玻璃纤维网和结构件；4）布料，将搅拌均匀的原料均匀的铺在模板上，使其尽量的平整，然后再铺上一张牛皮纸，再盖上一层胶皮；5）压制，将布料好的模板送到压机内进行100～140秒左右的抽真空，并进行二次加压，二次加压的时间为20～30秒，然后进行震动加压180～220秒；6）涂覆，将压制好的板材放置到钢模或玻璃模板上，在人造石英石板表面用水性纳米二氧化硅凝胶、有机硅改性水性环氧树脂和助剂按比例混合后辊涂在人造石英石板表面，渗透并填满人造石英石板表面微米级小孔；7）固化，将钢模或玻璃模板上的石英石板材加热固化，固化时间为40～120分钟，固化温度为60°～110°。

本发明采用的有益效果是：本发明采用人造合成的方式在真空条件下将石英石晶体及辅料通过异构聚合技术制成，即解决石材密度不足、存在裂隙、溶洞等问题，同时解决石英石板材防火、防高温性不足，抗污性差的问题。同时方便加工，摒弃了传统复合板材复杂的加工工艺。本发明不仅绿色环保，同时可以根据客户的需要，做出各种各样的花色和图案。

附图说明

图1为本发明示意图。

图中所示：1 耐火层，2 网格层，3 抗污层，4 结构件。

具体实施方式

下面结合图1，对本发明做进一步的说明。

如图1所示，一种新型人造石英石板材，依次包括抗污层3、网格层2、耐火层1和网格层2，所述耐火层1和网格层2内设有结构件4，所述结构件4为“⊥”型，错落分布于耐火层和网格层；网格层起到加强各层之间连接的作用，结构件作为在不增加板材厚度和重量的情形下，提高整个板材强度的作用。

所述耐火层的原料成分wt%为：34%～37%的石英石砂、34%～37%的石英石粉、6.5%～8%的防腐树脂、0.2%～0.4%的固化剂、0.5%～0.8%的偶联剂、3.5%～5.5%的二氧化硅、4.5%～5.5%氧化铝和4%～6%的金红石型钛白粉；二氧化硅和氧化铝是传统的耐火材料，但是如若直接将氧化铝和二氧化硅作为耐火层来使用，或导致整个板材的强度不够，同时易出现开裂的问题。将原料中的石英石砂和石英石粉经过机械活化改性，增强石英石砂粉在压制过程中的流动性，趋向有序最密堆积，同时在固化过程中增加石英粉砂与树脂的结合力，从而能够有效的结合二氧化硅和氧化铝，进而使得整个板材具备一定的阻燃性。

所述网格层的原料成分wt%为：46%～54%的石英石砂、46%～54%的石英石粉、6.5%～8%的防腐树脂、0.2%～0.4%的固化剂、0.04%～0.1%的促进剂、0.5%～0.8%的偶联剂，并以玻璃纤维网为骨架；以玻璃纤维网作为增强网，采用树脂粘合剂进行粘固，使生产出的复合板材具有粘结牢固、强度高。防腐树脂不仅具有防腐的功能，同时配合固化剂、促进剂、偶联剂的作用，具备粘固功能。同时将原料中的石英石砂和石英石粉经过机械活化改性，增强石英石砂粉在压制过程中的流动性，趋向有序最密堆积，也同时在固化过程中增加石英粉砂与树脂的结合力，进而保证整个板材各层之间的结合，放置破裂问题。

所述抗污层的原料成分wt%为：44%～47%的石英石砂、44%～47%的石英石粉、6.5%～8%的防腐树脂、0.2%～0.4%的固化剂、0.04%～0.1%的促进剂、0.5%～0.8%的偶联剂、0.7%～0.9%的防腐色浆和0.1%～0.3%的云母氧化铁粉，所述的云母氧化铁粉采用溶胶-凝胶法在其表面包覆纳米级二氧化硅进行改性处理；所述抗污层的表面附有涂料，所述涂料包括水性纳米二氧化硅凝胶、有机硅改性水性环氧树脂和助剂；在人造石英石的表面孔用二氧化硅凝胶填满，形成化学吸附，增加了人造石英石表面的光泽度；水性纳米二氧化硅凝胶、有机硅改性水性环氧树脂和助剂按比例混合后辊涂在人造石英石板表面，渗透并填满人造石英石板表面微米级小孔，并经光照热固化在人造石英石表面形成一层透明薄膜，形成的微米级薄膜，具有疏水特性，油性污染在24小时内，用湿润的棉布即可清除，可有效防止藏污、渗色，具有较强的耐污特性。

不饱和树脂和石英砂本身就是防腐材料，关键是颜料和偶联剂、促进剂等加入后，虽然分散性都比较好，与石英砂等可以包裹，但是要确保做好的石英石板材具有高防腐性能，这里必须添加采用溶胶-凝胶法在其表面包覆纳米级二氧化硅进行改性处理的云母氧化铁，同时对石英石砂和石英石粉进行机械活性改性，这样就更加有效的起到隔离和屏蔽防腐液体的侵蚀。在加工产品之前，需要对所有的材料进行防酸、碱、盐检测，包括云母氧化铁、颜料及所有的添加剂都必须检测。另外，在做人造石英石板材之前，要制定好每种材料的配比测试，特别是石英砂和石英粉的配比，确保做出来的防腐板材密度达到做好。

所述石英石砂和石英石粉均采用搅拌球磨机械活化改性处理。石英石砂和石英石粉的机械活化改性处理，虽然起到了更好的结合功能，但是对整个板材起到作用的还是各层的作用结合。尤其要注意的是，本发明板材的层并不是界限分明的，由于石英石砂和石英石粉经过机械活化改性处理，增强石英粉砂在压制过程中的流动性，趋向有序最密堆积。同时为了保证生产采用高效简单实用的生产方法，从而导致层与层之间会出现相互的渗透，这种渗透也进一步的增强了整个板材的连接性和强度。

本发明，通过使用不同的模具及略有不同的原料配方可以生产各种不同颜色图案规格的石英石板材。对制得的人造石英石板材进行表征，包括以下几个主要特征：1、外观：本发明的石英石制品光亮美观.颜色柔和，无斑点，无突起，无变形。2、物理性能：硬度(洛氏)＞60，光泽度＞80，吸水率＜0.5％，收缩率＜0.2％。3、化学性能：本发明的石英石制品具有耐腐蚀性，其与85％盐酸，50％硫酸接触24小时无明显变化。4、耐高温。

一种新型人造石英石板材的制作方法，包括如下步骤：

1）原材料准备，按照重量比分别将抗污层、耐火层和网格层的石英石砂和石英石粉准备好后加入分散介质，再采用搅拌球磨机械活化改性处理；将石英石砂和石英石粉分成三种不同配比配置经改性后备用。

2）搅拌，调各层调配好的原料放入分散机内搅拌2～5分钟后，再加入至经过改性的石英石砂和石英石粉，放入物料搅拌机搅拌5～10分钟；将辅料分别和三种不同配比的石英石砂粉混合搅拌，作为材料。

3）铺模底纸，在准备好的模具底部铺垫一层相同规格的200克高强牛皮纸，再相应位置放入玻璃纤维网和结构件；由于本发明的板材属于复合类板材，因此模具为一体形，出料口分成4个，分别对应抗污层3、网格层2、耐火层1和网格层2。

4）布料，将搅拌均匀的原料均匀的铺在模板上，使其尽量的平整，然后再铺上一张牛皮纸，再盖上一层胶皮；

5）压制，将布料好的模板送到压机内进行100～140秒左右的抽真空，并进行二次加压，二次加压的时间为20～30秒，然后进行震动加压180～220秒；

6）涂覆，将压制好的板材放置到钢模或玻璃模板上，在人造石英石板表面用水性纳米二氧化硅凝胶、有机硅改性水性环氧树脂和助剂按比例混合后辊涂在人造石英石板表面，渗透并填满人造石英石板表面微米级小孔；

7）固化，将钢模或玻璃模板上的石英石板材加热固化，固化时间为40～120分钟，固化温度为60°～110°。

采用本方法制作人造石英石板材，最重要的优点就是步骤少、时间快，生产效率高、生产成本低。尤其是解决了分层的板材生产中步骤繁琐的问题，同时还有利用整个板材的整体性。本发明的板材层与层之间的界限在实际生产中没有那么规整，这样的情况不仅没有影响整个板材的质量，反而提高整个板材的可靠性。由于每层的主料相同，同时经过机械活化改性处理，因此能够很好的相互兼容和融合，使得整个人造石英石板材成为一个整体，兼顾抗污、防腐性，耐高温，具备一定的防火性能。

为进一步解释本发明，特选取实施例做进一步说明。

实施例1，一种新型人造石英石板材，依次包括抗污层3、网格层2、耐火层1和网格层2，所述耐火层1和网格层2内设有结构件4，所述结构件4为“⊥”型，错落分布于耐火层和网格层；

所述耐火层的原料成分wt%为：37%的石英石砂、37%的石英石粉、8%的防腐树脂、0.3%的固化剂、0.7%的偶联剂、5.5%的二氧化硅、5.5%氧化铝和6%的金红石型钛白粉；

所述网格层的原料成分wt%为：46%的石英石砂、46%的石英石粉、7%的防腐树脂、0.2%的固化剂、0.1%的促进剂、0.7%的偶联剂，并以玻璃纤维网为骨架；

所述抗污层的原料成分wt%为：45%的石英石砂、45%的石英石粉、7.5%的防腐树脂、0.4%的固化剂、0.1%的促进剂、0.8%的偶联剂、0.9%的防腐色浆和0.3%的云母氧化铁粉，所述的云母氧化铁粉采用溶胶-凝胶法在其表面包覆纳米级二氧化硅进行改性处理；所述抗污层的表面附有涂料，所述涂料包括水性纳米二氧化硅凝胶、有机硅改性水性环氧树脂和助剂；

所述石英石砂和石英石粉均采用搅拌球磨机械活化改性处理。

一种新型人造石英石板材的制作方法，其特征是包括如下步骤：

1）原材料准备，按照重量比分别将抗污层、耐火层和网格层的石英石砂和石英石粉准备好后加入分散介质，再采用搅拌球磨机械活化改性处理；

2）搅拌，调各层调配好的原料放入分散机内搅拌5分钟后，再加入至经过改性的石英石砂和石英石粉，放入物料搅拌机搅拌10分钟；

3）铺模底纸，在准备好的模具底部铺垫一层相同规格的200克高强牛皮纸，再相应位置放入玻璃纤维网和结构件；在模具的四边内侧放上硅胶条，硅胶条的高度要比模具高出7mm。

4）布料，将搅拌均匀的原料均匀的铺在模板上，使其尽量的平整，然后再铺上一张牛皮纸，再盖上一层胶皮；

5）压制，将布料好的模板送到压机内进行140秒左右的抽真空，并进行二次加压，二次加压的时间为30秒，然后进行震动加压200秒；尽可能的在真空环境下，对原料进行高频压制。

6）涂覆，将压制好的板材放置到钢模或玻璃模板上，在人造石英石板表面用水性纳米二氧化硅凝胶、有机硅改性水性环氧树脂和助剂按比例混合后辊涂在人造石英石板表面，渗透并填满人造石英石板表面微米级小孔；

7）固化，将钢模或玻璃模板上的石英石板材加热固化，固化时间为90分钟，固化温度为90°。

然后对制作出来的人造石英石板材根据需要进行常规调整，

a)定厚，产品厚度为25mm；第一面定厚；翻板；第二面定厚；

b）在线切割，将生产中的石英石板材的两边和两端进行在线自动切割；

c）抛光，将在线切割后的石英石板材送入抛光机内抛光；

d）风干，采用热风风干；

e）上光打蜡、贴膜；

f）切割。

将实施例1中的石英石板材进行检测。

外观尺寸：板材长度公差±2mm、宽度公差0~+2mm；厚度公差±0.5mm；对角线偏差≤10mm；不平整度≤厚度的5%；板材边缘不直度≤1.5mm/m。

岩相分析：表面干净，无明显污迹；色泽均匀一致；板边平整，无缺棱掉角；图案清晰、花纹明显；表面光滑平整，无波纹、凹凸不平、方料痕、刮痕、裂纹、气泡、杂质；无破损、无崩缺、气孔；拼接无缝隙。

吸水率:吸水率≤0.1% ；

密度：2.37~2.5×10³kg/m³；

弯曲强度：≮35.2Mpa ；

抗压强度：≮180Mpa ；

耐磨性：≯0.007g/cm²；

防滑性：USRV值≥35 ；

摩擦系数：0.5-0.7之间 （GB19079.1-2003 ）；

抗冻性：强度降低值不超过25%，重量损失不超过5%防火性：石英石表面具有突出好的耐高温性，石英的熔点高达1300℃，石英石板材不会因为高温而导致燃烧；

肖氏硬度：≥80HSD ；

耐酸性：9.5%-11%硫酸溶液室温浸泡48h，质量损失率K≤2%且外观无变化。实施例1的各项原料的配比在多项测试中具有最优表现。性能全面、平稳，为最优选项。

本发明采用人造合成的方式在真空条件下将石英石晶体及辅料通过异构聚合技术制成，即解决石材密度不足、存在裂隙、溶洞等问题，同时解决石英石板材防火、防高温性不足，抗污性差的问题。同时方便加工，摒弃了传统复合板材复杂的加工工艺。本发明不仅绿色环保，同时可以根据客户的需要，做出各种各样的花色和图案。

本领域技术人员应当知晓，本发明的保护方案不仅限于上述的实施例，还可以在上述实施例的基础上进行各种排列组合与变换，在不违背本发明精神的前提下，对本发明进行的各种变换均落在本发明的保护范围内。

Claims (2)

1.一种新型人造石英石板材，其特征是依次包括抗污层（3）、网格层（2）、耐火层（1）和网格层（2），所述耐火层（1）和网格层（2）内设有结构件（4），所述结构件（4）为“⊥”型，错落分布于耐火层和网格层；

所述耐火层的原料成分wt%为：34%～37%的石英石砂、34%～37%的石英石粉、6.5%～8%的防腐树脂、0.2%～0.4%的固化剂、0.5%～0.8%的偶联剂、3.5%～5.5%的二氧化硅、4.5%～5.5%氧化铝和4%～6%的金红石型钛白粉；

所述网格层的原料成分wt%为：46%～54%的石英石砂、46%～54%的石英石粉、6.5%～8%的防腐树脂、0.2%～0.4%的固化剂、0.04%～0.1%的促进剂、0.5%～0.8%的偶联剂，并以玻璃纤维网为骨架；

所述抗污层的原料成分wt%为：44%～47%的石英石砂、44%～47%的石英石粉、6.5%～8%的防腐树脂、0.2%～0.4%的固化剂、0.04%～0.1%的促进剂、0.5%～0.8%的偶联剂、0.7%～0.9%的防腐色浆和0.1%～0.3%的云母氧化铁粉，所述的云母氧化铁粉采用溶胶-凝胶法在其表面包覆纳米级二氧化硅进行改性处理；所述抗污层的表面附有涂料，所述涂料包括水性纳米二氧化硅凝胶、有机硅改性水性环氧树脂和助剂；

所述石英石砂和石英石粉均采用搅拌球磨机械活化改性处理。

2.根据权利要求1所述的一种新型人造石英石板材的制作方法，其特征是包括如下步骤：

1）原材料准备，按照重量比分别将抗污层、耐火层和网格层的石英石砂和石英石粉准备好后加入分散介质，再采用搅拌球磨机械活化改性处理；

2）搅拌，调各层调配好的原料放入分散机内搅拌2～5分钟后，再加入至经过改性的石英石砂和石英石粉，放入物料搅拌机搅拌5～10分钟；

3）铺模底纸，在准备好的模具底部铺垫一层相同规格的200克高强牛皮纸，再相应位置放入玻璃纤维网和结构件；

4）布料，将搅拌均匀的原料均匀的铺在模板上，使其尽量的平整，然后再铺上一张牛皮纸，再盖上一层胶皮；

5）压制，将布料好的模板送到压机内进行100～140秒左右的抽真空，并进行二次加压，二次加压的时间为20～30秒，然后进行震动加压180～220秒；

6）涂覆，将压制好的板材放置到钢模或玻璃模板上，在人造石英石板表面用水性纳米二氧化硅凝胶、有机硅改性水性环氧树脂和助剂按比例混合后辊涂在人造石英石板表面，渗透并填满人造石英石板表面微米级小孔；

7）固化，将钢模或玻璃模板上的石英石板材加热固化，固化时间为40～120分钟，固化温度为60°～110°。