CN107628767A - 一种制备人造石英石的方法及其制成的人造石英石 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种制备人造石英石的方法及其制成的人造石英石，所述方法包括：将废弃无机硅材料平铺在不干胶表面，使所述废弃无机硅材料与不干胶紧密粘贴；将包括石英、树脂、玻璃、色浆、偶联剂、固化剂和促进剂的原料搅拌成均匀的湿料，并平摊在模具内；采用废弃无机硅材料在下、不干胶在上的方式，将所述废弃无机硅材料快速平移至所述模具内的湿料上，揭除不干胶，刮平后，进行抽真空、固化和脱模处理，即得所述人造石英石。本发明所述方法具有废料再利用、降低成本的优点，同时制成的石英石具有造价便宜、力学性能优良、有质感和花色繁多的优点。

Description

一种制备人造石英石的方法及其制成的人造石英石

技术领域

本发明涉及建材领域，具体而言，涉及一种制备人造石英石的方法及其制成的人造石英石。

背景技术

目前，石材市场的石材大致分为，天然石材和人造石材两大类。天然石材有花岗岩(品种繁多)、大理石等，人造石材有岗石、石英石(亦称晶岗石)、微晶石等。石英石是采用天然石英(颗粒和细粉)、树脂及颜料混合加工而成的一种新型聚合材料。石英石花色品种多、装饰效果好、硬度高、耐磨性好、抗污性强、抗腐蚀、环保、无辐射、耐高温不变形、强度高、韧性好、易连结。相较于天然石材，石英石具有无毒无污染、色彩丰富等独特优势；相较于人造岗石，石英石具有韧性高、耐高温等优势。因为具有天然石材和人造岗石无法比拟的优点和特质，石英石已成为石材市场的新宠，被建筑市场广泛采用。

石英石的缺陷和不足主要是成本和造价高。一般天然花岗岩每平米40-200元不等，而石英石则高达每平米200-300元不等。但天然石材的资源有限，以石英石为代表的人造石材具有无限的发展空间，国内外发展前景广阔。因此，发展和利用石英石，关键是降低其造价。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种制造人造石英石的方法，所述方法具有操作简单、制造成本低、制成的人造石英石的力学性能优异、花色繁多的特点。

本发明的第二目的在于提供根据上述方法制成的人造石英石，制成的所述人造石英石具有造价便宜、力学性能优良和花色繁多的优点。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

一种制造人造石英石的方法，所述方法包括：

(A)将废弃无机硅材料平铺在不干胶表面，使所述废弃无机硅材料与不干胶紧密粘贴；

(B)将包括石英、树脂、玻璃、色浆、偶联剂、固化剂和促进剂的原料搅拌成均匀的湿料，并平摊在模具内；

(C)采用废弃无机硅材料在下、不干胶在上的方式，将所述废弃无机硅材料快速平移至所述模具内的湿料上，揭除不干胶，刮平后，进行抽真空、固化和脱模处理，即得所述人造石英石。

本发明还涉及根据前述方法制成的人造石英石。

具体实施方式

本发明涉及一种制备人造石英石的方法，所述方法包括：

(A)将废弃无机硅材料平铺在不干胶表面，使所述废弃无机硅材料与不干胶紧密粘贴；

(B)将包括石英、树脂、玻璃、色浆、偶联剂、固化剂和促进剂的原料搅拌成均匀的湿料，并平摊在模具内；

(C)采用废弃无机硅材料在下、不干胶在上的方式，将所述废弃无机硅材料快速平移至所述模具内的湿料上，揭除不干胶，刮平后，进行抽真空、固化和脱模处理，即得所述人造石英石。

普通的人造石英石板以石英的颗粒或细粉、树脂和染料为原料制成，其中，对石英的需求量大，成本高。而本发明所述人造石英石的制备方法用废弃无机硅材料替代部分石英，首先，减少石英的用量，显著降低了人造石英石的制备成本；同时，对废弃无机硅材料进行循环再利用，减少其占地空间和处理费用；另外，废弃无机硅材料还能够使制成的人造石英石具有质感和繁多的花色。

其次，石英湿料摊铺后凝固时间非常短，如果不能快速将废弃无机硅材料在石英湿料上摊铺好，石英湿料凝固后无法与废弃无机硅材料结合，无法制备相应的人造石英石。本发明所述制备方法在制备过程中将废弃无机硅材料平铺在不干胶表面，预先铺设成型，然后利用不干胶的粘性和快速揭除的特性，通过平移的方式快速地将所述废弃无机硅材料迅速地移至模具中的湿料上。本发明所述平移方式不但实施方式简单、不需要复杂设备，而且操作时间非常短，解决了来不及将废弃无机硅材料铺设在石英湿料上的缺陷。

在一些具体的实施方式中，所述废弃无机硅材料为块状。

在一些具体的实施方式中，所述废弃无机硅材料的直径为20～200mm，例如50mm、75mm、100mm、125mm、150mm和175mm；优选地，所述废弃无机硅材料的表面洁净，其断面为新断面。

本发明所述方法优选大块的废弃无机硅材料平铺在不干胶表面，可以进一步减少无机硅材料在不干胶表面的粘贴时间，同时也使平移之后，不干胶地揭除更方便，避免揭除过程中带走所述废弃无机硅材料。更进一步地，本发明所述方法优选表面洁净且断面为新断面的废弃无机硅材料，能够增加其与不干胶的粘贴强度以及有利于后续其与石英湿料的结合。

在一些具体的实施方式中，所述抽真空的操作条件包括：抽真空压强为≤-0.1Mpa，抽真空时间为5～10min，例如6min、7min、8min或9min。

在一些具体的实施方式中，按重量份计，所述废弃无机硅材料、石英、树脂、玻璃、色浆、偶联剂、固化剂和促进剂的用量如下：废弃无机硅材料10～30份、石英20～50份、树脂7～25份、玻璃5-30份、色浆0.1～0.5份、偶联剂0.05～0.2份、固化剂0.07～0.15份和促进剂0.07～0.15份。

在一些具体的实施方式中，按重量份计，所述废弃无机硅材料、石英、树脂、玻璃、色浆、偶联剂、固化剂和促进剂的用量如下：废弃无机硅材料20～30份、石英20～35份、树脂10～20份、色浆0.2～0.4份、偶联剂0.05～0.15份、固化剂0.09～0.15份和促进剂0.09～0.15份。

在一些具体的实施方式中，按重量份计，所述废弃无机硅材料、石英、树脂、玻璃、色浆、偶联剂、固化剂和促进剂的用量如下：废弃无机硅材料25～30份、石英30～35份、树脂15～20份、色浆0.3～0.4份、偶联剂0.1～0.15份、固化剂0.09～0.12份和促进剂0.09～0.12份。

在一些具体的实施方式中，所述方法还包括在使用前先将所述模具清洁干净，多次均匀地打擦脱模蜡。

在一些具体的实施方式中，所述方法还包括，所述人造石英石在脱模后水平放置，自然干燥成型；优选地，所述人造石英石在脱模后放置在水平地面，层层摞起，层与层之间通过横条隔开。

本发明所述方法将脱模后的人造石英石水平放置，自然干燥成型，可以防止所述人造石英石在成型之前由于树脂与其他原料之间的受力不同，而在未干燥前易出现变形。

在一些具体的实施方式中，所述方法还包括将干燥成型的人造石英石进行抛光和/或切割处理。

在一些具体的实施方式中，所述偶联剂选自硅烷偶联剂、铝酸酯偶联剂和钛酸酯偶联剂中的一种或多种；所述固化剂选自过氧化-2-乙基己酸叔丁酯、过氧化甲乙酮，过氧化环己酮和过氧化苯甲酸叔丁酯中的一种或多种，所述促进剂选自N,N-二丙基-1-丙胺、N,N-二甲基苯胺、异辛酸钴和环烷酸钴中的一种或多种。

在一些具体实施方式中，所述树脂为不饱和聚酯树脂。

在一些具体实施方式中，所述玻璃的粒径为10～80目。

在一些具体的实施方式中，所述废弃无机硅材料选自废弃的花岗岩、大理石、石英、玻化砖、陶瓷、瓷砖中的一种或多种。

本发明还涉及上述方法制成的人造石英石。

本发明所述人造石英石具有造价便宜、力学性能优良和花色繁多的优点。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

(1)本发明所述人造石英石的制备方法用废弃无机硅材料替代部分石英，减少石英的用量，显著降低了人造石英石的制备成本；同时，对废弃无机硅材料进行循环再利用，减少其占地空间和处理费用；另外，废弃无机硅材料还能够使制成的人造石英石形成复杂的花色和质感。

(2)本发明所述方法采用在不干胶上粘贴废弃无机硅材料的预先铺设方式以及一次性平铺移入的方式将废弃无机硅材料迅速地摊铺在石英湿料上，简化操作，节约了无机硅材料在湿料上的铺设时间，避免所述无机硅材料还未铺设好，石英湿料已经凝固的问题。

(3)本发明所述方法优选大块的废弃无机硅材料平铺在不干胶表面，可以进一步减少无机硅材料在不干胶表面的粘贴时间，同时也使平移之后，不干胶地揭除更方便，避免揭除过程中带走所述废弃无机硅材料。

(4)本发明所述方法对抽真空的工艺条件进行优化，增加了抽真空的压强和压力，使抽真空更为均匀与合理，杜绝了材料空鼓、两张皮、连接不牢等现象和问题。

(5)本发明所述方法将脱模后的人造石英石水平放置，自然干燥成型，可以防止所述人造石英石在成型之前由于树脂与其他原料之间的受力不同，而在未干燥前易出现变形。

(6)根据本发明所述方法制成的所述人造石英石具有造价便宜、力学性能优良、有质感和花色繁多的优点。

下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购买获得的常规产品。

实施例1人造石英石的制备方法及其制备的石英石

1、废料处理：将大理石废料进行除污、清洗、沥干操作，将大于200mm的大理石废料敲碎成小块，所有废料的规格均为20～200mm的不规则形状；

2、平铺废料：在制作平台上(740mm*2400mm)平整均匀的铺上不干胶布上面，将经过处理的废料粘贴在不干胶布的平面上，粘贴紧密。

3、清理组装平台和模具，之后进行打蜡：在铺设人造石英石原料的玻璃板(架子上)平面上，将玻璃擦干净不得有任何尘污、杂物，然后均匀地打上脱模蜡，要多次均匀的打擦。

4、备料和搅拌：按需要将石英、不饱和聚酯树脂、玻璃、色浆、硅烷偶联剂、过氧化环己酮和N,N-二甲基苯胺备好，并按配方比例进行调配，将调配好的上述原料依次加入搅拌桶，搅拌至均匀为止，获得石英湿料。

5、成型：将搅拌均匀的湿料以最快的速度，在3-5秒的时间内摊铺在清理组装好的平台模具内，再将不干胶粘贴的废料，平移在湿料上面(面朝下)，揭除不干胶，再在空隙处填湿料，刮平。

6、抽真空：将成型件放入真空箱内，关闭箱门，关闭抽气阀，启动真空泵待真空表压力达到-0.1Mpa，抽8分钟，打开放气阀，开箱取出成型件。

7、固化：取出成型件并在室温下静止固化60min。

8、脱模：将完成固化的石英石成型件，进行脱模。

9、养护：将板材放在水平地面上，一层层摞起来(一层二层之间，加一横条)，共计20块板为一摞，自然干燥20天以上板材成型。

10、抛光切割：将养护后的石英石毛坯板进行抛光，按所需尺寸规格进行切割，并将板面清扫干净。

本实施例所用原料的配比如下：按重量份计，废弃大理石30份、石英20份、树脂20份、玻璃5份、色浆0.3份、硅烷偶联剂0.15份、过氧化环己酮0.15份和N,N-二甲基苯胺0.15份。

实施例2人造石英石的制备方法及其制备的石英石

参照实施例1所述方法制造人造石英石，区别仅在于，抽真空的压强为-0.1Mpa，抽真空时间为10min。

实施例3人造石英石的制备方法及其制备的石英石

参照实施例1所述方法制备人造石英石，区别仅在于，本实施例所述原料的配比如下：按重量份计，废弃大理石10份、石英50份、树脂25份、玻璃30份、色浆0.5份、硅烷偶联剂0.05份、过氧化环己酮0.07份和N,N-二甲基苯胺0.07份。

实施例4人造石英石的制备方法及其制备的石英石

参照实施例1所述方法制备人造石英石，区别仅在于，本实施例所述原料的配比如下：按重量份计，废弃大理石20份、石英30份、树脂15份、玻璃15份、色浆0.3份、过氧化环己酮0.1份和N,N-二甲基苯胺0.1份。

实施例5人造石英石的制备方法及其制备的石英石

参照实施例1所述方法制造人造石英石，区别仅在于，用废弃玻化砖替换废弃大理石。

实施例6人造石英石的制备方法及其制备的石英石

参照实施例1所述方法制造人造石英石，区别仅在于，用废弃陶瓷替换废弃大理石。

对比例1人造石英石的制备方法及其制备的石英石

1、清理组装平台和模具，之后进行打蜡：在铺设人造石英石原料的玻璃板(架子上)平面上，将玻璃擦干净不得有任何尘污、杂物，然后均匀地打上脱模蜡，要多次均匀的打擦。

2、备料和搅拌：按需要将石英、不饱和聚酯树脂、色浆、过氧化环己酮和N,N-二甲基苯胺备好，并按配方比例进行调配，将调配好的上述原料依次加入搅拌桶，搅拌至均匀为止，获得石英湿料。

3、成型：将搅拌均匀的湿料摊铺在清理组装好的平台模具内。

4、抽真空：将成型件放入真空箱内，关闭箱门，关闭抽气阀，启动真空泵待真空表压力达到-0.1Mpa，抽5分钟，打开放气阀，开箱取出成型件。

5、固化：取出成型件并在室温下静止固化60min。

6、脱模：将完成固化的石英石成型件，进行脱模。

7、养护：将板材放在水平地面上，一层层摞起来(一层二层之间，加一横条)，共计20块板为一摞，自然干燥20天以上板材成型。

8、抛光切割：将养护后的石英石毛坯板进行抛光，按所需尺寸规格进行切割，并将板面清扫干净。

本对比例所用原料的配比如下：按重量份计，石英50份、树脂20份、玻璃5份、色浆0.3份、硅烷偶联剂0.15份、过氧化环己酮0.15份和N,N-二甲基苯胺0.15份

对比例2人造石英石的制备方法及其制备的石英石

1、废料处理：将大理石废料进行除污、清洗、沥干操作，将大于200mm的大理石废料敲碎成小块，所有废料的规格均为20～200mm的不规则形状；

2、清理组装平台和模具，之后进行打蜡：在铺设人造石英石原料的玻璃板(架子上)平面上，将玻璃擦干净不得有任何尘污、杂物，然后均匀地打上脱模蜡，要多次均匀的打擦。

3、备料和搅拌：按需要将石英、不饱和聚酯树脂、色浆、过氧化环己酮和N,N-二甲基苯胺备好，并按配方比例进行调配，将调配好的上述原料依次加入搅拌桶，搅拌至均匀为止，获得石英湿料。

4、成型：将搅拌均匀的湿料以最快的速度，在3-5秒的时间内摊铺在清理组装好的平台模具内，人工将所述块状废料铺在所述湿料的上面，所述废料未铺完，所述湿料即已经凝固，无法进行后续操作。

对比例3人造石英石的制备方法及其制备的石英石

参照实施例1所述方法制造人造石英石，区别仅在在于，所述抽真空的压强为-0.1Mpa，时间为5min。

实验例1

比较实施例1与对比例1所述人造石英石的制备成本：实施例1所述人造石英石的制备成本为320元/1.86m²，而对比例1所述人造石英石的制备成本为500元/1.86m²。由此可见，与对比例1所述普通人造石英石的制备方法相比，本发明所述方法显著降低了制造成本。

实验例2

比较实施例1与对比例2在成型步骤中所用时间：实施例1所述方法在成型步骤中所用时间为2.5min，而对比例2所述方法无法在湿料凝固之前将块状废料平铺在湿料上。由此可见，本发明所述方法极大地节约了成型所需时间，避免石英湿料在成型步骤完成之前已经凝固。

实验例3

检测实施例1～6和对比例3所述人造石英石的性能，具体检测结果参见表1。比较实施例1和对比例3数据可知，增加抽真空的强度和时间可以增强人造石英石的各方面性能。

表1人造石英石的性能检测结果

注：弯曲强度、压缩强度、和25次冻融循环后弯曲强度的单位均为Mpa，体积密度的单位为g/cm³，磨损体积的单位为mm。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，但本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种制备人造石英石的方法，其特征在于，所述方法包括：

(A)将废弃无机硅材料平铺在不干胶表面，使所述废弃无机硅材料与不干胶紧密粘贴；

(B)将包括石英、树脂、玻璃、色浆、偶联剂、固化剂和促进剂的原料搅拌成均匀的湿料，并平摊在模具内；

(C)采用废弃无机硅材料在下、不干胶在上的方式，将所述废弃无机硅材料快速平移至所述模具内的湿料上，揭除不干胶，刮平后，进行抽真空、固化和脱模处理，即得所述人造石英石。

2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述废弃无机硅材料的直径为20～200mm，优选地，所述废弃无机硅材料的表面洁净，其断面为新断面。

3.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述抽真空的操作条件包括：抽真空压强为≤-0.1Mpa，抽真空时间为5～10min。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，按重量份计，所述废弃无机硅材料、石英、树脂、玻璃、色浆、偶联剂、固化剂和促进剂的用量如下：

废弃无机硅材料10～30份、石英20-50份、树脂7-25份、玻璃5-30份、色浆0.1～0.5份、偶联剂0.05～0.2份、固化剂0.07～0.15份和促进剂0.07～0.15份。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括在使用前先将所述模具清洁干净，多次均匀地打擦脱模蜡。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括，所述人造石英石在脱模后水平放置，自然干燥成型；优选地，所述人造石英石在脱模后放置在水平地面，层层摞起，层与层之间通过横条隔开。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括将干燥成型的人造石英石进行抛光和/或切割处理。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述偶联剂选自硅烷偶联剂、铝酸酯偶联剂和钛酸酯偶联剂中的一种或多种；所述固化剂选自过氧化-2-乙基己酸叔丁酯、过氧化甲乙酮，过氧化环己酮和过氧化苯甲酸叔丁酯中的一种或多种，所述促进剂选自N,N-二丙基-1-丙胺、N,N-二甲基苯胺、异辛酸钴和环烷酸钴中的一种或多种。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述废弃无机硅材料选自废弃的花岗岩、大理石、石英、玻化砖、陶瓷、瓷砖中的一种或多种。

10.根据权利要求1～9任一项所述方法制成的人造石英石。