CN107674357A - 亚克力石英石板材及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种亚克力石英石板材及其制备方法,所述亚克力石英石板材包括甲基丙烯酸甲脂、单体分子交联剂、单体固化剂和石英砂、石英粉等;其制备方法包括:(ⅰ)甲基丙烯酸甲脂预聚浆的制备;(ⅱ)亚克力石英石原浆料的制备;(ⅲ)亚克力石英石原浆料的真空处理;(ⅳ)亚克力石英石原浆料的聚合固化;(ⅴ)亚克力石英石毛坯板材的处理等步骤。本发明对比目前国内制作的不饱和聚酯石英石板材,有良好的物理性能,能够有效解决不饱和聚酯石英石的5mm~10mm板材由于物理性能差造成的产品质量问题和目前国内不饱和聚酯石英石不能弯曲包裹圆柱,包裹异型弯曲吧台等问题;本发明产品薄板的优异物理性能,和在同等物理性能基础上的原材料节省优势对整体石英石板材行业起到关键性突破作用。

Description

亚克力石英石板材及其制备方法
技术领域
本发明属于一种高分子化合物类建筑和装饰材料,具体涉及一种亚克力石英石板材及其制备方法。
背景技术
亚克力,又叫PMMA或亚加力,源自英文acrylic(丙烯酸塑料),其化学名称为聚甲基丙烯酸甲酯,是一种开发较早的重要可塑性高分子材料,又称人造石,其作为新型的人造建材装饰材料,有着天然石材无可比拟的优势:高强度、高硬度、耐高温、防腐蚀、抗老化、天然质感、易清洁、抗折、耐磨、材质精纯、无辐射等。在天然石材作为不可再生资源日渐枯竭的今日,亚克力石英石是其最好的替代品。同时,亚克力石英石可采用废旧玻璃作原料,因而在保护环境的同时实现了资源再利用,这些优势让亚克力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、墙面装饰以及家居装饰行业。
目前,制约亚克力石英石发展的主要因素就是产品质量和高的制造成本。在经济快速发展的当代,人们越来越注重生活品位,产品质量对于人造石英石的发展至关重要。影响人造石英石产品质量的主要因素有:1、开裂;2、变形;3、耐黄变;4、耐污及耐化学性能。同时,固化作为生产工艺中的成型环节,对石英石的色泽、成品的综合力学性能有着极其重要的影响。传统的人造石英石固化是采用烘箱、固化炉等设备给石英石加热固化,这些方法均是利用热传导的方式对板材等进行加热后由引发剂引发固化,受限于热传导加热方法而能量利用效率低,能耗大,生产成本高,且受热不均会导致板材内应力增大,发生变形和开裂,最终影响制品的质量。
此外,对于板材型亚克力石英石产品来说,板材的厚度制约了亚克力石英石板材板材的应用。现有亚克力石英石板材的厚度大多都在15mm~30mm左右,且其树脂含量低,约为8%~14%;这种厚度的亚克力石英石板材无法满足建筑或装饰中壁挂对于厚度而影响重量的要求,而现有的解决办法是先预制呈20mm的亚克力石英石板材,再将板材一分为二,从而获得较薄的亚克力石英石板材。然后此种做法获得的亚克力石英石板材抗冲击能力差,往往在运输和施工过程中会造成大量的破损,造成重大损失,限制了其更广泛的应用。
发明内容
本发明是为了克服现有技术中存在的缺点而提出的,其目的是提供一种亚克力石英石板材及其制备方法。
本发明的技术方案是:
一种亚克力石英石板材,所述亚克力石英石板材的组分和各组分重量百分比为:
甲基丙烯酸甲酯 10%~30%;
聚甲基丙烯酸甲酯 1%~10%;
双官能团交联剂 0.1%~4%;
三官能团交联剂 0.1%~4%;
复合抗氧化剂 0.1%~4%;
复合增强剂 0.1%~4%
单体引聚剂 0.001%~2%;
单体引聚促进剂 0.0002%~1%;
偶联剂 0.0002%~5%;
单体固化剂 0.001%~2%;
无机颜料 0.00001%~10%;
石英粉 5%~40%;
石英砂 20%~85%;
有机或者无机添加颗 1%~20%。
所述双官能团交联剂为二甲基丙烯酸乙二醇酯、二甲基丙烯酸三乙二醇酯、二乙二醇脂或者三乙二醇酯中的任意一种;所述三官能团交联剂为三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯或者三羟丙烷三丙烯酸酯中的任意一种,所述偶联剂为乙氧基硅烷。
所述复合抗氧化剂为正十二硫醇或者二巯基乙酸乙二醇酯中的任意一种;所述复合增强剂为磷酸2-羟基甲基丙烯酸酯。
所述单体引聚剂为硫醇;所述单体引聚促进剂为氢氧化钙;所述单体固化剂为过氧化马来酸单叔丁酯。
所述无机颜料为钛白粉、炭黑、铁红、铁绿、中铬黄、大红、铁蓝或者群青中的任意一种;所述石英粉的粒径为200目~800目;所述石英砂的粒径为4目~150目;所述无机添加颗粒为带天然颜色的石子颗粒或者用亚克力石英石同质材料添加无机颜料后制作的各种颜色颗粒。
所述亚克力石英石板材的厚度为5mm ~ 20 mm。
一种亚克力石英石板材的制备方法,包括以下步骤:
(ⅰ)甲基丙烯酸甲脂预聚浆的制备
将一定量的甲基丙烯酸甲酯加热至30℃~70℃,向其中加入聚甲基丙烯酸甲酯,热熔后即形成奖状液体;冷却至20℃~30℃后添加双官能团交联剂、三官能团交联剂、单体引聚剂、复合抗氧化剂、复合增强剂,偶联剂搅拌均匀,即得甲基丙烯酸甲酯预聚浆;
(ⅱ)亚克力石英石原浆料的制备
将步骤(ⅰ)所得的甲基丙烯酸甲酯预聚浆与石英砂、石英粉、无机颜料按比例混合均匀,即得亚克力石英石原浆料;
(ⅲ)亚克力石英石原浆料的真空处理
将步骤(ⅱ)所得亚克力石英石原浆料进行真空处理,去除气孔;
(ⅳ)亚克力石英石原浆料的聚合固化
在搅拌条件下,向步骤(ⅳ)所得亚克力石英石原浆料中按比例加入单体引聚促进剂和单体固化剂,搅拌均匀后,经过自然聚合反应形成固状后,再按照甲基丙烯酸甲酯的加热反应峰进行的加热固化处理,即得亚克力石英石毛坯板材;
(ⅴ)亚克力石英石毛坯板材的处理
对亚克力石英石板材毛料进行定厚、抛磨处理后,即得平整、光亮或者平整亚光的亚克力石英石板材。
所述步骤(ⅲ)的真空处理在螺杆推送机中进行处理。
所述步骤(ⅳ)加热固化处理的温度控制在80℃~140℃;时间为5min~120min。
所述制备方法中加入的各个原料的重量百分比为:
甲基丙烯酸甲酯 60%~90%;
聚甲基丙烯酸甲酯 5%~40%;
双官能团交联剂 0.5%~10%;
三官能团交联剂 0.5%~10%;
复合抗氧化剂剂 0.5%~10%;
复合增强剂 0.5%~10%;
单体引聚剂 0.1%~8%;
偶联剂 0.05%~10%;
单体引聚促进剂 0.001%~3%;
单体固化剂 0.5%~5%。
本发明的有益效果是:
本发明对比目前国内制作的不饱和聚酯石英石板材,有良好的物理性能,能够有效解决不饱和聚酯石英石的5mm~10mm板材由于物理性能差造成的产品质量问题和目前国内不饱和聚酯石英石不能弯曲包裹圆柱,包裹异型弯曲吧台等问题;本发明产品薄板的优异物理性能,和在同等物理性能基础上的原材料节省优势对整体石英石板材行业起到关键性突破作用。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明亚克力石英石板材及其制备方法进行详细说明:
一种亚克力石英石板材,所述亚克力石英石板材的组分和各组分重量百分比为:
甲基丙烯酸甲酯 10%~30%;
聚甲基丙烯酸甲酯 1%~10%;
双官能团交联剂 0.1%~4%;
三官能团交联剂 0.1%~4%;
复合抗氧化剂 0.1%~4%;
复合增强剂 0.1%~4%
单体引聚剂 0.001%~2%
单体引聚促进剂 0.0002%~1%;
偶联剂 0.0002%~5%;
单体固化剂 0.001%~2%;
无机颜料 0.00001%~10%;
石英粉 5%~40%;
石英砂 20%~85%;
有机或者无机添加颗 1%~20%。
所述双官能团交联剂为二甲基丙烯酸乙二醇酯、二甲基丙烯酸三乙二醇酯、二乙二醇脂或者三乙二醇酯中的任意一种。
所述三官能团交联剂为三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯或者三羟丙烷三丙烯酸酯中的任意一种。
所述复合抗氧化剂为硫化物。
所述复合抗氧化剂为正十二硫醇或者二巯基乙酸乙二醇酯中的任意一种。
所述复合增强剂为磷酸2-羟基甲基丙烯酸酯。
所述单体引聚剂为硫醇。
所述偶联剂为乙氧基硅烷。
所述单体引聚促进剂为氢氧化钙。
所述单体固化剂为过氧化马来酸单叔丁酯。
所述无机颜料为钛白粉、炭黑、铁红、铁绿、中铬黄、大红、铁蓝或者群青中的任意一种。
所述石英粉的粒径为200目~800目;所述石英砂的粒径为4目~150目。
所述无机添加颗粒为带天然颜色的石子颗粒或者用亚克力石英石同质材料添加无机颜料后制作的各种颜色颗粒。
所述亚克力石英石板材的厚度为5 mm ~ 10 mm。
一种亚克力石英石板材的制备方法,包括以下步骤:
(ⅰ)甲基丙烯酸甲脂预聚浆的制备
将一定量的甲基丙烯酸甲酯加热至30℃~70℃,向其中加入聚甲基丙烯酸甲酯,热熔后即形成奖状液体;冷却至30°C~20°C后添加双官能团交联剂、三官能团交联剂、单体引聚剂、复合抗氧化剂、复合增强剂,偶联剂搅拌均匀,即得甲基丙烯酸甲酯预聚浆;
(ⅱ)亚克力石英石原浆料的制备
将步骤(ⅰ)所得的甲基丙烯酸甲酯预聚浆与石英砂、石英粉、无机颜料按比例混合均匀,即得亚克力石英石原浆料;
(ⅲ)亚克力石英石原浆料的真空处理
将步骤(ⅱ)所得亚克力石英石原浆料进行真空处理,去除气孔;
(ⅳ)亚克力石英石原浆料的聚合固化
在搅拌条件下,向步骤(ⅳ)所得亚克力石英石原浆料中按比例加入单体引聚促进剂和单体固化剂,搅拌均匀后,经过自然聚合反应形成固状后,再按照甲基丙烯酸甲酯的加热反应峰进行的加热固化处理,即得亚克力石英石毛坯板材;
亚克力石英石原浆料的聚合固化有二种模式:
(a)在一定规格的模具中,经过自然固化后成型后。放置在烘箱内,加热至90°C~140°C(根据甲基丙烯酸甲酯预聚浆的固化剂添加量温度不同)固化成型。
(b)在流水线生产中,在输送带上自然固化后,根据甲基丙烯酸甲脂预聚浆的放热峰反应完成;自然固化反应2~10分钟,40°C~70°C反应4~10分钟,60°C~100°C反应4~10分钟,100°C~140°C反应6~20分钟。
(ⅴ)亚克力石英石毛坯板材的处理
对亚克力石英石板材毛料进行定厚、抛磨处理后,即得平整、光亮或者平整亚光的亚克力石英石板材。
毛坯板的加工分为三种;
(a)在线处理使用纹理底膜,亚克力石英石原浆料固化后,利用纹理底膜形成状态就是正面的纹理板面。再经过对板材的背面金属刀头和砂块的磨削,达到平整的效果。
(b)亚克力石英石原浆料固化后,经过对板材的正面、背面使用金属刀头和砂块的磨削,达到平整的效果。再经过不同目数砂块对板材正面的磨削,达到1200~2000目的光亮效果。
(c)亚克力石英石原浆料固化后,经过对板材的正面、背面使用金属刀头和砂块的磨削,达到平整的效果。再经过不同目数砂块对板材正面的磨削,达到600~800目的亚光效果。
所述步骤(ⅲ)的真空处理在螺杆推送机中或者真空搅拌进行处理。
所述步骤(ⅳ)加热固化处理的温度控制在80℃~140℃;时间为5min~120min。
所述(ⅰ)所得甲基丙烯酸甲酯预聚浆呈粘稠状。
所述制备方法中加入的各个原料的重量百分比为:
甲基丙烯酸甲酯 60%~90%;
聚甲基丙烯酸甲酯 5%~40%;
双官能团交联剂 0.5%~10%;
三官能团交联剂 0.5%~10%;
复合抗氧化剂剂 0.5%~10%;
复合增强剂 0.5%~10%;
单体引聚剂 0.1%~8%;
偶联剂 0.05%~10%;
单体引聚促进剂 0.001%~3%;
单体固化剂 0.5%~5%。
实施例1
一种亚克力石英石板材的制备方法,包括以下步骤:
(ⅰ)甲基丙烯酸甲脂预聚浆的制备
将90kg甲基丙烯酸甲酯加热至30℃,向其中加入5kg聚甲基丙烯酸甲酯,热熔后即形成奖状液体;冷却至20℃后添加2kg二甲基丙烯酸乙二醇酯、2kg三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、0.1kg硫醇、0.5kg正十二硫醇、0.5kg磷酸2-羟基甲基丙烯酸酯,0.2kg乙氧基硅烷搅拌均匀,即得甲基丙烯酸甲酯预聚浆;
(ⅱ)亚克力石英石原浆料的制备
将步骤(ⅰ)所得的甲基丙烯酸甲酯预聚浆30kg与40kg石英砂、85kg石英粉、2kg无机颜料中铬黄混合均匀,即得亚克力石英石原浆料;
(ⅲ)亚克力石英石原浆料的真空处理
将步骤(ⅱ)所得亚克力石英石原浆料进行真空处理,去除气孔;
(ⅳ)亚克力石英石原浆料的聚合固化
在搅拌条件下,向步骤(ⅳ)所得亚克力石英石原浆料中加入0.01KG氢氧化钙和0.6kg过氧化马来酸单叔丁酯,搅拌均匀后,经过自然聚合反应形成固状后,再按照甲基丙烯酸甲酯的加热反应峰进行的加热固化处理,即得亚克力石英石毛坯板材;
亚克力石英石原浆料的聚合固化的具体过程为:
在一定规格的模具中,经过自然固化后成型后,放置在烘箱内,加热至140℃固化成型。
(ⅴ)亚克力石英石毛坯板材的处理
对亚克力石英石板材毛料进行定厚、抛磨处理后,即得平整、光亮或者平整亚光的亚克力石英石板材。
毛坯板的加工分为三种;
(a)在线处理使用纹理底膜,亚克力石英石原浆料固化后,利用纹理形成的纹理板面作为正面。再经过对板材的背面金属刀头和砂块的磨削,达到平整的效果。
(b)亚克力石英石原浆料固化后,经过对板材的正面、背面使用金属刀头和砂块的磨削,达到平整的效果。再经过不同目数砂块对板材正面的磨削,达到1200~2000目的光亮效果。
(c)亚克力石英石原浆料固化后,经过对板材的正面、背面使用金属刀头和砂块的磨削,达到平整的效果。再经过不同目数砂块对板材正面的磨削,达到600~800目的亚光效果。
实施例2
一种亚克力石英石板材的制备方法,包括以下步骤:
(ⅰ)甲基丙烯酸甲脂预聚浆的制备
将60kg甲基丙烯酸甲酯加热至70℃,向其中加入20kg聚甲基丙烯酸甲酯,热熔后即形成奖状液体;冷却至30℃后添加10kg二乙二醇脂、10kg三羟丙烷三丙烯酸酯、8kg硫醇、10kg二巯基乙酸乙二醇酯、10kg磷酸2-羟基甲基丙烯酸酯,3kg乙氧基硅烷搅拌均匀,即得甲基丙烯酸甲酯预聚浆;
(ⅱ)亚克力石英石原浆料的制备
将步骤(ⅰ)所得的甲基丙烯酸甲酯预聚浆100kg与150kg石英砂、80kg石英粉、0.01g铁红混合均匀,即得亚克力石英石原浆料;
(ⅲ)亚克力石英石原浆料的真空处理
将步骤(ⅱ)所得亚克力石英石原浆料进行真空处理,去除气孔;
(ⅳ)亚克力石英石原浆料的聚合固化
在搅拌条件下,向步骤(ⅳ)所得亚克力石英石原浆料中加入30g氢氧化钙和3kg过氧化马来酸单叔丁酯,搅拌均匀后,经过自然聚合反应形成固状后,再按照甲基丙烯酸甲酯的加热反应峰进行的加热固化处理,即得亚克力石英石毛坯板材;
亚克力石英石原浆料的聚合固化的具体方法为:
在流水线生产中,在输送带上自然固化后,根据甲基丙烯酸甲脂预聚浆的放热峰反应完成;自然固化反应2~10分钟,40℃~70℃反应4~10分钟,60℃~100℃反应4~10分钟,100℃~140℃反应6~20分钟。
(ⅴ)亚克力石英石毛坯板材的处理
对亚克力石英石板材毛料进行定厚、抛磨处理后,即得平整、光亮或者平整亚光的亚克力石英石板材。
毛坯板的加工分为三种;
(a)在线处理使用纹理底膜,亚克力石英石原浆料固化后,就是正面的纹理板面。再经过对板材的背面金属刀头和砂块的磨削,达到平整的效果。
(b)亚克力石英石原浆料固化后,经过对板材的正面、背面使用金属刀头和砂块的磨削,达到平整的效果。再经过不同目数砂块对板材正面的磨削,达到1200~2000目的光亮效果。
(c)亚克力石英石原浆料固化后,经过对板材的正面、背面使用金属刀头和砂块的磨削,达到平整的效果。再经过不同目数砂块对板材正面的磨削,达到600~800目的亚光效果。
本发明对比目前国内制作的不饱和聚酯石英石板材,有良好的物理性能,能够有效解决不饱和聚酯石英石的5mm~20mm板材由于物理性能差造成的产品质量问题和目前国内不饱和聚酯石英石不能弯曲包裹圆柱,包裹异型弯曲吧台等问题;本发明产品薄板的优异物理性能,和在同等物理性能基础上的原材料节省优势对整体石英石板材行业起到关键性突破作用。

Claims (10)

1.一种亚克力石英石板材,其特征在于:所述亚克力石英石板材的组分和各组分重量百分比为:
甲基丙烯酸甲酯 10%~30%;
聚甲基丙烯酸甲酯 1%~10%;
双官能团交联剂 0.1%~4%;
三官能团交联剂 0.1%~4%;
复合抗氧化剂 0.1%~4%;
复合增强剂 0.1%~4%
单体引聚剂 0.001%~2%;
单体引聚促进剂 0.0002%~1%;
偶联剂 0.0002%~5%;
单体固化剂 0.001%~2%;
无机颜料 0.00001%~10%;
石英粉 5%~40%;
石英砂 20%~85%;
有机或者无机添加颗 1%~20%。
2.根据权利要求1所述的一种亚克力石英石板材,其特征在于:所述双官能团交联剂为二甲基丙烯酸乙二醇酯、二甲基丙烯酸三乙二醇酯、二乙二醇脂或者三乙二醇酯中的任意一种;所述三官能团交联剂为三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯或者三羟丙烷三丙烯酸酯中的任意一种,所述偶联剂为乙氧基硅烷。
3.根据权利要求1所述的一种亚克力石英石板材,其特征在于:所述复合抗氧化剂为正十二硫醇或者二巯基乙酸乙二醇酯中的任意一种;所述复合增强剂为磷酸2-羟基甲基丙烯酸酯。
4.根据权利要求1所述的一种亚克力石英石板材,其特征在于:所述单体引聚剂为硫醇;所述单体引聚促进剂为氢氧化钙;所述单体固化剂为过氧化马来酸单叔丁酯。
5.根据权利要求1所述的一种亚克力石英石板材,其特征在于:所述无机颜料为钛白粉、炭黑、铁红、铁绿、中铬黄、大红、铁蓝或者群青中的任意一种;所述石英粉的粒径为200目~800目;所述石英砂的粒径为4目~150目;所述无机添加颗粒为带天然颜色的石子颗粒或者用亚克力石英石同质材料添加无机颜料后制作的各种颜色颗粒。
6.根据权利要求1所述的一种亚克力石英石板材,其特征在于:所述亚克力石英石板材的厚度为5mm ~ 20 mm。
7.一种亚克力石英石板材的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:
(ⅰ)甲基丙烯酸甲脂预聚浆的制备
将一定量的甲基丙烯酸甲酯加热至30℃~70℃,向其中加入聚甲基丙烯酸甲酯,热熔后即形成奖状液体;冷却至20℃~30℃后添加双官能团交联剂、三官能团交联剂、单体引聚剂、复合抗氧化剂、复合增强剂,偶联剂搅拌均匀,即得甲基丙烯酸甲酯预聚浆;
(ⅱ)亚克力石英石原浆料的制备
将步骤(ⅰ)所得的甲基丙烯酸甲酯预聚浆与石英砂、石英粉、无机颜料按比例混合均匀,即得亚克力石英石原浆料;
(ⅲ)亚克力石英石原浆料的真空处理
将步骤(ⅱ)所得亚克力石英石原浆料进行真空处理,去除气孔;
(ⅳ)亚克力石英石原浆料的聚合固化
在搅拌条件下,向步骤(ⅳ)所得亚克力石英石原浆料中按比例加入单体引聚促进剂和单体固化剂,搅拌均匀后,经过自然聚合反应形成固状后,再按照甲基丙烯酸甲酯的加热反应峰进行的加热固化处理,即得亚克力石英石毛坯板材;
(ⅴ)亚克力石英石毛坯板材的处理
对亚克力石英石板材毛料进行定厚、抛磨处理后,即得平整、光亮或者平整亚光的亚克力石英石板材。
8.根据权利要求7所述的一种亚克力石英石板材的制备方法,其特征在于:所述步骤(ⅲ)的真空处理在螺杆推送机中进行处理。
9.根据权利要求7所述的一种亚克力石英石板材的制备方法,其特征在于:所述步骤(ⅳ)加热固化处理的温度控制在80℃~140℃;时间为5min~120min。
10.根据权利要求7所述的一种亚克力石英石板材的制备方法,其特征在于:所述制备方法中加入的各个原料在甲基丙烯酸甲脂预聚浆重量百分比为:
甲基丙烯酸甲酯 60%~90%;
聚甲基丙烯酸甲酯 5%~40%;
双官能团交联剂 0.5%~10%;
三官能团交联剂 0.5%~10%;
复合抗氧化剂剂 0.5%~10%;
复合增强剂 0.5%~10%;
偶联剂 0.05%~10%;
单体引聚剂 0.1%~8%;
单体引聚促进剂 0.001%~3%;
单体固化剂 0.5%~5%。
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