CN108840634A - 一种抗裂石英石板材及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种抗裂石英石板材，包括如下质量百分含量的各组份：石英粉25‑30％，石英砂20‑30％，硅酸盐水泥10‑15％,陶瓷粉5‑10％，硅烷偶联剂1‑2％，固化剂1‑2％，羧甲基壳聚糖2‑5％，膨润土5‑8％，三聚磷酸钠0.5‑1％，甲基叔丁基醚0.5‑1％，聚甲基丙烯酸甲酯树脂10‑15％。本发明加入甲基叔丁基醚、羧甲基壳聚糖与其它原料相配合，能够保证石英石板材既具有较高的强度又具有良好的抗裂性能，提高了板材的综合性能指标，延长了使用寿命。

Description

一种抗裂石英石板材及其制造方法

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种抗裂石英石板材及其制造方法。

背景技术

人造石英石是采用天然石英砂、石英粉、树脂及颜料混合，经专用设备加工而成的一种新型聚合材料。石英石由90％以上的天然石英和10％左右的色料、树脂和其它调节粘接、固化等的添加剂组成，是经过负压真空、高频振动成型，加温固化(温度高低是根据固化剂的种类而定的生产方法加工而成的板材。其质地坚硬(莫氏硬度5-7)、结构致密(密度2.3-2.5g/立方厘米)具有其他装饰材料无法比拟的耐磨、耐压、耐高温、抗腐蚀、防渗透等特性。目前石英石产品主要在厨房台面、卫生间台面、吧台、茶几、地面以及内外墙头面等，由于其色彩丰富，产品花色丰富等优点，可以替代天然石材、高档陶瓷、木材、金属类装饰材料。

但是也由于其配方材料和加工工艺决定其材料质感接近石头，属于脆性高分子复合材料，因此很容易在加工使用过程中，由于一些不当外力和冷热内应力原因导致其开裂，影响其持续使用。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种抗裂石英石板材及其制造方法。

本发明提供了一种抗裂石英石板材，包括如下质量百分含量的各组份：石英粉25-30％，石英砂20-30％，硅酸盐水泥10-15％,陶瓷粉5-10％，硅烷偶联剂1-2％，固化剂1-2％，羧甲基壳聚糖2-5％，膨润土5-8％，三聚磷酸钠0.5-1％，甲基叔丁基醚0.5-1％，聚甲基丙烯酸甲酯树脂10-15％。

优选的，包括如下质量百分含量的各组份：石英粉25％，石英砂30％，硅酸盐水泥13％,陶瓷粉8％，硅烷偶联剂1.5％，固化剂1％，羧甲基壳聚糖4％，膨润土6％，三聚磷酸钠0.5％，甲基叔丁基醚1％，聚甲基丙烯酸甲酯树脂10％。

优选的，所述石英粉的粒径为150-200目。

优选的，所述石英砂的粒径为20-40目。

优选的，所述硅酸盐水泥为42.5号普通硅酸盐水泥。

优选的，所述陶瓷粉的粒径为150-300目。

优选的，所述固化剂为过氧化甲乙酮或过氧化环己酮。

本发明还提供了一种抗裂石英石板材的制造方法，包括以下步骤：

1)先将石英粉、石英砂、陶瓷粉、硅酸盐水泥以及三聚磷酸钠在100-300r/min的搅拌速度下搅拌均匀得到混合物；

2)然后往混合物中加入硅烷偶联剂以及甲基叔丁基醚，在50-80r/min的搅拌速度下混合均匀，最后加入羧甲基壳聚糖、膨润土、聚甲基丙烯酸甲酯树脂和固化剂，加完后，增大搅拌速度至300-400r/min，继续搅拌10-30min，混匀后得到混合料；将混合料灌入模具中，然后在真空条件下压制成型，成型后的板材在90-95℃下固化反应，反应结束后经过脱模，冷却，即得石英石板材。

优选的，步骤2)所述真空条件下的真空度为-0.1～-0.08MPa。

本发明所述聚甲基丙烯酸甲酯树脂为东莞市维曦塑胶化工有限公司供应的型号为HP-202，相对分子质量为200万。

本发明所述硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷(A151)或γ—氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)。

本发明所述膨润土为潍坊圣石蒙脱石科技有限公司供应的钠基膨润土。

现有技术中石英石板材为了达到强度高、韧性好的目的，通常需要加入较多的石英材料(石英砂、石英粉或石英块)，含量在90％以上。但是石英石材料质感接近石头，属于脆性高分子复合材料，所制造的石英石板材在加工使用过程中，容易由于一些不当外力和冷热内应力原因导致其开裂，影响其持续使用。因此，目前很难得到一种强度较高并且抗裂性能好的石英石板材。

本发明将石英石材料的用量控制在50-60％，加入硅酸盐水泥以及陶瓷粉，几种原料相互配合，能够减少石英石材料的用量，并且选择石英砂的粒径为20-40目，能够与硅酸盐水泥结合紧密，界面过渡区的孔隙较少，微裂纹较少，与水泥在界面上粘结强度高，选择石英粉的粒径为150-200目，再加入陶瓷粉，能够很好的填充到石英砂以及水泥的内部空隙中，并且所得混合物的流动性较好，有利于提高生产效率。

本发明在石英粉、石英砂、陶瓷粉、硅酸盐水泥混合的过程中加入三聚磷酸钠，能够使这几种原料混合更加均匀，内部的空隙较小，结合更加紧密。

本发明加入甲基叔丁基醚、羧甲基壳聚糖与其它原料相配合，能够保证石英石板材既具有较高的强度又具有良好的抗裂性能，提高了板材的综合性能指标，延长了使用寿命。

采用本发明的原料并控制各原料加入的顺序和各时段的搅拌速度，能够使各原料之间均匀混合，并且先将石英粉、石英砂、陶瓷粉和硅酸盐水泥在三聚磷酸钠的调节下高速搅拌均匀；再加入硅烷偶联剂以及甲基叔丁基醚，降低搅拌速度，最后加入羧甲基壳聚糖、膨润土、聚甲基丙烯酸甲酯树脂和固化剂，加完后，增大搅拌速度至300-400r/min，通过此种制造方法得到的石英石板材的物理性能优异，抗压强度较高，并且对外力和内应力的承受范围和形变适应范围更大，板材的冲击韧性大大提升，大大降低产品的开裂几率。

本发明的有益效果是：

1、本发明加入甲基叔丁基醚、羧甲基壳聚糖与其它原料相配合，能够保证石英石板材既具有较高的强度又具有良好的抗裂性能，提高了板材的综合性能指标，延长了使用寿命。

2、本发明在石英粉、石英砂、陶瓷粉、硅酸盐水泥混合的过程中加入三聚磷酸钠，能够使这几种原料混合更加均匀，内部的空隙较小，结合更加紧密。

3、本发明将石英石材料的用量控制在50-60％，加入硅酸盐水泥以及陶瓷粉，几种原料相互配合，能够减少石英石材料的用量，并且选择石英砂的粒径为20-40目，能够与硅酸盐水泥结合紧密，界面过渡区的孔隙较少，微裂纹较少，与水泥在界面上粘结强度高，选择石英粉的粒径为150-200目，再加入陶瓷粉，能够很好的填充到石英砂以及水泥的内部空隙中，并且所得混合物的流动性较好，有利于提高生产效率。

4、采用本发明的原料并控制各原料加入的顺序和各时段的搅拌速度，能够使各原料之间均匀混合，得到的石英石板材的物理性能优异，抗压强度较高，并且对外力和内应力的承受范围和形变适应范围更大，板材的冲击韧性大大提升，大大降低产品的开裂几率。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明的具体实施方式做进一步描述，并不因此将本发明限制在所述的实施例范围内。

实施例1

一种抗裂石英石板材，包括如下质量百分含量的各组份：150目的石英粉30％，20目的石英砂25％，42.5号硅酸盐水泥10％,150目的陶瓷粉5％，硅烷偶联剂乙烯基三乙氧基硅烷(A151)1％，固化剂过氧化甲乙酮2％，羧甲基壳聚糖5％，膨润土8％，三聚磷酸钠1％，甲基叔丁基醚0.5％，聚甲基丙烯酸甲酯树脂12.5％。

其制造方法如下：

1)先将石英粉、石英砂、陶瓷粉、硅酸盐水泥以及三聚磷酸钠在100r/min的搅拌速度下搅拌均匀得到混合物；

2)然后往混合物中加入硅烷偶联剂以及甲基叔丁基醚，在80r/min的搅拌速度下混合均匀，最后加入羧甲基壳聚糖、膨润土、聚甲基丙烯酸甲酯树脂和固化剂，加完后，增大搅拌速度至400r/min，继续搅拌30min，混匀后得到混合料；将混合料灌入模具中，然后在真空条件下压制成型，真空度为-0.1MPa，成型后的板材在95℃下固化反应，反应结束后经过脱模，冷却，即得抗裂石英石板材。

实施例2

一种抗裂石英石板材，包括如下质量百分含量的各组份：180目的石英粉25％，40目的石英砂30％，42.5号硅酸盐水泥13％,300目的陶瓷粉8％，硅烷偶联剂乙烯基三乙氧基硅烷(A151)1.5％，固化剂过氧化甲乙酮1％，羧甲基壳聚糖4％，膨润土6％，三聚磷酸钠0.5％，甲基叔丁基醚1％，聚甲基丙烯酸甲酯树脂10％。

其制造方法如下：

1)先将石英粉、石英砂、陶瓷粉、硅酸盐水泥以及三聚磷酸钠在300r/min的搅拌速度下搅拌均匀得到混合物；

2)然后往混合物中加入硅烷偶联剂以及甲基叔丁基醚，在60r/min的搅拌速度下混合均匀，最后加入羧甲基壳聚糖、膨润土、聚甲基丙烯酸甲酯树脂和固化剂，加完后，增大搅拌速度至350r/min，继续搅拌20min，混匀后得到混合料；将混合料灌入模具中，然后在真空条件下压制成型，真空度为-0.8MPa，成型后的板材在93℃下固化反应，反应结束后经过脱模，冷却，即得抗裂石英石板材。

实施例3

一种抗裂石英石板材，包括如下质量百分含量的各组份：200目的石英粉28％，30目的石英砂20％，42.5号硅酸盐水泥15％,200目的陶瓷粉10％，硅烷偶联剂γ—氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)2％，固化剂过氧化环己酮2％，羧甲基壳聚糖2％，膨润土5％，三聚磷酸钠0.5％，甲基叔丁基醚0.5％，聚甲基丙烯酸甲酯树脂15％。

其制造方法如下：

1)先将石英粉、石英砂、陶瓷粉、硅酸盐水泥以及三聚磷酸钠在150r/min的搅拌速度下搅拌均匀得到混合物；

2)然后往混合物中加入硅烷偶联剂以及甲基叔丁基醚，在50r/min的搅拌速度下混合均匀，最后加入羧甲基壳聚糖、膨润土、聚甲基丙烯酸甲酯树脂和固化剂，加完后，增大搅拌速度至300r/min，继续搅拌10min，混匀后得到混合料；将混合料灌入模具中，然后在真空条件下压制成型，真空度为-0.1MPa，成型后的板材在90℃下固化反应，反应结束后经过脱模，冷却，即得抗裂石英石板材。

对比例1

一种抗裂石英石板材，包括如下质量百分含量的各组份：180目的石英粉25。5％，40目的石英砂30％，42.5号硅酸盐水泥13％,300目的陶瓷粉8％，硅烷偶联剂乙烯基三乙氧基硅烷(A151)1.5％，固化剂过氧化甲乙酮1％，羧甲基壳聚糖4％，膨润土6％，甲基叔丁基醚1％，聚甲基丙烯酸甲酯树脂10％。

其制造方法如下：

1)先将石英粉、石英砂、陶瓷粉、硅酸盐水泥在300r/min的搅拌速度下搅拌均匀得到混合物；

2)然后往混合物中加入硅烷偶联剂以及甲基叔丁基醚，在60r/min的搅拌速度下混合均匀，最后加入羧甲基壳聚糖、膨润土、聚甲基丙烯酸甲酯树脂和固化剂，加完后，增大搅拌速度至350r/min，继续搅拌20min，混匀后得到混合料；将混合料灌入模具中，然后在真空条件下压制成型，真空度为-0.8MPa，成型后的板材在93℃下固化反应，反应结束后经过脱模，冷却，即得抗裂石英石板材。

对比例2

一种抗裂石英石板材，包括如下质量百分含量的各组份：180目的石英粉27％，40目的石英砂33％，42.5号硅酸盐水泥13％,300目的陶瓷粉8％，硅烷偶联剂乙烯基三乙氧基硅烷(A151)1.5％，固化剂过氧化甲乙酮1％，膨润土6％，三聚磷酸钠0.5％，聚甲基丙烯酸甲酯树脂10％。

其制造方法如下：

1)先将石英粉、石英砂、陶瓷粉、硅酸盐水泥以及三聚磷酸钠在300r/min的搅拌速度下搅拌均匀得到混合物；

2)然后往混合物中加入硅烷偶联剂，在60r/min的搅拌速度下混合均匀，最后加入膨润土、聚甲基丙烯酸甲酯树脂和固化剂，加完后，增大搅拌速度至350r/min，继续搅拌20min，混匀后得到混合料；将混合料灌入模具中，然后在真空条件下压制成型，真空度为-0.8MPa成型后的板材在93℃下固化反应，反应结束后经过脱模，冷却，即得抗裂石英石板材。

对比例3

原料及其比例与实施例2相同，按照重量百分比称取所有原料，混合均匀后灌入模具中，然后在真空条件下压制成型，真空度为-0.8MPa，成型后的板材在93℃下固化反应，反应结束后经过脱模，冷却，即得抗裂石英石板材。

将实施例1-3和对比例1-3所得抗裂石英石板材切割成长度为300mm，宽150mm，高20mm的板材，做各项性能测试，结果如下表1。

其中板材抗裂性能的测试方法为：

1、落球试验机：用1000g钢球从2000mm高度中心落下冲击样块，反复冲击直至样块开裂，记录冲击次数。(普通石英石标准：用450g钢球从1200mm高度落下冲击样块，若该样块在第一次被冲击时不碎裂，则判定该样块为合格产品。)

2、水平下落：将250mm×250mm×15mm石英石样块从1500mm高度水平落于水泥水平地面上，如此反复抛摔直至开裂，记录抛摔次数；(普通石英石标准：将250mm×250mm×15mm石英石样块从400mm高度水平落于水泥水平地面上；若该样块在第一次落地时不碎裂，则判定该样块为合格产品。)

表1石英石板材性能测试结果

从上表中可以看出，采用本发明的原料及方法得到的抗裂石英石板材与对比例相比，其弯曲强度和抗压强度稍高于对比例得到的抗裂石英石板材，但是其抗裂性能要远远的优于对比例。实施例2与对比例1相比，说明在在石英粉、石英砂、陶瓷粉、硅酸盐水泥混合的过程中加入三聚磷酸钠，能够使这几种原料混合更加均匀，内部的空隙较小，结合更加紧密，得到的抗裂石英石板材的强度和抗裂性能优异。实施例2与对比例2相比，说明本发明加入甲基叔丁基醚、羧甲基壳聚糖与其它原料相配合，能够保证石英石板材既具有较高的强度又具有良好的抗裂性能，提高了板材的综合性能指标，延长了使用寿命。实施例2与对比例3相比，说明采用本发明的原料并控制各原料加入的顺序和各时段的搅拌速度，能够使各原料之间均匀混合，得到的石英石板材的物理性能优异，抗压强度较高，并且对外力和内应力的承受范围和形变适应范围更大，板材的冲击韧性大大提升，大大降低产品的开裂几率。

Claims (9)

1.一种抗裂石英石板材，其特征在于，包括如下质量百分含量的各组份：石英粉25-30％，石英砂20-30％，硅酸盐水泥10-15％,陶瓷粉5-10％，硅烷偶联剂1-2％，固化剂1-2％，羧甲基壳聚糖2-5％，膨润土5-8％，三聚磷酸钠0.5-1％，甲基叔丁基醚0.5-1％，聚甲基丙烯酸甲酯树脂10-15％。

2.如权利要求1所述的抗裂石英石板材，其特征在于，包括如下质量百分含量的各组份：石英粉25％，石英砂30％，硅酸盐水泥13％,陶瓷粉8％，硅烷偶联剂1.5％，固化剂1％，羧甲基壳聚糖4％，膨润土6％，三聚磷酸钠0.5％，甲基叔丁基醚1％，聚甲基丙烯酸甲酯树脂10％。

3.如权利要求1所述的抗裂石英石板材，其特征在于，所述石英粉的粒径为150-200目。

4.如权利要求1所述的抗裂石英石板材，其特征在于，所述石英砂的粒径为20-40目。

5.如权利要求1-4任一项所述的抗裂石英石板材，其特征在于，所述硅酸盐水泥为42.5号普通硅酸盐水泥。

6.如权利要求1-4任一项所述的抗裂石英石板材，其特征在于，所述陶瓷粉的粒径为150-300目。

7.如权利要求1-4任一项所述的抗裂石英石板材，其特征在于，所述固化剂为过氧化甲乙酮或过氧化环己酮。

8.如权利要求1所述的抗裂石英石板材的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)先将石英粉、石英砂、陶瓷粉、硅酸盐水泥以及三聚磷酸钠在100-300r/min的搅拌速度下搅拌均匀得到混合物；

2)然后往混合物中加入硅烷偶联剂以及甲基叔丁基醚，在50-80r/min的搅拌速度下混合均匀，最后加入羧甲基壳聚糖、膨润土、聚甲基丙烯酸甲酯树脂和固化剂，加完后，增大搅拌速度至300-400r/min，继续搅拌10-30min，混匀后得到混合料；将混合料灌入模具中，然后在真空条件下压制成型，成型后的板材在90-95℃下固化反应，反应结束后经过脱模，冷却，即得石英石板材。

9.如权利要求8所述的抗裂石英石板材的制造方法，其特征在于，步骤2)所述真空条件下的真空度为-0.1～-0.08MPa。