CN109485303A - 一种双色人造石英石及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种双色人造石英石及其制备方法，所述双色人造石英石包括以下原料及其质量分数：石英20％～30％、人造石英颗粒20～30％、超白玻璃颗粒25～56％、颜料0.01～0.5％、固化剂0.01～0.2％、偶联剂0.01～0.2％、透光材料0.1～5％、抗菌剂0.01～1％和改性树脂3～10％。该发明通过对树脂进行改性，制得的石英石具备较高的硬度、抗压强度和弯曲强度，并且在耐热性试验中表面无破裂、裂痕或起泡，无色差变化，性能优异。

Description

一种双色人造石英石及其制备方法

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种双色人造石英石及其制备方法。

背景技术

在建筑装饰领域，石材以其美观、高雅、装饰性强等特点已成为主要装饰材料之一。一直以来，天然大理石花纹丰富、自然，因其天然的装饰效果、质感而受到广泛的应用，但是由于资源有限，大量开采使用会造成资源的匮乏，且大面积铺贴存在色差和不同放射性超标、硬度低、容易划花等问题，广泛应用天然大理石在建筑装饰领域既不科学也不环保。

人造石英石是通过人为的方法制造的一种合成石材，是由主要的石英晶体加上树脂及少量颜料人工合成的一种新型装饰板材。其通过特殊的机器，在一定的物理、化学条件下真空振动压制而成大规格板材，得到的板材质地更加坚硬、紧密，具有其他装饰材料所无法比拟的耐磨、耐压、耐高温、抗腐蚀、防渗透等特性。相应的，其表面的花纹图案、色彩均可以认为的控制，外观可以效仿大理石、花岗岩等，可以极大程度的满足消费者的需求。

中国专利申请CN106810112A公开了一种双色石英石板材及制备方法，所述板材主要由石英砂、超白玻璃、石英粉、不饱和树脂、钛白粉、环氧树脂固化剂、偶联剂和颜料制成。该发明操作方法简单，降低了工作人员的劳动强度和生产成本，制备的板材双色之间的均匀度和颜色一致性均有一定的提高，但其硬度、抗压强度和弯曲强度等性能指标还有待提高。

中国专利申请CN107601966A公开了一种双色人造石英石板材的制备方法，该方法的原料主要有玻璃颗粒、人造石英颗粒、天然石英砂、石英粉、树脂、固化剂、偶联剂、颜料和抗菌剂。该发明通过对原料配方的优化、改进、不同原料的相互配合，以及制备方法的改进，有效地提高了人造石英石板的硬度、韧度等机械性能，且抗菌力强，抗菌作用持久，改善了人造石英石板的综合性能，但在使用中发现，人造石英石在长时间的使用过程中，在光照或温度变化较大的情况下，颜色容易褪去，造成产品美观性降低。

因此，迫切需要提供一种具有高硬度、高抗压强度和高弯曲强度等性能，颜色稳定不易褪去，可长久保持美观的双色人造石英石及其制备方法。

发明内容

本发明旨在提供一种具有高硬度、高抗压强度和高弯曲强度等性能，颜色稳定不易褪去，可长久保持美观的双色人造石英石及其制备方法。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种双色人造石英石，所述双色人造石英石包括以下原料及其质量分数：石英20％～30％、人造石英颗粒20～30％、超白玻璃颗粒25～56％、颜料0.01～0.5％、固化剂0.01～0.2％、偶联剂0.01～0.2％、透光材料0.1～5％、抗菌剂0.01～1％和改性树脂3～10％。

进一步地，所述双色人造石英石包括以下原料及其质量分数：石英25％、人造石英颗粒25％、超白玻璃颗粒35％、颜料0.25％、固化剂0.15％、偶联剂0.1％、透光材料4％、抗菌剂0.5％和改性树脂10％。

更进一步地，所述改性树脂由以下方法制备得到：取85～90％树脂、5～10％丙烯酸酯及1～5％聚乙烯吡咯烷酮用高速搅拌机混合均匀，加热熔融，挤出，挤出温度为120～250℃，造粒，即得。

进一步地，所述丙烯酸酯为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯或2-甲基丙烯酸甲酯。

更进一步地，所述石英为石英砂或石英粉。

进一步地，所述颜料选自铁黄、铁红和铁黑中的两种。

更进一步地，所述固化剂为过氧化苯甲酰和有机过氧化物中的一种或两种。

进一步地，所述偶联剂为有机硅烷偶联剂，选自γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、N-β(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷、N-β(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、苯胺甲基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷和γ-氯丙基三乙氧基硅烷中的一种或多种。

更进一步地，所述透光材料的主要成分为氢氧化铝透光粉、氢氧化钠水合物和透明纳米二氧化硅粉中的一种或几种，所述抗菌剂为壳聚糖。

另外的，本发明还提供了所述的双色人造石英石的制备方法，包括以下步骤：

S1、按照重量份数称取原料，放入搅拌机中搅拌混合均匀，得到物料A；

S2、将步骤S1所得物料A放入造化机中造花，将造花后的物料放入真空频压制石材压机压制成型，得预成型物；

S3、将步骤S2所得预成型物在高温固化炉中固化1～2h后，冷却20～24h，放入抛光机中打磨抛光，即得。

本发明中对树脂进行改性，在树脂制备过程中添加丙烯酸酯和聚乙烯吡咯烷酮复配使用，一方面，可以使添加了这种改性树脂的人造石英石具备更高的硬度、抗压强度和弯曲强度；另一方面，申请人惊喜的发现，在制备原料中加入丙烯酸酯，丙烯酸酯可以固化颜料而作为颜色稳定剂，使制备的石英石随时间的流逝，在温度变化较大的情况下，颜色稳定不易褪去，保持美观。试验例1可以证明，本发明实施例1～3制备的人造石英石的莫氏硬度、抗压强度和弯曲强度均符合且显著高于标准要求，耐热性指标也在标准要求范围内。而对比例1～3(分别替换或改变改性树脂的组成)制备的人造石英石的莫氏硬度、抗压强度和弯曲强度均显著低于实施例1，且在耐热性试验中，对比例1～2虽然表面无破裂、裂痕或起泡，但是色差>2CIE单位，影响美观。

本发明具有以下优点：

(1)本发明一种双色人造石英石通过对树脂进行改性，制得的石英石具备较高的硬度、抗压强度和弯曲强度，并且在耐热性试验中表面无破裂、裂痕或起泡，无色差变化，性能优异。

(2)本发明一种双色人造石英石的制备方法操作步骤简单，原料易得，可替代天然石材的高档装饰品，能有效地抑制对天然石材的过度开采，可以推动环境保护，循环经济和低碳经济的发展。

具体实施方式

以下通过实施例形式的具体实施方式，对本发明的上述内容作进一步的详细说明。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下实施例。

其中，本发明所用试剂、材料均为建筑材料领域常用试剂、材料，均可购于常规建筑材料生产销售公司。

实施例1一种双色人造石英石

由以下原料及其质量分数制成：石英粉25％、人造石英颗粒25％、超白玻璃颗粒35％、颜料0.25％、过氧化苯甲酰0.15％、偶联剂γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷0.1％、氢氧化铝透光粉4％、壳聚糖0.5％和改性树脂10％；

所述颜料由铁黄和铁红按1:2的重量比组成；

所述改性树脂由以下方法制备得到：取90％树脂、5％丙烯酸甲酯及5％聚乙烯吡咯烷酮用高速搅拌机混合均匀，加热熔融，挤出，挤出温度为200℃造粒，即得；

制备方法：

S1、按照重量份数称取原料，放入搅拌机中搅拌混合均匀，得到物料A；

S2、将步骤S1所得物料A放入造化机中造花，将造花后的物料放入真空频压制石材压机压制成型，得预成型物；

S3、将步骤S2所得预成型物在高温固化炉中固化2h后，冷却24h，放入抛光机中打磨抛光，即得。

实施例2一种双色人造石英石

由以下原料及其质量分数制成：石英砂20％、人造石英颗粒20％、超白玻璃颗粒45％、颜料0.35％、有机过氧化物0.05％、偶联剂N-β(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷0.2％、氢氧化钠水合物5％、壳聚糖0.4％和改性树脂9％；

所述颜料由铁黄和铁黑按3:1的重量比组成；

所述改性树脂由以下方法制备得到：取85％树脂、10％丙烯酸乙酯及5％聚乙烯吡咯烷酮用高速搅拌机混合均匀，加热熔融，挤出，挤出温度为200℃造粒，即得；

制备方法参数及操作参考实施例1。

实施例3一种双色人造石英石

由以下原料及其质量分数制成：石英粉20％、人造石英颗粒25％、超白玻璃颗粒42％、颜料0.15％、过氧化苯甲酰0.15％、偶联剂乙烯基三乙氧基硅烷0.2％、透明纳米二氧化硅粉4％、壳聚糖0.5％和改性树脂8％；

所述颜料由铁红和铁黑按5:1的重量比组成；

所述改性树脂由以下方法制备得到：取90％树脂、6％2-甲基丙烯酸甲酯及4％聚乙烯吡咯烷酮用高速搅拌机混合均匀，加热熔融，挤出，挤出温度为200℃造粒，即得；

制备方法参数及操作参考实施例1。

对比例1一种双色人造石英石

与实施例1不同之处在于，对比例1的改性树脂替换为树脂，其余参数及操作参考实施例1。

对比例2一种双色人造石英石

与实施例1不同之处在于，对比例2的改性树脂制备中，去掉丙烯酸酯，增加树脂至95％，其余参数及操作参考实施例1。

对比例3一种双色人造石英石

与实施例1不同之处在于，对比例3的改性树脂制备中，去掉聚乙烯吡咯烷酮，增加树脂至95％，其余参数及操作参考实施例1。

试验例1人造石英石性能检测

参考标准JC/T908-2013，测定实施例1～3和对比例1～3制备的人造石英石的莫氏硬度、抗压强度、弯曲强度和耐热性，结果如表1所示。

表1 人造石英石性能检测结果

由表1可见，本发明实施例1～3制备的人造石英石的莫氏硬度、抗压强度和弯曲强度均符合且显著高于标准要求，在高温条件下表面无破裂、裂痕或起泡，没有色差变化，其中实施例1各方面项目均较好，为最佳实施例。而对比例1～3(分别替换或改变改性树脂的组成)制备的人造石英石的莫氏硬度、抗压强度和弯曲强度均显著低于实施例1，且对比例1～2在耐热性试验中，虽然表面无破裂、裂痕或起泡，但是色差>2CIE单位，影响美观。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种双色人造石英石，其特征在于，所述双色人造石英石包括以下原料及其质量分数：石英20％～30％、人造石英颗粒20～30％、超白玻璃颗粒25～56％、颜料0.01～0.5％、固化剂0.01～0.2％、偶联剂0.01～0.2％、透光材料0.1～5％、抗菌剂0.01～1％和改性树脂3～10％。

2.根据权利要求1所述的双色人造石英石，其特征在于，所述双色人造石英石包括以下原料及其质量分数：石英25％、人造石英颗粒25％、超白玻璃颗粒35％、颜料0.25％、固化剂0.15％、偶联剂0.1％、透光材料4％、抗菌剂0.5％和改性树脂10％。

3.根据权利要求1或2所述的双色人造石英石，其特征在于，所述改性树脂由以下方法制备得到：取85～90％树脂、5～10％丙烯酸酯及1～5％聚乙烯吡咯烷酮用高速搅拌机混合均匀，加热熔融，挤出，挤出温度为120～250℃，造粒，即得。

4.根据权利要求3所述的双色人造石英石，其特征在于，所述丙烯酸酯为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯或2-甲基丙烯酸甲酯。

5.根据权利要求1或2所述的双色人造石英石，其特征在于，所述石英为石英砂或石英粉。

6.根据权利要求1或2所述的双色人造石英石，其特征在于，所述颜料选自铁黄、铁红和铁黑中的两种。

7.根据权利要求1或2所述的双色人造石英石，其特征在于，所述固化剂为过氧化苯甲酰和有机过氧化物中的一种或两种。

8.根据权利要求1或2所述的双色人造石英石，其特征在于，所述偶联剂为有机硅烷偶联剂，选自γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、N-β(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷、N-β(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、苯胺甲基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷和γ-氯丙基三乙氧基硅烷中的一种或多种。

9.根据权利要求1或2所述的双色人造石英石，其特征在于，所述透光材料的主要成分为氢氧化铝透光粉、氢氧化钠水合物和透明纳米二氧化硅粉中的一种或几种，所述抗菌剂为壳聚糖。

10.根据权利要求1～9任一所述的双色人造石英石的制备方法，包括以下步骤：

S1、按照重量份数称取原料，放入搅拌机中搅拌混合均匀，得到物料A；

S2、将步骤S1所得物料A放入造化机中造花，将造花后的物料放入真空频压制石材压机压制成型，得预成型物；

S3、将步骤S2所得预成型物在高温固化炉中固化1～2h后，冷却20～24h，放入抛光机中打磨抛光，即得。