CN111253110A - 一种人造石产品及其制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及人造石的技术领域，公开了一种人造石产品，包括如下重量份数的组分：1100‑1200份727树脂；600‑700份轻质碳酸钙；750‑900份白云石粉；60‑75份阻燃剂；60‑75份石英粉；400‑450份玻璃微球；10‑15份固化剂；150‑250份胶衣；促进剂。本发明具有以下优点和效果：玻璃微球具有重量轻体积大、分散性、流动性、稳定性好的优点，可改善冲击强度、硬度，圆球状的物体是各向同性的，所以填充玻璃微球不会产生因取向造成不同部位收缩率不一致的问题，可保证人造石产品的尺寸稳定，不会翘曲；并且通过加入玻璃微球，可减少727树脂用量，从而使727树脂中填充玻璃微球后减轻产品重量，有利于降低成本，并可得到质量较轻的成品。

Description

一种人造石产品及其制备工艺
技术领域
本发明涉及人造石的技术领域，尤其是涉及一种人造石产品及其制备工艺。
背景技术
树脂型人造石材是以不饱和聚脂树脂为胶结剂，与天然大理石碎石、石英砂、方解石、石粉或其他无机填料按一定的比例配合，再加入催化剂、固化剂、颜料等外加剂，经混合搅拌、固化成型、脱模烘干、表面抛光等工序加工而成。使用不饱和聚脂的产品光泽好、颜色鲜艳丰富、可加工性强、装饰效果好;这种树脂粘度低，易于成型，常温下可固化。成型方法有振动成型、压缩成型和挤压成型；室内装饰工程中采用的人造石材主要是树脂型的。
目前，公告号为CN105272034B的专利公开了一种人造石浆料及其固化成形的人造石，人造石浆料包括原料和占原料16％-18％的水，其中原料包括：100份白水泥；30-35份灰斑石子；70-75份咖啡色石子；78-82份石精；43-45份白色石子；49.5-50.5份中国黑彩砂；7份混合胶水；其中份为重量份。
上述中的现有技术方案存在以下缺陷：上述的人造石产品具有较好的力学性能，但目前的上述人造石产品质量较重，在实际应用中仍存在不够轻便的缺陷，因此仍有待改进。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的第一个目的在于提供一种人造石产品，使该产品的重量相比于市面上的人造石产品更轻。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种人造石产品，包括如下重量份数的组分：
1100-1200份727树脂；
600-700份轻质碳酸钙；
750-900份白云石粉；
60-75份阻燃剂；
60-75份石英粉；
400-450份玻璃微球；
10-15份固化剂；
150-250份胶衣；
促进剂。
通过采用上述技术方案，石英粉坚硬、耐磨、化学性能稳定，白度高；玻璃微球具有重量轻体积大、导热系数低、分散性、流动性、稳定性好的优点，可改善冲击强度、硬度，圆球状的物体是各向同性的，所以填充玻璃微球不会产生因取向造成不同部位收缩率不一致的弊病，保证了产品的尺寸稳定，不会翘曲；并且通过加入玻璃微球，可减少727树脂用量，从而使727树脂中填充玻璃微球后减轻产品重量，有利于降低成本，并可得到质量较轻的成品。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：按重量份数计，还包括100-120份羟甲基纤维素、60-80份三醋酸甘油酯和30-35份丙烯酰氯。
通过采用上述技术方案，羟甲基纤维素、三醋酸甘油酯均含有大量羧基和羧基等强吸湿性基团，有利于吸收轻质碳酸钙、石英粉等填料内的水分，并可减少727树脂的用量，进一步减轻人造石产品的重量，同时也可避免填料颗粒的含水率较高时，周围形成一个微小的水泡，而树脂固化是一个放热过程，其释放的热量破坏颗粒外包水泡的平衡，使水泡残留在人造石产品内，固化后表面出现气泡、麻面的问题，使人造石产品的成型效果更好，表面光滑平整；同时在三醋酸甘油酯的作用下，羟甲基纤维素具有活性较高的羟甲基，丙烯酰氯可改性羟甲基纤维素实现酰基化，从而提高羟甲基纤维素和填料的混合均匀性，并有利于提高羟甲基纤维素和727树脂的混合均匀度，从而提高人造石产品的力学性能；另一方面，三醋酸甘油酯的加入可辅助填料在树脂中保持均匀的悬浮状态，从而避免填料沉积到模具底部，造成填料分布不均匀而使制品翘曲或开裂的问题。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：按重量份数计，还包括40-60份20%氢氧化钠溶液。
通过采用上述技术方案，氢氧化钠进入羟甲基纤维素内部，破坏分子内和分子间氢键，使羟甲基纤维素可与三醋酸甘油酯更均匀地混合。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述固化剂为N-氨乙基哌嗪。
通过采用上述技术方案，N-氨乙基哌嗪在本发明中的固化效果较好，有利于得到力学性能较强的人造石产品。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：按重量份数计，还包括固化剂M50，且所述固化剂M50的重量份数占N-氨乙基哌嗪的重量份数的10-20%。
通过采用上述技术方案，当固化剂M50的重量份数占N-氨乙基哌嗪的重量份数的10-20%时，N-氨乙基哌嗪和固化剂M50可起较好的协同作用，达到较好的固化效果，有利于提高人造石产品的力学性能。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述促进剂为三乙醇胺，且所述促进剂的重量份数占727树脂的重量份数的0.5-0.8%。
通过采用上述技术方案，当促进剂占727树脂的重量份数的0.5-0.8%时，产品的促进效果最好。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述轻质碳酸钙为25目；所述白云石粉为100目。
通过采用上述技术方案，经过实验，当轻质碳酸钙为25目、白云石粉为100目时，成本较低而制得的人造石产品也能达到相比市面上的人造石产品轻的效果。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述阻燃剂为氢氧化镁。
通过采用上述技术方案，氢氧化镁是具有阻燃、抑烟、填充三重功能的优秀阻燃剂。
本发明的第二个目的在于提供一种人造石产品的制备工艺。
为实现上述第二个目的，本发明提供了如下技术方案：
一种人造石产品的制备工艺，包括以下步骤：
S1.首先将树脂、阻燃剂、促进剂和固化剂搅拌混合5-10min，然后再加入轻质碳酸钙、白云石粉、玻璃微球以及胶衣，搅拌混合40-50min，得到初混物；
S2.在压力为0.1M8pa的真空条件下，对S1的初混物进行抽真空操作，得到去除气泡的混合物料；
S3.将抽真空后的混合物料浇注于所需产品的模具中，常温下固化40-50min，然后用吸盘从模具中吸出脱模，得到初模型；
S4.将S3中的初模型放置于干燥箱，在温度为70-80℃的条件下，进行二次干燥固化2-3h，从干燥箱中取出，在常温下自然冷却。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述S1中，将20%氢氧化钠溶液和羟甲基纤维素混合的混合物加入树脂、阻燃剂、促进剂和固化剂混合后的物料中，然后加入三醋酸甘油酯和丙烯酰氯在温度为80-90℃的条件下搅拌3-5min，再加入轻质碳酸钙、白云石粉、玻璃微球和胶衣，搅拌40-50min，最后降温至30-40℃。
通过采用上述技术方案，羟甲基纤维素含有大量羧基和羧基等强吸湿性基团，有利于吸收轻质碳酸钙、石英粉等填料内的水分，并可减少727树脂的用量，进一步减轻人造石产品的重量，同时也可避免填料颗粒的含水率较高时，周围形成一个微小的水泡，而树脂固化是一个放热过程，其释放的热量破坏颗粒外包水泡的平衡，使水泡残留在人造石产品内，固化后表面出现气泡、麻面的问题，使人造石产品的成型效果更好，表面光滑平整；同时在三醋酸甘油酯的作用下，羟甲基纤维素具有活性较高的羟甲基，丙烯酰氯可改性羟甲基纤维素实现酰基化，从而提高羟甲基纤维素和填料的混合均匀性，并有利于提高羟甲基纤维素和727树脂的混合均匀度，从而提高人造石产品的力学性能；另一方面，三醋酸甘油酯的加入可辅助填料在树脂中保持均匀的悬浮状态，从而避免填料沉积到模具底部，造成填料分布不均匀而使制品翘曲或开裂的问题。
综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：
1.玻璃微球具有重量轻体积大、分散性、流动性、稳定性好的优点，可改善冲击强度、硬度，圆球状的物体是各向同性的，所以填充玻璃微球不会产生因取向造成不同部位收缩率不一致的问题，可保证人造石产品的尺寸稳定，不会翘曲；并且通过加入玻璃微球，可减少727树脂用量，从而使727树脂中填充玻璃微球后减轻产品重量，有利于降低成本；
2.羟甲基纤维素和三醋酸甘油酯均含有大量羧基和羧基等强吸湿性基团，有利于吸收轻质碳酸钙、石英粉等填料内的水分，避免人造石产品固化后表面出现气泡、麻面的问题，使人造石产品的成型效果更好，表面光滑平整，且羟甲基纤维素和三醋酸甘油酯的添加可减少727树脂的用量，进一步减轻人造石产品的重量；
3.在三醋酸甘油酯的作用下，羟甲基纤维素具有活性较高的羟甲基，丙烯酰氯可改性羟甲基纤维素实现酰基化，从而提高羟甲基纤维素和填料的混合均匀性，并有利于提高羟甲基纤维素和727树脂的混合均匀度，从而提高人造石产品的力学性能；另一方面，三醋酸甘油酯的加入可辅助填料在树脂中保持均匀的悬浮状态，从而避免填料沉积到模具底部，造成填料分布不均匀而使制品翘曲或开裂的问题。
附图说明
图1是本发明的人造石产品的制备工艺流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
实施例
实施例1
参照图1，为本发明公开的一种人造石产品的制备工艺，包括以下步骤：
S1.首先将树脂、阻燃剂、促进剂和固化剂搅拌混合8min，加入20%氢氧化钠溶液和羟甲基纤维素混合的混合物，然后加入三醋酸甘油酯和丙烯酰氯在温度为83℃的条件下搅拌5min，再加入轻质碳酸钙、白云石粉、玻璃微球以及胶衣，搅拌47min，最后降温至38℃，得到初混物；
S2.在压力为0.1Mpa的真空条件下，对S1的初混物进行抽真空操作，得到去除气泡合物料；
S3.将抽真空后的混合物料浇注于所需产品的模具中，常温下固化46min，然后用吸盘从模具中吸出脱模，得到初模型；
S4.将S3中的初模型放置于干燥箱，在温度为80℃的条件下，进行二次干燥固化3h，从干燥箱中取出，在常温下自然冷却。
实施例1中，固化剂M50的重量份数占N-氨乙基哌嗪的重量份数的15%，促进剂的重量份数占727树脂的重量份数的0.7%，各组分含量如下表1所示。
实施例2
参照图1，为本发明公开的一种人造石产品的制备工艺，包括以下步骤：
S1.首先将树脂、阻燃剂、促进剂和固化剂搅拌混合5min，加入20%氢氧化钠溶液和羟甲基纤维素混合的混合物，然后加入三醋酸甘油酯和丙烯酰氯在温度为80℃的条件下搅拌3min，再加入轻质碳酸钙、白云石粉、玻璃微球以及胶衣，搅拌40min，最后降温至30℃，得到初混物；
S2.在压力为0.1Mpa的真空条件下，对S1的初混物进行抽真空操作，得到去除气泡合物料；
S3.将抽真空后的混合物料浇注于所需产品的模具中，常温下固化40min，然后用吸盘从模具中吸出脱模，得到初模型；
S4.将S3中的初模型放置于干燥箱，在温度为70℃的条件下，进行二次干燥固化2h，从干燥箱中取出，在常温下自然冷却。
实施例2中，固化剂M50的重量份数占N-氨乙基哌嗪的重量份数的10%，促进剂的重量份数占727树脂的重量份数的0.5%，各组分含量如下表1所示。
实施例3
参照图1，为本发明公开的一种人造石产品的制备工艺，包括以下步骤：
S1.首先将树脂、阻燃剂、促进剂和固化剂搅拌混合10min，加入20%氢氧化钠溶液和羟甲基纤维素混合的混合物，然后加入三醋酸甘油酯和丙烯酰氯在温度为90℃的条件下搅拌5min，再加入轻质碳酸钙、白云石粉、玻璃微球以及胶衣，搅拌50min，最后降温至40℃，得到初混物；
S2.在压力为0.1Mpa的真空条件下，对S1的初混物进行抽真空操作，得到去除气泡合物料；
S3.将抽真空后的混合物料浇注于所需产品的模具中，常温下固化50min，然后用吸盘从模具中吸出脱模，得到初模型；
S4.将S3中的初模型放置于干燥箱，在温度为80℃的条件下，进行二次干燥固化2-3h，从干燥箱中取出，在常温下自然冷却。
实施例3中，固化剂M50的重量份数占N-氨乙基哌嗪的重量份数的20%，促进剂的重量份数占727树脂的重量份数的0.8%，各组分含量如下表1所示。
对比例
对比例1
以公告号为CN105272034B的专利作对比。
对比例2
与实施例1的区别在于，将丙烯酰氯替换为聚硅氧烷，各组分含量如下表2所示。
对比例3
与实施例1的区别在于，不添加羟甲基纤维素，各组分含量如下表2所示。
对比例4
与实施例1的区别在于，将三醋酸甘油酯替换为丙酮，各组分含量如下表2所示。
对比例5
与实施例1的区别在于，将固化剂N-氨乙基哌嗪替换为对苯酚磺酸，各组分含量如下表2所示。
对比例6
与实施例1的区别在于，固化剂M50的重量份数占N-氨乙基哌嗪的重量份数的6%，各组分含量如下表2所示。
对比例7
与实施例1的区别在于，固化剂M50的重量份数占N-氨乙基哌嗪的重量份数的24%，各组分含量如下表2所示。
对比例8
与实施例1的区别在于，促进剂的重量份数占727树脂的重量份数的0.3%，各组分含量如下表2所示。
对比例9
与实施例1的区别在于，促进剂的重量份数占727树脂的重量份数的1%，各组分含量如下表2所示。
表1 各实施例的组分含量表
实施例1 实施例2 实施例3
727树脂 1156 1100 1200
轻质碳酸钙 687 600 700
白云石粉 820 750 900
阻燃剂 69 60 75
石英粉 69 60 75
玻璃微球 435 400 450
促进剂 8 6 10
固化剂 12 10 15
胶衣 197 150 250
羟甲基纤维素 115 100 120
三醋酸甘油酯 64 60 80
丙烯酰氯 33 30 35
20%氢氧化钠溶液 50 40 60
固化剂M50 1.8 1 3
表2 各对比例的组分含量表
对比例2 对比例3 对比例4 对比例5 对比例6 对比例7 对比例8 对比例9
727树脂 1156 1156 1156 1156 1156 1156 1156 1156
轻质碳酸钙 687 687 687 687 687 687 687 687
白云石粉 820 820 820 820 820 820 820 820
阻燃剂 69 69 69 69 69 69 69 69
石英粉 69 69 69 69 69 69 69 69
玻璃微球 435 435 435 435 435 435 435 435
促进剂 10 10 10 10 10 10 3.5 11.6
固化剂 12 12 12 12 12 12 12 12
胶衣 197 197 197 197 197 197 197 197
羟甲基纤维素 115 / 115 115 115 115 115 115
三醋酸甘油酯/丙酮 64 64 64 64 64 64 64 64
丙烯酰氯/聚硅氧烷 33 33 33 33 33 33 33 33
20%氢氧化钠溶液 50 50 50 50 50 50 50 50
固化剂M50 1.8 1.8 1.8 1.8 0.7 2.9 1.8 1.8
性能检测试验
用万能试验机测试拉伸强度以表征力学性能，结果如下表3所示；对实施例1和对比例1-4进行称重，结果如下表4所示；对实施例1和对比例1制得的人造石产品表面进行观察，结果如下表5所示。
表3 各实施例和对比例的力学性能测试结果
拉伸强度/Mpa
实施例1 19.7
实施例2 19.4
实施例3 20.3
对比例1 17.9
对比例2 19.3
对比例3 19.2
对比例4 19.3
对比例5 18.3
对比例6 18.9
对比例7 19.2
对比例8 19.3
对比例9 19.3
表4 实施例1和对比例1-4的称重结果
重量/Kg
实施例1 3716
对比例1 5720
对比例2 3853
对比例3 3915
对比例4 3806
表5 实施例1和对比例1的表面平整度观察情况
表面观察情况
实施例1 表面平整度好，无鼓泡，无需表面处理。
对比例1 达到表面平整度要求，但表面形成鼓泡，需要表面满砂处理。
综上所述，可以得出以下结论:
1.通过表3-5所示，由实施例1和对比例1的对比可知，本发明的人造石产品质量相较普通的人造石的质量轻35%；且本发明的人造石产品的力学性能及表面平整度均优于普通的人造石。
2.通过表3-4所示，由实施例1和对比例2-4的对比可知，本发明中添加羟甲基纤维、素、三醋酸甘油酯和丙烯酰氯产生协同作用，使人造石产品的质量比普通人造石轻。
3.通过表3所示，由实施例1和对比例5-7的对比可知，本发明中N-氨乙基哌嗪和固化剂M50的复配可提高固化效果，且当固化剂M50的重量份数占对苯酚磺酸的重量份数的10-20%时，得到的人造石产品的力学性能较好。
4.通过表3所示，由实施例1和对比例8-9的对比可知，当促进剂的重量份数占727树脂的重量份数的0.5-0.8%时，制得的人造石产品的力学性能较好。
本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种人造石产品，其特征在于：包括如下重量份数的组分：
1100-1200份727树脂；
600-700份轻质碳酸钙；
750-900份白云石粉；
60-75份阻燃剂；
60-75份石英粉；
400-450份玻璃微球；
10-15份固化剂；
150-250份胶衣；
促进剂。
2.根据权利要求1所述的一种人造石产品，其特征在于：按重量份数计，还包括100-120份羟甲基纤维素、60-80份三醋酸甘油酯和30-35份丙烯酰氯。
3.根据权利要求2所述的一种人造石产品，其特征在于：按重量份数计，还包括40-60份20%氢氧化钠溶液。
4.根据权利要求1所述的一种人造石产品，其特征在于：所述固化剂为N-氨乙基哌嗪。
5.根据权利要求4所述的一种人造石产品，其特征在于：按重量份数计，还包括固化剂M50，且所述固化剂M50的重量份数占N-氨乙基哌嗪的重量份数的10-20%。
6.根据权利要求1所述的一种人造石产品，其特征在于：所述促进剂为三乙醇胺，且所述促进剂的重量份数占727树脂的重量份数的0.5-0.8%。
7.根据权利要求1所述的一种人造石产品，其特征在于：所述轻质碳酸钙为25目；所述白云石粉为100目。
8.根据权利要求1所述的一种人造石产品，其特征在于：所述阻燃剂为氢氧化镁。
9.根据权利要求1-8任一项所述的一种人造石产品的制备工艺，其特征在于：包括以下步骤：
S1.首先将树脂、阻燃剂、促进剂和固化剂搅拌混合5-10min，然后再加入轻质碳酸钙、白云石粉、玻璃微球以及胶衣，搅拌混合40-50min，得到初混物；
S2.在压力为0.1Mpa的真空条件下，对S1的初混物进行抽真空操作，得到去除气泡合物料；
S3.将抽真空后的混合物料浇注于所需产品的模具中，常温下固化40-50min，然后用吸盘从模具中吸出脱模，得到初模型；
S4.将S3中的初模型放置于干燥箱，在温度为70-80℃的条件下，进行二次干燥固化2-3h，从干燥箱中取出，在常温下自然冷却。
10.根据权利要求9所述的一种人造石产品的制备工艺，其特征在于：所述S1中，将20%氢氧化钠溶液和羟甲基纤维素混合的混合物加入树脂、阻燃剂、促进剂和固化剂混合后的物料中，然后加入三醋酸甘油酯和丙烯酰氯在温度为80-90℃的条件下搅拌3-5min，再加入轻质碳酸钙、白云石粉、玻璃微球和胶衣，搅拌40-50min，最后降温至30-40℃。
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