CN112373073B - 一种仿天然石材立体纹理的合成石英石制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种仿天然石材立体纹理的合成石英石制备工艺，包括以下步骤：a.模具制作：将天然石材板表面的纹理扫描并形成图形文件；根据所述图形文件制作出具有三维立体凹凸纹理的公模和母模；b.底料准备：将底料原料搅拌均匀，所述底料的原料组分包括树脂，所述树脂为不饱和聚酯树脂；c.底料压制：将底料均匀平铺在母模上，并刮平，抽真空后进行振动压制。所述仿天然石材立体纹理的合成石英石制备工艺，制备得到的合成石英石的图案纹理立体感强、颜色丰富、质感媲美天然石材纹理，且具有耐腐蚀、强度高、平整不易变形、无脱层的优点，解决了现有合成石英石纹理质感差、强度和耐腐蚀性能差的问题。

Description

一种仿天然石材立体纹理的合成石英石制备工艺
技术领域
本发明涉及石英石生产技术领域，尤其涉及一种仿天然石材立体纹理的合成石英石制备工艺。
背景技术
合成石英石是合成石材的一种，是由石英颗粒或者加入一定量的玻璃颗粒作为骨料，以石英粉为填料，以不饱和聚酯树脂作为粘合剂，经过抽真空、振动压实、固化等步骤加工而成的合成石材，其质地坚硬、结构致密，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。石英石被广泛应用于酒店、餐厅和银行等公共建筑，以及广泛应用于厨房台面、洗脸台和厨卫墙面等家庭装修领域。
天然石材作为一种高档装饰装修材料，在美化了人们的家居环境的同时，也由于需要开采天然矿山，对环境造成了巨大的破坏。由开采天然矿山形成的石料，要经过切割方料、切割片材、水刀加工、打磨、雕刻、搬运和运输等多道工序，由于天然石材的弯曲强度低、韧性差，加上自身存在大量的天然形成的微裂纹，因此在这些工序中的断裂破损率极高。据统计，天然石材从矿山原矿到应用到业主家中，只有约30％的利用率，其余约70％都在制作工序中损耗掉了，造成了天然资源的极大浪费。
在节约自然资源的理念下，合成石材应运而生。合成石材通过粘合剂，把天然石材行业用不上或者浪费的碎石粘合、固化、抛光，形成板材，极大的提高了天然资源的利用率，但是传统的合成石英石通常采用一次压制成型，在一次压制成型的过程中，于坯料中采用自动或手工的方式撒入花纹粉、布设填料等，形成花纹。该花纹较为平面化且死板，不自然，花纹颜色少，跟天然石材的三维立体、颜色丰富的花纹相比，质感相差较大，因此传统的合成石英石无法跟天然石材的花色纹理相竞争，业主在对天然石材和合成石材进行抉择时，大多会选择天然石材，合成石材的市场份额跟天然石材相比比例太低，限制了进一步节约更多的天然资源。
因此，亟需对传统的合成石英石制备工艺进行根本性变革，使得合成石英石的花色纹理接近天然石材，其质感能够与天然石材相媲美，且提高合成石英石的弯曲强度、冲击韧性和耐腐蚀性等性能，使得合成石英石进一步替代天然石材的可能性增加。
发明内容
针对背景技术提出的问题，本发明的目的在于提出一种仿天然石材立体纹理的合成石英石制备工艺，制备得到的合成石英石的图案纹理立体感强、颜色丰富、质感媲美天然石材纹理，且具有耐腐蚀、强度高、平整不易变形、无脱层的优点，解决了现有合成石英石纹理质感差、强度和耐腐蚀性能差的问题。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种仿天然石材立体纹理的合成石英石制备工艺，包括以下步骤：
a.模具制作：将天然石材板表面的纹理扫描并形成图形文件；根据所述图形文件制作出具有三维立体凹凸纹理的公模和母模；
b.底料准备：将底料原料搅拌均匀，所述底料的原料组分包括树脂，所述树脂为不饱和聚酯树脂；
c.底料压制：将底料均匀平铺在母模上，并刮平，抽真空后进行振动压制；
d.底料固化：将底料连同母模一起固化，所述底料固化成底板；
e.母模脱模：将底板与母模脱模；
f.花纹喷涂：在底板表面凹凸纹理上喷涂三种或三种以上的颜色；
g.面料准备：将面料原料搅拌均匀，所述面料的原料组分包括树脂，所述树脂为环氧树脂；
h.面料压制：将面料均匀平铺在底板表面，并刮平，抽真空后进行振动压制；
i.面料固化：将面料连同底板一起固化得到板材；
j.定厚磨抛：将板材进行定厚抛磨，得到一种仿天然石材立体纹理的合成石英石。
优选的，按照质量份数计算，所述底料的原料包括以下组分：树脂8～16份、骨料55～65份、填充料25～37份、颜料0～2份、固化剂0.04～0.32份和偶联剂0.08～0.16份；
按照质量份数计算，所述面料的原料包括以下组分：树脂4～12份、骨料55～65份、填充料25～37份、颜料0～0.5份和固化剂2～8份；
所述底料和面料的原料中，所述骨料均包括石英骨料和/或玻璃颗粒；
所述底料和面料的原料中，所述填充料均包括石英粉和超细石英粉。
优选的，所述填充料中，所述石英粉和超细石英粉的质量比为(25～32)：(0～5)。
优选的，所述模具制作步骤具体为：
a1.纹理扫描：将天然石材板表面的纹理扫描并形成图形文件；
a2.公模制作：将所述图形文件输入雕具有三维立体凹凸纹理的公模刻机，根据所述图形文件在公模材料上进行雕刻，得到具有三维立体凹凸纹理的公模，在公模表面涂刷脱模剂；
a3.母模制作：在公模四周设置围挡，公模有三维立体凹凸纹理的一面朝上，将硅胶液注入到公模上直至高出公模上表面，抽真空后在室温下固化，硅胶液固化成为母模，将公模和母模分离。
优选的，所述步骤a3中，所述抽真空的真空度达到-96kPa或以上，抽真空的时间为0.5～3min，所述固化的固化时间为24～72h。
优选的，所述步骤c中，所述抽真空的真空度达到-96kPa或以上，抽真空的时间为0.5～5min，所述振动压制的压头摆动频率为3500～5000Hz，振动压制的时间为0.5～5min；
所述步骤h中，所述抽真空的真空度达到-96kPa或以上，抽真空的时间为0.5～3min，所述振动压制的压头摆动频率为3500～5000Hz，振动压制的时间为0.5～3min。
优选的，所述步骤d中，所述固化的固化温度为60～100℃，固化时间为30～60min。
优选的，所述步骤f中，所述喷涂为采用自喷漆气雾罐或压缩空气喷枪吸收预调色树脂进行喷涂，所述喷涂的颜色为灰色、红色、黄色、白色、金色、银色、绿色和蓝色中的三种或三种以上。
优选的，所述步骤i中，所述固化的固化温度为80～110℃，固化时间为60～90min。
优选的，所述步骤j中，进行定厚磨抛具体为形成光面、哑光、皮纹面或喷砂面中的其中一种效果。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、本发明所述面料采用不含苯乙烯的环氧树脂，一方面减少了生产车间苯乙烯的挥发量，有利于环保健康；另一方面所述面料不存在由于苯乙烯与铁屑混溶导致的灰黑色，因而无需添加钛白粉或添加量极少，有利于保持面层的优良透光性，使得板面的三维立体纹理图案的呈现效果极佳；
2、本发明采用二次压制工艺：一次压制(底料压制)的表面为复刻的天然石材板表面的三维立体凹凸纹理，在制得的底板表面再喷涂三种或三种以上的颜色；二次压制(面料压制)的面料透明度好，复合后的效果为：底板表面的三维立体纹理及其上的颜色，透过较为透明的面料，在观察者眼中形成图案纹理立体感强、颜色丰富、质感媲美天然石材纹理的仿天然石材立体纹理合成石英石；
3、本发明采用面料和底料复合，所述面料的胶粘剂为环氧树脂，相比不饱和聚酯树脂，具有耐碱腐蚀性能优异的特点，克服了现有合成石英石使用中表面容易被洗涤剂水溶液、蒸锅水、加了水处理剂的水等碱性水腐蚀发白继而吸污的弊病，应用性能大大提升，所述底料采用不饱和聚酯树脂，有效控制成本；
4、本发明采用不饱和聚酯树脂合成石英石和环氧树脂合成石英石的复合，大大提高了合成石英石的弯曲强度，降低了断裂的可能性，此外，在第二次压制、固化(面料压制、固化)的过程中，由于环氧树脂的缩聚反应是形成环状结构，并无水分子或其他分子脱出，因此其体积收缩率低(在有填料的情况下体积收缩率在0.2％以下)；而不饱和聚酯树脂的缩聚反应有水分子脱出，因此体积收缩率远远高于环氧树脂，高达7～10％。因此所述面料采用环氧树脂合成石英石，在所述面料的固化过程中，不会因面层的收缩导致四周向面上弯曲变形，确保石英石整体的平整度符合标准；
5、环氧树脂具有远远优于其他树脂的粘结力，所述面料的原料中的树脂采用环氧树脂，使得面层和底层牢固结合在一起，形成整体的石材纹理，在各项弯折、冲击测试中均无脱层；
6、本发明采用从公模浇注硅胶液得到母模、由母模控制图案纹理，制得的仿天然石材立体纹理合成石英石的纹理位置、大小、长短均固定，适合批量交付和拼接使用，解决了花纹稳定性的问题。
附图说明
图1是本发明所述仿天然石材立体纹理的合成石英石制备工艺流程图；
具体实施方式
一种仿天然石材立体纹理的合成石英石制备工艺，包括以下步骤：
a.模具制作：将天然石材板表面的纹理扫描并形成图形文件；根据所述图形文件制作出具有三维立体凹凸纹理的公模和母模；
b.底料准备：将底料原料搅拌均匀，所述底料的原料组分包括树脂，所述树脂为不饱和聚酯树脂；
c.底料压制：将底料均匀平铺在母模上，并刮平，抽真空后进行振动压制；
d.底料固化：将底料连同母模一起固化，所述底料固化成底板；
e.母模脱模：将底板与母模脱模；
f.花纹喷涂：在底板表面凹凸纹理上喷涂三种或三种以上的颜色；
g.面料准备：将面料原料搅拌均匀，所述面料的原料组分包括树脂，所述树脂为环氧树脂；
h.面料压制：将面料均匀平铺在底板表面，并刮平，抽真空后进行振动压制；
i.面料固化：将面料连同底板一起固化得到板材；
j.定厚磨抛：将板材进行定厚抛磨，得到一种仿天然石材立体纹理的合成石英石。
(1)现有合成石英石的制备工艺中，采用的胶粘剂为不饱和聚酯树脂，现有的不饱和聚酯树脂中均加入了苯乙烯作为稀释剂和交联剂。苯乙烯一方面在生产过程中会挥发到生产车间，不利于职工的健康；另一方面苯乙烯与石英矿石在破碎过程中混入的铁屑发生混溶反应，呈灰黑色，影响板面白度，为改善板面白度又需要加入钛白粉，钛白粉的遮光效果又影响了面层的透明度，使得面层难以呈现出理想的三维立体纹理效果。本发明所述面料采用不含苯乙烯的环氧树脂，一方面减少了生产车间苯乙烯的挥发量，有利于环保健康；另一方面所述面料不存在由于苯乙烯与铁屑混溶导致的灰黑色，因而无需添加钛白粉或添加量极少，有利于保持面层的优良透光性，使得板面的三维立体纹理图案的呈现效果极佳；
(2)现有合成石英石的制备工艺均为一次压制，纹理平面化且较死板，不自然，花纹颜色为1～3种，质感跟天然石材相比明显处于劣势。本发明采用二次压制工艺：一次压制(底料压制)的表面为复刻的天然石材板表面的三维立体凹凸纹理，在制得的底板表面再喷涂三种或三种以上的颜色；二次压制(面料压制)的面料透明度好，复合后的效果为：底板表面的三维立体纹理及其上的颜色，透过较为透明的面料，在观察者眼中形成图案纹理立体感强、颜色丰富、质感媲美天然石材纹理的仿天然石材立体纹理合成石英石。
(3)现有合成石英石的制备工艺采用一次压制成型，其板材整体的胶粘剂都是不饱和聚酯树脂。本发明采用面料和底料复合，所述面料的胶粘剂为环氧树脂，相比不饱和聚酯树脂，具有耐碱腐蚀性能优异的特点，克服了现有合成石英石使用中表面容易被洗涤剂水溶液、蒸锅水、加了水处理剂的水等碱性水腐蚀发白继而吸污的弊病，应用性能大大提升，所述底料采用不饱和聚酯树脂，有效控制成本；
(4)现有的复合型合成石英石产品，其两层复合方式有：不饱和聚酯树脂合成石英石和不饱和聚酯树脂合成石英石的复合、水泥型无机石和不饱和聚酯树脂合成石的复合、陶瓷和不饱和聚酯树脂合成石的复合、天然石材和合成石的复合。本发明首次采用不饱和聚酯树脂合成石英石和环氧树脂合成石英石的复合，大大提高了合成石英石的弯曲强度，降低了断裂的可能性，此外，在第二次压制、固化(面料压制、固化)的过程中，由于环氧树脂的缩聚反应是形成环状结构，并无水分子或其他分子脱出，因此其体积收缩率低(在有填料的情况下体积收缩率在0.2％以下)；而不饱和聚酯树脂的缩聚反应有水分子脱出，因此体积收缩率远远高于环氧树脂，高达7～10％。因此所述面料采用环氧树脂合成石英石，在所述面料的固化过程中，不会因面层的收缩导致四周向面上弯曲变形，确保石英石整体的平整度符合标准。而所述面料若采用传统的不饱和聚酯树脂或其他树脂作为粘结剂的合成石英石，则二次压制、固化(面料压制、固化)过程中将会因面层收缩较大，导致复合后得到的合成石英石弯曲变形，继而在后续的定厚磨抛中，中心和四周的磨抛深度不同，无法得到完整的纹理图案；
(5)环氧树脂具有远远优于其他树脂的粘结力，所述面料的原料中的树脂采用环氧树脂，使得面层和底层牢固结合在一起，形成整体的石材纹理，在各项弯折、冲击测试中均无脱层，采用其他树脂作为粘结剂的合成石英石面料，由于粘结力不如环氧树脂，其成品在受力或温度变化以后，面层容易出现与底板脱离的现象；
所述仿天然石材立体纹理的合成石英石制备工艺，能够制备得到图案纹理立体感强、颜色丰富、质感媲美天然石材纹理的仿天然石材立体纹理合成石英石，且具有耐腐蚀、强度高、平整不易变形、无脱层的优点。
具体地，按照质量份数计算，所述底料的原料包括以下组分：树脂8～16份、骨料55～65份、填充料25～37份、颜料0～2份、固化剂0.04～0.32份和偶联剂0.08～0.16份；
按照质量份数计算，所述面料的原料包括以下组分：树脂4～12份、骨料55～65份、填充料25～37份、颜料0～0.5份和固化剂2～8份；
所述底料和面料的原料中，所述骨料均包括石英骨料和/或玻璃颗粒；
所述底料和面料的原料中，所述填充料均包括石英粉和超细石英粉。
所述面料的原料中，所述颜料的用量少，遮光率低，使得制得的石英石面层通体较为透明，以利于所述步骤f中喷涂的带有颜色的纹理透过所述面料，在所述仿天然石材立体纹理合成石英石表面上能看出立体的颜色纹理。
需要说明的是，所述面料和所述底料的原料中，所述固化剂和所述偶联剂均采用现有常规的固化剂和偶联剂。
通过添加所述偶联剂，所述偶联剂能够与所述树脂、骨料或填充料结合，提高树脂与骨料或填充料的亲和性，需要说明的是，所述面料的原料中的树脂为环氧树脂，由于环氧树脂为万能胶的主要成分，其粘合力是现有树脂中是最强的，因此所述面料的原料无需使用偶联剂，而所述底料的原料中的树脂为不饱和聚酯树脂，不饱和聚酯树脂的粘合力差，需要借助所述偶联剂的作用，使得所述树脂、骨料和填充料牢固粘合在一起。
优选的，所述底料的原料中，所述不饱和聚酯树脂为邻苯型不饱和聚酯树脂、间苯型不饱和聚酯树脂或对苯型不饱和聚酯树脂中的任意一种。
所述底料通过采用所述树脂与所述骨料和填充料相配合，经过固化成型得到的底板的抗压强度高，耐久性好，使用性能好。
优选的，所述面料的原料中，所述固化剂与所述树脂的质量比为1：1或1：3。
通过添加所述固化剂，所述面料的原料混合并经过压制、固化成型后，经过定厚磨抛，得到的所述仿天然石材立体纹理合成石英石的抗压强度高，使用性能好。
优选的，所述面料和所述底料的原料中，所述石英骨料采用粒径为2～120目的石英矿物颗粒，所述玻璃颗粒采用粒径为2～120目的碎玻璃。
需要说明的是，所述石英骨料采用粒径为2～4目、4～6目、6～8目、8～16目、16～26目、26～40目、40～70目、70～100目和70～120目的石英矿物颗粒中的一种或多种；所述玻璃颗粒采用粒径为2～4目、4～6目、6～8目、8～16目、16～26目、26～40目、40～70目、70～100目和70～120目的碎玻璃中的一种或多种。
所述骨料采用石英骨料和/或玻璃颗粒，能够在体系中起到骨架支撑作用，保证了所述仿天然石材立体纹理合成石英石的强度，与所述树脂和填充料相配合，可以提高所述仿天然石材立体纹理合成石英石的填充密实度，达到轻质高强的使用效果。
优选的，所述面料和所述底料的原料中，所述石英粉的目数为325目或400目，所述超细石英粉的目数为1000～2000目。
所述骨料由于堆积起来，颗粒之间形成空隙，通过加入所述填充料，且所述填充料采用石英粉和超细石英粉，能够填充在所述骨料形成的空隙之间或包裹在所述骨料的表面。经过大量实践证明，使用325目或400目石英粉填充的密实度最高，在使用所述石英粉对所述骨料之间形成的空隙进行填充以后，仍有少量空隙，为了达到最佳的填充密实度，再使用所述超细石英粉将所述石英粉填充以后留下的空隙再填充起来，保证了填充密实度，使得所述仿天然石材立体纹理合成石英石的强度高。
优选的，所述颜料包括钛白粉、铁红、铁黑、铁黄、铬绿和炭黑中一种或几种。
通过在所述面料和所述底料的原料中添加所述颜料，能够制备得到具有颜色效果的仿天然石材立体纹理合成石英石，提高了所述仿天然石材立体纹理合成石英石的美观度及装饰丰富度。
优选的，所述填充料中，所述石英粉和超细石英粉的质量比为(25～32)：(0～5)。
通过所述石英粉和超细石英粉的配合使用，在使用所述石英粉对所述骨料之间形成的空隙进行填充以后，仍有少量空隙，为了达到最佳的填充密实度，再使用所述超细石英粉将所述石英粉填充以后留下的空隙再填充起来，保证了填充密实度，使得所述仿天然石材立体纹理合成石英石的强度高。
更进一步说明，所述模具制作步骤具体为：
a1.纹理扫描：将天然石材板表面的纹理扫描并形成图形文件；
a2.公模制作：将所述图形文件输入雕具有三维立体凹凸纹理的公模刻机，根据所述图形文件在公模材料上进行雕刻，得到具有三维立体凹凸纹理的公模，在公模表面涂刷脱模剂；
a3.母模制作：在公模四周设置围挡，公模有三维立体凹凸纹理的一面朝上，将硅胶液注入到公模上直至高出公模上表面，抽真空后在室温下固化，硅胶液固化成为母模，将公模和母模分离。
现有的合成石英石的花纹不稳定是通病，其花纹形成过程为：将不同搅拌机中搅拌出来的不同颜色料，通过混料盘混合在一起，形成混合料，混合料从布料皮带落下的过程中，随机撒上花纹粉，整个过程均为一次性完成的随机布料，无法精确控制花纹的大小、花纹多少、长短、位置，一个批次与另一个批次的花纹差别较大，橱柜台面、窗台板等需要拼接使用的场合容易导致色差。本发明采用从公模浇注硅胶液得到母模、由母模控制图案纹理，制得的仿天然石材立体纹理合成石英石的纹理位置、大小、长短均固定，适合批量交付和拼接使用，解决了花纹稳定性的问题。
优选的，所述步骤a3中，所述围挡的高度为15～40cm，所述硅胶液高出所述公模上表面的高度为0.5～2cm。
所述步骤a3中，通过设置所述围挡，且限定所述围挡的高度，避免所述硅胶液漏出，保证制备所述母模的完整性，此外，所述硅胶液注入到所述公模上直至高出所述公模上表面，限定所述硅胶液高出所述公模上表面的高度为0.5～2cm，保证所述母模的厚度，从而保证底板的纹理清晰度。
优选地，所述步骤a2中，公模材料的材质采用铝合金、镁合金、铝镁合金、钛合金或硬质木材中的任意一种；
所述脱模剂为硅氧烷系列脱模剂、氟树脂涂料、液体蜡、食用油、表面活性剂系列脱模剂或聚乙烯醇溶液中的任意一种。
所述公模材料的材质的强度高，在使用所述公模制作所述母模时，保证所述母模能形成与所述公模相匹配的立体纹理，且保证所述母模的立体纹理的完整性，通过在所述公模表面涂刷所述脱模剂，再将所述硅胶液注入到所述公模上，方便固化后所述母模的脱模，避免因脱模困难而损坏母模的情况。
优选地，所述步骤a3中，所述硅胶液为采用液体硅胶与硅胶固化剂按照100:(1～3)的质量比混合制得；
所述液体硅胶为双组分缩合型室温硫化硅橡胶；
所述硅胶固化剂为正硅酸乙酯、聚正硅酸乙酯、甲基三乙氧基硅烷、烷氧基肽化合物、烷氧基硅烷、环硅氧烷、低聚硅氧烷、含氢硅油或硅氧烷共聚物中的任意一种。
所述步骤a3中，采用所述硅胶液进行所述母模的制作，由于天然石材板表面的纹理较为复杂，如要得到更贴近天然石材纹理的图案，则需要将复杂的纹理尽可能呈现出来，所述硅胶液采用液体硅胶与硅胶固化剂的组合，能够得到结构复杂、花纹精细的母模，使得所述仿天然石材立体纹理合成石英石的纹理图案效果更加逼真，仿天然纹理效果好。
优选的，所述步骤a3中，所述抽真空的真空度达到-96kPa或以上，抽真空的时间为0.5～3min，所述固化的固化时间为24～72h。
所述步骤a3中，设定制作所述母模时所述抽真空的真空度，以及限定所述固化的固化时间，保证了所述母模的固化效果，避免由于所述母模固化不完全或者掺入气体，导致母模形状不完整，影响后续制备所述底板的表面图案纹理的完整性。
优选的，所述步骤c中，所述抽真空的真空度达到-96kPa或以上，抽真空的时间为0.5～5min，所述振动压制的压头摆动频率为3500～5000Hz，振动压制的时间为0.5～5min；
所述步骤h中，所述抽真空的真空度达到-96kPa或以上，抽真空的时间为0.5～3min，所述振动压制的压头摆动频率为3500～5000Hz，振动压制的时间为0.5～3min。
所述步骤c进行底料压制以及所述步骤h进行面料压制时，设定所述抽真空的真空度，以及所述振动压制的压头摆动频率，保证了对所述底料和所述面料进行抽真空的效果以及压制效果，从而提高所述仿天然石材立体纹理合成石英石的致密度及强度，减少气孔缺陷。
优选的，所述步骤d中，所述固化的固化温度为60～100℃，固化时间为30～60min。
通过所述控制步骤d底料固化中的固化温度和固化时间，保证所述底料的固化效果，避免由于固化温度过高造成底板开裂的情况，或者由于固化温度太低、固化时间太短导致固化不完全的情况，保证制得的所述仿天然石材立体纹理合成石英石的使用效果。
优选的，所述步骤f中，所述喷涂为采用自喷漆气雾罐或压缩空气喷枪吸收预调色树脂进行喷涂，所述喷涂的颜色为灰色、红色、黄色、白色、金色、银色、绿色和蓝色中的三种或三种以上。
所述步骤f中，通过进行所述花纹喷涂，使得所述底板表面凹凸纹理上具有不同的颜色效果，后续经过铺设所述面料、面料压制、面料固化以及定厚磨抛的工序，透过较为透明的面料，在观察者眼中形成图案纹理立体感强、颜色丰富、质感媲美天然石材纹理的仿天然石材立体纹理合成石英石。
优选的，所述步骤i中，所述固化的固化温度为80～110℃，固化时间为60～90min。
通过所述控制所述步骤i面料固化中的固化温度和固化时间，保证所述面料的固化效果，避免由于固化温度过高造成板材开裂的情况，或者由于固化温度太低、固化时间太短导致面料固化不完全的情况，保证制得的所述仿天然石材立体纹理合成石英石的使用效果。
优选的，所述步骤j中，进行定厚磨抛具体为形成光面、哑光、皮纹面或喷砂面中的其中一种效果。
需要说明的是，进行定厚磨抛形成所述光面、哑光、皮纹面或喷砂面的工艺方法具体为：
光面：采用从粗到细的多组硬质研磨块在板材表面呈圆环状快速转动并与板材表面摩擦，打磨成具有光泽的表面；
哑光：与光面的方法相同，只是最后一组使用的硬质研磨块较光面的硬质研磨块粗糙；
皮纹面：与光面的方法相同，只是从粗到细的多组硬质研磨块替换为从粗到细的多组研磨刷，研磨刷的刷毛是以金刚砂和塑料复合而成，或者以碳化硅和塑料复合而成；
喷砂面：先用高压喷水枪对准板材表面冲刷，使得沙子随着高压水一起冲向板材表面，在表面打出大小不一的小洞，然后采用皮纹面的工艺方法刷一遍，形成喷砂面。
通过进行定厚磨抛，使得制得的所述仿天然石材立体纹理合成石英石的表面具有不同的效果，提高了所述仿天然石材立体纹理合成石英石的装饰效果的丰富度以及美观度，能够满足不同使用需求。
为了便于理解本发明，下面对本发明进行更全面的描述。本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。
实施例1
一种仿天然石材立体纹理的合成石英石制备工艺，包括以下步骤：
a1.图案纹理扫描：将天然石材板送入高分辨率扫描仪，将天然石材板表面的纹理扫描并形成图形文件；
a2.公模制作：将所述图形文件输入雕刻机(图形文件中天然石材图案纹理颜色的深浅对应雕刻下刀的深度)，在公模材料(具体为铝合金板)上进行雕刻，得到具有三维立体凹凸纹理的公模，在公模表面涂刷脱模剂(具体为聚乙烯醇溶液)；
a3.母模制作：在平整光洁的平台上，用水平尺检查并调整平台脚座，直至完全水平为止。将公模置于该平台上，在公模四周设置围挡(围挡的高度具体为30cm)，公模有三维立体凹凸纹理的一面朝上，将硅胶液(硅胶液的具体制作步骤为：在双组分缩合型室温硫化硅橡胶中加入正硅酸乙酯并搅拌均匀，双组分缩合型室温硫化硅橡胶与正硅酸乙酯的质量比为100:2)注入到公模上直至高出公模上表面1cm为止，抽真空后(真空度达到-96kPa，抽真空的时间为1min)在室温下固化24h，硅胶液固化成为母模，采用手工拉扯的方式将公模和母模分离；
b.底料准备：按照质量份数计算，底料的原料采用以下组分：树脂(具体为邻苯型不饱和聚酯树脂)13份、骨料(具体为70～100目的石英骨料)59份、填充料(具体为400目的石英粉26份和1000～2000目的超细石英粉1份)27份、颜料(具体为钛白粉)1份、固化剂(具体为过氧化-2-乙基已酸叔丁酯，OT)0.13份和偶联剂(具体为硅烷偶联剂)0.16份；
将底料原料投入到搅拌机中搅拌均匀；
c.底料压制：将硅胶母模平放于pvc材质的方框模具内，将底料均匀平铺在母模上，并将表面刮平，抽真空后(真空度达到-96kPa，抽真空的时间为3min)进行振动压制(振动压制的压头摆动频率为4000Hz，振动压制的时间为3min)；
d.底料固化：将底料连同母模一起送入固化炉中固化，上下铁板夹紧，通过铁板传热固化(固化温度为80℃，固化时间为40min)，底料固化成底板；
e.母模脱模：将底板连同母模一起推出固化炉，使用翻转机械将底板连同母模翻面，使底板在下，母模在上，采用人工拉扯的方式将底板与母模脱模；
f.花纹喷涂：采用自喷漆气雾罐喷涂花纹，在底板表面凹凸纹理上，按照设计图案喷涂白色、黄色、红色三种颜色；
g.面料准备：按照质量份数计算，面料的原料采用以下组分：树脂(具体为双酚A二缩水甘油醚)11份、骨料(具体为70～100目的石英骨料)59份、填充料(具体为400目的石英粉26份和1250目的超细石英粉1份)27份、颜料(具体为钛白粉)0.2份和固化剂(具体为二氨基二苯基甲烷)3.6份；
将面料原料投入到搅拌机中搅拌均匀；
h.面料压制：将完成花纹喷涂的底板平放于输送皮带上，将面料均匀平铺在底板表面，并将表面刮平，抽真空后(真空度达到-96kPa，抽真空的时间为1min)进行振动压制(振动压制的压头摆动频率为3500Hz，振动压制的时间为1min)；
i.面料固化：将面料连同底板一起送入固化炉中，上下铁板夹紧，通过铁板传热固化，固化温度为100℃，固化时间为60min，固化得到板材；
j.定厚磨抛：将板材静置冷却至室温后，进行定厚抛磨，采用从粗到细的多组硬质研磨块在板材表面呈圆环状快速转动并与板材表面摩擦，打磨成具有光泽的表面，得到一种具有光面效果的仿天然石材立体纹理合成石英石。
实施例2
一种仿天然石材立体纹理的合成石英石制备工艺，包括以下步骤：
a1.图案纹理扫描：将天然石材板送入高分辨率扫描仪，将天然石材板表面的纹理扫描并形成图形文件；
a2.公模制作：将所述图形文件输入雕刻机(图形文件中天然石材图案纹理颜色的深浅对应雕刻下刀的深度)，在公模材料(具体为镁合金板)上进行雕刻，得到具有三维立体凹凸纹理的公模，在公模表面涂刷脱模剂(具体为液体蜡)；
a3.母模制作：在平整光洁的平台上，用水平尺检查并调整平台脚座，直至完全水平为止。将公模置于该平台上，在公模四周设置围挡(围挡的高度具体为35cm)，公模有三维立体凹凸纹理的一面朝上，将硅胶液(硅胶液的具体制作步骤为：在双组分缩合型室温硫化硅橡胶中加入正硅酸乙酯并搅拌均匀，双组分缩合型室温硫化硅橡胶与正硅酸乙酯的质量比为100:3)注入到公模上直至高出公模上表面2cm为止，抽真空后(真空度达到-96kPa，抽真空的时间为1min)在室温下固化24h，硅胶液固化成为母模，采用手工拉扯的方式将公模和母模分离；
b.底料准备：按照质量份数计算，底料的原料采用以下组分：树脂(具体为邻苯型不饱和聚酯树脂)13份、骨料(具体为70～100目的石英骨料)59份、填充料(具体为400目的石英粉26份和1000～2000目的超细石英粉1份)27份、颜料(具体为钛白粉)1份、固化剂(具体为过氧化-2-乙基已酸叔丁酯，OT)0.13份和偶联剂(具体为硅烷偶联剂)0.16份；
将底料原料投入到搅拌机中搅拌均匀；
c.底料压制：将硅胶母模平放于pvc材质的方框模具内，将底料均匀平铺在母模上，并将表面刮平，抽真空后(真空度达到-96kPa，抽真空的时间为3min)进行振动压制(振动压制的压头摆动频率为3500Hz，振动压制的时间为5min)；
d.底料固化：将底料连同母模一起送入固化炉中固化，上下铁板夹紧，通过铁板传热固化(固化温度为90℃，固化时间为35min)，底料固化成底板；
e.母模脱模：将底板连同母模一起推出固化炉，使用翻转机械将底板连同母模翻面，使底板在下，母模在上，采用人工拉扯的方式将底板与母模脱模；
f.花纹喷涂：采用自喷漆气雾罐喷涂花纹，在底板表面凹凸纹理上，按照设计图案喷涂白色、黄色、红色三种颜色；
g.面料准备：按照质量份数计算，面料的原料采用以下组分：树脂(具体为双酚A二缩水甘油醚)11份、骨料(具体为70～100目的石英骨料)59份、填充料(具体为400目的石英粉26份和1250目的超细石英粉1份)27份、颜料(具体为钛白粉)0.2份和固化剂(具体为二氨基二苯基甲烷)3.6份；
将面料原料投入到搅拌机中搅拌均匀；
h.面料压制：将完成花纹喷涂的底板平放于输送皮带上，将面料均匀平铺在底板表面，并将表面刮平，抽真空后(真空度达到-96kPa，抽真空的时间为1min)进行振动压制(振动压制的压头摆动频率为3500Hz，振动压制的时间为3min)；
i.面料固化：将面料连同底板一起送入固化炉中，上下铁板夹紧，通过铁板传热固化，固化温度为90℃，固化时间为80min，固化得到板材；
j.定厚磨抛：将板材静置冷却至室温后，进行定厚抛磨，采用从粗到细的多组硬质研磨块在板材表面呈圆环状快速转动并与板材表面摩擦，打磨成具有光泽的表面，得到一种具有光面效果的仿天然石材立体纹理合成石英石。
实施例3
一种仿天然石材立体纹理的合成石英石制备工艺，包括以下步骤：
a1.图案纹理扫描：将天然石材板送入高分辨率扫描仪，将天然石材板表面的纹理扫描并形成图形文件；
a2.公模制作：将所述图形文件输入雕刻机(图形文件中天然石材图案纹理颜色的深浅对应雕刻下刀的深度)，在公模材料(具体为镁合金板)上进行雕刻，得到具有三维立体凹凸纹理的公模，在公模表面涂刷脱模剂(具体为液体蜡)；
a3.母模制作：在平整光洁的平台上，用水平尺检查并调整平台脚座，直至完全水平为止。将公模置于该平台上，在公模四周设置围挡(围挡的高度具体为35cm)，公模有三维立体凹凸纹理的一面朝上，将硅胶液(硅胶液的具体制作步骤为：在双组分缩合型室温硫化硅橡胶中加入正硅酸乙酯并搅拌均匀，双组分缩合型室温硫化硅橡胶与正硅酸乙酯的质量比为100:3)注入到公模上直至高出公模上表面2cm为止，抽真空后(真空度达到-96kPa，抽真空的时间为1min)在室温下固化24h，硅胶液固化成为母模，采用手工拉扯的方式将公模和母模分离；
b.底料准备：按照质量份数计算，底料的原料采用以下组分：树脂(具体为邻苯型不饱和聚酯树脂)16份、骨料(具体为70～100目的石英骨料)65份、填充料(具体为400目的石英粉30份和1000～2000目的超细石英粉2份)32份、颜料(具体为钛白粉)1份、固化剂(具体为过氧化-2-乙基已酸叔丁酯，OT)0.16份和偶联剂(具体为硅烷偶联剂)0.16份；
将底料原料投入到搅拌机中搅拌均匀；
c.底料压制：将硅胶母模平放于pvc材质的方框模具内，将底料均匀平铺在母模上，并将表面刮平，抽真空后(真空度达到-96kPa，抽真空的时间为3min)进行振动压制(振动压制的压头摆动频率为3500Hz，振动压制的时间为5min)；
d.底料固化：将底料连同母模一起送入固化炉中固化，上下铁板夹紧，通过铁板传热固化(固化温度为90℃，固化时间为35min)，底料固化成底板；
e.母模脱模：将底板连同母模一起推出固化炉，使用翻转机械将底板连同母模翻面，使底板在下，母模在上，采用人工拉扯的方式将底板与母模脱模；
f.花纹喷涂：采用自喷漆气雾罐喷涂花纹，在底板表面凹凸纹理上，按照设计图案喷涂白色、黄色、红色三种颜色；
g.面料准备：按照质量份数计算，面料的原料采用以下组分：树脂(具体为双酚A二缩水甘油醚)8份、骨料(具体为70～100目的石英骨料)65份、填充料(具体为400目的石英粉30份和1250目的超细石英粉2份)32份、颜料(具体为钛白粉)0.2份和固化剂(具体为二氨基二苯基甲烷)8份；
将面料原料投入到搅拌机中搅拌均匀；
h.面料压制：将完成花纹喷涂的底板平放于输送皮带上，将面料均匀平铺在底板表面，并将表面刮平，抽真空后(真空度达到-96kPa，抽真空的时间为1min)进行振动压制(振动压制的压头摆动频率为3500Hz，振动压制的时间为3min)；
i.面料固化：将面料连同底板一起送入固化炉中，上下铁板夹紧，通过铁板传热固化，固化温度为90℃，固化时间为80min，固化得到板材；
j.定厚磨抛：将板材静置冷却至室温后，进行定厚抛磨，采用从粗到细的多组硬质研磨块在板材表面呈圆环状快速转动并与板材表面摩擦，打磨成具有光泽的表面，得到一种具有光面效果的仿天然石材立体纹理合成石英石。
对比例1
与实施例1相比，步骤c中的底料压制的过程中，抽真空后(真空度达到-96kPa，抽真空的时间为3min)进行振动压制(振动压制的压头摆动频率为3000Hz，振动压制的时间为0.5min)，其余原料配方和制备工艺与实施例1一致，制得一种仿天然石材立体纹理合成石英石。
对比例2
与实施例1相比，步骤d底料固化的过程中的固化温度为60℃，固化时间为20min)，其余原料配方和制备工艺与实施例1一致，制得一种仿天然石材立体纹理合成石英石。
对比例3
一种合成石英石的制备工艺，包括以下步骤：
a1.图案纹理扫描：将天然石材板送入高分辨率扫描仪，将天然石材板表面的纹理扫描并形成图形文件；
a2.公模制作：将所述图形文件输入雕刻机(图形文件中天然石材图案纹理颜色的深浅对应雕刻下刀的深度)，在公模材料(具体为铝合金板)上进行雕刻，得到具有三维立体凹凸纹理的公模，在公模表面涂刷脱模剂(具体为聚乙烯醇溶液)；
a3.母模制作：在平整光洁的平台上，用水平尺检查并调整平台脚座，直至完全水平为止。将公模置于该平台上，在公模四周设置围挡(围挡的高度具体为30cm)，公模有三维立体凹凸纹理的一面朝上，将硅胶液(硅胶液的具体制作步骤为：在双组分缩合型室温硫化硅橡胶中加入正硅酸乙酯并搅拌均匀，双组分缩合型室温硫化硅橡胶与正硅酸乙酯的质量比为100:2)注入到公模上直至高出公模上表面1cm为止，抽真空后(真空度达到-96kPa，抽真空的时间为1min)在室温下固化24h，硅胶液固化成为母模，采用手工拉扯的方式将公模和母模分离；
b.底料准备：按照质量份数计算，底料的原料采用以下组分：树脂(具体为邻苯型不饱和聚酯树脂)13份、骨料(具体为70～100目的石英骨料)59份、填充料(具体为400目的石英粉26份和1000～2000目的超细石英粉1份)27份、颜料(具体为钛白粉)1份、固化剂(具体为过氧化-2-乙基已酸叔丁酯，OT)0.13份和偶联剂(具体为硅烷偶联剂)0.16份；
将底料原料投入到搅拌机中搅拌均匀；
c.底料压制：将硅胶母模平放于pvc材质的方框模具内，将底料均匀平铺在母模上，并将表面刮平，抽真空后(真空度达到-96kPa，抽真空的时间为3min)进行振动压制(振动压制的压头摆动频率为4000Hz，振动压制的时间为3min)；
d.底料固化：将底料连同母模一起送入固化炉中固化，上下铁板夹紧，通过铁板传热固化(固化温度为80℃，固化时间为40min)，底料固化成底板；
e.母模脱模：将底板连同母模一起推出固化炉，使用翻转机械将底板连同母模翻面，使底板在下，母模在上，采用人工拉扯的方式将底板与母模脱模；
f.花纹喷涂：采用自喷漆气雾罐喷涂花纹，在底板表面凹凸纹理上，按照设计图案喷涂白色、黄色、红色三种颜色；
g.面料准备：按照质量份数计算，面料的原料采用以下组分：树脂(具体为邻苯型不饱和聚酯树脂)13份、骨料(具体为70～100目的石英骨料)59份、填充料(具体为400目的石英粉26份和1000～2000目的超细石英粉1份)27份、颜料(具体为钛白粉)1份、固化剂(具体为二氨基二苯基甲烷)0.13份和偶联剂(具体为硅烷偶联剂)0.16份；
将面料原料投入到搅拌机中搅拌均匀；
h.面料压制：将完成花纹喷涂的底板平放于输送皮带上，将面料均匀平铺在底板表面，并将表面刮平，抽真空后(真空度达到-96kPa，抽真空的时间为1min)进行振动压制(振动压制的压头摆动频率为3500Hz，振动压制的时间为1min)；
i.面料固化：将面料连同底板一起送入固化炉中，上下铁板夹紧，通过铁板传热固化，固化温度为100℃，固化时间为60min，固化得到板材；
j.定厚磨抛：将板材静置冷却至室温后，进行定厚抛磨，采用从粗到细的多组硬质研磨块在板材表面呈圆环状快速转动并与板材表面摩擦，打磨成具有光泽的表面，得到一种具有光面效果的合成石英石。
采用JG/T 463-2014《建筑装饰用人造石英石板》的测试方法对实施例1～3和对比例1～3制得的合成石英石进行耐化学腐蚀性能、弯曲强度、抗落球冲击性能和冲击韧性进行性能测试，测试结果如下表所示：
Figure BDA0002765024430000241
实施例1～3制得的仿天然石材立体纹理合成石英石肉眼可见面层质感透明，能够观察到立体感强的图案纹理，且质感好，仿天然石材立体纹理的效果逼真，此外，由以上测试结果可知，实施例实施例1～3制得的仿天然石材立体纹理合成石英石的耐化学腐蚀性能好，且弯曲强度、抗落球冲击性能和冲击韧性好；
对比例1由于步骤c中进行底料压制的过程中，进行振动压制的压头摆动频率太低，压制效果差，底板致密度低，对比例2由于步骤d进行底料固化的过程中的固化温度低且固化时间太短，导致底料固化不完全，制得的仿天然石材立体纹理合成石英石的强度差；
对比例3由于面料和底料的配方中的树脂均采用不饱和聚酯树脂，不饱和聚酯树脂的体积收缩率远远高于环氧树脂，在进行二次压制、固化(面料压制、固化)过程中将会因面层收缩较大，导致得到的合成石英石弯曲变形，强度差，且耐腐蚀性能差，此外，肉眼可见面层不通透，表面呈现灰黑色，立体纹理模糊，表观效果差。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种仿天然石材立体纹理的合成石英石制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：
a.模具制作：将天然石材板表面的纹理扫描并形成图形文件；根据所述图形文件制作出具有三维立体凹凸纹理的公模和母模；
b.底料准备：将底料原料搅拌均匀，所述底料的原料组分包括树脂，所述树脂为不饱和聚酯树脂；
c.底料压制：将底料均匀平铺在母模上，并刮平，抽真空后进行振动压制；
d.底料固化：将底料连同母模一起固化，所述底料固化成底板；
e.母模脱模：将底板与母模脱模；
f.花纹喷涂：在底板表面凹凸纹理上喷涂三种或三种以上的颜色；
g.面料准备：将面料原料搅拌均匀，所述面料的原料组分包括树脂，所述树脂为环氧树脂；
h.面料压制：将面料均匀平铺在底板表面，并刮平，抽真空后进行振动压制；
i.面料固化：将面料连同底板一起固化得到板材；
j.定厚磨抛：将板材进行定厚抛磨，得到一种仿天然石材立体纹理的合成石英石；
按照质量份数计算，所述面料的原料包括以下组分：树脂4～12份、骨料55～65份、填充料25～37份、颜料0～0.5份和固化剂2～8份。
2.根据权利要求1所述的仿天然石材立体纹理的合成石英石制备工艺，其特征在于，按照质量份数计算，所述底料的原料包括以下组分：树脂8～16份、骨料55～65份、填充料25～37份、颜料0～2份、固化剂0.04～0.32份和偶联剂0.08～0.16份；
所述底料和面料的原料中，所述骨料均包括石英骨料和/或玻璃颗粒；
所述底料和面料的原料中，所述填充料均包括石英粉和超细石英粉。
3.根据权利要求2所述的仿天然石材立体纹理的合成石英石制备工艺，其特征在于，所述填充料中，所述石英粉和超细石英粉的质量比为（25～32）：（0～5）。
4.根据权利要求1所述的仿天然石材立体纹理的合成石英石制备工艺，其特征在于，所述模具制作步骤具体为：
a1.纹理扫描：将天然石材板表面的纹理扫描并形成图形文件；
a2.公模制作：将所述图形文件输入雕具有三维立体凹凸纹理的公模刻机，根据所述图形文件在公模材料上进行雕刻，得到具有三维立体凹凸纹理的公模，在公模表面涂刷脱模剂；
a3.母模制作：在公模四周设置围挡，公模有三维立体凹凸纹理的一面朝上，将硅胶液注入到公模上直至高出公模上表面，抽真空后在室温下固化，硅胶液固化成为母模，将公模和母模分离。
5.根据权利要求4所述的仿天然石材立体纹理的合成石英石制备工艺，其特征在于，所述步骤a3中，所述抽真空的真空度达到-96kPa或以上，抽真空的时间为0.5～3min，所述固化的固化时间为24～72h。
6.根据权利要求1所述的仿天然石材立体纹理的合成石英石制备工艺，其特征在于，所述步骤c中，所述抽真空的真空度达到-96kPa或以上，抽真空的时间为0.5～5min，所述振动压制的压头摆动频率为3500～5000Hz，振动压制的时间为0.5～5min；
所述步骤h中，所述抽真空的真空度达到-96kPa或以上，抽真空的时间为0.5～3min，所述振动压制的压头摆动频率为3500～5000Hz，振动压制的时间为0.5～3min。
7.根据权利要求1所述的仿天然石材立体纹理的合成石英石制备工艺，其特征在于，所述步骤d中，所述固化的固化温度为60～100℃，固化时间为30～60min。
8.根据权利要求1所述的仿天然石材立体纹理的合成石英石制备工艺，其特征在于，所述步骤f中，所述喷涂为采用自喷漆气雾罐或压缩空气喷枪吸收预调色树脂进行喷涂，所述喷涂的颜色为灰色、红色、黄色、白色、金色、银色、绿色和蓝色中的三种或三种以上。
9.根据权利要求1所述的仿天然石材立体纹理的合成石英石制备工艺，其特征在于，所述步骤i中，所述固化的固化温度为80～110℃，固化时间为60～90min。
10.根据权利要求1所述的仿天然石材立体纹理的合成石英石制备工艺，其特征在于，所述步骤j中，进行定厚磨抛具体为形成光面、哑光、皮纹面或喷砂面中的其中一种效果。
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