CN117510131B - 一种低硅配方的石英石板材及其生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低硅配方的石英石板材及其生产工艺，属于石英石技术领域。该低硅配方的石英石板材制备原料以长石为主，还包括不饱和聚酯树脂、偶联剂和固化剂；优选的，还包括颜料或色浆。本发明的低硅配方的石英石板材，以长石为主要制备原料，替代了常见的石英原料，显著降低了其中二氧化硅的含量。本发明的低硅配方的石英石板材的生产工艺，对长石矿物进行预处理和负压‑正压循环处理。这样得到的长石颗粒，可用于生产以长石为主料的低硅石英石板材，得到的石英板材的压缩强度和耐磨性符合相关标准。
Description
技术领域
本发明属于石英石技术领域，特别是涉及一种低硅配方的石英石板材及其生产工艺。
背景技术
矽肺是吸入二氧化硅(石英)粉尘引起的肺部永久瘢痕形成。患者多在接触硅尘10～15年后发病，病程进展缓慢，即使脱离硅尘接触，肺部病变仍继续发展。
《JG/T 463-2014建筑装饰用人造石英石板》对人造石英石板的定义是，以石英品粒或硅砂为主要填料，可添加其他功能材料，经与粘合材料混合、成型、固化而成的装饰板材。
目前的人造石英石板含有较多的二氧化硅。CN1827551A公开了一种人造石，制备的原料为粉状钠长石或其与钾长石的混合物。其制造方法为将粉状钠长石或其与钾长石的混合物原料加热至1000-1550℃，使粉状固态物料熔融，保温1-30小时；使产物冷却；所述长石原料的粒度为可以通过20-500目的筛网。CN111348862A公开了一种人造石，其利用钾长石、辉石、石英来代替石英石或玻璃石材料。CN114423720A公开了包含长石颗粒的人造石。该人造石包含无机填料和硬化粘合剂，其中无机填料包括长石颗粒，硬化粘合剂是硬化有机树脂。现有方法制备的纯无机型人造石，脆性大，无法适应台面等需要复杂加工的场合。
发明内容
本发明针对目前的人造石英石板含有较多二氧化硅的问题，提出了一种低硅配方的石英石板材及其生产工艺。本发明以长石为主料的石英石板材产品。直接以长石矿物破碎后来生产的话，石英板材的压缩强度和耐磨性不符合相关标准。针对这个问题，本发明要对长石矿物进行处理，这样得到的长石颗粒，可用于生产以长石为主料的低硅石英石板材。我们的技术是有机无机复合型人造石，在保留无机材料硬度高的优点的基础上，又具有有机材料韧性好的优点，易加工，适合用于台面。
本发明的第一方面在于公开一种低硅配方的石英石板材，制备原料以长石为主，还包括不饱和聚酯树脂、偶联剂和固化剂；
优选的，还包括颜料或色浆。
在本发明的一些实施方式中，制备原料包括以下重量份的各组分：
长石矿物微粉50-93份，不饱和聚酯树脂7-25份，占所述长石矿物微粉0.1-2％重量的偶联剂，占所述不饱和聚酯树脂0.1-2％重量的固化剂，以及任选的，占整体0.1-2％重量的颜料。
在本发明的一些实施方式中，所述长石矿物微粉的粒径小于1000mm，优选为小于800mm。
在本发明的一些实施方式中，所述长石矿物微粉经过负压-正压循环处理。
在本发明的一些实施方式中，所述长石矿物微粉的负压-正压循环处理步骤为：先抽真空至(-0.03到-0.06)MPa，维持20-40min，再冲入空气至(+0.03到+0.06)MPa，维持20-40min，排气至常压；循环1-3次。
本发明的第二方面在于公开第一方面所述的低硅配方的石英石板材的生产工艺，包括以下步骤：
S01，长石预处理；
S02，长石负压-正压循环处理；
S03，原料混合，模具中振动成型；
S04，加热固化，脱模，得到所述低硅配方的石英石板材。
在本发明的一些实施方式中，S01中，所述预处理包括除去泥土和第一次球磨，惰性气体下煅烧和第二次球磨，以及酸洗。
在本发明的一些实施方式中，S01中，水洗除去泥土，干燥后再取进行第一次球磨。
在本发明的一些实施方式中，S01中，所述惰性气体下煅烧为经过第一次球磨后的长石微粉在1200-1500℃氮气气氛下煅烧1-3h，冷却至室温；
在本发明的一些实施方式中，S01中，所述酸洗为取煅烧过的长石微粉，按100g：35-60mL的比例加入稀硫酸，搅拌处理1-3h；搅拌完成后，过滤，水洗至滤液呈中性，干燥。
有益效果：
本发明的低硅配方的石英石板材，以长石为主要制备原料，替代了常见的石英原料，显著降低了其中二氧化硅的含量。
本发明的低硅配方的石英石板材的生产工艺，对长石矿物进行预处理和负压-正压循环处理。这样得到的长石颗粒，可用于生产以长石为主料的低硅石英石板材，得到的石英板材的压缩强度和耐磨性符合相关标准。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
若非特别指出，实施例和对比例为组分、组分含量、制备步骤、制备参数相同的平行试验。所述稀硫酸的体积分数为30％。所述长石原矿来自广西玉林，钾长石、钠长石和钙长石为主要成分，含有少量二氧化硅。所述不饱和聚酯树脂为邻苯型不饱和聚酯树脂，偶联剂为硅烷偶联剂，固化剂为OT固化剂。
实施例1
一种低硅配方的石英石板材的生产工艺
(1)长石预处理
A：取长石原矿，水洗除去泥土，干燥后在球磨机中进行球磨，球磨至粒径小于400mm；
B：取长石微粉在1400℃氮气气氛下煅烧2h，冷却至室温后，在球磨机中进行球磨，球磨至粒径小于400mm；
C：取煅烧过的长石微粉，按100g：50mL的比例加入稀硫酸，搅拌处理2h；搅拌完成后，过滤，水洗至滤液呈中性，干燥；
(2)取经预处理的长石微粉加入反应器中，先抽真空至-0.05MPa，维持30min，再冲入空气至+0.05MPa，维持30min，排气至常压；再反复两次；
(3)加入不饱和聚酯树脂、偶联剂和固化剂，混合搅拌均匀；放入模板中，振动成型；
(4)加热固化，脱模，得到低硅配方的石英石板材；
步骤(3)中，每70重量份的长石，加入20重量份的不饱和聚酯树脂，加入长石重量1％的偶联剂，加入长石重量1％的固化剂。
步骤(4)中，90℃下固化1.5h。
实施例2
一种低硅配方的石英石板材的生产工艺
(1)长石预处理
A：取长石原矿，水洗除去泥土，干燥后在球磨机中进行球磨，球磨至粒径小于450mm；
B：取长石微粉在1400℃氮气气氛下煅烧2h，冷却至室温后，在球磨机中进行球磨，球磨至粒径小于450mm；
C：取煅烧过的长石微粉，按100g：60mL的比例加入稀硫酸，搅拌处理1.5h；搅拌完成后，过滤，水洗至滤液呈中性，干燥；
(2)取经预处理的长石微粉加入反应器中，先抽真空至-0.05MPa，维持30min，再冲入空气至+0.05MPa，维持30min，排气至常压；再反复两次；
(3)加入不饱和聚酯树脂、偶联剂和固化剂，混合搅拌均匀；放入模板中，振动成型；
(4)加热固化，脱模，得到低硅配方的石英石板材；
步骤(3)中，每70重量份的长石，加入20重量份的不饱和聚酯树脂，加入长石重量1％的偶联剂，加入长石重量1％的固化剂。
步骤(4)中，90℃下固化1.5h。
实施例3
一种低硅配方的石英石板材的生产工艺
(1)长石预处理
A：取长石原矿，水洗除去泥土，干燥后在球磨机中进行球磨，球磨至粒径小于400mm；
B：取长石微粉在1400℃氮气气氛下煅烧2h，冷却至室温后，在球磨机中进行球磨，球磨至粒径小于400mm；
C：取煅烧过的长石微粉，按100g：50mL的比例加入稀硫酸，搅拌处理2h；搅拌完成后，过滤，水洗至滤液呈中性，干燥；
(2)取经预处理的长石微粉加入反应器中，先抽真空至-0.04MPa，维持20min，再冲入空气至+0.04MPa，维持40min，排气至常压；再反复两次；
(3)加入不饱和聚酯树脂、偶联剂和固化剂，混合搅拌均匀；放入模板中，振动成型；
(4)加热固化，脱模，得到低硅配方的石英石板材；
步骤(3)中，每70重量份的长石，加入20重量份的不饱和聚酯树脂，加入长石重量1％的偶联剂，加入长石重量1％的固化剂。
步骤(4)中，90℃下固化1.5h。
实施例4
一种低硅配方的石英石板材的生产工艺
(1)长石预处理
A：取长石原矿，水洗除去泥土，干燥后在球磨机中进行球磨，球磨至粒径小于800mm；
B：取长石微粉在1400℃氮气气氛下煅烧2h，冷却至室温后，在球磨机中进行球磨，球磨至粒径小于800mm；
C：取煅烧过的长石微粉，按100g：50mL的比例加入稀硫酸，搅拌处理2h；搅拌完成后，过滤，水洗至滤液呈中性，干燥；
(2)取经预处理的长石微粉加入反应器中，先抽真空至-0.02MPa，维持30min，再冲入空气至+0.02MPa，维持30min，排气至常压；再反复两次；
(3)加入不饱和聚酯树脂、偶联剂和固化剂，混合搅拌均匀；放入模板中，振动成型；
(4)加热固化，脱模，得到低硅配方的石英石板材；
步骤(3)中，每70重量份的长石，加入20重量份的不饱和聚酯树脂，加入长石重量1％的偶联剂，加入长石重量1％的固化剂。
步骤(4)中，90℃下固化1.5h。
对比例1
一种低硅配方的石英石板材的生产工艺
(1)长石预处理
A：取长石原矿，水洗除去泥土，干燥后在球磨机中进行球磨，球磨至粒径小于1500mm；
B：取长石微粉在1400℃氮气气氛下煅烧2h，冷却至室温后，在球磨机中进行球磨，球磨至粒径小于1500mm；
C：取煅烧过的长石微粉，按100g：50mL的比例加入稀硫酸，搅拌处理2h；搅拌完成后，过滤，水洗至滤液呈中性，干燥；
(2)取经预处理的长石微粉加入反应器中，先抽真空至-0.05MPa，维持30min，再冲入空气至+0.05MPa，维持30min，排气至常压；再反复两次；
(3)加入不饱和聚酯树脂、偶联剂和固化剂，混合搅拌均匀；放入模板中，振动成型；
(4)加热固化，脱模，得到低硅配方的石英石板材；
步骤(3)中，每70重量份的长石，加入20重量份的不饱和聚酯树脂，加入长石重量1％的偶联剂，加入长石重量1％的固化剂。
步骤(4)中，90℃下固化1.5h。
对比例2
一种低硅配方的石英石板材的生产工艺
(1)长石预处理
A：取长石原矿，水洗除去泥土，干燥后在球磨机中进行球磨，球磨至粒径小于400mm；
B：取长石微粉在1400℃氮气气氛下煅烧2h，冷却至室温后，在球磨机中进行球磨，球磨至粒径小于400mm；
C：取煅烧过的长石微粉，按100g：50mL的比例加入稀硫酸，搅拌处理2h；搅拌完成后，过滤，水洗至滤液呈中性，干燥；
(2)取经预处理的长石微粉加入反应器中，
加入不饱和聚酯树脂、偶联剂和固化剂，混合搅拌均匀；放入模板中，振动成型；
(3)加热固化，脱模，得到低硅配方的石英石板材；
步骤(2)中，每70重量份的长石，加入20重量份的不饱和聚酯树脂，加入长石重量1％的偶联剂，加入长石重量1％的固化剂。
步骤(3)中，90℃下固化1.5h。
取实施例和对比例得到的石英石板材，按照《JC/T 908-2012人造石》测定压缩强度和耐磨性，结果如表1所示。
| 压缩强度MPa | 耐磨性mm3 | |
| 实施例1 | 192 | 241 |
| 实施例2 | 183 | 263 |
| 实施例3 | 181 | 274 |
| 实施例4 | 160 | 286 |
| 对比例1 | 144 | 319 |
| 对比例2 | 140 | 327 |
结果显示，实施例1-5的压缩强度均大于150MPa，耐磨性均大于300mm3，符合相关标准，其中以实施例1为较优。对比例2的没有经过负压-正压循环处理的长石微粉为原料得到的石英石板材，压缩强度和耐磨性显著劣与实施例。对比例1的大颗粒的长石微粉为原料得到的石英石板材，虽然经过了负压-正压循环处理，但是压缩强度和耐磨性与对比例2没有显著差异，表明了长石微粉的负压-正压循环处理对于压缩强度和耐磨性的影响与长石微粉的颗粒大小有一定关联。
以上对本发明优选的具体实施方式和实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式和实施例，在本领域技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明构思的前提下作出各种变化。
Claims (7)
1.一种低硅配方的石英石板材，其特征在于，制备原料以长石为主，还包括不饱和聚酯树脂、偶联剂和固化剂；
制备原料包括以下重量份的各组分：
长石矿物微粉50-93份，不饱和聚酯树脂7-25份，占所述长石矿物微粉0.1-2%重量的偶联剂，占所述不饱和聚酯树脂0.1-2%重量的固化剂，以及任选的，占整体0.1-2%重量的颜料或色浆；所述长石矿物微粉的粒径小于1000mm；
所述长石矿物微粉经过负压-正压循环处理；
所述长石矿物微粉的负压-正压循环处理步骤为：先抽真空至-0.03到-0.06MPa，维持20-40min，再冲入空气至+0.03到+0.06MPa，维持20-40min，排气至常压；循环1-3次。
2.根据权利要求1所述的低硅配方的石英石板材，其特征在于，所述长石矿物微粉的粒径小于800mm。
3.一种根据权利要求1或2所述的低硅配方的石英石板材的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S01，长石预处理；
S02，长石负压-正压循环处理；
S03，原料混合，模具中振动成型；
S04，加热固化，脱模，得到所述低硅配方的石英石板材。
4.根据权利要求3所述的低硅配方的石英石板材的生产工艺，其特征在于，S01中，所述预处理包括除去泥土和第一次球磨，惰性气体下煅烧和第二次球磨，以及酸洗。
5.根据权利要求3或4所述的低硅配方的石英石板材的生产工艺，其特征在于，S01中，水洗除去泥土，干燥后再进行第一次球磨。
6.根据权利要求3或4所述的低硅配方的石英石板材的生产工艺，其特征在于，S01，长石预处理为：
A：取长石原矿，水洗除去泥土，干燥后在球磨机中进行球磨，球磨至粒径小于400mm；
B：取长石微粉在1400℃氮气气氛下煅烧2h，冷却至室温后，在球磨机中进行球磨，球磨至粒径小于400mm；
C：取煅烧过的长石微粉，按100g：50mL的比例加入稀硫酸，搅拌处理2h；搅拌完成后，过滤，水洗至滤液呈中性，干燥；
S02，长石负压-正压循环处理为：取经预处理的长石微粉加入反应器中，先抽真空至-0.05MPa，维持30min，再冲入空气至+0.05MPa，维持30min，排气至常压；再反复两次；
S03，原料混合，模具中振动成型为：加入不饱和聚酯树脂、偶联剂和固化剂，混合搅拌均匀；放入模板中，振动成型；
S04，加热固化，脱模为：加热固化，脱模，得到低硅配方的石英石板材；
S03中，每70重量份的长石，加入20重量份的不饱和聚酯树脂，加入长石重量1%的偶联剂，加入长石重量1%的固化剂；
S04，90℃下固化1.5h。
7.根据权利要求3或4所述的低硅配方的石英石板材的生产工艺，其特征在于，长石原矿来自广西玉林，钾长石、钠长石和钙长石为主要成分，含有少量二氧化硅。
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