CN103204662B - 耐高温人造石英石板材及其生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种耐高温人造石英石板材及其生产工艺，其由如下重量份的原料制成：20-40目石英砂40-50、400-600目石英粉20-30、粘合剂30-40、高炉矿渣10-15、陶瓷纤维5-10、凹凸棒土10-15、纳米硅灰石15-25、水玻璃20-30、钾长石粉15-20、双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯0.5-1、颜料0.2-0.3。本发明生产出来的人造石英石板材具有质轻、密度均匀、色彩鲜艳、图案丰富、高强度、耐高温、高抗冲、耐磨性好、耐候性好、不易变形、耐划伤抗老化、不易入色、环保无污染等优点，耐酸碱、耐盐雾、耐汽油等有机溶剂各方面的性能指标均很高，经久耐用，完全达到高仿真天然石材的效果。
Description
技术领域
本发明涉及人造石英石板材及其生产工艺，具体涉及一种耐高温人造石英石板材及其生产工艺。
背景技术
人造石英石以不饱和聚酯树脂或热塑性高分子聚合物为基体，以硅酸盐( 类)天然石英石和/或粉、硅砂、尾矿渣等无机材料（其主要成分为二氧化硅）为主要填料，经特定的工艺加工而成的具有一定规格尺寸和形状的人造石。因其质地坚硬（莫氏硬度5-7）、结构致密，具有其他装饰材料无法比拟的耐磨、耐压、抗腐蚀、防渗透等特性。人造石英石广泛应用于橱房台面、实验室台面、窗台、吧台、电梯口、地面、墙面等。在建筑对材料要求比较高的场所人造石英石都适用。目前，人造石英石板材存在密度不均、耐高温性差、易结粉团、易变形、易老化、易入色、色彩及图案单一等缺陷，在质地和花色上难以达到高仿真天然石材的效果，严重影响人造石英石的表面效果，影响建筑物和室内装潢的美观。因此，开发一种高性能人造石英石板材是本领域技术人员一直攻克的难题。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种密度均匀、色彩鲜艳、图案丰富、抗变形、耐老化、耐高温的人造石英石板材及其生产工艺。
本发明采用的技术方案如下：
一种耐高温人造石英石板材，其由如下重量份的原料制成：20-40目石英砂40-50、400-600目石英粉 20-30、粘合剂30-40、高炉矿渣10-15、陶瓷纤维5-10、凹凸棒土 10-15、纳米硅灰石15-25、水玻璃20-30、钾长石粉15-20、双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯0.5-1、颜料0.2-0.3。
所述的20-40目石英砂由15-20%的20目石英砂，30-50％的30目石英砂和35-45%的40目石英砂组成。
所述的400-600目石英粉由10-20%的400目石英粉，30-40％的500目石英粉和40-50%的600目石英粉组成。
所述的粘合剂由下列重量份的原料组成：不饱和聚酯树脂70-80、甲基丙烯酰氧基官能团硅烷 2-3、乙烯基三乙氧基硅烷4-5、N-（β-氨乙基）-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷 3-4、增塑剂FRP 2-3、改性树木灰烬 1-2、苯乙烯20-25；
其制备方法如下：首先将不饱和树脂加入反应锅内，使锅内温度升到50-60℃，然后加入甲基丙烯酰氧基官能团硅烷 、乙烯基三乙氧基硅烷、N-（β-氨乙基）-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷，搅拌20-30分钟；然后在铂金催化剂的前提下，催化反应，当温度升到60-70℃时，停止加热，恒温10-15分钟，然后加入增塑剂、改性树木灰烬，搅拌5-8分钟，待温度降至常温后，加入苯乙烯稀释至粘度达到800-900Pa·m/s后，搅拌均匀即可。
所述的改性树木灰烬由下列方法制得：先用10-15%双氧水煮沸树木灰烬20-30min，再用蒸馏水洗净，置于100-110℃的烘箱内烘干，加入相当于树木灰烬重量2-3%的聚异丁烯、3-4%的月桂醇硫酸钠、2-3%的羧甲基淀粉钠、3-5%的柠檬酸三丁酯，在80-90℃水浴中以2000-3000r/min高速搅拌2-3h，烘干，粉碎研磨成超细粉末即可。
耐高温人造石英石板材的生产工艺，包括以下步骤：
（1）将纳米硅灰石、凹凸棒土分别干燥后加入高速混合机中，再加入双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯，在110-120℃下以500-1000rpm的速度搅拌混合20-30min，再加入水玻璃继续搅拌5-10min后，加入钾长石粉在以1500-2000rpm的速度共混4-6min，送入造粒机中造粒，粒径控制在2-4mm，即得钾长石粉包覆颗粒，烘干，待用；
（2）将上述制得钾长石粉包覆颗粒与余下各原料加入搅拌机中搅拌均匀，不留死角，结合颗粒度的大小，搅拌速度可调节0-1500rpm，物料在搅拌机内经调比搅拌结束后，入混料盘内，边转边洒料，使物料更进一步均匀混合，然后送入搅拌机再充分混合，物料更加均匀，花色均匀、清晰、仿真度高；
（3）将混合好的物料送入打散机把一些没有搅拌结团的物料进一步打散，打散过后，经电子计量进入布料机内布料，然后送进制板模中，将制板模送入成型压机在真空、振动、加压下进行成型，压制频率52-62HZ，压制时间150-200s，压力1.5-3.0MPa，真空度-100~-95Pa；
（4）将成型的板材送入固化箱固化，固化温度为80-90℃，时间为40-50min；
（5）板材固化结束后，经定厚、抛光深加工处理，即制得人造石英石板材。 本发明的有益效果：
本发明通过对配方的优化，不同原料的相互配合，提高了人造石英石板材的耐磨、耐酸碱、耐高温、抗冲、抗压、抗折、耐划伤抗老化、耐候性等性能，改善了人造石英石板材的综合性能。另外在配方中还添加了陶瓷纤维材料，可以有效提高人造石英石板材的机械强度、热稳定性、高温绝热性等性能。本发明用钾长石粉对凹凸棒土、纳米硅灰石进行包覆改性，可以提高板材的抗渗透能力，耐水性，使生产出来的人造石英石板材不易入色。本发明生产出来的人造石英石板材具有质轻、密度均匀、色彩鲜艳、图案丰富、高强度、耐高温、高抗冲、耐磨性好、耐候性好、不易变形、耐划伤抗老化、不易入色、环保无污染等优点，耐酸碱、耐盐雾、耐汽油等有机溶剂各方面的性能指标均很高，经久耐用，完全达到高仿真天然石材的效果。
具体实施方式
一种耐高温人造石英石板材，其由如下重量份的原料制成：20目石英砂8.4份、30目石英砂16.8份、40目石英砂16.8份、400目石英粉3.6份、500目石英粉8.4份、600目石英粉12份、粘合剂35份、高炉矿渣12份、陶瓷纤维6份、凹凸棒土 10份、纳米硅灰石16份、水玻璃25份、钾长石粉15份、双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯0.6份、颜料0.2份。
其中，所述的粘合剂由下列重量份的原料组成：不饱和聚酯树脂80份、甲基丙烯酰氧基官能团硅烷3份、乙烯基三乙氧基硅烷5份、N-（β-氨乙基）-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷4份、增塑剂FRP （纤维增强复合塑料）3份、改性树木灰烬2份、苯乙烯25份；
其制备方法如下：首先将不饱和树脂加入反应锅内，使锅内温度升到60℃，然后加入甲基丙烯酰氧基官能团硅烷 、乙烯基三乙氧基硅烷、N-（β-氨乙基）-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷，搅拌30分钟；然后在铂金催化剂的前提下，催化反应，当温度升到70℃时，停止加热，恒温10分钟，然后加入增塑剂、改性树木灰烬，搅拌7分钟，待温度降至常温后，加入苯乙烯稀释至粘度达到800-900Pa·m/s后，搅拌均匀即可。
所述的改性树木灰烬由下列方法制得：先用10%双氧水煮沸树木灰烬30min，再用蒸馏水洗净，置于110℃的烘箱内烘干，加入相当于树木灰烬重量2%的聚异丁烯、3%的月桂醇硫酸钠、3%的羧甲基淀粉钠、4%的柠檬酸三丁酯，在90℃水浴中以2000r/min高速搅拌3h，烘干，粉碎研磨成超细粉末即可。
耐高温人造石英石板材的生产工艺，包括以下步骤：
（1）将纳米硅灰石、凹凸棒土分别干燥后加入高速混合机中，再加入双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯，在120℃下以600rpm的速度搅拌混合25min，再加入水玻璃继续搅拌8min后，加入钾长石粉在以1500rpm的速度共混5min，送入造粒机中造粒，粒径控制在2mm，即得钾长石粉包覆颗粒，烘干，待用；
（2）将上述制得钾长石粉包覆颗粒与余下各原料加入搅拌机中搅拌均匀，不留死角，结合颗粒度的大小，搅拌速度可调节0-1500rpm，物料在搅拌机内经调比搅拌结束后，入混料盘内，边转边洒料，使物料更进一步均匀混合，然后送入搅拌机再充分混合，物料更加均匀，花色均匀、清晰、仿真度高；
（3）将混合好的物料送入打散机把一些没有搅拌结团的物料进一步打散，打散过后，经电子计量进入布料机内布料，然后送进制板模中，将制板模送入成型压机在真空、振动、加压下进行成型，压制频率60HZ，压制时间200s，压力3.0MPa，真空度-96Pa；
（4）将成型的板材送入固化箱固化，固化温度为85℃，时间为40min；
（5）板材固化结束后，经定厚、抛光深加工处理，即制得人造石英石板材。
将上述制得的人造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。测试结果如下表所示：
| 序号 | 项目 | 结果 |
| 1 | 莫氏硬度 | 6.6 |
| 2 | 吸水率 | 0.03% |
| 3 | 冲击韧性 | 5.4KJ/㎡ |
| 4 | 弯曲强度 | 65.2MPa |
| 5 | 抗压强度 | 228.5MPa |
| 6 | 断裂强度 | 34.6MPa |
| 7 | 放射性 | 符合A类要求，Ira=0.038，Ir=0.059 |
Claims (3)
1.一种耐高温人造石英石板材，其特征在于，其由如下重量份的原料制成：20-40目石英砂40-50、400-600目石英粉 20-30、粘合剂30-40、高炉矿渣10-15、陶瓷纤维5-10、凹凸棒土 10-15、纳米硅灰石15-25、水玻璃20-30、钾长石粉15-20、双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯0.5-1、颜料0.2-0.3；
其生产工艺包括以下步骤：
（1）将纳米硅灰石、凹凸棒土分别干燥后加入高速混合机中，再加入双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯，在110-120℃下以500-1000rpm的速度搅拌混合20-30min，再加入水玻璃继续搅拌5-10min后，加入钾长石粉再以1500-2000rpm的速度共混4-6min，送入造粒机中造粒，粒径控制在2-4mm，即得钾长石粉包覆颗粒，烘干，待用；
（2）将上述制得钾长石粉包覆颗粒与余下各原料加入搅拌机中搅拌均匀，不留死角，结合颗粒度的大小，搅拌速度调节0-1500rpm，物料在搅拌机内经调比搅拌结束后，入混料盘内，边转边洒料，使物料更进一步均匀混合，然后送入搅拌机再充分混合，物料更加均匀，花色均匀、清晰、仿真度高；
（3）将混合好的物料送入打散机把一些没有搅拌结团的物料进一步打散，打散过后，经电子计量进入布料机内布料，然后送进制板模中，将制板模送入成型压机在真空、振动、加压下进行成型，压制频率52-62Hz，压制时间150-200s，压强1.5-3.0MPa，真空度-100~-95Pa；
（4）将成型的板材送入固化箱固化，固化温度为80-90℃，时间为40-50min；
（5）板材固化结束后，经定厚、抛光深加工处理，即制得人造石英石板材；
所述的粘合剂由下列重量份的原料制成：不饱和聚酯树脂70-80、甲基丙烯酰氧基官能团硅烷 2-3、乙烯基三乙氧基硅烷4-5、N-（β-氨乙基）-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷 3-4、增塑剂 2-3、改性树木灰烬 1-2、苯乙烯20-25；其制备方法如下：首先将不饱和树脂加入反应锅内，使锅内温度升到50-60℃，然后加入甲基丙烯酰氧基官能团硅烷 、乙烯基三乙氧基硅烷、N-（β-氨乙基）-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷，搅拌20-30分钟；然后在铂金催化剂的前提下，催化反应，当温度升到60-70℃时，停止加热，恒温10-15分钟，然后加入增塑剂、改性树木灰烬，搅拌5-8分钟，待温度降至常温后，加入苯乙烯稀释至粘度达到800-900Pa·m/s后，搅拌均匀即可；
所述的改性树木灰烬由下列方法制得：先用10-15%双氧水煮沸树木灰烬20-30min，再用蒸馏水洗净，置于100-110℃的烘箱内烘干，加入相当于树木灰烬重量2-3%的聚异丁烯、3-4%的月桂醇硫酸钠、2-3%的羧甲基淀粉钠、3-5%的柠檬酸三丁酯，在80-90℃水浴中以2000-3000r/min高速搅拌2-3h，烘干，粉碎研磨成超细粉末即可。
2.根据权利要求1所述的耐高温人造石英石板材，其特征在于，所述的20-40目石英砂由15-20%的20目石英砂，30-50％的30目石英砂和35-45%的40目石英砂组成，其百分比总量为100%。
3.根据权利要求1所述的耐高温人造石英石板材，其特征在于，所述的400-600目石英粉由10-20%的400目石英粉，30-40％的500目石英粉和40-50%的600目石英粉组成。
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