CN103408250A - 一种纳米复合型石英石板材及其生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种纳米复合型石英石板材，包括下列物质按重量份数为：颗粒原料58～75%、石英粉15%-30%、颜料0.01%-10%、硅烷偶联剂0.1%-1%、不饱和聚酯树脂5%-12%、球型纳米二氧化硅0.15%-0.75%、固化剂0.8-2%，其中，所述颗粒原料为石英颗粒或玻璃颗粒，或石英颗粒和玻璃颗粒的混合，本发明将球型纳米二氧化硅颗粒充分、均匀地分散到树脂材料中，达到全面改善树脂基材料性能的目的，以不饱和聚酯树脂为胶粘剂，并采用微针状、类球状结构的石英粉作为填料，通过纳米助剂改性石英粉料表面极性，使填料紧密交联网络于一个大分子团中，形成的有机无机交联网状结构更牢固、更稳定。

Description

一种纳米复合型石英石板材及其生产方法

技术领域

本发明涉及建筑材料领域，更具体地说是涉及一种高性能、绿色、环保的纳米复合型石英石板材及其生产方法。

背景技术

树脂型人造石主要是以不饱和聚酯为粘结剂，加入各种填料、颜料以及固化剂、引发剂，经搅拌、成型、固化、切割、抛光而制成的石材制品。

与无机型人造石相比，树脂型人造石有其独有的优点：

首先，树脂型人造石吸水率低、具有良好的抗折能力，改善了天然石材的脆性大问题；

其次，树脂型人造石加工方便，可制成各种颜色花纹或特殊形状的装饰品；且容易进行二次加工，进行无缝接封。

但是树脂型人造石还存在一定的不足，如表面硬度低、耐磨性差、强度不够，易引起制品的变形、断裂等缺点，必须对树脂进行适当的改性。

发明内容

本发明克服了现有技术中的缺点，提供了一种纳米复合型石英石板材及其生产方法，可以达到全面改善树脂基材料性能的目的，表面硬度高、耐磨性、强度好，不易引起制品的变形和断裂。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种纳米复合型石英石板材，包括下列物质按重量份数为：颗粒原料58～75%、石英粉15%-30%、颜料0.01%-10%、硅烷偶联剂0.1%-1%、不饱和聚酯树脂8%-12%、球型纳米二氧化硅0.15%-0.75%、固化剂0.8-2%，其中，所述颗粒原料为石英颗粒或玻璃颗粒，或石英颗粒和玻璃颗粒的混合。

进一步，所述固化剂为过氧化2-乙基已酸叔丁酯、过氧化甲乙酮、过氧化苯甲酸叔丁酯和脂肪多元胺中的一种或多种。

进一步，所述石英粉为微针状、类球状结构的石英粉。

进一步，所述石英颗粒为0.18-10mm，所述玻璃颗粒为0.18-10mm，所述石英粉为0.005-0.18mm。

进一步，所述球型纳米二氧化硅，其结构的粒径为7-40nm，比表面积为100-400m²/g，二氧化硅含量不低于99.8%。

一种纳米复合型石英石板材的生产方法，包括以下步骤：

（1）将纳米二氧化硅颗粒均匀地分散到树脂材料中，运用以下分散方法：先将颜料、液态的不饱和聚酯树脂、粉状的球型纳米二氧化硅和液态的硅烷偶联剂和固化剂加入高速分散机中，用转速为800到1500转进行分散混合处理20min后得到混合均匀的混合物料，然后将混合物料放进砂磨设备中，对其进行研磨和分散处理；

（2）再将上述分散得到的混合物料、石英颗粒、玻璃颗粒、石英粉倒入双行星式搅拌桶进行搅拌，搅拌频率45-55Hz，搅拌时间180-600s；

（3）搅拌均匀的材料通过布料皮带传送至布料车内，再由布料车将材料均匀布置到布料模框内；

（4）布料完毕后，在-0.1Mpa的真空条件下经压制设备振动压制成型，压力50-100t，振动频率30-55Hz，时间180-600s；

（5）压制完毕后，进入固化设备，在60-300℃的温度下，固化时间为30-50分钟。

（6）烘烤完成后，常温放置待冷却完全后进入，板材定厚机定厚，再经过水磨抛光设备进行抛光。

另一种纳米复合型石英石板材的生产方法，包括以下步骤：

（1）将纳米二氧化硅颗粒均匀地分散到树脂材料中，运用以下分散方法：先将球型纳米二氧化硅以大于0.75%的比例分散入颜料、硅烷偶联剂、不饱和聚酯树脂、固化剂制成母料，然后将母料加入不饱和聚酯树脂中经高速搅拌稀释到一定比例，得到混合物料；

（2）将上述分散得到的混合物料、石英颗粒、玻璃颗粒、石英粉按照所述纳米复合型石英石板材的各组分比例倒入双行星式搅拌桶进行搅拌，搅拌频率45-55Hz，搅拌时间180-600s；

（3）搅拌均匀的材料通过布料皮带传送至布料车内，再由布料车将材料均匀布置到布料模框内；

（4）布料完毕后，在-0.1Mpa的真空条件下经压制设备振动压制成型，压力50-100t，振动频率30-55Hz，时间180-600s；

（5）压制完毕后，进入固化设备，在60-300℃的温度下，固化时间为30-50分钟。

（6）烘烤完成后，常温放置待冷却完全后进入，板材定厚机定厚，再经过水磨抛光设备进行抛光。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明所述的一种纳米复合型石英石板材的生产方法，将球型纳米二氧化硅颗粒充分、均匀地分散到树脂材料中，达到全面改善树脂基材料性能的目的，以不饱和聚酯树脂为胶粘剂，并采用微针状、类球状结构的石英粉作为填料，通过纳米助剂改性石英粉料表面极性，使填料紧密交联网络于一个大分子团中，形成的有机无机交联网状结构更牢固、更稳定。

具体实施方式

实施例1：

一种纳米复合型石英石板材，包括下列物质按重量份数为：石英颗粒19.2%、玻璃颗粒50%、石英粉20%、颜料0.1%、硅烷偶联剂0.5%、不饱和聚酯树脂9%、球型纳米二氧化硅0.2%、固化剂1%，其中，石英粉为微针状、类球状结构的石英粉，使填料紧密交联网络于一个大分子团中，形成的有机无机交联网状结构更牢固、更稳定。

在本实施例中，固化剂为过氧化2-乙基已酸叔丁酯、过氧化甲乙酮、过氧化苯甲酸叔丁酯和脂肪多元胺中的一种或多种。

其中，石英颗粒的粒径为0.18-10mm、玻璃颗粒的粒径为0.18-10mm、石英粉的粒径为0.005-0.18mm，采用该尺寸的原料，使纳米二氧化硅更好的分散到树脂材料中，改善了树脂基材料性能。

球型纳米二氧化硅，其结构的粒径为7-40nm，比表面积为100-400m²/g，二氧化硅含量不低于99.8%。

一种纳米复合型石英石板材的生产方法，包括以下步骤：

（1）将纳米二氧化硅颗粒均匀地分散到树脂材料中，运用以下分散方法：先将液态的基体树脂、粉状的球型纳米二氧化硅和液态的助剂加入高速分散机中，用转速为800到1500转进行分散混合处理20min后得到混合均匀的混合物料，然后将混合物料放进砂磨设备中，对其进行研磨和分散处理；

（2）将上述分散得到的混合物料，和石英颗粒、玻璃颗粒、石英粉按照所述纳米复合型石英石板材的各组分比例倒入双行星式搅拌桶进行搅拌，搅拌频率45-55Hz，搅拌时间180-600s，得到上述比例的纳米复合型石英石板材原料；

（3）搅拌均匀的材料通过布料皮带传送至布料车内，再由布料车将材料均匀布置到布料模框内；

（4）布料完毕后，在-0.1Mpa的真空条件下经压制设备振动压制成型，压力50-100t，振动频率30-55Hz，时间180-600s；

（5）压制完毕后，进入固化设备，在60-300℃的温度下，固化时间为30-50分钟。

（6）烘烤完成后，常温放置待冷却完全后进入，板材定厚机定厚，再经过20头水磨抛光设备进行抛光。

实施例2：

本实施例与实施例1大致相同，相同之处在此不再赘述，其区别在于：

本实施例的一种纳米复合型石英石板材，包括下列物质按重量份数为：石英颗粒40%、玻璃颗粒24.2%、石英粉17%、颜料5%、硅烷偶联剂0.8%、不饱和聚酯树脂11%、球型纳米二氧化硅0.5%、固化剂1.5%。

（1）将纳米二氧化硅颗粒均匀地分散到树脂材料中，运用以下分散方法：先将纳米二氧化硅以大于0.75%的比例分散入颜料、硅烷偶联剂、不饱和聚酯树脂、球型纳米二氧化硅、固化剂制成母料，然后将母料加入不饱和聚酯树脂中经高速搅拌稀释到0.15%-0.75%的比例，得到混合物料；

（2）将上述分散得到的混合物料，和石英颗粒、玻璃颗粒、石英粉按照所述纳米复合型石英石板材的各组分比例倒入双行星式搅拌桶进行搅拌，搅拌频率45-55Hz，搅拌时间180-600s，得到上述比例的纳米复合型石英石板材原料；

（3）搅拌均匀的材料通过布料皮带传送至布料车内，再由布料车将材料均匀布置到布料模框内；

（4）布料完毕后，在-0.1Mpa的真空条件下经压制设备振动压制成型，压力50-100t，振动频率30-55Hz，时间180-600s；

（5）压制完毕后，进入固化设备，在60-300℃的温度下，固化时间为30-50分钟。

（6）烘烤完成后，常温放置待冷却完全后进入，板材定厚机定厚，再经过20头水磨抛光设备进行抛光。

本发明具有以下优点：

（1）提高了耐磨性和改善材料表面的光洁度。由于纳米二氧化硅的高流动性和小尺寸效应，使材料表面更加致密细洁，摩擦系数变小，加之纳米颗粒的高强度，使材料的耐磨性大大增强；

（2）提高抗老化性能，树脂基复合材料在太阳辐射的280～400nm波段的紫外线、长波的作用下，高分子链降解，致使树脂基复合材料迅速老化。而纳米二氧化硅可以强烈地反射紫外线，加入到树脂基复合材料中可大大减少紫外线对其降解作用，从而达到延缓材料老化的目的；

（3）提高颜料抗老化性能。有机颜料虽具有鲜艳的色彩和很强的着色力，但一般耐光、耐热、耐溶剂和耐迁移性能往往不及无机颜料。通过添加纳米SiO₂对有机颜料进行表面改性处理，不但使颜料抗老化性能大幅提高，而且亮度、色调和饱和度等指标也均出现一定程度的提高，性能可与进口高档产品相媲美，极大地拓宽了有机颜料的档次和应用范围。

最后应说明的是：以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但是凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种纳米复合型石英石板材，其特征在于，包括下列物质按重量份数为：颗粒原料58～75%、石英粉15%-30%、颜料0.01%-10%、硅烷偶联剂0.1%-1%、不饱和聚酯树脂8%-12%、球型纳米二氧化硅0.15%-0.75%、固化剂0.8-2%，其中，所述颗粒原料为石英颗粒或玻璃颗粒，或石英颗粒和玻璃颗粒的混合。

2.根据权利要求1所述的一种纳米复合型石英石板材，其特征在于，所述固化剂为过氧化2-乙基已酸叔丁酯、过氧化甲乙酮、过氧化苯甲酸叔丁酯和脂肪多元胺中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的一种纳米复合型石英石板材，其特征在于，所述石英粉为微针状、类球状结构的石英粉。

4.根据权利要求1所述的一种纳米复合型石英石板材，其特征在于，所述石英颗粒为0.18-10mm，所述玻璃颗粒为0.18-10mm，所述石英粉为0.005-0.18mm。

5.根据权利要求1所述的一种纳米复合型石英石板材，其特征在于，所述球型纳米二氧化硅，其结构的粒径为7-40nm，比表面积为100-400m²/g，二氧化硅含量不低于99.8%。

6.根据权利要求1至5任一项所述的一种纳米复合型石英石板材的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将纳米二氧化硅颗粒均匀地分散到树脂材料中，运用以下分散方法：先将颜料、液态的不饱和聚酯树脂、粉状的球型纳米二氧化硅和液态的硅烷偶联剂和固化剂加入高速分散机中，用转速为800到1500转进行分散混合处理20min后得到混合均匀的混合物料，然后将混合物料放进砂磨设备中，对其进行研磨和分散处理；

（2）再将上述分散得到的混合物料、石英颗粒、玻璃颗粒、石英粉倒入双行星式搅拌桶进行搅拌，搅拌频率45-55Hz，搅拌时间180-600s；

（3）搅拌均匀的材料通过布料皮带传送至布料车内，再由布料车将材料均匀布置到布料模框内；

（4）布料完毕后，在-0.1Mpa的真空条件下经压制设备振动压制成型，压力50-100t，振动频率30-55Hz，时间180-600s；

（5）压制完毕后，进入固化设备，在60-300℃的温度下，固化时间为30-50分钟；

（6）烘烤完成后，常温放置待冷却完全后进入，板材定厚机定厚，再经过水磨抛光设备进行抛光。

7.根据权利要求1所述的一种纳米复合型石英石板材的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将纳米二氧化硅颗粒均匀地分散到树脂材料中，运用以下分散方法：先将球型纳米二氧化硅以大于0.75%的比例分散入颜料、硅烷偶联剂、不饱和聚酯树脂、固化剂制成母料，然后将母料加入不饱和聚酯树脂中经高速搅拌稀释到一定比例，得到混合物料；

（2）将上述分散得到的混合物料、石英颗粒、玻璃颗粒、石英粉按照所述纳米复合型石英石板材的各组分比例倒入双行星式搅拌桶进行搅拌，搅拌频率45-55Hz，搅拌时间180-600s；

（3）搅拌均匀的材料通过布料皮带传送至布料车内，再由布料车将材料均匀布置到布料模框内；

（4）布料完毕后，在-0.1Mpa的真空条件下经压制设备振动压制成型，压力50-100t，振动频率30-55Hz，时间180-600s；

（5）压制完毕后，进入固化设备，在60-300℃的温度下，固化时间为30-50分钟；

（6）烘烤完成后，常温放置待冷却完全后进入，板材定厚机定厚，再经过水磨抛光设备进行抛光。