CN103408252A - 一种高冲击韧性人造石英石板材及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种高冲击韧性人造石英石板材及制备方法，所提供的人造石英石板材其配方包括如下质量含量的各组份：颗粒原料58～75%；石英粉15～33%；颜料0.01～10%；偶联剂0.1～1%；胶粘剂8～12%；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。本发明提供了一种具有高抗冲击韧性的人造石英石板材，其具有不易出现开裂、变形等特点。

Description

一种高冲击韧性人造石英石板材及制备方法

技术领域

本发明涉及人造石英石板材及制备方法，具体涉及一种具有高冲击韧性的人造石英石板材。

背景技术

人造石英石属于脆性高分子复合材料，其具有极强的耐酸、耐腐蚀、耐磨损、耐高温等特性。现有技术制造人造石英石的配方主要是石英石、石英粉和树脂搭配经硬化成型后形成。因人造石英石同时还具有热胀冷缩的特性，存在着一定的收缩应力、冲击韧性、断裂伸长率等力学性能，目前生产人造石英的配方及技术所制造的人造石英石还存在着一些缺陷，特别是冲击韧性不佳，当材料承受因热胀冷缩带来的内应力，或受到的外部撞击力时，材料容易出现开裂、变形。因此，有必要提供一种具有高冲击韧性、不易开裂变形的人造石英石板材。

发明内容

为了弥补现有技术的不足，本发明提供一种具有高抗冲击韧性的人造石英石板材，其具有不易出现开裂、变形等特点。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：

本发明第一方面提供一种高冲击韧性人造石英石板材，其配方包括如下质量含量的各组份：颗粒原料58～75%；石英粉15～33%；颜料0.01～10%；偶联剂0.1～1%；胶粘剂8～12%；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。

优选的，所述石英粉的粒径为0.005～0.18mm，石英粉为微针状或类球状结构的石英粉中的一种或两种的组合。

优选的，所述石英颗粒的粒径为0.18～10mm，所述玻璃颗粒的粒径为0.18～10mm。

优选的，所述胶粘剂为柔性不饱和聚酯树脂，所用的柔性不饱和聚酯树脂不含有促进剂钴水。

所述柔性不饱和聚酯树脂其固含量≥65%，黏度为0.5～1Pa·s（25℃），酸值为15～26mgKOH/g。

进一步的，所述柔性不饱和聚酯树脂还具有如下特性：柔性不饱和聚酯树脂其纯树脂浇注体的巴氏硬度≥45°，断裂延伸率＞3.0%，弯曲强度≥120Mpa，热变形温度≥60℃，冲击强度≥90Mpa。

优选的，所述偶联剂为硅烷偶联剂。通过硅烷偶联剂改性石英粉料表面极性，使材料表面更加致密细洁，能充分、均匀地分散到树脂材料中，使填料的表面有树脂包裹，最终将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。

所述固化剂为过氧化（2-乙基己酸）叔丁酯、过氧化甲乙酮、过氧化苯甲酸叔丁酯或脂肪多元胺中的一种或两种以上的组合。

本发明第二方面还提供一种制备如上文所述的高冲击韧性人造石英石板材的方法，包括如下步骤：按配方称取各组份，将各组份充分混合后注入模具中挤压成形，之后进行固化、定厚抛光。

优选的，所述固化其固化温度为60～300℃，固化时间为30～50分钟。

具体的，本发明的人造石英石板材可按照如下步骤进行制备：

（1）按照配方称取各组份；

（2）将步骤1所称取的原料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，固化时间为30～50分钟。

（6）固化完成后，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。

本发明中，所述颜料是指本技术领域中常规的可用于人造石着色的各种颜料，例如铁黑、钛白粉、铁红粉、中黄粉等等。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

（1）本发明的人造石英石板材具有高抗冲击韧性，解决了人造石英石开裂、变形等问题，本发明的产品，在测试中，用1kg实心钢球从200cm以上的高度自由下落冲击规格为250mm*250mm*15mm的板材中央，不产生破裂。

（2）本发明的配方具有合理的胶集比使产品更易于成型，不易变形、密度高、无气泡，对外力和内应力的承受范围和形变适应范围更大，使石英石板材具有良好的冲击韧性。

（3）选用收缩率小、断裂伸长率大的柔性不饱和聚酯树脂作为胶黏剂，采用微针状、类球状结构的石英粉作为填料，利用连续尺寸分布颗粒堆积的理论模型进行颗粒组成设计，选用合理的颗粒大小搭配，使各组分有规则地组合排列、粗细搭配，使整个配方体系密度最大，孔隙最小，不仅可大大降低树脂的用量，更为环保，同时可获得高冲击韧性的人造石英石板材。

（4）本发明的人造石英石板材不易变形、开裂、起泡、褪色、失去光泽等，具有生产成本低，装饰效果好，不变形，可制备美观实用的石英石台面。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明的技术方案做进一步说明。

实施例Ⅰ

一种高冲击韧性人造石英石板材，按照如下步骤制备：

（1）按照下表1所对应的实施例Ⅰ配方称取各组份，其中，石英颗粒的粒径为0.18～2mm，玻璃颗粒的粒径为0.18～2mm；石英粉粒径为0.005～0.01mm，石英粉为微针状和类球状结构的石英粉的混合；偶联剂为硅烷偶联剂；胶粘剂为柔性不饱和聚酯树脂，其固含量≥65%，黏度0.5～1Pa·s（25℃），酸值15～26mgKOH/g，纯树脂浇注体巴氏硬度≥45°，断裂延伸率＞3.0%，弯曲强度≥120Mpa，热变形温度≥60℃，冲击强度≥90Mpa。固化剂为过氧化（2-乙基己酸）叔丁酯。

（2）将步骤1所称取的原料倒入双行星式搅拌桶进行搅拌，搅拌频率45-55Hz，搅拌时间180-190s。

（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50-60t，振动频率30-35Hz，时间180-200s。

（5）压制完毕后，进入固化设备，在60-80℃的温度下固化，固化时间为50分钟。

（6）固化完成后，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Ⅱ

一种高冲击韧性人造石英石板材，按照如下步骤制备：

（1）按照下表1所对应的实施例Ⅱ配方称取各组份，其中，石英颗粒的粒径为3～6mm，玻璃颗粒的粒径为3～6mm；石英粉为粒径0.01～0.1mm且形貌为微针状的石英粉；偶联剂为硅烷偶联剂；胶粘剂为柔性不饱和聚酯树脂，其固含量≥65%，黏度0.5～1Pa·s（25℃），酸值15～26mgKOH/g，纯树脂浇注体巴氏硬度≥45°，断裂延伸率＞3.0%，弯曲强度≥120Mpa，热变形温度≥60℃，冲击强度≥90Mpa；固化剂为过氧化甲乙酮。

（2）将步骤1所称取的原料倒入双行星式搅拌桶进行搅拌，搅拌频率50-55Hz，搅拌时间200-250s。

（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60-70t，振动频率40-45Hz，时间250-300s。

（5）压制完毕后，进入固化设备，在150-160℃的温度下固化，固化时间为35-40分钟。

（6）固化完成后，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Ⅲ

一种高冲击韧性人造石英石板材，按照如下步骤制备：

（1）按照下表1所对应的实施例Ⅲ配方称取各组份，其中，石英颗粒的粒径为5～10mm，玻璃颗粒的粒径为5～10mm；石英粉为粒径0.1～0.18mm且形貌为微针状和类球状结构的石英粉；偶联剂为硅烷偶联剂；胶粘剂为柔性不饱和聚酯树脂，其固含量≥65%，黏度0.5～1Pa·s（25℃），酸值15～26mgKOH/g，纯树脂浇注体巴氏硬度≥45°，断裂延伸率＞3.0%，弯曲强度≥120Mpa，热变形温度≥60℃，冲击强度≥90Mpa；固化剂为过氧化苯甲酸叔丁酯。

（2）将步骤1所称取的原料倒入双行星式搅拌桶进行搅拌，搅拌频率50-55Hz，搅拌时间550-600s。

（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90-100t，振动频率50-55Hz，时间550-600s。

（5）压制完毕后，进入固化设备，在280-300℃的温度下固化，固化时间为30-35分钟。

（6）固化完成后，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Ⅳ

按照下表1所对应的实施例Ⅳ配方称取各组份，其余与实施例Ⅰ相同，在此不再赘述。

实施例Ⅴ

按照下表1所对应的实施例Ⅴ配方称取各组份，其余与实施例Ⅱ相同，在此不再赘述。

实施例Ⅵ

按照下表1所对应的实施例Ⅵ配方称取各组份，其余与实施例Ⅲ相同，在此不再赘述。

实施例Ⅶ

按照下表1所对应的实施例Ⅵ配方称取各组份，其余与实施例Ⅲ相同，在此不再赘述。

表1 实施例Ⅰ～Ⅶ的配方表（均为质量百分比）

上述实施例Ⅰ～Ⅶ所制备的人造石英石板材，经过测试，均发现：用1kg实心钢球从200cm以上的高度自由下落冲击规格为250mm*250mm*15mm的板材中央，不产生破裂。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，故凡未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种高冲击韧性人造石英石板材，其特征在于，其配方包括如下质量含量的各组份：颗粒原料58～75%，石英粉15～33%，颜料0.01～10%，偶联剂0.1～1%，胶粘剂8～12%，固化剂0.8～2%；其中，所述颗粒原料选自石英颗粒和玻璃颗粒中的一种或两种。

2.根据权利要求1所述的高冲击韧性人造石英石板材，其特征在于，所述石英粉的粒径为0.005～0.18mm，石英粉为微针状或类球状结构的石英粉中的一种或两种的组合。

3.根据权利要求1所述的高冲击韧性人造石英石板材，其特征在于，所述石英颗粒的粒径为0.18～10mm，所述玻璃颗粒的粒径为0.18～10mm。

4.根据权利要求1所述的高冲击韧性人造石英石板材，其特征在于，所述胶粘剂为柔性不饱和聚酯树脂。

5.根据权利要求4所述的高冲击韧性人造石英石板材，其特征在于，所述柔性不饱和聚酯树脂其固含量≥65%，黏度为0.5～1Pa·s（25℃），酸值为15～26mgKOH/g。

6.根据权利要求5所述的高冲击韧性人造石英石板材，其特征在于，所述柔性不饱和聚酯树脂还具有如下特性：柔性不饱和聚酯树脂其纯树脂浇注体的巴氏硬度≥45°，断裂延伸率＞3.0%，弯曲强度≥120Mpa，热变形温度≥60℃，冲击强度≥90Mpa。

7.根据权利要求1～6任一项所述的高冲击韧性人造石英石板材，其特征在于，所述偶联剂为硅烷偶联剂。

8.根据权利要求1～6任一项所述的高冲击韧性人造石英石板材，其特征在于，所述固化剂为过氧化（2-乙基己酸）叔丁酯、过氧化甲乙酮、过氧化苯甲酸叔丁酯或脂肪多元胺中的一种或两种以上的组合。

9.一种制备如权利要求1～8任一项所述的高冲击韧性人造石英石板材的方法，其特征在于，包括如下步骤：按配方称取各组份，将各组份充分混合后注入模具中挤压成形，之后进行固化、定厚抛光。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述固化其固化温度为60～300℃，固化时间为30～50分钟。