CN113788647A - 一种轻质化人造石英石及其生产工艺 - Google Patents

一种轻质化人造石英石及其生产工艺 Download PDF

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Abstract

本发明的目的在于提供一种轻质化人造石英石及其生产工艺，一种轻质化人造石英石，包括人造板预制料以及轻质层预制料共同形成；所述人造板预制料由按重量份计的以下组分组成：白水泥100‑150份、硅石粉20‑90份、石英屑200‑300份、石子骨料50‑100份、水30‑36份、减水剂1.5‑3份、树脂70‑80份、色浆5‑10份、固化剂0.1‑0.2份；所述轻质层预制料由按重量份计的以下组分组成中空玻璃微球6‑10份、硅石粉20‑60份、树脂30‑70份。本发明提供一种人造石英石的加工工艺，包括以下步骤：S1:人造板预制料的制备，取原料白水泥100‑150份、硅石粉20‑90份、石英屑200‑300份、石子骨料50‑100份、水30‑36份、减水剂1.5‑3份、树脂70‑80份、色浆5‑10份、固化剂0.1‑0.2份。将该原料加入至混料设备中常温混合，制得人造板预制料备用。

Description

一种轻质化人造石英石及其生产工艺
技术领域
本发明涉及一种人造石英石英石领域，具体是一种轻质化人造石英石及其生产工艺。
背景技术
随着现代建筑装饰行业的发展，人们对于环境装饰的要求也随之更加的广泛。而地球上许多珍贵的物产被疯狂的开采和大肆的掠夺，大量的不可再生材料面临着枯竭和消失。而作为可再生材料的彩色人造石的诞生，即是这个时代环境美化趋向的产物。尤其是由于该产品色彩丰富、造型多样、经久耐用、加工简单、价格低廉，同时又具备绿色节能环保的特性，因此完全可以满足当代对于建筑装饰、环境美化的各种不同材质效果的高标准和高要求。
人造石英石是由80%以上的天然石英和10%左右的色料、树脂和其它调节粘接、固化等的添加剂组成。是经过负压真空、高频振动成型，加温固化（温度高低是根据固化剂的种类而定的生产方法加工而成的板材。其质地坚硬（莫氏硬度5-7）、结构致密（密度2.3g/立方厘米）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。
现有技术中，为了解决传统人造石产品纹分布不均、外观差的问题，有些人造石配方中会加入类似木粉、蛭石粉、珍珠岩粉等轻质材料 添加到人造石配方中，但实际制备产品过程中，由于这类颗粒与浆料的相容性差，从而导致该类轻质型浆料混合后会悬浮在浆料上层，从而导致人造石英石生产的板材出现上层密度小，下层密度大的缺陷，即轻质型浆料分布不均，导致石材稳定性差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种轻质化人造石英石及其生产工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种轻质化人造石英石，包括人造板预制料以及轻质层预制料共同形成；
所述人造板预制料由按重量份计的以下组分组成：白水泥 100-150份、硅石粉20-90份、石英屑 200-300 份、石子骨料50-100份、水 30-36 份、减水剂 1.5-3 份、树脂70-80 份、色浆 5-10 份、固化剂 0.1-0.2 份；
所述轻质层预制料由按重量份计的以下组分组成中空玻璃微球 6-10份、硅石粉20-60 份、树脂 30-70份。
本发明提供一种人造石英石的加工工艺，包括以下步骤：
S1:人造板预制料的制备，取原料白水泥 100-150份、硅石粉 20-90份、石英屑200-300 份、石子骨料50-100份、水 30-36 份、减水剂 1.5-3 份、树脂 70-80 份、色浆 5-10 份、固化剂 0.1-0.2 份。将该原料加入至混料设备中常温混合，制得人造板预制料备用。
S2:轻质层预制料的制备，取原料中空玻璃微球 6-10份、硅石粉 20-60 份、树脂30-70份，将该原料加入于混料设备中常温混合，制得轻质层预制料备用。
S3:人造板预制料的模制固化，取出石板制备模框，将步骤S1中制备好的人造板预制料平铺在模框内并形成底层，将横框连同底层平铺料进行真空振动模制，抽真空以使底层人造板预制料中的空气析出，并配合振动以实现其表面初步整平，其真空度保持在低于70mmHg；将进行真空振动模制形成的底层人造板预制料通过高温蒸汽进行固化，固化在低于50mmHg的真空度下进行1min。
S4:轻质层预制料层叠模制固化，将制得的固化后人造板预制料的上层浇筑由步骤S2中制备好的轻质层预制料，并将轻质层预制料进行铺平，再对轻质层预制料进行真空振动模制，以使轻质层预制料表面整平；将该整平后的人造板预制料以及位于其上层的轻质层预制料进行固化。
S5: 重复步骤S3、S4,并使板材形成人造板预制料与轻质层预制料的层交替结构，同时使得板材的最上层为人造板预制料，即板材坯料的最上层和最下层均为人造板预制料，而中间层为人造板预制料与轻质层预制料的交替层叠，最终制成达到厚度要求的板材坯料。
S6：板材坯料的固化，将步骤S5中制得的板材坯料经过高温高压完成最终固化，在高压釜中在7.0至10.0巴以及140至200℃下进行固化5至10小时，以形成人造石板半成品。
S7:将步骤S6是得到的人造石半成品进行表面剖光、打磨、清洗和表面细化处理工序制成人造石英石板成品。
作为本发明的进一步改进：所述石英屑具有的颗粒尺寸为0.8至1.3mm。
作为本发明的进一步改进：该板材坯料底层或顶层的平铺厚度为预期板材厚度的四分之一。
作为本发明的进一步改进：所述轻质层预制料的浇注厚度与相邻的所述人造板预制料的浇注厚度之比为1：1.5-2。
作为本发明的进一步改进：在步骤S3之前，即最底层人造板预制料的模制固化工序之前，先在模具成型腔的底部和四周侧壁上涂刷表层抗菌剂，在步骤S5之后对板材坯料的顶层涂刷表层抗菌剂。
作为本发明的进一步改进：该表层抗菌剂按重量份计的如下组分制成：纳米二氧化钛分散液0.2份、多元醇5份、酸酐5份和盐酸胍5份。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明的人造石英石，由于加入了石子骨料，从而能够增加板材的整体结构强度，明显提高板材抗压强度和抗弯折性能，同时，将人造板预制料与轻质层预制料分别进行混料，从而能够避免中空玻璃微球与石子骨料在搅拌中发生硬性碰撞，避免中空玻璃微球发生破损。
2、在混料工序中，通过人造板预制料与轻质层预制料分别进行混料，从而能够避免混合过程中，轻质层预制料悬浮在混合料上层而造成的原料分布不均匀的现象。
3、该人造石英石，通过轻质层预制料与人造板预制料分层浇筑并进行多次蒸汽固化得到石板坯料，并将石板坯料通过高温高压固化，从而使各层之间分布均匀，相容性强，在对板材进行裁切时不会发生断层现象，并且在具有石子骨料的人造板以及具有中空玻璃微珠的轻质层预料料的交替层叠，从而使石板成品在保证较高的抗压强度和抗弯强度的基础上，降低板材整体密度，从而降低板材整体重量，以显著提高板材的重量优势。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本发明实施例中，一种轻质化人造石英石，由人造板预制料以及轻质层预制料共同形成。
其中，人造板预制料由按重量份计的以下组分组成：白水泥 100-150份、硅石粉20-90份、石英屑 200-300 份、石子骨料50-100份、水 30-36 份、减水剂 1.5-3 份、树脂70-80 份、色浆 5-10 份、固化剂 0.1-0.2 份；
轻质层预制料由按重量份计的以下组分组成中空玻璃微球 6-10份、硅石粉 20-60 份、树脂 30-70份。
该人造石英石的加工工艺包括以下步骤：
S1:人造板预制料的制备，取原料白水泥 100份、硅石粉 20份、石英屑 200份、石子骨料50份、水 30 份、减水剂 1.5份、树脂 70 份、色浆 5份、固化剂 0.1份。将该原料加入至混料设备中常温混合30min，制得人造板预制料备用。
S2:轻质层预制料的制备，取原料中空玻璃微球 6份、硅石粉 20 份、树脂 30份。将该原料加入于混料设备中常温混合30min，制得轻质层预制料备用。
本实施的加工工艺中，由于加入了石子骨料，从而能够增加板材的整体结构强度，明显提高板材抗压强度和抗弯折性能，同时，将人造板预制料与轻质层预制料分别进行混料，从而能够避免中空玻璃微球与石子骨料在搅拌中发生硬性碰撞，如若将上述原料混合在一起进行搅拌，则会导致中空玻璃微球与石子骨料或石英屑进行碰撞摩擦，导致中空玻璃微球发生破损。进一步的，能够避免混合过程中，轻质层预制料悬浮在混合料上层而造成的原料分布不均匀的现象。
本实施例中所用的石英屑具有的颗粒尺寸优选为0.8至1.3mm。如果必要，可以将石英屑与花岗岩石屑或一般的碎石屑一起使用，用以填充较大尺寸的石子骨料之间产生的间隙。
S3:人造板预制料的模制固化 取出石板制备模框，将步骤S1中制备好的人造板预制料平铺在模框内并形成底层，该底层的平铺厚度优选为预期板材厚度的四分之一，将横框连同底层平铺料进行真空振动模制，抽真空以使底层人造板预制料中的空气析出，并配合振动以实现其表面初步整平，其真空度保持在低于70mmHg；将进行真空振动模制形成的底层人造板预制料通过高温蒸汽进行固化，固化在低于50mmHg的真空度下进行大约1min。
S4:轻质层预制料层叠模制固化，将制得的固化后人造板预制料的上层浇筑由步骤S2中制备好的轻质层预制料，并将轻质层预制料进行铺平，再对轻质层预制料进行真空振动模制，其真空度保持在低于70mmHg，以使轻质层预制料表面整平；将该整平后的人造板预制料以及位于其上层的轻质层预制料进行固化，固化在低于50mmHg的真空度下进行大约1min，该轻质层预制料的厚度与相邻的人造板预制料的厚度之比为1：1.5-2。
S5: 重复步骤S3、S4,并使板材形成人造板预制料与轻质层预制料的层交替结构，同时使得板材的最上层为人造板预制料，即板材坯料的最上层和最下层均为人造板预制料，而中间层为人造板预制料与轻质层预制料的交替层叠，最终制成达到厚度要求的板材坯料。
S6：板材坯料的固化，将步骤S5中制得的板材坯料经过高温高压完成最终固化，在该最终固化过程中，由白水泥作用基本粘合剂，从而使白水泥与硅石粉在高温和高压蒸气条件下发生凝硬反应，即在高压釜中在7.0至10.0巴以及140至200℃下进行固化5至10小时，且其中对分层的轻质层预制料层和人造石预制料层之间发生水热反应以使得凝硬反应的发生，进而使石材坯料的多层结构之间相容凝结并固化为一体结构,以形成人造石板半成品。
S7:将步骤S6是得到的人造石半成品进行表面剖光、打磨、清洗和表面细化处理工序制成人造石英石板成品。
通过上述步骤制的人造石英石板成品，其内部的轻质层预制料与人造板预制料之间通过多次蒸汽固化以及最终的高温高压密封固化，从而使各层之间分布均匀，相容性强，在对板材进行裁切时不会发生断层现象，并且在具有石子骨料的人造板以及具有中空玻璃微珠的轻质层预料料的交替层叠，从而使石板成品在保证较高的抗压强度和抗弯强度的基础上，降低板材整体密度，从而降低板材整体重量。
本实施例中，在步骤S3之前，即最底层人造板预制料的模制固化工序之前，先在模具成型腔的底部和四周侧壁上涂刷表层抗菌剂，在步骤S5之后对板材坯料的顶层涂刷表层抗菌剂。该表层抗菌剂按重量份计的如下组分制成：纳米二氧化钛分散液0.2份、多元醇5份、酸酐5份和盐酸胍5份。进而通过该表层抗菌剂的涂刷以对板材坯料的表面进行涂覆，以提高板材抗菌性能。
实施例2
本发明实施例中，一种轻质化人造石英石，由人造板预制料以及轻质层预制料共同形成。
其中，人造板预制料由按重量份计的以下组分组成：白水泥 100-150份、硅石粉20-90份、石英屑 200-300 份、石子骨料50-100份、水 30-36 份、减水剂 1.5-3 份、树脂70-80 份、色浆 5-10 份、固化剂 0.1-0.2 份。
轻质层预制料由按重量份计的以下组分组成中空玻璃微球 6-10份、硅石粉 20-60 份、树脂 30-70份。
该人造石英石的加工工艺包括以下步骤：
S1:人造板预制料的制备，取原料白水泥 130份、硅石粉 70份、石英屑 250份、石子骨料80份、水33 份、减水剂 2份、树脂 75 份、色浆8份、固化剂 0.1份。将该原料加入至混料设备中常温混合30min，制得人造板预制料备用。
S2:轻质层预制料的制备，取原料中空玻璃微球 8份、硅石粉 40份、树脂 50份。将该原料加入于混料设备中常温混合30min，制得轻质层预制料备用。
S3:人造板预制料的模制固化 取出石板制备模框，将步骤S1中制备好的人造板预制料平铺在模框内并形成底层，该底层的平铺厚度优选为预期板材厚度的四分之一，将横框连同底层平铺料进行真空振动模制，抽真空以使底层人造板预制料中的空气析出，并配合振动以实现其表面初步整平，其真空度保持在低于70mmHg；将进行真空振动模制形成的底层人造板预制料通过高温蒸汽进行固化，固化在低于50mmHg的真空度下进行大约1min。
S4:轻质层预制料层叠模制固化，将制得的固化后人造板预制料的上层浇筑由步骤S2中制备好的轻质层预制料，并将轻质层预制料进行铺平，再对轻质层预制料进行真空振动模制，其真空度保持在低于70mmHg，以使轻质层预制料表面整平；将该整平后的人造板预制料以及位于其上层的轻质层预制料进行固化，固化在低于50mmHg的真空度下进行大约1min，该轻质层预制料的厚度与相邻的人造板预制料的厚度之比为1：1.5-2。
S5: 重复步骤S3、S4,并使板材形成人造板预制料与轻质层预制料的层交替结构，同时使得板材的最上层为人造板预制料，即板材坯料的最上层和最下层均为人造板预制料，而中间层为人造板预制料与轻质层预制料的交替层叠，最终制成达到厚度要求的板材坯料。
S6：板材坯料的固化，将步骤S5中制得的板材坯料经过高温高压完成最终固化，在该最终固化过程中，由白水泥作用基本粘合剂，从而使白水泥与硅石粉在高温和高压蒸气条件下发生凝硬反应，即在高压釜中在7.0至10.0巴以及140至200℃下进行固化5至10小时，且其中对分层的轻质层预制料层和人造石预制料层之间发生水热反应以使得凝硬反应的发生，进而使石材坯料的多层结构之间相容凝结并固化为一体结构,以形成人造石板半成品。
S7:将步骤S6是得到的人造石半成品进行表面剖光、打磨、清洗和表面细化处理工序制成人造石英石板成品。
实施例3
本发明实施例中，一种轻质化人造石英石，由人造板预制料以及轻质层预制料共同形成。
其中，人造板预制料由按重量份计的以下组分组成：白水泥 100-150份、硅石粉20-90份、石英屑 200-300 份、石子骨料50-100份、水 30-36 份、减水剂 1.5-3 份、树脂70-80 份、色浆 5-10 份、固化剂 0.1-0.2 份。
轻质层预制料由按重量份计的以下组分组成中空玻璃微球 6-10份、硅石粉 20-60 份、树脂 30-70份。
该人造石英石的加工工艺包括以下步骤：
S1:人造板预制料的制备，取原料白水泥 150份、硅石粉 90份、石英屑 300 份、石子骨料100份、水 36 份、减水剂 3 份、树脂 80 份、色浆10 份、固化剂 0.2 份。将该原料加入至混料设备中常温混合30min，制得人造板预制料备用。
S2:轻质层预制料的制备，取原料中空玻璃微球 10份、硅石粉 60份、树脂 70份。将该原料加入于混料设备中常温混合30min，制得轻质层预制料备用。
S3:人造板预制料的模制固化 取出石板制备模框，将步骤S1中制备好的人造板预制料平铺在模框内并形成底层，该底层的平铺厚度优选为预期板材厚度的四分之一，将横框连同底层平铺料进行真空振动模制，抽真空以使底层人造板预制料中的空气析出，并配合振动以实现其表面初步整平，其真空度保持在低于70mmHg；将进行真空振动模制形成的底层人造板预制料通过高温蒸汽进行固化，固化在低于50mmHg的真空度下进行大约1min。
S4:轻质层预制料层叠模制固化，将制得的固化后人造板预制料的上层浇筑由步骤S2中制备好的轻质层预制料，并将轻质层预制料进行铺平，再对轻质层预制料进行真空振动模制，其真空度保持在低于70mmHg，以使轻质层预制料表面整平；将该整平后的人造板预制料以及位于其上层的轻质层预制料进行固化，固化在低于50mmHg的真空度下进行大约1min，该轻质层预制料的厚度与相邻的人造板预制料的厚度之比为1：1.5-2。
S5: 重复步骤S3、S4,并使板材形成人造板预制料与轻质层预制料的层交替结构，同时使得板材的最上层为人造板预制料，即板材坯料的最上层和最下层均为人造板预制料，而中间层为人造板预制料与轻质层预制料的交替层叠，最终制成达到厚度要求的板材坯料。
S6：板材坯料的固化，将步骤S5中制得的板材坯料经过高温高压完成最终固化，在该最终固化过程中，由白水泥作用基本粘合剂，从而使白水泥与硅石粉在高温和高压蒸气条件下发生凝硬反应，即在高压釜中在7.0至10.0巴以及140至200℃下进行固化5至10小时，且其中对分层的轻质层预制料层和人造石预制料层之间发生水热反应以使得凝硬反应的发生，进而使石材坯料的多层结构之间相容凝结并固化为一体结构,以形成人造石板半成品。
S7:将步骤S6是得到的人造石半成品进行表面剖光、打磨、清洗和表面细化处理工序制成人造石英石板成品。
对比例：
该对比例采用现有技术中的轻质原料共混工艺，即轻质原料与一般原料同共混合，并采用单次固化制得，具体的，该对比例中的轻质化人造石英石，按重量份计的以下组分组成：白水泥 100-150份、硅石粉 20-90份、石英屑 200-300 份、水 30-36 份、减水剂1.5-3 份、树脂 70-80 份、色浆 5-10 份、固化剂 0.1-0.2 份，中空玻璃微球 6-10份。
并将上述配方的各组分投入混料装置中共同混合至少30min，并将混合预制料浇筑进模框中进行振动整平，再进行真空压制，再将压制后的板材配料进行高温高压固化，再经过后期表面处理制得。
本发明实施例与对比例的参数检测评估：
表1
Figure 290825DEST_PATH_IMAGE002
由表1不难得出，本发明的实施例的人造石英石板的抗弯强度、抗压强度、抗冲击强度以及体积密度均符合检测标准，且较对比例，其抗弯强度、抗压强度、抗冲击强度均有显著提高，值得注意的是，本发明实施例中的人造石英石板的体积密度相对于对比例的体积密积的增加值并不大，即体积密度增加值在0.1-0.6g/cm之间，但其余三项检测参数均有显著提高，这意味着本发明的人造石英石具有显著的质量优势以及均匀的组分分布，进而在质量变化不大的情况下显著提高板材性能。尽管参照前述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，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)

1.一种轻质化人造石英石，其特征在于：包括人造板预制料以及轻质层预制料共同形成；
所述人造板预制料由按重量份计的以下组分组成：白水泥 100-150份、硅石粉 20-90份、石英屑 200-300 份、石子骨料50-100份、水 30-36 份、减水剂 1.5-3 份、树脂 70-80份、色浆 5-10 份、固化剂 0.1-0.2 份；
所述轻质层预制料由按重量份计的以下组分组成：中空玻璃微球 6-10份、硅石粉 20-60 份、树脂 30-70份。
2.一种人造石英石的加工工艺，包括以下步骤：
S1:人造板预制料的制备，取原料白水泥 100-150份、硅石粉 20-90份、石英屑 200-300 份、石子骨料50-100份、水 30-36 份、减水剂 1.5-3 份、树脂 70-80 份、色浆 5-10份、固化剂 0.1-0.2 份；将该原料加入至混料设备中常温混合，制得人造板预制料备用；
S2:轻质层预制料的制备，取原料中空玻璃微球 6-10份、硅石粉 20-60 份、树脂 30-70份，将该原料加入于混料设备中常温混合，制得轻质层预制料备用；
S3:人造板预制料的模制固化，取出石板制备模框，将步骤S1中制备好的人造板预制料平铺在模框内并形成底层，将横框连同底层平铺料进行真空振动模制，抽真空以使底层人造板预制料中的空气析出，并配合振动以实现其表面初步整平，其真空度保持在低于70mmHg；将进行真空振动模制形成的底层人造板预制料通过高温蒸汽进行固化，固化在低于50mmHg的真空度下进行1min；
S4:轻质层预制料层叠模制固化，将制得的固化后人造板预制料的上层浇筑由步骤S2中制备好的轻质层预制料，并将轻质层预制料进行铺平，再对轻质层预制料进行真空振动模制，以使轻质层预制料表面整平；将该整平后的人造板预制料以及位于其上层的轻质层预制料进行固化；
S5: 重复步骤S3、S4,并使板材形成人造板预制料与轻质层预制料的层交替结构，同时使得板材的最上层为人造板预制料，即板材坯料的最上层和最下层均为人造板预制料，而中间层为人造板预制料与轻质层预制料的交替层叠，最终制成达到厚度要求的板材坯料；
S6：板材坯料的固化，将步骤S5中制得的板材坯料经过高温高压完成最终固化，在高压釜中在7.0至10.0巴以及140至200℃下进行固化5至10小时，以形成人造石板半成品；
S7:将步骤S6是得到的人造石半成品进行表面剖光、打磨、清洗和表面细化处理工序制成人造石英石板成品。
3.根据权利要求2所述的轻质化人造石英石及其生产工艺，其特征在于：所述石英屑具有的颗粒尺寸为0.8至1.3mm。
4.根据权利要求2所述的轻质化人造石英石及其生产工艺，其特征在于：该板材坯料底层或顶层的平铺厚度为预期板材厚度的四分之一。
5.根据权利要求2所述的轻质化人造石英石及其生产工艺，其特征在于：所述轻质层预制料的浇注厚度与相邻的所述人造板预制料的浇注厚度之比为1：1.5-2。
6.根据权利要求2所述的轻质化人造石英石及其生产工艺，其特征在于：在步骤S3之前，即最底层人造板预制料的模制固化工序之前，先在模具成型腔的底部和四周侧壁上涂刷表层抗菌剂，在步骤S5之后对板材坯料的顶层涂刷表层抗菌剂。
7.根据权利要求6所述的轻质化人造石英石及其生产工艺，其特征在于：该表层抗菌剂按重量份计的如下组分制成：纳米二氧化钛分散液0.2份、多元醇5份、酸酐5份和盐酸胍5份。
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