耐高溫人造石英石板材及其生產工藝的製作方法

2023-09-11 16:49:25

專利名稱：耐高溫人造石英石板材及其生產工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及人造石英石板材及其生產工藝，具體涉及一種耐高溫人造石英石板材及其生產工藝。
背景技術：
人造石英石以不飽和聚酯樹脂或熱塑性高分子聚合物為基體，以矽酸鹽(類)天然石英石和/或粉、矽砂、尾礦渣等無機材料(其主要成分為二氧化矽)為主要填料，經特定的工藝加工而成的具有一定規格尺寸和形狀的人造石。因其質地堅硬(莫氏硬度5-7)、結構緻密，具有其他裝飾材料無法比擬的耐磨、耐壓、抗腐蝕、防滲透等特性。人造石英石廣泛應用於櫥房臺面、實驗室臺面、窗臺、吧檯、電梯口、地面、牆面等。在建築對材料要求比較高的場所人造石英石都適用。目前，人造石英石板材存在密度不均、耐高溫性差、易結粉團、易變形、易老化、易入色、色彩及圖案單一等缺陷，在質地和花色上難以達到高仿真天然石材的效果，嚴重影響人造石英石的表面效果，影響建築物和室內裝潢的美觀。因此，開發一種高性能人造石英石板材是本領域技術人員一直攻克的難題。

發明內容
本發明的目的在於針對現有技術的不足，提供一種密度均勻、色彩鮮豔、圖案豐富、抗變形、耐老化、耐高溫的人造石英石板材及其生產工藝。本發明採用的技術方案如下:
一種耐高溫人造石英石板材，其由如下重量份的原料製成:20-40目石英砂40-50、400-600目石英粉20-30、粘合劑30-40、高爐礦渣10-15、陶瓷纖維5-10、凹凸棒土 10-15、納米矽灰石15-25、水玻璃20-30、鉀長石粉15-20、雙(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撐鈦酸酯
0.5-1、顏料 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目石英砂組成。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目石英粉組成。所述的粘合劑由下列重量份的原料組成:不飽和聚酯樹脂70-80、甲基丙烯醯氧基官能團娃燒2-3、乙稀基二乙氧基娃燒4-5、N- ( β _氣乙基)_ Y _氣丙基甲基_■甲氧基矽烷3-4、增塑劑FRP 2-3、改性樹木灰燼1-2、苯乙烯20-25 ;
其製備方法如下:首先將不飽和樹脂加入反應鍋內，使鍋內溫度升到50-60°C，然後加入甲基丙烯醯氧基官能團矽烷、乙烯基三乙氧基矽烷、N- ( β -氨乙基)_ Y -氨丙基甲基二甲氧基矽烷，攪拌20-30分鐘；然後在鉬金催化劑的前提下，催化反應，當溫度升到60-70°C時，停止加熱，恆溫10-15分鐘，然後加入增塑劑、改性樹木灰燼，攪拌5-8分鐘，待溫度降至常溫後，加入苯乙烯稀釋至粘度達到800-900Pa.m/s後，攪拌均勻即可。所述的改性樹木灰燼由下列方法製得:先用10-15%雙氧水煮沸樹木灰燼20-30min，再用蒸餾水洗淨，置於100-110°C的烘箱內烘乾，加入相當於樹木灰燼重量2-3%的聚異丁烯、3-4%的月桂醇硫酸鈉、2-3%的羧甲基澱粉鈉、3-5%的檸檬酸三丁酯，在80-90°C水浴中以2000-3000r/min高速攪拌2_3h，烘乾，粉碎研磨成超細粉末即可。耐高溫人造石英石板材的生產工藝，包括以下步驟:
(1)將納米矽灰石、凹凸棒土分別乾燥後加入高速混合機中，再加入雙(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撐鈦酸酯，在110-120°C下以500-1000rpm的速度攪拌混合20_30min，再加入水玻璃繼續攪拌5-10min後，加入鉀長石粉在以1500_2000rpm的速度共混4_6min，送入造粒機中造粒，粒徑控制在2-4_，即得鉀長石粉包覆顆粒，烘乾，待用；
(2)將上述製得鉀長石粉包覆顆粒與餘下各原料加入攪拌機中攪拌均勻，不留死角，結合顆粒度的大小，攪拌速度可調節0-1500rpm,物料在攪拌機內經調比攪拌結束後，入混料盤內，邊轉邊灑料，使物料更進一步均勻混合，然後送入攪拌機再充分混合，物料更加均勻，花色均勻、清晰、仿真度高；
(3)將混合好的物料送入打散機把一些沒有攪拌結團的物料進一步打散，打散過後，經電子計量進入布料機內布料，然後送進位板模中，將制板模送入成型壓機在真空、振動、加壓下進行成型，壓制頻率52-62HZ，壓制時間150-200s，壓力1.5-3.0MPa，真空度-10(T-95Pa ；
(4)將成型的板材送入固化箱固化，固化溫度為80-90°C，時間為40-50min；
(5)板材固化結束後，經定厚、拋光深加工處理，即製得人造石英石板材。本發明的有益效果:
本發明通過對配方的優化，不同原料的相互配合，提高了人造石英石板材的耐磨、耐酸鹼、耐高溫、抗衝、抗壓、抗折、耐劃傷抗老化、耐候性等性能，改善了人造石英石板材的綜合性能。另外在配方中還添加了陶瓷纖維材料，可以有效提高人造石英石板材的機械強度、熱穩定性、高溫絕熱性等性能。本發明用鉀長石粉對凹凸棒土、納米矽灰石進行包覆改性，可以提高板材的抗滲透能力，耐水性，使生產出來的人造石英石板材不易入色。本發明生產出來的人造石英石板材具有質輕、密度均勻、色彩鮮豔、圖案豐富、高強度、耐高溫、高抗衝、耐磨性好、耐候性好、不易變形、耐劃傷抗老化、不易入色、環保無汙染等優點，耐酸鹼、耐鹽霧、耐汽油等有機溶劑各方面的性能指標均很高，經久耐用，完全達到高仿真天然石材的效果O
具體實施例方式一種耐高溫人造石英石板材，其由如下重量份的原料製成: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、粘合劑35份、高爐礦渣12份、陶瓷纖維6份、凹凸棒土 10份、納米矽灰石16份、水玻璃25份、鉀長石粉15份、雙(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撐鈦酸酯0.6份、顏料0.2份。
其中，所述的粘合劑由下列重量份的原料組成:不飽和聚酯樹脂80份、甲基丙烯酸氧基官能團娃燒3份、乙烯基二乙氧基娃燒5份、N- ( β -氨乙基)-Y -氨丙基甲基二甲氧基矽烷4份、增塑劑FRP (纖維增強複合塑料)3份、改性樹木灰燼2份、苯乙烯25份；
其製備方法如下:首先將不飽和樹脂加入反應鍋內，使鍋內溫度升到60°C，然後加入甲基丙稀酸氧基官能團娃燒、乙稀基二乙氧基娃燒、N- ( β _氛乙基)-Y -氛丙基甲基二甲氧基矽烷，攪拌30分鐘；然後在鉬金催化劑的前提下，催化反應，當溫度升到70°C時，停止加熱，恆溫10分鐘，然後加入增塑劑、改性樹木灰燼，攪拌7分鐘，待溫度降至常溫後，力口入苯乙烯稀釋至粘度達到800-900Pa.m/s後，攪拌均勻即可。所述的改性樹木灰燼由下列方法製得:先用10%雙氧水煮沸樹木灰燼30min，再用蒸餾水洗淨，置於110°C的烘箱內烘乾，加入相當於樹木灰燼重量2%的聚異丁烯、3%的月桂醇硫酸鈉、3%的羧甲基澱粉鈉、4%的檸檬酸三丁酯，在90°C水浴中以2000r/min高速攪拌3h，烘乾，粉碎研磨成超細粉末即可。耐高溫人造石英石板材的生產工藝，包括以下步驟:
(1)將納米矽灰石、凹凸棒土分別乾燥後加入高速混合機中，再加入雙(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撐鈦酸酯，在120°C下以600rpm的速度攪拌混合25min,再加入水玻璃繼續攪拌8min後,加入鉀長石粉在以1500rpm的速度共混5min,送入造粒機中造粒,粒徑控制在2mm,即得鉀長石粉包覆顆粒，烘乾，待用；
(2)將上述製得鉀長石粉包覆顆粒與餘下各原料加入攪拌機中攪拌均勻，不留死角，結合顆粒度的大小，攪拌速度可調節0-1500rpm,物料在攪拌機內經調比攪拌結束後,入混料盤內，邊轉邊灑料，使物料更進一步均勻混合，然後送入攪拌機再充分混合，物料更加均勻，花色均勻、清晰、仿真度高；
(3)將混合好的物料送入打散機把一些沒有攪拌結團的物料進一步打散，打散過後，經電子計量進入布料機內布料，然後送進位板模中，將制板模送入成型壓機在真空、振動、力口壓下進行成型，壓制頻率60HZ，壓制時間200s，壓力3.0MPa,真空度_96Pa ；
(4)將成型的板材送入固化箱固化，固化溫度為85°C，時間為40min；
(5)板材固化結束後，經定厚、拋光`深加工處理，即製得人造石英石板材。將上述製得的人造石英石板材切割成長度為300mm,寬150mm,高20mm的板材,做各項性能測試。測試結果如下表所示:
淳￥|"項目 I結果—
1_莫氏硬度 6.6_
2吸水率 0.03%
3~衝擊韌性5.4KJ/m2
4_彎曲強度65.2MPa_
5抗壓強f 228.5MPa
6斷裂通^ 34.6MPa
7I放射性 I符合A類要求，Ira=0.038，Ir=0.059
權利要求
1.一種耐高溫人造石英石板材，其特徵在於，其由如下重量份的原料製成:20-40目石英砂40-50、400-600目石英粉20-30、粘合劑30-40、高爐礦渣10-15、陶瓷纖維5_10、凹凸棒土 10-15、納米矽灰石15-25、水玻璃20-30、鉀長石粉15-20、雙(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撐鈦酸酯0.5-1、顏料0.2-0.3。
2.根據權利要求1所述的耐高溫人造石英石板材，其特徵在於，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目石英砂組成。
3.根據權利要求1所述的耐高溫人造石英石板材，其特徵在於，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目石英粉組成。
4.根據權利要求1所述的耐高溫人造石英石板材，其特徵在於，所述的粘合劑由下列重量份的原料組成:不飽和聚酯樹脂70-80、甲基丙烯醯氧基官能團矽烷2-3、乙烯基三乙氧基矽烷4-5、Ν- ( β-氨乙基)-Y-氨丙基甲基二甲氧基矽烷3-4、增塑劑FRP 2_3、改性樹木灰燼1-2、苯乙烯20-25 ； 其製備方法如下:首先將不飽和樹脂加入反應鍋內，使鍋內溫度升到50-60°C，然後加入甲基丙烯醯氧基官能團矽烷、乙烯基三乙氧基矽烷、N- ( β -氨乙基)_ Y -氨丙基甲基二甲氧基矽烷，攪拌20-30分鐘；然後在鉬金催化劑的前提下，催化反應，當溫度升到60-70°C時，停止加熱，恆溫10-15分鐘，然後加入增塑劑、改性樹木灰燼，攪拌5-8分鐘，待溫度降至常溫後，加入苯乙烯稀釋至粘度達到800-900Pa.m/s後，攪拌均勻即可。
5.根據權利要求4所述的耐高溫人造石英石板材，其特徵在於，所述的改性樹木灰燼由下列方法製得:先用10-15%雙氧水煮沸樹木灰燼20-30min，再用蒸餾水洗淨，置於100-110°C的烘箱內烘乾，加入相當於樹木灰燼重量2-3%的聚異丁烯、3-4%的月桂醇硫酸鈉、2-3%的羧甲基澱粉鈉、3-5%的檸檬酸三丁酯，在80-90°C水浴中以2000_3000r/min高速攪拌2-3h，烘乾，粉碎研磨成超細粉末即可。
6.一種如權利要求1所述的耐高溫人造石英石板材的生產工藝，其特徵在於包括以下步驟: (1)將納米矽灰石、凹凸棒土分別乾燥後加入高速混合機中，再加入雙(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撐鈦酸酯，在110-120°C下以500-1000rpm的速度攪拌混合20-30min，再加入水玻璃繼續攪拌5-10min後，加入鉀長石粉在以1500_2000rpm的速度共混4_6min，送入造粒機中造粒，粒徑控制在2-4_，即得鉀長石粉包覆顆粒，烘乾，待用； (2)將上述製得鉀長石粉包覆顆粒與餘下各原料加入攪拌機中攪拌均勻，不留死角，結合顆粒度的大小，攪拌速度可調節0-1500rpm,物料在攪拌機內經調比攪拌結束後,入混料盤內，邊轉邊灑料，使物料更進一步均勻混合，然後送入攪拌機再充分混合，物料更加均勻，花色均勻、清晰、仿真度高； (3)將混合好的物料送入打散機把一些沒有攪拌結團的物料進一步打散，打散過後，經電子計量進入布料機內布料，然後送進位板模中，將制板模送入成型壓機在真空、振動、加壓下進行成型，壓制頻率52-62HZ，壓制時間150-200s，壓力1.5-3.0MPa，真空度-10(T-95Pa ； (4)將成型的板材送入固化箱固化，固化溫度為80-90°C，時間為40-50min； (5)板材固化結束後，經定厚、拋光深加工處理，即製得人造石英石板材。
全文摘要
本發明公開了一種耐高溫人造石英石板材及其生產工藝，其由如下重量份的原料製成20-40目石英砂40-50、400-600目石英粉20-30、粘合劑30-40、高爐礦渣10-15、陶瓷纖維5-10、凹凸棒土10-15、納米矽灰石15-25、水玻璃20-30、鉀長石粉15-20、雙(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撐鈦酸酯0.5-1、顏料0.2-0.3。本發明生產出來的人造石英石板材具有質輕、密度均勻、色彩鮮豔、圖案豐富、高強度、耐高溫、高抗衝、耐磨性好、耐候性好、不易變形、耐劃傷抗老化、不易入色、環保無汙染等優點，耐酸鹼、耐鹽霧、耐汽油等有機溶劑各方面的性能指標均很高，經久耐用，完全達到高仿真天然石材的效果。
文檔編號C04B28/26GK103204662SQ20131009082
公開日2013年7月17日 申請日期2013年3月20日 優先權日2013年3月20日
發明者徐長青, 耿相建, 葉良飛, 劉繼平, 韓同萍 申請人:安徽瑞翔石英製品有限公司