專利名稱：人造石英石板材原料、人造石英石板材及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)屬于建筑材 料制備技術(shù)領(lǐng)域，具體是指ー種人造石英石板材原料、人造石英石板材及其制備方法。
背景技術(shù)：
人造石英石作為新型的人造建材，有著天然石材無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)高強(qiáng)度、高硬度、耐高溫、防腐蝕、抗老化、天然質(zhì)感、易清潔、抗折、耐磨、材質(zhì)精純、無(wú)福射等。在天然石材作為不可再生資源日漸枯竭的今日，人造石英石是其最好的替代品。同吋，人造石英石可采用廢舊玻璃作原料，因而在保護(hù)環(huán)境的同時(shí)實(shí)現(xiàn)了資源再利用，這些優(yōu)勢(shì)讓人造石英石成為建筑裝飾行業(yè)的新貴，被廣泛的應(yīng)用到櫥柜、衛(wèi)浴、辦公室和大型商場(chǎng)的地面、墻面裝飾以及家居裝飾行業(yè)。目前，制約人造石英石發(fā)展的主要因素就是產(chǎn)品質(zhì)量和高的制造成本。在經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的當(dāng)代，人們?cè)絹?lái)越注重生活品位，產(chǎn)品質(zhì)量對(duì)于人造石英石的發(fā)展至關(guān)重要。影響人造石英石產(chǎn)品質(zhì)量的因素很多，主要有原材料、設(shè)備和エ藝等方面。固化作為エ藝中的成型環(huán)節(jié)，對(duì)石英石的色澤、成品的綜合力學(xué)性能有著極其重要的影響。傳統(tǒng)的人造石英石固化是采用烘箱、固化爐等設(shè)備給石英石加熱固化，這些方法均是利用熱傳導(dǎo)的方式對(duì)板材進(jìn)行加熱后由引發(fā)劑引發(fā)固化，受限于熱傳導(dǎo)加熱方法能量利用效率低，能耗大，生產(chǎn)成本高，且受熱不均會(huì)導(dǎo)致板材內(nèi)應(yīng)力増大，發(fā)生變形和開(kāi)裂，最終影響制品的質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)不足，提供ー種人造石英石板材原料、人造石英石板材及其制備方法，該人造石英石板材原料的組分簡(jiǎn)単，人造石英石板材綜合力學(xué)性能好，其制備方法能耗低、生產(chǎn)效率高、操作過(guò)程可控性好。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的人造石英石板材原料，由固體物料和添加劑組成，所述固體物料的各組分含量按重量百分比計(jì)為石英砂58 62%、石英粉28 32%和不飽和聚酯樹(shù)脂8 13%，其中，所述石英砂的粒度為4 140目，石英粉粒度為325 1250目；所述添加劑為固化劑和偶聯(lián)劑，所述固化劑重量等于所述不飽和聚酯樹(shù)脂重量的0. 8 2. 0%,所述偶聯(lián)劑重量等于所述不飽和聚酯樹(shù)脂重量的0. 5 I. 5%。優(yōu)選的,所述不飽和聚酯樹(shù)脂中，苯こ烯的重量百分含量為35 65%、不飽和聚酷的重量百分含量為35 65%。進(jìn)ー步的，所述不飽和聚酯樹(shù)脂的粘度為0. 9 I. 4MPa S。再進(jìn)ー步的，所述偶聯(lián)劑為有機(jī)硅烷偶聯(lián)劑。還進(jìn)一歩的，所述固化劑為過(guò)氧化-2-こ基己酸叔丁酯、過(guò)氧化苯甲酸叔丁酯或過(guò)氧化苯甲酰中的ー種。本發(fā)明的人造石英石板材，是由上述人造石英石板材原料所制備得到的人造石英石板材。
本發(fā)明所述人造石英石板材的制備方法，它依次包括以下步驟I)稱取石英砂、石英粉、不飽和聚酯樹(shù)脂、固化劑、偶聯(lián)劑等原料，混合均勻；2)將混合后的物料均勻平鋪在模板上；3)將模板送入真空振動(dòng)成型壓機(jī)中振蕩壓制成型，所述真空振動(dòng)成型壓機(jī)內(nèi)的真空度控制為-0. I -0. 08MPa，真空振動(dòng)成型壓機(jī)工作頻率控制為50Hz，壓頭上的靜壓カ控制為30 50kg,壓制時(shí)間控制為3 5min ；4)將成型后的板材送入微波固化爐加熱固化，所述微波固化爐的微波發(fā)射頻率控制為2400 2500MHz，微波固化爐內(nèi)溫度控制在80 110°C，微波加熱時(shí)間控制為30 40min,使板材完全固化；5)經(jīng)固化的板材出爐后脫模，堆放后冷卻，在室溫下固化I 2天，即可得到石英石板材。優(yōu)選的，所述步驟4)中，微波固化爐的微波發(fā)射頻率控制為2450MHz。本發(fā)明的人造石英石板材原料、人造石英石板材及其制備方法中各組分含量和各步驟中エ藝參數(shù)控制的原理如下本發(fā)明的人造石英石板材原料采用4 140目粗顆粒石英砂作為板材的骨料，保證產(chǎn)品擁有類似于天然石英的優(yōu)良性能，同時(shí)采用325 1250目石英粉填充骨料間的空隙，從而保證產(chǎn)品擁有高密度和硬度。不飽和聚酯樹(shù)脂主要作為連接體，也作為填充體用來(lái)填充石英粉所不能填充的更小空隙。固化劑在達(dá)到一定溫度后開(kāi)始引發(fā)不飽和聚酯樹(shù)脂固化，使板材成為可以后續(xù)加工的具有堅(jiān)硬質(zhì)地的石材；偶聯(lián)劑用于在不飽和聚酯樹(shù)脂和石英砂以及石英粉之間形成牢固的化學(xué)鍵，從而提高樹(shù)脂對(duì)于基體骨料的連接力，使制品成為ー個(gè)物理相上的整體。制備過(guò)程中，可以根據(jù)市場(chǎng)需要，用各種規(guī)格的模具制作成為模板，利用真空振動(dòng)成型壓機(jī)對(duì)混合料進(jìn)行抽真空并振動(dòng)壓制成型。漿糊狀的混合料在高頻振動(dòng)力的作用下，進(jìn)ー步的融合，真空振動(dòng)成型壓機(jī)工作頻率控制為50Hz，機(jī)內(nèi)的真空度控制為-0. I -0. 08MPa，混合料內(nèi)部的氣泡得以很好的排出，真空振動(dòng)成型壓機(jī)壓頭上的靜壓力控制為30 50kg，壓制時(shí)間控制為3 5min，從而獲得致密性極佳、無(wú)肉眼可見(jiàn)孔隙的板材。
本發(fā)明采用微波輻射對(duì)人造石英石板材進(jìn)行固化，因?yàn)樵谖⒉姶艌?chǎng)的作用下，介質(zhì)中的極性分子會(huì)從原來(lái)的熱運(yùn)動(dòng)狀態(tài)轉(zhuǎn)換為跟隨微波電磁場(chǎng)的交變而排列取向，在這個(gè)過(guò)程會(huì)引起分子間的相互摩擦，微觀過(guò)程中，微波能轉(zhuǎn)化為介質(zhì)的熱能，從而在宏觀上表現(xiàn)為介質(zhì)的溫度上升。本發(fā)明選定微波發(fā)射頻率2400 2500MHz，優(yōu)選為2450MHz，如此控制發(fā)射頻率的原理為2400 2500MHz的頻率，與化學(xué)基團(tuán)旋轉(zhuǎn)振動(dòng)的頻率相接近，可用以改變分子的構(gòu)象，同時(shí)引起分子的共振，分子間相互摩擦頻率最高。實(shí)際操作過(guò)程中，具體采用的微波頻率可以視環(huán)境溫度和板材的特殊需要隨時(shí)進(jìn)行調(diào)節(jié)。夏季氣溫高，樹(shù)脂流動(dòng)性好，可以在規(guī)定范圍內(nèi)適當(dāng)降低發(fā)射頻率，避免板材加熱升溫過(guò)快引起板材變形和內(nèi)應(yīng)カ過(guò)大；冬季溫度低時(shí)，可以適當(dāng)增加頻率，避免升溫過(guò)慢影響生產(chǎn)，保證生產(chǎn)效率。特殊板材如深顔色板材在實(shí)際固化過(guò)程中偏慢，可以適當(dāng)増加輻射頻率，提高固化速度。微波固化爐內(nèi)溫度控制在80 110°C，因?yàn)楸景l(fā)明人造石英石板材是采用中高溫固化劑對(duì)板材進(jìn)行固化，該溫度范圍既滿足了引發(fā)劑的最低引發(fā)溫度，同時(shí)是エ業(yè)上一般加熱可以達(dá)到的溫度，簡(jiǎn)單易行。微波加熱時(shí)間控制為30 40min，因?yàn)槲⒉訜峁袒伙柡途埘?shù)脂對(duì)于固化劑的選擇性不高，它在很短的時(shí)間就可以達(dá)到各種中高溫固化劑的引發(fā)溫度從而引發(fā)反應(yīng)，而不飽和聚酯樹(shù)脂的自由基聚合反應(yīng)一旦引發(fā)即自行進(jìn)行下去，所以，將混合料加熱到固化劑引發(fā)溫度后基本就能停止輻射。而這個(gè)引發(fā)時(shí)間通常是在十幾分鐘左右，為了保證板材充分固化獲得更好的性能，通常需要多加熱一段時(shí)間，故選定為30 40min能起到很好效果。固化過(guò)程中，通過(guò)檢測(cè)板材溫度變化，至溫度達(dá)80 110°C時(shí)停止微波發(fā)射。出板后用鋼管敲擊板材聽(tīng)到脆響且不會(huì)被敲擊破壞則視為板材固化完全。這些實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)可以保證板材烘烤的效率以及制品的性能，微波輻射的時(shí)間也可以采用計(jì)時(shí)裝置進(jìn)行設(shè)定，可實(shí)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行的自動(dòng)化，對(duì)于エ藝成熟的板材可以提高其生產(chǎn)效率和降低管理成本，提聞制品批次之間的穩(wěn)定性。本發(fā)明的人造石英石板材制備方法通過(guò)微波加熱固化，對(duì)被加熱介質(zhì)作用程度深，熱效率高，無(wú)能量傳輸滯后，安全性能好，對(duì)大分子鏈基本無(wú)損傷，減少不必要的能量浪費(fèi)，保證板材固化后的性能，也可避免因過(guò)度加熱帶來(lái)的板材變形和開(kāi)裂現(xiàn)象。本發(fā)明改善了傳統(tǒng)加熱固化方式能量利用率低，能耗大，制品內(nèi)應(yīng)カ大，性能不佳的問(wèn)題，可高效，可控的完成板材的固化，獲得性能更好的人造石英石板材。
具體實(shí)施例方式下面通過(guò)具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明人造石英石板材原料、人造石英石板材及其制備方法作進(jìn)ー步詳細(xì)描述實(shí)施例Iー種人造石英石板材原料，由固體物料和添加劑組成，其中，固體物料的各組分含量按重量百分比計(jì)為粒度為4 140目的石英砂58 %、粒度為325 1250目石英粉32%，不飽和聚酯樹(shù)脂10% ;添加劑為固化劑和偶聯(lián)劑，固化劑為重量等于不飽和聚酯樹(shù)脂重量的2. 0%的過(guò)氧化-2-こ基己酸叔丁酯，偶聯(lián)劑為市場(chǎng)上購(gòu)買(mǎi)的商品號(hào)為KH580的有機(jī)硅烷偶聯(lián)劑，其重量等于不飽和聚酷樹(shù)脂重量的I. 5% ;不飽和聚酷樹(shù)脂的粘度為I. OMPa *S,不飽和聚酯樹(shù)脂中，苯こ烯的重量百分比含量為65%、不飽和聚酯的重量百分含量為35%。采用上述原料制備人造石英石板材的方法，它依次包括以下步驟I)按上述組分設(shè)計(jì)要求稱取石英砂、石英粉、不飽和聚酯樹(shù)脂、固化劑、偶聯(lián)劑，攪拌混合均勻；2)選取一定規(guī)格的模板，將混合后的物料均勻平鋪在模板上；3)將模板送入真空振動(dòng)成型壓機(jī)中振蕩壓制成型，真空振動(dòng)成型壓機(jī)內(nèi)的真空度控制為-0. 08MPa，真空振動(dòng)成型壓機(jī)工作頻率控制為50Hz，真空振動(dòng)成型壓機(jī)壓頭上的靜壓カ控制為30kg,壓制時(shí)間控制為5min ；4)將成型后的板材送入微波固化爐加熱固化，所述微波固化爐的微波發(fā)射頻率控制為2450MHz，微波固化爐內(nèi)溫度控制在80°C，加熱40min，使板材完全固化；5)固化后的板材出爐后脫摸，堆放后冷卻在室溫下固化I 2天，即可得到人造石英石板材。實(shí)驗(yàn)結(jié)果與相同條件下熱固化方式制作的板材進(jìn)行對(duì)比，固化時(shí)間縮短了 lh，效率大大提高，制品彎曲強(qiáng)度提高了 IOMPa，弾性模量提高了 2. 5GPa。
實(shí)施例2ー種人造石英石板材原料，由固體物料和添加劑組成，其中，固體物料的各組分含量按重量百分比計(jì)為粒度為4 140目的石英砂62 %、粒度為325 1250目石英粉28%，不飽和聚酯樹(shù)脂10% ;添加劑為固化劑和偶聯(lián)劑，固化劑為重量等于不飽和聚酯樹(shù)脂重量的I. 5%過(guò)氧化苯甲酸叔丁酯，偶聯(lián)劑為市場(chǎng)上購(gòu)買(mǎi)的商品號(hào)為KH570的有機(jī)硅烷偶聯(lián)劑，其重量等于不飽和聚酯樹(shù)脂重量的I. 0% ;不飽和聚酯樹(shù)脂的粘度為0. 9MPa S，不飽和聚酯樹(shù)脂中，苯こ烯的重量百分比含量為35%、不飽和聚酯的重量百分含量為65%。采用上述原料制備人造石英石板材的方法，它依次包括以下步驟I)按上述組分設(shè)計(jì)要求稱取石英砂、石英粉、不飽和聚酯樹(shù)脂、固化劑、偶聯(lián)劑，攪拌混合均勻；2)選取一定規(guī)格的模板，將混合后的物料均勻平鋪在模板上；3)將模板送入真空振動(dòng)成型壓機(jī)中振蕩壓制成型，真空振動(dòng)成型壓機(jī)內(nèi)的真空度控制為-0. IMPa，真空振動(dòng)成型壓機(jī)工作頻率控制為50Hz，真空振動(dòng)成型壓機(jī)壓頭上的靜壓カ控制為50kg,壓制時(shí)間控制為3min ；4)將成型后的板材送入微波固化爐加熱固化，所述微波固化爐的微波發(fā)射頻率控制為2400MHz，微波固化爐內(nèi)溫度控制在110°C，加熱30min，使板材完全固化；5)固化后的板材出爐后脫摸，堆放后冷卻在室溫下固化I 2天，即可得到人造石英石板材。實(shí)驗(yàn)結(jié)果與相同條件下熱固化方式制作的板材進(jìn)行對(duì)比，固化時(shí)間縮短了 1.3h，效率大大提高，制品彎曲強(qiáng)度提高了 5MPa，弾性模量提高了 2. 5GPa。實(shí)施例3ー種人造石英石板材原料，由固體物料和添加劑組成，固體物料的各組分含量按重量百分比計(jì)為粒度為4 140目的石英砂60 %、粒度為325 1250目石英粉28%，不飽和聚酯樹(shù)脂12% ;添加劑為固化劑和偶聯(lián)劑，固化劑為重量等于不飽和聚酯樹(shù)脂重量的0.8%的過(guò)氧化苯甲酰，偶聯(lián)劑為市場(chǎng)上購(gòu)買(mǎi)到的商品號(hào)為KH580的有機(jī)硅烷偶聯(lián)劑，其重量等于所述不飽和聚酯樹(shù)脂重量的0. 5% ;不飽和聚酯樹(shù)脂的粘度為I. OMPa S，不飽和聚酯樹(shù)脂中，苯こ烯的重量百分比含量為60%、不飽和聚酯的重量百分含量為40%。采用上述原料制備人造石英石板材的方法，它依次包括以下步驟I)按上述組分設(shè)計(jì)要求稱取石英砂、石英粉、不飽和聚酯樹(shù)脂、固化劑、偶聯(lián)劑，攪拌混合均勻；2)選取一定規(guī)格的模板，將混合后的物料均勻平鋪在模板上；3)將模板送入真空振動(dòng)成型壓機(jī)中振蕩壓制成型，真空振動(dòng)成型壓機(jī)內(nèi)的真空度控制為-0. 09MPa，真空振動(dòng)成型壓機(jī)工作頻率控制為50Hz，真空振動(dòng)成型壓機(jī)壓頭上的靜壓カ控制為40kg,壓制時(shí)間控制為4min ；4)將成型后的板材送入微波固化爐加熱固化，所述微波固化爐的微波發(fā)射頻率控制為2500MHz，微波固化爐內(nèi)溫度控制在100°C，加熱36min，使板材完全固化；5)固化后的板材出爐后脫摸，堆放后冷卻在室溫下固化I 2天，即可得到人造石英石板材。實(shí)驗(yàn)結(jié)果與相同條件下熱固化方式制作的板材進(jìn)行對(duì)比，固化時(shí)間縮短了 I. 2h，效率大大提高，制品彎曲強(qiáng)度提高了 15MPa，弾性模量提高了 4. 5GPa。實(shí)施例4ー種人造石英石板材原料，由固體物料和添加劑組成，固體物料的各組分含量按重量百分比計(jì)為粒度為4 140目的石英砂58 %、粒度為325 1250目石英粉27%，不飽和聚酯樹(shù)脂13% ;添加劑為固化劑和偶聯(lián)劑，固化劑為重量等于不飽和聚酯樹(shù)脂重量的1.0%的過(guò)氧化苯甲酰，偶聯(lián)劑為市場(chǎng)上購(gòu)買(mǎi)到的商品號(hào)為KH580的有機(jī)硅烷偶聯(lián)劑，其重量等于所述不飽和聚酯樹(shù)脂重量的0. 8% ;不飽和聚酯樹(shù)脂的粘度為0. 9MPa S，不飽和聚酯樹(shù)脂中，苯こ烯的重量百分比含量為55%、不飽和聚酯的重量百分含量為45%。 采用上述原料制備人造石英石板材的方法，它依次包括以下步驟I)按上述組分設(shè)計(jì)要求稱取石英砂、石英粉、不飽和聚酯樹(shù)脂、固化劑、偶聯(lián)劑，攪拌混合均勻；2)選取一定規(guī)格的模板，將混合后的物料均勻平鋪在模板上；3)將模板送入真空振動(dòng)成型壓機(jī)中振蕩壓制成型，真空振動(dòng)成型壓機(jī)內(nèi)的真空度控制為-0. 09MPa，真空振動(dòng)成型壓機(jī)工作頻率控制為50Hz，真空振動(dòng)成型壓機(jī)壓頭上的靜壓カ控制為45kg,壓制時(shí)間控制為4min ；4)將成型后的板材送入微波固化爐加熱固化，所述微波固化爐的微波發(fā)射頻率控制為2450MHz，微波固化爐內(nèi)溫度控制在90°C，加熱35min，使板材完全固化；5)固化后的板材出爐后脫摸，堆放后冷卻在室溫下固化I 2天，即可得到人造石英石板材。實(shí)驗(yàn)結(jié)果與相同條件下熱固化方式制作的板材進(jìn)行對(duì)比，固化時(shí)間縮短了 I. 2h，效率大大提高，制品彎曲強(qiáng)度提高了 20MPa，弾性模量提高了 5GPa。
權(quán)利要求
1.一種人造石英石板材原料，其特征在于它由固體物料和添加劑組成，其中，所述固體物料的各組分含量按重量百分比計(jì)為石英砂58 62%、石英粉28 32%和不飽和聚酯樹(shù)脂8 13%，所述石英砂的粒度為4 140目，石英粉的粒度為325 1250目；所述添加劑為固化劑和偶聯(lián)劑，所述固化劑重量等于所述不飽和聚酯樹(shù)脂重量的O. 8 2. 0%，所述偶聯(lián)劑重量等于所述不飽和聚酯樹(shù)脂重量的O. 5 I. 5%。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述人造石英石板材原料，其特征在于所述不飽和聚酯樹(shù)脂中，苯乙烯的重量百分含量為35 65%、不飽和聚酯的重量百分含量為35 65%。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述人造石英石板材原料，其特征在于所述不飽和聚酯樹(shù)脂的粘度為 O. 9 I. 4MPa · S。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述人造石英石板材原料，其特征在于所述偶聯(lián)劑為有機(jī)硅烷偶聯(lián)劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述人造石英石板材原料，其特征在于所述固化劑為過(guò)氧化-2-乙基己酸叔丁酯、過(guò)氧化苯甲酸叔丁酯或過(guò)氧化苯甲酰中的一種。
6.一種人造石英石板材，其特征在于它由權(quán)利要求I 5任意一項(xiàng)所述人造石英石板材原料制備而成。
7.—種權(quán)利要求6所述人造石英石板材的制備方法，其特征在于它依次包括以下步驟 1)稱取石英砂、石英粉、不飽和聚酯樹(shù)脂、固化劑、偶聯(lián)劑，混合均勻； 2)將物料均勻平鋪在模板上； 3)將模板送入真空振動(dòng)成型壓機(jī)中振蕩壓制成型,所述真空振動(dòng)成型壓機(jī)內(nèi)的真空度控制為-O. I -O. 08MPa，真空振動(dòng)成型壓機(jī)工作頻率控制為50Hz，壓頭上的靜壓力控制為30 50kg,壓制 3 5min ； 4)將成型后的板材送入微波固化爐加熱固化，所述微波固化爐的微波發(fā)射頻率控制為2400 2500MHz，微波固化爐內(nèi)溫度控制在80 110°C，加熱30 40min，使板材完全固化； 5)將經(jīng)固化的板材出爐后脫模，堆放冷卻，在室溫下固化I 2天，即可得到人造石英石板材。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述人造石英石板材的制備方法，其特征在于所述步驟4)中，微波固化爐的微波發(fā)射頻率控制為2450MHz。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種人造石英石板材原料、人造石英石板材及其制備方法。該板材原料由固體物料和添加劑組成，固體物料各組分含量按重量百分比計(jì)為石英砂58～62％、石英粉28～32％和不飽和聚酯樹(shù)脂8～13％，石英砂粒度為4～140目，石英粉粒度為325～1250目；添加劑為固化劑和偶聯(lián)劑，固化劑重量等于不飽和聚酯樹(shù)脂重量的0.8～2.0％，偶聯(lián)劑重量等于不飽和聚酯樹(shù)脂重量的0.5～1.5％。本發(fā)明人造石英石板材的制備方法依次包括1)稱取原料；2)將物料均勻平鋪在模板上；3)將模板振蕩壓制成型；4)模板采用微波固化爐加熱固化；5)出爐后脫模，堆放后冷卻。實(shí)踐證明，該人造石英石板材組分簡(jiǎn)單，綜合力學(xué)性能好，其制備方法能耗低、生產(chǎn)效率高、操作過(guò)程可控性好。
文檔編號(hào)C04B26/10GK102627429SQ201210084889
公開(kāi)日2012年8月8日 申請(qǐng)日期2012年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月27日
發(fā)明者孔祥文 申請(qǐng)人:武漢石尚高新建材有限公司