本發(fā)明屬于復合材料領域，具體涉及一種具備高強度的環(huán)保石英石復合材料的制備方法。
背景技術：
人造石英石是一種新型的裝飾材料，因其色彩眼里美觀、無輻射、耐磨耐蝕、抗老化防滲透等諸多優(yōu)點，受到了家裝市場的青睞，深受用戶的喜愛，并逐漸取代天然大理石、花崗巖等傳統(tǒng)裝飾石材。人造石英石在使用的過程中多被制備成復合材料，如石英石陶瓷復合板、石英石鋁蜂窩復合板、石英石大理石復合板等。石英石復合材料被廣泛應用于墻面、臺面、噴泉等裝飾領域，外形美觀且耐久使用。然而在實際加工制造的過程中，石英石復合材料的制備過程還存在以下一些問題：1、目前石英石復合材料的制備都是將石英石材料和其他材料機械切割成相同尺寸，然后再復合在一起，由于石英石材料硬度非常高，所以往往導致機械切割的效率非常慢，且良率低，造成成本飆升；2、由于使用上對復合材料平面度和強度的要求，石英石復合材料無法做到大尺寸，一旦尺寸偏大，則平面度和強度都會大幅降低，從而限制了石英石復合材料的使用范圍。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明中考慮到現(xiàn)有技術中加工石英石復合材料所存在的問題，提出了一種新的制備高強度的石英石復合材料的方法。本發(fā)明中并不采用將制備好的石英石材料直接與其他材料進行復合，而是從制備石英石的原材料選擇入手，將石英石材料的制備、固化、成型與復合一起完成，利用石英石材料固化步驟之前無定型的特點，達到簡化生產(chǎn)流程和工藝改良的效果。同時，采用本發(fā)明中的方法制備出的石英石復合材料尺寸可控、強度高、平面度好，擴大了石英石復合材料的適用范圍。
本發(fā)明所要解決的技術問題通過以下步驟予以實現(xiàn)：
本發(fā)明中提供的一種高強度環(huán)保石英石復合材料的制備方法，包括以下步驟：
步驟一：制備石英石混合料，所述混合料成分及重量份如下：
石英砂 20-30份
熔融石英粉 40-65份
不飽和聚酯樹脂 10-18份
氨基固化劑 0.5-0.8份
硅烷偶聯(lián)劑 0.05-0.1份
油酸 0.02-0.05份
磷酸甲酯 0.005-0.05份
有機錫穩(wěn)定劑 0.04-0.08份
將上述原料攪拌混合均勻后待用；
步驟二：在模具底部鋪設一層不銹鋼板，將步驟一中制得的石英石混合料平鋪于不銹鋼板表面，劃平石英石混合料表面后平鋪一層氣凝膠氈，然后再平鋪一層PVC膜，在復合振動成型機內(nèi)經(jīng)真空高頻振動、壓實；
步驟三：揭去PVC膜，將瓷磚貼合于氣凝膠氈表面上，然后在固化爐中90-105℃條件下固化2-3小時，隨爐冷卻，脫模后取出不銹鋼板、打磨定尺后得到所需石英石復合材料。
石英砂和熔融石英粉顆粒粒度的選擇直接關系著石英石復合材料中石英石板的質(zhì)量，熔融石英粉的粒度分布以及所占質(zhì)量百分比決定了石英砂顆粒之間的結合方式以及復合后的緊密程度。本發(fā)明中選用不飽和聚酯樹脂和氨基固化劑作為復合材料成型過程中的固化介質(zhì)，適量添加硅烷偶聯(lián)劑有助于固化進行的更為完全，磷酸甲酯作為分散劑進行添加。進一步地，步驟一中石英石混合料中還可添加有質(zhì)量份為2-5份的硬脂酸，以助于固化過程進行的更為徹底和均勻。
進一步優(yōu)選原料，步驟一中的石英砂的顆粒粒度范圍為100-150μm。步驟一中的熔融石英粉的粒度分布及所占質(zhì)量分數(shù)為：1-5μm，5-10%；5-18μm，5-10%；18-30μm，10-20%；30-40μm，35-40%；40-60μm，18-25%；60-100μm，8-15%。
步驟二中，為了使復合材料整體平面度不受到材料厚度的影響，首先在模具底部鋪設一層不銹鋼板，然后再倒入石英石混合料進行壓實成型。不銹鋼板可有效限定石英石層的形狀，通過調(diào)節(jié)不銹鋼板的平面度，可有效控制石英石材料層的平面度，進一步限定，步驟二中的不銹鋼板選擇為硬度高、表面能低的沉淀硬化型不銹鋼板。
鋪設氣凝膠氈是讓石英石混合料表面更為平整，讓壓實過程進行地更為均勻。進一步地，步驟二中的氣凝膠氈厚度為5-12mm，氣凝膠氈過薄則易陷入石英石混合料中，達不到效果，過厚則影響壓實過程，容易引進氣泡。
進一步地，步驟二中復合振動成型機的成型參數(shù)為真空度10-3-10-2Pa，振動頻率50-100Hz，壓力為15-18噸。
進一步地，為增加粘合力，步驟三中瓷磚與氣凝膠氈的貼合面上涂有由100-120重量份不飽和聚酯樹脂和2-8重量份氨基固化劑構成的粘合劑。
本發(fā)明具有如下有益效果：
1、本發(fā)明中提供的制備高強度石英石復合材料的方法為從制備石英石的原材料選擇入手，將石英石材料的制備、固化、成型與復合一起完成，利用石英石材料固化步驟之前無定型的特點，達到簡化生產(chǎn)流程和工藝改良的效果。
2、本發(fā)明中提供的制備高強度石英石復合材料的方法中未使用傳統(tǒng)技術中的機械切割過程，應用本發(fā)明中的方法，僅需根據(jù)對復合材料形狀厚度的需求調(diào)整模具和對應的工藝參數(shù)即可，不會產(chǎn)生因切割而導致的尾料、廢料和粉塵，加工過程衛(wèi)生環(huán)保。
3、采用本發(fā)明中的方法制備出的石英石復合材料尺寸可控、強度高、平面度好，擴大了石英石復合材料的適用范圍。
具體實施方式
下面通過實施例對本發(fā)明的內(nèi)容進行進一步的描述。
1、石英石混合料的制備
制備石英石混合料，所述混合料成分及重量份如下：
石英砂 28份
熔融石英粉 60份
不飽和聚酯樹脂 16份
氨基固化劑 0.8份
硅烷偶聯(lián)劑 0.07份
油酸 0.03份
磷酸甲酯 0.02份
有機錫穩(wěn)定劑 0.05份
硬脂酸 2份
將上述原料在400r/min條件下分散30min待用。
其中石英砂顆粒粒度選擇在120μm左右，熔融石英粉的粒度分布及所占質(zhì)量分數(shù)為：1-5μm，8%；5-18μm，10%；18-30μm，12%；30-40μm，40%；40-60μm，22%；60-100μm，8%。
2、壓實
在模具底部鋪設一層沉淀硬化性不銹鋼板（牌號為05Cr15Ni5Cu4Nb），鋼板厚度為1.5cm，將上一步驟中制得的石英石混合料平鋪于不銹鋼板表面，劃平石英石混合料表面后平鋪一層厚度為6mm的氣凝膠氈，然后再平鋪一層PVC膜，在復合振動成型機內(nèi)經(jīng)真空高頻振動、壓實。
復合振動成型機的成型參數(shù)為：真空度10-2Pa，振動頻率80Hz，壓力為16噸。
3、固化
揭去PVC膜，將瓷磚貼合于氣凝膠氈表面上，瓷磚與氣凝膠氈的貼合面上涂有由120重量份不飽和聚酯樹脂和7重量份氨基固化劑構成的粘合劑。然后在固化爐中100℃條件下固化3小時，隨爐冷卻，脫模后取出不銹鋼板、打磨定尺后得到所需石英石復合材料。
實施例中制得的石英石復合材料強度高、平面度好，可制備石英石層厚度超過10mm的復合材料，相比現(xiàn)有技術中僅能制備5mm以下的石英石層的復合材料板，本發(fā)明中的方法擴大了石英石復合材料的適用范圍。本發(fā)明中提供的制備高強度石英石復合材料的方法中未使用傳統(tǒng)技術中的機械切割極易高溫燒結過程，加工過程衛(wèi)生環(huán)保、節(jié)能。
最后需要說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明實施例的技術方案而非對其進行限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明實施例進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解依然可以對本發(fā)明實施例的技術方案進行修改或者等同替換，而這些修改或者等同替換亦不能使修改后的技術方案脫離本發(fā)明實施例技術方案的范圍。