专利名称：高硬度人造石英石板材及其生产工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及人造石英石板材及其生产工艺，具体涉及一种高硬度人造石英石板材及其生产工艺。
背景技术：
人造石英石以不饱和聚酯树脂或热塑性高分子聚合物为基体，以硅酸盐(类)天然石英石和/或粉、硅砂、尾矿渣等无机材料(其主要成分为二氧化硅)为主要填料，经特定的工艺加工而成的具有一定规格尺寸和形状的人造石。因其质地坚硬(莫氏硬度5-7)、结构致密，具有其他装饰材料无法比拟的耐磨、耐压、抗腐蚀、防渗透等特性。人造石英石广泛应用于橱房台面、实验室台面、窗台、吧台、电梯口、地面、墙面等。在建筑对材料要求比较高的场所人造石英石都适用。目前，人造石英石板材存在密度不均、硬度低、易结粉团、易变形、易老化、易入色、色彩及图案单一等缺陷，在质地和花色上难以达到高仿真天然石材的效果，严重影响人造石英石的表面效果，影响建筑物和室内装潢的美观。因此，开发一种高性能人造石英石板材是本领域技术人员一直攻克的难题。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种密度均匀、色彩鲜艳、图案丰富、抗变形、耐老化、硬度高的人造石英石板材及其生产工艺。本发明采用的技术方案如下:
一种高硬度人造石英石板材，其由如下重量份的原料制成:10-30目石英砂40-50、300-500目石英粉20-30、粘合剂30-40、河卵碎石10-15、石英玻璃纤维5_10、煅烧陶土10-20、纳米碳化硅20-25、水玻璃30-40、天青石粉15-20、异丙基二油酸酰氧基(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯0.5-1、颜料0.2-0.3。所述的10-30目石英砂由15-25%的10目石英砂，20-30 %的20目石英砂和45-55%的30目石英砂组成。所述的300-500目石英粉由10-15%的300目石英粉，25-35%的500目石英粉和50-60%的600目石英粉组成。所述的粘合剂由下列重量份的原料组成:不饱和聚酯树脂70-80、3_氨基丙基三乙氧基娃烧2-3、苯胺甲基二乙氧基娃烧4-5、Y-氣丙基二乙氧基娃烧3_4、增塑剂FRP
2-3、改性树木灰烬1-2、苯乙烯20-25 ;
其制备方法如下:首先将不饱和树脂加入反应锅内，使锅内温度升到50-60°C，然后加入3_氛基丙基二乙氧基娃烧、苯胺甲基二乙氧基娃烧、Y -氣丙基二乙氧基娃烧，揽祥20-30分钟；然后在钼金催化剂的前提下，催化反应，当温度升到60-70°C时，停止加热，恒温10-15分钟，然后加入增塑剂、改性树木灰烬，搅拌5-8分钟，待温度降至常温后，加入苯乙烯稀释至粘度达到800-900Pa m/s后，搅拌均匀即可。所述的改性树木灰烬由下列方法制得:先用10-15%双氧水煮沸树木灰烬20-30min，再用蒸馏水洗净，置于100-110°C的烘箱内烘干，加入相当于树木灰烬重量
2-3%的聚异丁烯、3-4%的月桂醇硫酸钠、2-3%的羧甲基淀粉钠、3-5%的柠檬酸三丁酯，在80-90°C水浴中以2000-3000rpm高速搅拌2_3h，烘干，粉碎研磨成超细粉末即可。高硬度人造石英石板材的生产工艺，包括以下步骤:
(1)将纳米碳化硅、煅烧陶土分别干燥后加入高速混合机中，再加入异丙基二油酸酰氧基(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯，在110_120°C下以500-1000rpm的速度搅拌混合20_30min，再加入水玻璃继续搅拌5-10min后,加入天青石粉在以1500_2000rpm的速度共混4_6min,送入造粒机中造粒，粒径控制在2-4_，即得天青石粉包覆颗粒，烘干，待用；
(2)将上述制得天青石粉包覆颗粒与余下各原料加入搅拌机中搅拌均匀，不留死角，结合颗粒度的大小，搅拌速度可调节0-1500rpm,物料在搅拌机内经调比搅拌结束后,入混料盘内，边转边洒料，使物料更进一步均匀混合，然后送入搅拌机再充分混合，物料更加均匀，花色均匀、清晰、仿真度高；
(3)将混合好的物料送入打散机把一些没有搅拌结团的物料进一步打散，打散过后，经电子计量进入布料机内布料，然后送进制板模中，将制板模送入成型压机在真空、振动、加压下进行成型，压制频率52-62HZ，压制时间150-200s，压力1.5-3.0MPa，真空度-10(T-95Pa ；
(4)将成型的板材送入固化箱固化，固化温度为80-90°C，时间为40-50min；
(5)板材固化结束后，经定厚、抛光深加工处理，即制得人造石英石板材。本发明的有益效果:
本发明通过对配方的优化，不同原料的相互配合，提高了人造石英石板材的耐磨、耐酸碱、耐高温、抗冲、抗压、抗折、耐划伤抗老化、耐候性等性能，改善了人造石英石板材的综合性能。另外在配方中还添加了石英玻璃纤维材料，可以有效提高人造石英石板材的机械强度、热稳定性、隔热等性能。本发明用天青石粉对煅烧陶土、纳米碳化硅进行包覆改性，可以提高板材的抗渗透能力，耐水性，使生产出来的人造石英石板材不易入色。本发明生产出来的人造石英石板材具有质轻、密度均匀、色彩鲜艳、图案丰富、高硬度、高耐磨、高抗冲、耐热性好、耐候性好、不易变形、耐划伤抗老化、不易入色、环保无污染等优点，耐酸碱、耐盐雾、耐汽油等有机溶剂各方面的性能指标均很高，经久耐用，完全达到高仿真天然石材的效果。
具体实施例方式一种高硬度人造石英石板材，其由如下重量份的原料制成:10目石英砂9.6份、20目石英砂12份、30目石英砂26.4份、300目石英粉3份、500目石英粉7.5份、600目石英粉14.5份、粘合剂36份、河卵碎石12份、石英玻璃纤维7份、煅烧陶土 15份、纳米碳化硅24份、水玻璃36份、天青石粉18份、异丙基二油酸酰氧基(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯0.6份、颜料0.25份。其中，所述的粘合剂由下列重量份的原料组成:不饱和聚酯树脂75份、3-氨基丙基二乙氧基娃烧2.5份、苯胺甲基二乙氧基娃烧4份、Y -氯丙基二乙氧基娃烧4份、增塑剂FRP (纤维增强复合塑料)3份、改性树木灰烬1.5份、苯乙烯24份；
其制备方法如下:首先将不饱和树脂加入反应锅内，使锅内温度升到55°C，然后加入
3-氛基丙基二乙氧基娃烧、苯胺甲基二乙氧基娃烧、Y-氣丙基二乙氧基娃烧，揽祥25分钟；然后在钼金催化剂的前提下，催化反应，当温度升到60°C时，停止加热，恒温12分钟，然后加入增塑剂、改性树木灰烬，搅拌6分钟，待温度降至常温后，加入苯乙烯稀释至粘度达到800-900Pa m/s后，搅拌均匀即可。所述的改性树木灰烬由下列方法制得:先用12%双氧水煮沸树木灰烬25min，再用蒸馏水洗净，置于105°C的烘箱内烘干，加入相当于树木灰烬重量2.5%的聚异丁烯、3%的月桂醇硫酸钠、2.5%的羧甲基淀粉钠、4%的柠檬酸三丁酯，在90°C水浴中以2500rpm高速搅拌2h，烘干，粉碎研磨成超细粉末即可。高硬度人造石英石板材的生产工艺，包括以下步骤:
(1)将纳米碳化硅、煅烧陶土分别干燥后加入高速混合机中，再加入异丙基二油酸酰氧基(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯，在115°C下以IOOOrpm的速度搅拌混合20min，再加入水玻璃继续搅拌8min后,加入天青石粉在以2000rpm的速度共混4min,送入造粒机中造粒,粒径控制在3mm,即得天青石粉包覆颗粒,烘干,待用；
(2)将上述制得天青石粉包覆颗粒与余下各原料加入搅拌机中搅拌均匀，不留死角，结合颗粒度的大小，搅拌速度可调节0-1500rpm,物料在搅拌机内经调比搅拌结束后,入混料盘内，边转边洒料，使物料更进一步均匀混合，然后送入搅拌机再充分混合，物料更加均匀，花色均匀、清晰、仿真度高；
(3)将混合好的物料送入打散机把一些没有搅拌结团的物料进一步打散，打散过后，经电子计量进入布料机内布料，然后送进制板模中，将制板模送入成型压机在真空、振动、力口压下进行成型，压制频率58HZ，压制时间160s，压力2.8MPa，真空度_99Pa ；
(4)将成型的板材送入固化箱固化，固化温度为90°C，时间为40min；
(5)板材固化结束后，经定厚、抛光深加工处理，即制得人造石英石板材。
将上述制得的人造石英石板材切割成长度为300mm,宽150mm,高20mm的板材,做各项性能测试。测试结果如下表所示:
淳￥|"项目 I结果—
I_莫氏硬度7.8_
2_吸水率 0.05%_
3~冲击韧性5.4KJ/m2
4弯曲强度65.6MPa
5抗压强f 227.2MPa
6断裂通^ 33.9MPa
7I放射性 I符合A类要求，Ira=0.045，Ir=0.068
权利要求
1.一种高硬度人造石英石板材，其特征在于，其由如下重量份的原料制成:10-30目石英砂40-50、300-500目石英粉20-30、粘合剂30-40、河卵碎石10-15、石英玻璃纤维5_10、煅烧陶土 10-20、纳米碳化硅20-25、水玻璃30-40、天青石粉15-20、异丙基二油酸酰氧基(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯0.5-1、颜料0.2-0.3。
2.根据权利要求1所述的高硬度人造石英石板材，其特征在于，所述的10-30目石英砂由15-25%的10目石英砂,20-30%的20目石英砂和45-55%的30目石英砂组成。
3.根据权利要求1所述的高硬度人造石英石板材，其特征在于，所述的300-500目石英粉由10-15%的300目石英粉，25-35%的500目石英粉和50-60%的600目石英粉组成。
4.根据权利要求1所述的高硬度人造石英石板材，其特征在于，所述的粘合剂由下列重量份的原料组成:不饱和聚酯树脂70-80、3_氨基丙基三乙氧基硅烷2-3、苯胺甲基三乙氧基硅烷4-5、Y-氯丙基三乙氧基硅烷3-4、增塑剂FRP 2-3、改性树木灰烬1_2、苯乙烯20-25 ； 其制备方法如下:首先将不饱和树脂加入反应锅内，使锅内温度升到50-60°C，然后加入3_氛基丙基二乙氧基娃烧、苯胺甲基二乙氧基娃烧、Y -氣丙基二乙氧基娃烧，揽祥20-30分钟；然后在钼金催化剂的前提下，催化反应，当温度升到60-70°C时，停止加热，恒温10-15分钟，然后加入增塑剂、改性树木灰烬，搅拌5-8分钟，待温度降至常温后，加入苯乙烯稀释至粘度达到800-900Pa m/s后，搅拌均匀即可。
5.根据权利要求4所述的高硬度人造石英石板材，其特征在于，所述的改性树木灰烬由下列方法制得:先用10-15%双氧水煮沸树木灰烬20-30min，再用蒸馏水洗净，置于100-110°C的烘箱内烘干，加入相当于树木灰烬重量2-3%的聚异丁烯、3-4%的月桂醇硫酸钠、2-3%的羧甲基淀粉钠、3-5%的柠檬酸三丁酯，在80-90 V水浴中以2000-3000rpm高速搅拌2-3h，烘干，粉碎研磨成超细粉末即可。
6.一种如权利要求1所述的高硬度人造石英石板材的生产工艺，其特征在于包括以下步骤: (1)将纳米碳化硅、煅烧陶土分别干燥后加入高速混合机中，再加入异丙基二油酸酰氧基(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯，在110_120°C下以500-1000rpm的速度搅拌混合20_30min，再加入水玻璃继续搅拌5-10min后,加入天青石粉在以1500_2000rpm的速度共混4_6min,送入造粒机中造粒，粒径控制在2-4_，即得天青石粉包覆颗粒，烘干，待用； (2)将上述制得天青石粉包覆颗粒与余下各原料加入搅拌机中搅拌均匀，不留死角，结合颗粒度的大小，搅拌速度可调节0-1500rpm,物料在搅拌机内经调比搅拌结束后,入混料盘内，边转边洒料，使物料更进一步均匀混合，然后送入搅拌机再充分混合，物料更加均匀，花色均匀、清晰、仿真度高； (3)将混合好的物料送入打散机把一些没有搅拌结团的物料进一步打散，打散过后，经电子计量进入布料机内布料，然后送进制板模中，将制板模送入成型压机在真空、振动、加压下进行成型，压制频率52-62HZ，压制时间150-200s，压力1.5-3.0MPa，真空度-10(T-95Pa ； (4)将成型的板材送入固化箱固化，固化温度为80-90°C，时间为40-50min； (5)板材固化结束后，经定厚、抛光深加工处理，即制得人造石英石板材。
全文摘要
本发明公开了一种高硬度人造石英石板材及其生产工艺，其由如下重量份的原料制成10-30目石英砂40-50、300-500目石英粉20-30、粘合剂30-40、河卵碎石10-15、石英玻璃纤维5-10、煅烧陶土10-20、纳米碳化硅20-25、水玻璃30-40、天青石粉15-20、异丙基二油酸酰氧基(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯0.5-1、颜料0.2-0.3。本发明生产出来的人造石英石板材具有质轻、密度均匀、色彩鲜艳、图案丰富、高硬度、高耐磨、高抗冲、耐热性好、耐候性好、不易变形、耐划伤抗老化、不易入色、环保无污染等优点，耐酸碱、耐盐雾、耐汽油等有机溶剂各方面的性能指标均很高，完全达到高仿真天然石材的效果。
文档编号C04B28/26GK103204660SQ20131009071
公开日2013年7月17日 申请日期2013年3月20日 优先权日2013年3月20日
发明者徐长青, 耿相建, 叶良飞, 刘继平, 韩同萍 申请人:安徽瑞翔石英制品有限公司