專利名稱：石英石原料、人造石英石板材及其制造工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種人造建筑裝飾材料及其制造工藝，特別涉及一種人造石英石板材 原料，由該原料制造的人造石英石板材以及人造石英石板材制造工藝。
背景技術(shù)：
樹脂型人造石產(chǎn)品分類可分為幾大類，使用性能是由其原料的成份、比例以及生 產(chǎn)設(shè)備、工藝等多種條件決定的。其中原料是決定其性能質(zhì)量的基礎(chǔ)，不同的原材料和不同 的生產(chǎn)設(shè)備，生產(chǎn)出來(lái)的人造石板材就有不同的使用價(jià)值和不同的物理特性，制造成本也 不同。在20世紀(jì)60年代由意大利率先用碳酸鈣(大理石)作填料與不飽和樹脂，固化劑 作粘合材料，伴以染料生產(chǎn)人造合成大理石(崗石)。從八十年代中期流入中國(guó)，成為現(xiàn)在 人造崗石產(chǎn)品，70年代出現(xiàn)以聚甲醛丙烯酸甲酯和氫氧化鋁為原料生產(chǎn)的人造石。后來(lái)通 過(guò)改良為UP/PMMA板生產(chǎn)人造石板材。20世紀(jì)90年代初用不飽和樹脂和氫氧化鋁生產(chǎn)出 來(lái)標(biāo)準(zhǔn)板人造石板材(UP板)，90年代未采用天然石英石等天然無(wú)機(jī)礦及氧化鋁等化工原 料，經(jīng)熔窖、熔劑、水率、晶化窟燒結(jié)制成微晶石。21世紀(jì)初，在西班牙有人用天然石英砂粉 和高性能樹脂合成生產(chǎn)出了新科技人造石英石板材。自始人造石英石工藝流入中國(guó)成為更 新的一代建材產(chǎn)品，但樹脂型人造石生產(chǎn)中不飽和聚酯和填料固化后，產(chǎn)品在長(zhǎng)期室外強(qiáng) 光下使用容易發(fā)生老化、顏色變黃、發(fā)脆、物理性能和化學(xué)性能下降等問(wèn)題，還未得到進(jìn)一 步的解決。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)目前人造石英石板材在長(zhǎng)期室外強(qiáng)光下使用容易發(fā)生老化 現(xiàn)象的問(wèn)題，提供一種抗光老化能力強(qiáng)、物理性能和化學(xué)性能好，且使用壽命長(zhǎng)的人造石英 石原料。本發(fā)明的另一目的是提供一種由上述人造石英石原料制造的人造石英石板材。本發(fā)明的再一目的是提供一種上述人造石英石板材的制造工藝。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案本發(fā)明公開了一種人造石英石板材原料，所述原料包括5目-100目粒徑的無(wú)機(jī) 硅材料60-63%、320目-3000目石英石粉28_32%、不飽和樹脂7_9%、及色料和偶聯(lián)劑各 0. 4-0. 6%，所述無(wú)機(jī)硅材料包括石英砂和/或廢舊玻璃粒料，所述百分比為石英石板材原 料總質(zhì)量百分比；所述原料還包括質(zhì)量含量占樹脂用量的0. 5-1%的紫外線吸收劑、質(zhì)量 含量占樹脂用量的0. 5-1%的分解劑，以及質(zhì)量含量占樹脂用量的0. 8-1%的固化劑。所述人造石英石板材原料的組成為5目-100目粒徑的無(wú)機(jī)硅材料60_63%、320 目-3000目石英石粉28-32%、不飽和樹脂7-9%、及色料和偶聯(lián)劑各0. 4-0. 6%，所述無(wú)機(jī) 硅材料包括石英砂和/或廢舊玻璃粒料，所述百分比為石英石板材原料總質(zhì)量百分比；所 述原料還包括質(zhì)量含量占樹脂用量的0. 5-1%的紫外線吸收劑、質(zhì)量含量占樹脂用量的 0. 5-1%的分解劑，以及質(zhì)量含量占樹脂用量的0. 8-1%的固化劑。
所述紫外線吸收劑為水楊酸苯酯、乙酰水楊酸、苯井三唑、2-羥基二苯酮中的至少一種。
所述分解劑為N-苯基-N-環(huán)己基對(duì)苯二胺、N, N- 二苯基對(duì)苯二胺、三甘醇 雙-3- 丁基-4-羥基-5-甲基苯基丙酸酯中的至少一種。
所述固化劑為過(guò)氧化-2-乙基己酸叔丁酯；所述偶聯(lián)劑為聚硅氧烷改性劑。
所述不飽和樹脂是粘度為2. 55-2. 65Pa. s，固體含量67_70 %，交聯(lián)劑含量為 觀-32%改性的熱固性不飽和樹脂，所述交聯(lián)劑為苯乙烯。
本發(fā)明還公開了 一種由上述人造石英石板材原料制備得到的人造石英石板材。
本發(fā)明還公開了一種上述人造石英石板材的制造工藝，所述制作工藝包括如下步 驟
A 將占石英石板材原料總質(zhì)量7-9%的不飽和樹脂與占樹脂質(zhì)量0. 5-1%的紫外 線吸收劑以及占樹脂質(zhì)量0. 5-1%的分解劑充分混勻；
B:向步驟A的材料中加入占原料總質(zhì)量百分比60-63%的5目-100目石英粉 砂或玻璃材料，29-30%的320-3000目石英石粉、0. 4-0. 5%的偶聯(lián)劑，以及占樹脂質(zhì)量的 0. 8-1%的固化劑，充分混勻，得到非糊狀的半干性混合物料；
C 將步驟B的混合物料均勻布料于模具中，在真空狀態(tài)下加壓、震蕩壓制成型，加 溫固化。
所述固化的固化溫度為87_97°C，所述固化時(shí)間為45-50分鐘。
由于采用以上技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果在于
本發(fā)明的人造石英石板材克服了現(xiàn)有人造石板材在長(zhǎng)期室外強(qiáng)光下使用中發(fā)生 老化現(xiàn)象，防紫外線光老化以及抗空氣中氧和臭氧氧化降解能力不理想的缺陷。本發(fā)明的 人造石英石板材利用各粒徑的石英砂粉、廢舊玻璃粒、粉與高分子不飽和聚酯樹脂，環(huán)保節(jié) 約，并且通過(guò)本發(fā)明公布的制作工藝，獲得的石英石板材產(chǎn)品各種物理性能和化學(xué)性能優(yōu) 勝于天然的裝修裝飾材料。本發(fā)明的人造石英石板材具有良好的抗光老化性能，在室外強(qiáng) 光下使用1年，其光澤度仍然保持穩(wěn)定，而目前常規(guī)的人造石板材產(chǎn)品光澤度明顯下降。
具體實(shí)施方式
人造石英石板材采用不飽和聚酯樹脂作粘合，一般來(lái)說(shuō)純度高的樹脂(粘度 2. 55-2. 65Pa. s，固體含量68-70%以上，苯乙烯觀_32% )不吸收波長(zhǎng)大于300nm的光，不 容易老化，但實(shí)際上樹脂中都含有少量雜質(zhì)，雜質(zhì)吸收紫外線后即行氧化形成羰基，羰基吸 收波長(zhǎng)280-330nm的紫外線，并將光能傳遞到整個(gè)分子鏈中，在薄弱的點(diǎn)上發(fā)生降解，因此 人造石英石板材產(chǎn)品在長(zhǎng)期使用中會(huì)光老化。具體來(lái)說(shuō)，一方面，不同的紫外線波長(zhǎng)對(duì)樹脂 中各種不同的共價(jià)鍵有很大影響，它首先危害樹脂中的0-0鍵、C-BY鍵、C-Cl鍵、C-O鍵，使 含鹵素的阻燃樹脂變黃、酯鍵也成為受攻擊的薄弱點(diǎn)，在薄弱的點(diǎn)上發(fā)生降解。另一方面， 空氣中氧和臭氧可使樹脂降解、變色、在熱和光的聯(lián)合作用下老化加速，使聚酯氧化以后產(chǎn) 生的過(guò)氧化基團(tuán)分解。本發(fā)明在原材料中加入防老化、防紫外線光老化和空氣中氧和臭氧 使樹脂發(fā)生氧化解的紫外線吸收劑和分解劑。紫外線吸收劑溶于樹脂中對(duì)紫外線有強(qiáng)烈的 吸收能力，并將光能轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌麩o(wú)害于樹脂結(jié)構(gòu)的能量；分解劑能夠制止樹脂的氧化降解， 中斷自由基團(tuán)的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，終止氧化鏈反應(yīng)。采用上述方法，本發(fā)明解決了不飽和聚酯和填料固化后產(chǎn)品在長(zhǎng)期室外強(qiáng)光下使用中會(huì)發(fā)生老化、顏色變黃、發(fā)脆、物理性能和化學(xué)性能 下降的國(guó)內(nèi)行業(yè)的難題。
本發(fā)明人造石英石板材的原料包括5-100目石英砂或玻璃粒60-63%、320-3000 目石英石粉觀-32%、不飽和樹脂7-9%、偶聯(lián)劑0. 4-0. 6%，所述百分比為石英石原料總質(zhì) 量百分比；所述原料還包括少許染料，質(zhì)量含量占樹脂用量的0. 5-1%的紫外線吸收劑、 質(zhì)量含量占樹脂用量的0. 5-1%的分解劑，以及質(zhì)量含量占樹脂用量的0. 8-1%的固化劑。 在本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方式中，人造石英石板材的原料由上述原料組成。在上述原料中，本發(fā) 明采用多種粒徑的純石英石廢舊玻璃粒料等無(wú)機(jī)硅材料作為主體材料，所用的石英石天然 材料的總和占原料總重達(dá)到89-93%。本發(fā)明所用的石英石材料適用的粒徑大至5mm，可以 使用20目、40目、60目、80目、100目、200目、500目、800目、1200-3000目粒徑的材料組合。 其中大部分為5-100目石英砂或廢舊玻璃粒無(wú)機(jī)硅材料(占原料總重的60-63% )，其余為 320-3000目的石英石粉作為填料(占原料總重的四-30% )，所述石英石砂為不同粒徑大小 的石英石和廢舊玻璃等無(wú)機(jī)硅顆粒，其粒徑范圍為20-3000目，大至5mm。
本發(fā)明所用不飽和樹脂的用量較低，僅占原料總重的7_9%。在本發(fā)明優(yōu)選的實(shí) 施方式中，不飽和樹脂選擇條件為樹脂粘度2. 55-2. 65Pa. s ；固體質(zhì)量含量占樹脂總量的 67-70% ；交聯(lián)劑優(yōu)選為苯乙烯，其質(zhì)量含量占樹脂總量的觀-32%。
除上述作為主體材料的無(wú)機(jī)硅材料(石英粉和石英石砂、玻璃)以及不飽和樹脂 外，本發(fā)明的原料配方中還包括偶聯(lián)劑，紫外線吸收劑，分解劑及固化劑。其中，石英石偶聯(lián) 劑優(yōu)選聚硅氧烷改性劑，所述聚硅氧烷改性劑選自苯胺甲基三乙氧基硅烷、Y -甲基丙烯酰 氧基丙基三甲氧基硅烷、Y42，3環(huán)氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、Ν-β (氨乙基)-Y-氨丙 基甲基二甲氧基硅烷、Ν-β (氨乙基)-Y-氨丙基三乙氧基硅烷、Ν-β (氨乙基)-Y-氨丙 基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷中的至少一種，優(yōu)選苯胺甲基 三乙氧基硅烷。能夠使樹脂和石英材料分子鍵連接鍵在一起，結(jié)合得更緊密，更牢固。本發(fā) 明使用的紫外線吸收劑優(yōu)選水楊酸苯酯、乙酰水楊酸、苯井三唑、2-羥基二苯酮等。分解劑 優(yōu)選N-苯基-N-環(huán)己基對(duì)苯二胺、N，N- 二苯基對(duì)苯二胺、三甘醇雙-3- 丁基-4-羥基-5-甲 基苯基丙酸酯等。固化劑優(yōu)選中溫固化劑過(guò)氧化-2-乙基己酸叔丁酯。本發(fā)明的上述配方 還可以根據(jù)需求，加入占原料總重量0-0. 5%的顏料調(diào)色。
將上述材料混合后，得到本發(fā)明的人造石英石板材的原料。該原料為非糊狀的半 干性混合物料。用手抓起會(huì)實(shí)，放開則為松散的。非糊狀的半干性混合物料有利于布料操 作，無(wú)需使用澆注設(shè)備，在模具的各個(gè)位置都能保證均勻分布，且減少了糊狀物料在布料時(shí) 由于粘附于設(shè)備上導(dǎo)致的材料浪費(fèi)，以及可能造成空隙使得布料不均勻影響人造石英石板 材的質(zhì)量。并且，由于本發(fā)明不飽和樹脂的含量較少，經(jīng)壓制固化后得到的產(chǎn)品硬度高，不 易彎曲變型。
將本發(fā)明的上述非糊狀的半干性混合物料經(jīng)布料后，進(jìn)一步在真空狀態(tài)下加壓、 震蕩，從而得到本發(fā)明的人造石英石板材。真空加壓及震蕩是在特定的溫度87-97°，經(jīng)過(guò) 固定時(shí)間45-50分鐘，能夠得到完全固化成型的人造石英石板材。真空加壓的壓力大小需 保證半干性混合物料能夠緊密結(jié)合。
本發(fā)明的制造工藝中，石英石混合物料在加壓、震蕩、成型后得出的毛坯是軟的， 未有固化的，必須經(jīng)固化爐內(nèi)在特定的87-97°C溫度內(nèi)(中溫固化)，恒溫特定時(shí)間45-50分鐘產(chǎn)品才能完全固化，兩個(gè)條件缺一不可。溫度過(guò)高，時(shí)間過(guò)長(zhǎng)的固化，會(huì)導(dǎo)致毛坯急劇 加溫?zé)釕?yīng)力過(guò)速，收縮率大，使產(chǎn)品固化后，收縮大、龜裂、變形，造成廢品；溫度過(guò)低或者固 化時(shí)間過(guò)短，則會(huì)導(dǎo)致使產(chǎn)品局部固化，局部不固化，固化不完全，造成廢品。本發(fā)明人造石 英石板材的原料及制備工藝可適用于全自動(dòng)化石英石板材生產(chǎn)線，極大減少了生產(chǎn)成本。下面通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。以下實(shí)施例僅僅對(duì)本發(fā)明進(jìn)行 進(jìn)一步的說(shuō)明，不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。實(shí)施例選取粘度2. 55-2. 65Pa. S、樹脂中固體質(zhì)量含量68_70 %、苯乙烯質(zhì)量含量30% 改性的熱固性不飽和樹脂，粒徑5-100目的石英砂及廢舊玻璃(粒徑大至5mm)，以及 320-3000目的石英硅粉為主要原料。首先，按人造石英石原料總質(zhì)量百分比，將8%的不飽 和樹脂與占樹脂質(zhì)量1 %的水楊酸苯酯以及占樹脂質(zhì)量1 %的N，N-二苯基對(duì)苯二胺充分混 勻；再加入5-100目石英砂61%、320-3000目石英石粉30%、聚硅氧烷改性劑(苯胺甲基三 乙氧基硅烷)0. 5%，以及占樹脂用量的的中溫固化劑過(guò)氧化-2-乙基己酸叔丁酯，充分 混勻即獲得本發(fā)明的人造石英石原料。該原料為非糊狀的半干性混合物料，用手抓起會(huì)實(shí)， 放開則為松散的，利于布料以及后續(xù)加工，并且樹脂含量比例較低，造出的人造石英石板材 產(chǎn)品不容易彎曲、變型，堅(jiān)硬等優(yōu)點(diǎn)。另外，在上述原料的基礎(chǔ)上為了獲得不同顏色的人造 石英石產(chǎn)品，還可以加入原料總質(zhì)量0-0. 5%的顏料與原料充分混勻。將上述人造石英石原料均勻布料于模具中，在真空狀態(tài)下加壓、震蕩壓制成型， 其真空加壓的壓力大小需保證半干性混合物料能夠緊密結(jié)合；最后在87-97°C加溫固化 45-50分鐘，即獲得本發(fā)明的人造石英石板材。同時(shí)，設(shè)置不含本發(fā)明中的紫外線吸收劑以 及分解劑的常規(guī)人造石板材或者只是在常規(guī)人造石英石板材表面涂一層抗老化的紫外線 吸收劑作為對(duì)照，對(duì)人造石英石的物理化學(xué)性能進(jìn)行檢測(cè)。測(cè)試數(shù)據(jù)如下表1本發(fā)明產(chǎn)品與常規(guī)產(chǎn)品性能檢測(cè)
權(quán)利要求
1.一種人造石英石板材原料，其特征在于所述原料包括5目-100目粒徑的無(wú)機(jī)硅 材料60-63%、320目-3000目石英石粉觀_32 %、不飽和樹脂7_9 %、及色料和偶聯(lián)劑各 0. 4-0. 6%，所述無(wú)機(jī)硅材料包括石英砂和/或廢舊玻璃粒料，所述百分比為石英石板材原 料總質(zhì)量百分比；所述原料還包括質(zhì)量含量占樹脂用量的0. 5-1%的紫外線吸收劑、質(zhì)量 含量占樹脂用量的0. 5-1%的分解劑，以及質(zhì)量含量占樹脂用量的0. 8-1%的固化劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的人造石英石板材原料，其特征在于所述人造石英石板材原 料的組成為5目-100目粒徑的無(wú)機(jī)硅材料60-63%、320目-3000目石英石粉觀_32%、不 飽和樹脂7-9%、及色料和偶聯(lián)劑各0. 4-0. 6%，所述無(wú)機(jī)硅材料包括石英砂和/或廢舊玻 璃粒料，所述百分比為石英石板材原料總質(zhì)量百分比；所述原料還包括質(zhì)量含量占樹脂 用量的0. 5-1%的紫外線吸收劑、質(zhì)量含量占樹脂用量的0. 5-1%的分解劑，以及質(zhì)量含量 占樹脂用量的0. 8-1%的固化劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的人造石英石板材原料，其特征在于所述紫外線吸收劑 為水楊酸苯酯、乙酰水楊酸、苯井三唑、2-羥基二苯酮中的至少一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的人造石英石原料，其特征在于所述分解劑為N-苯 基-N-環(huán)己基對(duì)苯二胺、N, N- 二苯基對(duì)苯二胺、三甘醇雙-3- 丁基-4-羥基-5-甲基苯基 丙酸酯中的至少一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的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；所述偶聯(lián)劑為聚硅氧烷改性劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的人造石英石板材原料，其特征在于所述不飽和樹脂是 粘度為2. 55-2. 65Pa. s,固體含量67-70%，交聯(lián)劑含量為28-32%改性的熱固性不飽和樹 脂。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的人造石英石板材原料，其特征在于所述交聯(lián)劑為苯乙烯。
8.由權(quán)利要求1-7任意一項(xiàng)所述的人造石英石板材原料制備得到的人造石英石板材。
9.權(quán)利要求8所述人造石英石板材的制造工藝，其特征在于所述制作工藝包括如下 步驟A 將占石英石板材原料總質(zhì)量7-9%的不飽和樹脂與占樹脂質(zhì)量0. 5-1%的紫外線吸 收劑以及占樹脂質(zhì)量0. 5-1%的分解劑充分混勻；B 向步驟A的材料中加入占原料總質(zhì)量百分比60-63%的5目-100目石英粉砂或玻 璃材料，29-30%的320-3000目石英石粉、0. 4-0. 5%的偶聯(lián)劑，以及占樹脂質(zhì)量的0. 8-1% 的固化劑，充分混勻，得到非糊狀的半干性混合物料；C 將步驟B的混合物料均勻布料于模具中，在真空狀態(tài)下加壓、震蕩壓制成型，加溫固化。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的制造工藝，其特征在于所述固化的固化溫度為87-97°C，所 述固化時(shí)間為45-50分鐘。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種人造石英石板材原料，包括占石英石板材總質(zhì)量百分比60-63％的5-100目粒徑的石英砂和廢舊玻璃粒料等無(wú)機(jī)硅材料、28-32％的320-3000目石英石粉、7-9％的不飽和樹脂、及0.4-0.6％的色料和偶聯(lián)劑；質(zhì)量占樹脂用量的0.5-1％的紫外線吸收劑、0.5-1％的分解劑、0.8-1％的固化劑。本發(fā)明還公開了由上述板材原料制備而成的石英石板材及其制造工藝。本發(fā)明生產(chǎn)的石英石板材利用石英砂、粉和廢舊玻璃粒料等無(wú)機(jī)硅材料與不飽和樹脂，在真空狀態(tài)下，振動(dòng)加壓壓制，中溫條件下固化合成，克服了現(xiàn)有人造石在長(zhǎng)期室外強(qiáng)光下使用中發(fā)生老化的問(wèn)題，具有良好的物理和化學(xué)性能。
文檔編號(hào)C04B26/04GK102030497SQ20101052831
公開日2011年4月27日 申請(qǐng)日期2010年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月1日
發(fā)明者張文 申請(qǐng)人:新云石業(yè)(云浮)有限公司