人造石英石板材的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于建筑裝飾材料制備技術(shù)領(lǐng)域，具體是指一種新型的人造石英石板材的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]人造石英石是新型的人造建材，有高強(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、無輻射等諸多優(yōu)點(diǎn)，是天然石材最好的替代品。同時，人造石英石可采用廢舊玻璃作原料，因而在保護(hù)環(huán)境的同時實(shí)現(xiàn)了資源再利用，這些優(yōu)勢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、辦公室和大型商場的地面、墻面裝飾以及家居裝飾行業(yè)。
[0003]然而，傳統(tǒng)的人造石英石最主要的原材料就是熱固性樹脂?，F(xiàn)在最常用的熱固性樹脂是不飽和聚酯樹脂，該類型樹脂以苯乙烯作為溶劑和交聯(lián)單體，苯乙烯具有很強(qiáng)的揮發(fā)性，而且有刺激性氣味，對人體有害。同時，由于其配方中樹脂含量低，板材密度大，一般在2.35g/cm3左右，板材強(qiáng)度韌性較差，不能做得很薄，否則容易開裂，目前的市售常規(guī)規(guī)格為2440mmX 760mmX 15mm的板材重量大概在65Kg左右，而這個重量做立墻的墻飾或者吊頂都是不合適的，這在一定程度上限制了人造石英石的使用范圍，抑制了人造石英石向更全面的建筑裝飾領(lǐng)域的發(fā)展。此外，由于采用熱固性樹脂，傳統(tǒng)的人造石英石在成型后，質(zhì)地堅(jiān)硬，加工困難，很難做出如塑料等裝飾品之類的完美異型，并且板材厚度不能低于12_，否則在使用和運(yùn)輸?shù)倪^程當(dāng)中很容易發(fā)生斷裂和開裂，極大的限制了人造石英石的應(yīng)用和發(fā)展。
[0004]此外，傳統(tǒng)的人造石英石生產(chǎn)工藝中，為了控制成本，降低樹脂的用量，提高制品的致密程度，同時保證一定的強(qiáng)度和彈性模量，一般采用振動壓制成型，這種振動壓機(jī)在工作的時候帶來了嚴(yán)重的噪音污染，而且在板材在壓制成型后還需要送入另一道工序?qū)Π宀倪M(jìn)行固化，需要的生產(chǎn)線長，場地面積大，設(shè)備多，設(shè)備多，生產(chǎn)效率較低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，針對現(xiàn)有人造石英石原材料選材配方以及制備工藝設(shè)計(jì)的不足，提供一種人造石英石板材的制備方法，利用該方法制備得到的產(chǎn)品硬度高、密度小，韌性良好的，不易開裂。
[0006]為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種人造石英石板材的制備方法，其特殊之處在于:該石英石板材的原料由主料和輔料組成，所述主料的各組分含量按重量百分比計(jì)為:亞克力樹脂占20?30%、天然石英砂粉占70?80%，所述輔料包括:固化劑、偶聯(lián)劑和染色劑，其中，固化劑重量為亞克力樹脂的0.8?2.0%、偶聯(lián)劑重量為天然石英砂粉的0.1?0.3%、染色劑重量為亞克力樹脂的2?20% ;它的制備方法依次包括以下步驟:
[0007]I)稱取一定量的亞克力樹脂，在45±5°C的溫度下加熱使其充分融合；
[0008]2)按照設(shè)計(jì)的重量比例稱取天然石英砂粉、固化劑、偶聯(lián)劑、染色劑，加入到所述亞克力樹脂中混合均勻；
[0009]3)將物料均勻平鋪在模板上；
[0010]4)將模板送入壓機(jī)中采用抽真空后靜壓壓制方式壓制成型，壓制時，壓頭采用導(dǎo)熱板方式對板材進(jìn)行加熱，使板材完全固化；
[0011]5)將經(jīng)固化的板材出爐后脫模，堆放冷卻，再經(jīng)過定厚、拋光即可制備出人造石英石板材。
[0012]優(yōu)選地，所述亞克力樹脂由亞克力單體及其預(yù)聚物混合組成。
[0013]進(jìn)一步地，所述亞克力樹脂由甲基丙烯酸甲酯和聚甲基丙烯酸甲酯組合而成，其中，甲基丙烯酸甲酯和聚甲基丙烯酸甲酯重量比為3?5:5?7 ;所述聚甲基丙烯酸甲酯的分子量為300000?600000范圍。
[0014]還優(yōu)選地，所述天然石英砂粉中，石英砂與石英粉的重量比為5?7:3?5，其中，石英砂的粒度為4?140目，石英粉的粒度為325?3000目；所述石英粉中，粒度為1250?3000目的細(xì)粉占全部石英粉的重量的10?30%。
[0015]再進(jìn)一步地，所述固化劑為BPO或者TBPB。
[0016]進(jìn)一步地，所述偶聯(lián)劑為有機(jī)硅烷類偶聯(lián)劑。如KH-570、KH-580等。
[0017]還進(jìn)一步優(yōu)選地，所述壓制成型時，壓機(jī)中真空度為-0.08?-0.1MPa，壓頭上的靜壓力為5?lOMPa，壓制10?15min ;導(dǎo)熱板溫度為100?150°C。
[0018]本發(fā)明通過選用亞力克樹脂取代傳統(tǒng)的熱固性樹脂，能夠從根本上解決傳統(tǒng)熱固性樹脂沖擊韌性差、易開裂的問題。這是因?yàn)閬喛肆渲且环N熱塑性的樹脂，其制品固化后的力學(xué)性能要明顯優(yōu)于普通熱固性樹脂，尤其在沖擊韌性和耐老化方面，該樹脂體系要明顯優(yōu)于傳統(tǒng)熱固性樹脂體系；同時，亞格力樹脂在固化后，由于其具有熱塑性，亞克力樹脂制成的成品通過加熱到一定的溫度后，會發(fā)生軟化，能將板材加工成各種異型結(jié)構(gòu)，解決普通人造石英石加工困難的問題。選用亞克力樹脂還能夠從根本上解決傳統(tǒng)不飽和聚酯樹脂在生產(chǎn)過程中由于苯乙烯揮發(fā)帶來的刺激性氣味從而帶來的環(huán)境污染，因?yàn)閬喛肆渲谑褂玫倪^程中無揮發(fā)份。
[0019]本發(fā)明石英石板材的原料選取亞克力樹脂重量比為20?30%、天然石英砂粉重量比為70?80 %的配比體系，明顯有別于傳統(tǒng)人造石英石樹脂用量10 %左右、天然石英砂粉用量90%左右的配方設(shè)計(jì)。采用本發(fā)明的配方體系，既能提高板材中樹脂的用量，能夠更進(jìn)一步的提高最終石英石制品的沖擊韌性，同時能降低其密度，因?yàn)闃渲拿芏纫h(yuǎn)遠(yuǎn)低于天然石英砂粉的密度，這就能夠?qū)崿F(xiàn)將板材厚度做到6_也能保證板材的使用性能。同時，由于其密度也降低了，該類板材就能符合立墻墻飾或者吊頂?shù)难b飾用材的要求，解決了傳統(tǒng)人造石英石既厚且重、易開裂的問題。
[0020]本發(fā)明采用亞克力樹脂體系優(yōu)選由亞克力單體及其預(yù)聚物混合組成，進(jìn)一步優(yōu)選的，該體系選用甲基丙烯酸甲酯(MMA)和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)組合而成，兩者重量配比為:MMA:PMMA = 3?5:5?7。同時，所述PMMA的分子量在300000?600000。采用上述比例，即大量的采用PMMA，同時對PMMA的分子量加以限定，選用分子量較高的PMMA，是因?yàn)榉肿恿吭酱?，PMMA的預(yù)聚程度越高，分子鏈越長，從而其柔韌性越好，能夠保證最終固化后的制品的韌性好，不易開裂。同時，更多分子量更高的PMMA的用量，能夠保證樹脂混合物的粘度在一個比較合理的范圍，不至于太低，而粘度越高，就需要更多的樹脂才能將砂粉等原料混合均勻達(dá)到工藝要求的粘流態(tài)，而配方中，樹脂的含量越高，最終制品的密度就會越低，強(qiáng)度也會越好，韌性也越好，輕質(zhì)高強(qiáng)的性能得以保證。
[0021]本發(fā)明的天然石英砂粉采用天然石英砂(4?140目)與石英粉(325?3000目)按重量比為5?7:3?5混合使用，優(yōu)選石英粉中1250?3000目的細(xì)粉占全部石英粉的比例為10?30%。這樣采用較高比例的石英粉用量，能夠提高最終預(yù)混料的流動性，方便后續(xù)布料過程中采用的注射工藝以及靜壓壓制后板材的成型性。本發(fā)明配方中采用20?30%的樹脂用量，也為最終能夠?qū)崿F(xiàn)注射工藝以及靜壓壓制成型提供了有利支持。
[0022]制備過程中，本發(fā)明采用帶有封閉系統(tǒng)的靜壓壓制設(shè)備，對體系進(jìn)行抽真空后，通過上下兩頭與板材接觸的導(dǎo)熱壓頭，采用電加熱的方式加熱壓頭，通過壓頭與板材之間的熱傳導(dǎo)，在靜壓的同時對板材進(jìn)行加熱，使其固化成型。采用靜壓的方式能夠完全杜絕傳統(tǒng)振動壓制成型帶來的噪音污染。本工藝采用在給予靜壓壓制的同時通過上下壓頭電加熱直接對板材進(jìn)行熱傳導(dǎo)加熱，比傳統(tǒng)的通過熱鼓風(fēng)的方式對板材進(jìn)行加熱，效率更高，能耗更低，而且使用電能清潔無污染。該方法將傳統(tǒng)的壓制和固化兩道工序合而為一，同步完成，降低了生產(chǎn)線的復(fù)雜程度，提高了效率。壓制過程中，壓機(jī)中真空度為-0.08?-0.1Mpa，壓頭上的靜壓力為5?lOMPa，導(dǎo)熱板溫度為100?150°C，壓制5?15min。即通過控制合理的真空度范圍、壓力以及壓制時間，有效地保證板材被充分的壓實(shí)，內(nèi)部致密程度良好，沒有氣孔等影響產(chǎn)品最終外觀和力學(xué)性能的質(zhì)量問題；同時，合理的溫度控制以及壓制時間也可以保證板材固化均勻且完全，保證最終制品的力學(xué)性能。
【具體實(shí)施方式】