高强度人造石英石板材及其制备方法 [0001][0004]本世纪初，西班牙发明了人造石英石，这种材料目前广泛应用于家具，铺设各种建筑的地面、墙面等。人造石英石制品一般利用不饱和聚酯树脂和石英石粉填料生产，但目前人造石英石板材存在强度不高、易开裂、断裂，严重影响了人造石英石的使用寿命。因此，开发一种高强度人造石英石板材是本领域技术人员一直攻克的难题。[0005]
[0006]为了提高人造石英石的强度和延长人造石英石的使用寿命，本发明提供了一种高强度人造石英石板材及其制备方法。[0007]为了实现上述发明目的，本发明提供了一种高强度人造石英石板材，所述板材中各原料及其重量百分比为:不饱和聚酯树脂5-15%、无机材料65-85%、色料0.2-1.5%、偶联剂0.3-2.0%、强度增强材料2-13%、促进剂0.5-2%和固化剂0.5_3%。[0008]所述板材中各原料及其重量百分比为:不饱和聚酯树脂5-9%、无机材料72-83%、色料0.8-1.5%、偶联剂0.8-2.0%、强度增强材料7-13%、促进剂1.2-2%和固化剂1.5_3%。
[0009]所述板材中各原料及其重量百分比为:不饱和聚酯树脂8-15%、无机材料69-77%、色料0.2-1.1%、偶联剂0.3-1.2%、强度增强材料2-11%、促进剂0.5-1.5%和固化剂
0.5-2.5%ο
[0010]所述板材中各原料及其重量百分比为:不饱和聚酯树脂8-11%、无机材料73-82%、色料0.3-0.5%、偶联剂0.5-1.6%、强度增强材料5-12%、促进剂0.7-1.7%和固化剂
1.5-2.6%。
[0011]所述板材中各原料及其重量百分比为:不饱和聚酯树脂9.4%、无机材料77.5%、色料0.4%、偶联剂1.0%、强度增强材料8.5%、促进剂1.2%和固化剂2%。
[0012]所述不饱和聚酯树脂为间苯型不饱和聚酯树脂和聚甲基丙烯酸甲酯树脂中的一种或两种；其中，所述间苯型不饱和聚酯树脂的重量百分比为:0%-30%、35%-55%或55%-100%，所述聚甲基丙烯酸甲酯树脂的重量百分比为:0%-40%、40%-60%或60%_100%，两种所述成分的重量百分比总和为100% ;优选为:所述不饱和聚酯树脂由35%-55%间苯型不饱和聚酯树脂和40%-60%聚甲基丙烯酸甲酯树脂组成，两种所述成分的重量百分比总和为100% ;最优选为:所述不饱和聚酯树脂由47%间苯型不饱和聚酯树脂和53%聚甲基丙烯酸甲酯树脂组成。[0013]所述无机材料由重量百分比为45-80%的颗粒填料和重量百分比为20-65%的粉末填料组成；所述颗粒填料为粒径大小均为4 -150目的玻璃颗粒和石英石颗粒中的一种或两种，其中优选为:所述玻璃颗粒和所述石英石颗粒的重量份数比为:1-3:1-4 ;所述粉末填料为粒径大小均为150 -1500目的石英粉、重碳酸钙粉、膨润土和纳米陶瓷粉中的一种或多种，其中，所述粉末填料由重量份数比为0-10:0-10:0-3:0-3的石英粉、重碳酸钙粉、膨润土和纳米陶瓷粉组成；优选为:所述粉末填料由的重量份数比为6-9:7-10:1-2:1-2的石英粉、重碳酸钙粉、膨润土和纳米陶瓷粉组成；最优选为:所述粉末填料由的重量份数比为8:9:1:1的石英粉、重碳酸钙粉、膨润土和纳米陶瓷粉组成。
[0014]所述色料为色粉和色浆中的一种或两种；其中，色粉和色浆的重量份数比为
0-2:0-3，优选为1-2:1-3，最优选为1:2。
[0015]所述偶联剂为甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷、Y-异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷和Y-巯丙基三甲氧基硅烷中的一种或多种；其中，所述甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷的重量百分比为0%-20%、25%-40%、40%-60%或60%_100%，所述Y -异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷的重量百分比为0%-10%、10%-30%或40%-100%，所述Y -巯丙基三甲氧基硅烷的重量百分比为0%-10%、10%-25%、30%-45%或45%-100%，三种所述成分的重量百分比总和为100% ;优选为:所述偶联剂由甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷25%-40%、Y-异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷10%-30%和Y -巯丙基三甲氧基硅烷30%-45%组成，三种所述成分的重量百分比总和为100%;最优选为:所述偶联剂由甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷38%、Y-异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷21%和Y _疏丙基二甲氧基硅烷41%。
[0016]所述促进剂为N，N- 二丙基-1-丙胺、N，N- 二甲基苯胺、异辛酸钴和环烷酸钴中的一种或多种；其中，所述N，N- 二丙基-1-丙胺的重量百分比为0%-5%、5%-20%、20%-40%、40%-60% 或 65%-100%，所述 N, N- 二甲基苯胺的重量百分比为 5%_15%、15%-30%、30%_60%或60-100%，所述异辛酸钴的重量百分比为0%-10%、15%-30%、35%-55%或60%_100%，所述环烷酸钴的重量百分比为0%-30%、30%-50%、50%-65%或70%-100% ;优选为:所述促进剂由5%-20%N, N- 二丙基-1-丙胺、5%-15%N, N- 二甲基苯胺、35%_55%异辛酸钴和30%_50%环烷酸钴组成，四种所述成分的重量百分比总和为100% ;最优选为:所述促进剂由10%N，N-二丙基-1-丙胺、7%N，N- 二甲基苯胺、39%异辛酸钴和44%环烷酸钴组成。
[0017]所述固化剂为过氧化甲乙酮、过氧化环己酮、过氧化2-乙基己酸叔丁酯和苯甲酰中的一种或多种；其中，所述过氧化甲乙酮的重量百分比为0%-5%、5%-20%、25%-40%、45%-60%或65%-100%，所述过氧化环己酮的重量百分比为0%_10%、15%_30%、35%_60%或60%-100%，所述过氧化2-乙基己酸叔丁酯的重量百分比为0%-15%、20%-40%、45%-55%或60%-100%，所述苯甲酰的重量百分比为0%-15%、15%-35%、40%-60%或60%_100%，四种所述成分的重量百分比总和为100%。优选为:所述固化剂由过氧化甲乙酮5%-20%、过氧化环己酮15%-30%、过氧化2-乙基己酸叔丁酯20%-40%和苯甲酰40%_60%组成，四种所述成分的重量百分比总和为100% ;最优选为:所述固化剂由过氧化甲乙酮8%、过氧化环己酮21%、过氧化2-乙基己酸叔丁酯23%和苯甲酰48%组成。
[0018]所述强度增强材料为钛酸钠晶须、硅酸钙晶须、硫酸钠晶须、玻璃纤维粉、碳纤维粉、聚丙烯纤维粉、聚酯纤维、PEN(聚2，6_萘二甲酸乙二脂)纤维和凯夫拉纤维三维织物中的一种或多种。其中，所述凯夫拉纤维三维织物的大小为10X10X1.5mm-15X15X2mm。所述钛酸钠晶须的重量百分比为0%-10%、10%-20%、30%-60%或60%_100%，所述硅酸钙晶须的重量百分比为0%-10%、10%-20%、30%-60%或60%_100%，所述硫酸钠晶须0%_5%、5%_20%、30%-50%或50%-100%，所述玻璃纤维粉0%-5%、5%-20%、25%-45%或50%_100%，所述碳纤维粉的重量百分比为0%-5%、5%-15%、15%-30%、30%-55%或60%_100%，所述聚丙烯纤维粉的重量百分比为0%-10%、10%-30%、30%-55%或60%_100%，所述聚酯纤维的重量百分比为0%_10%、10%-30%、30%-50%或60%-100%，所述PEN(聚2，6-萘二甲酸乙二脂)纤维的重量百分比为0%-5%、5%-15%、25%-45%、50%-70%或70%_100%，所述凯夫拉纤维三维织物的重量百分比为0%-3%、4%-15%、15%-30%或40%_100% ;优选为:所述强度增强材料由10%_20%钛酸钠晶须、10%-20%硅酸钙晶须、5%-20%硫酸钠晶须、5%-20%玻璃纤维粉、5%-15%碳纤维粉、10%-30%聚丙烯纤维粉、10%_30%聚酯纤维、5%-15%PEN(聚2，6_萘二甲酸乙二脂)纤维和4%_15%凯夫拉纤维三维织物组成；最优选为:所述强度增强材料由15%钛酸钠晶须、15%硅酸钙晶须、13%硫酸钠晶须、10%玻璃纤维粉、9%碳纤维粉、15%聚丙烯纤维粉、12%聚酯纤维、6%PEN(聚2,6-萘二甲酸乙二脂)纤维和5%凯夫拉纤维三维织物组成。
[0019]为了更好的实现上述发明目的，本发明提供了一种高强度人造石英石板材的制备方法，所述制备方法包括:按照重量百分比称取所有原料，混合均匀后灌入模具进行真空振动，再进行真空压制脱气，采用中温固化成型，所述中温固化成型的温度为100-120°C，时间为150min ;然后再进行表面砂光处理即可得到成品。
[0020]本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是:本发明的人造石英石板材提高了板材的密度、抗折强度、抗压强度和落球冲击强度，降低板材的吸水率，提高了板材的综合性能指标，延长了使用寿命，大大增加了人造石英石板材成品的应用领域；其中，添加强度增强材料，大幅提高了人造石英石板材的强度。
[0021]

[0022]实施例1
本发明提供了一种高强度人造石英石板材，所述板材中各原料及其重量百分比为:不饱和聚酯树脂9.4%、无机材料77.5%、色料0.4%、偶联剂1.0%、强度增强材料8.5%、促进剂1.2%和固化剂2%ο
[0023]其中，不饱和聚酯树脂由以下重量百分比的成分组成:间苯型不饱和聚酯树脂47%和聚甲基丙 烯酸甲酯树脂53%。
[0024]无机材料由重量百分比为64%的颗粒填料和重量百分比为36%的粉末填料组成，其中，颗粒填料为粒径大小均为100目的玻璃颗粒和石英石颗粒，玻璃颗粒和石英石颗粒的重量份数比为3:2 ;粉末填料为粒径大小为1200目的石英粉、重碳酸钙粉、膨润土和纳米陶瓷粉，其中石英粉、重碳酸钙粉、膨润土和纳米陶瓷粉的重量份数比为8:9:1:1。
[0025]色料为色粉和色浆，其中色粉和色浆的重量份数比为1:2。
[0026]偶联剂由以下重量百分比的成分组成:甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷38%、Y-异氰酸酯丙基二乙氧基硅烷21%和Y -疏丙基二甲氧基硅烷41% ；
促进剂由以下重量百分比的成分组成:N，N- 二丙基-1-丙胺10%、N，N- 二甲基苯胺7%、异辛酸钴39%和环烷酸钴44% ；固化剂由以下重量百分比的成分组成:过氧化甲乙酮8%、过氧化环己酮21%、过氧化2-乙基己酸叔丁酯23%和苯甲酰48%。
[0027]强度增强材料由以下重量百分比的成分组成:钛酸钠晶须15%、硅酸钙晶须15%、硫酸钠晶须13%、玻璃纤维粉10%、碳纤维粉9%、聚丙烯纤维粉15%、聚酯纤维12%、PEN(聚2，
6-萘二甲酸乙二脂)纤维6%和凯夫拉纤维三维织物5%。其中，凯夫拉纤维三维织物的大小为 10X10X1.5_。
[0028]上述高强度人造石英石板材的制备方法包括以下步骤:
(1)按照上述重量百分比称取每种原料中的成分，充分混合分别得到不饱和聚酯树脂、无机材料、色料、偶联剂、强度增强材料、促进剂和固化剂；
(2)按照上述重量百分比称取所有原料，混合均匀后灌入模具进行真空振动，再进行真空压制脱气，采用中温固化成型，中温固化成型的温度为110°C，时间为150min;然后再进行表面砂光处理即可得到成品。
[0029]实施例2
本发明实施例提供了一种高强度人造石英石板材，板材中各原料及其重量百分比为:不饱和聚酯树脂7.8%、无机材料75.5%、色料1.2%、偶联剂1.4%、强度增强材料10%、促进剂
1.6%和固化剂2.5%ο
[0030]其中，不饱和聚酯树脂为聚甲基丙烯酸甲酯树脂。
[0031]无机材料由重量百分比为45%的颗粒填料和重量百分比为55%的粉末填料组成；颗粒填料为粒径大小均为12目的玻璃颗粒和石英石颗粒，其中，玻璃颗粒和石英石颗粒的重量份数比为1:3 ;粉末填料为粒径大小为1000目重碳酸钙粉、膨润土和纳米陶瓷粉，其中，重碳酸钙粉、膨润土和纳米陶瓷粉的重量份数比为5:2:1。
[0032]色料由色粉和色浆组成，其中色粉和色浆的重量份数比为2:1。
[0033]偶联剂由以下重量百分比的成分组成:Y-异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷82%和
Y_疏丙基二甲氧基硅烷18%。
[0034]促进剂由以下重量百分比的成分组成:N，N-二丙基-1-丙胺18%、异辛酸钴48%和环烷酸钴34%。
[0035]固化剂由以下重量百分比的成分组成:过氧化环己酮50%和苯甲酰50%。
[0036]强度增强材料由以下重量百分比的成分组成:聚酯纤维38%、PEN(聚2，6_萘二甲酸乙二脂)纤维42%和凯夫拉纤维三维织物20%。其中，凯夫拉纤维三维织物的大小为
12X 12 X 1.5mm。
[0037]上述高强度人造石英石板材的制备方法包括以下步骤:
(1)按照上述重量百分比称取每种原料中的成分，充分混合分别得到不饱和聚酯树脂、无机材料、色料、偶联剂、强度增强材料、促进剂和固化剂；
(2)按照上述重量百分比称取所有原料，混合均匀后灌入模具进行真空振动，再进行真空压制脱气，采用中温固化成型，中温固化成型的温度为110°C，时间为150min;然后再进行表面砂光处理即可得到成品。
[0038]实施例3
本发明实施例提供了一种高强度人造石英石板材，所述板材中各原料及其重量百分比为:不饱和聚酯树脂15%、无机材料74%、色料0.8%、偶联剂0.7%、强度增强材料7%、促进剂1%和固化剂1.5%O
[0039]其中，不饱和聚酯树脂为间苯型不饱和聚酯树脂。
[0040]无机材料由重量百分比为62%的颗粒填料和重量百分比为38%的粉末填料组成；颗粒填料为粒径大小均为80目的玻璃颗粒和石英石颗粒，其中玻璃颗粒和石英石颗粒的重量百分比为:2:3 ;粉末填料为粒径大小均为800目的石英粉、膨润土和纳米陶瓷粉，其中石英粉、膨润土和纳米陶瓷粉的重量百分比为6:1:1。
[0041]色料由色粉和色浆组成，其中色粉和色浆的重量份数比为2:3。
[0042]偶联剂由以下重量百分比的成分组成:甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷47%和Y_疏丙基二甲氧基硅烷53%。
[0043]促进剂由以下重量百分比的成分组成:N，N-二甲基苯胺23%、异辛酸钴19%和环烷酸钴58%。
[0044]固化剂由以下重量百分比的成分组成:过氧化甲乙酮52%、过氧化2-乙基己酸叔丁酯22%和苯甲酰26%。
[0045]强度增强材料为钛酸钠晶须19%、碳纤维粉15%、聚丙烯纤维粉20%、聚酯纤维20%、PEN(聚2，6-萘二甲酸乙二脂)纤维13%和凯夫拉纤维三维织物13% ;其中，凯夫拉纤维三维织物的大小为12 X 12 X 1.5mm。
[0046]上述高强度人造石英石板材的制备方法包括以下步骤:
(1)按照上述重量百分比称取每种原料中的成分，充分混合分别得到不饱和聚酯树脂、无机材料、色料、偶联剂、强度增强材料、促进剂和固化剂；
(2)按照上述重量百分比称取所有原料，混合均匀后灌入模具进行真空振动，再进行真空压制脱气，采用中温固化成型，中温固化成型的温度为100°C，时间为150min;然后再进行表面砂光处理即可得到成品。
[0047]实施例4
本发明实施例提供了一种高强度人造石英石板材，板材由以下重量百分比的原料组成:不饱和聚酯树脂15%、无机材料66%、色料1.5%、偶联剂2.0%、强度增强材料13%、促进剂2%和固化剂0.5%ο
[0048]其中，不饱和聚酯树脂由以下重量百分比的成分组成:间苯型不饱和聚酯树脂54%和聚甲基丙烯酸甲酯树脂46%。
[0049]无机材料由重量百分比为45%的颗粒填料和重量百分比为55%的粉末填料组成；颗粒填料为粒径大小均为80目的玻璃颗粒和石英石颗粒，其中玻璃颗粒和石英石颗粒的重量份数比为:1:1 ;粉末填料为粒径大小均为750目的石英粉和重碳酸钙粉，其中石英石粉和重碳酸钙粉的重量份数比为:1:1。
[0050]色料由重量份数比为1:2的色粉和色浆组成。
[0051]偶联剂为甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷。
[0052]促进剂由重量百分比为40%的异辛酸钴和重量百分比为60%的环烷酸钴组成。
[0053]固化剂由重量百分比为68%的过氧化2-乙基己酸叔丁酯和重量百分比为32%苯甲酰组成。
[0054]强度增强材料由以下重量百分比的成分组成:碳纤维粉37%、聚丙烯纤维粉28%、聚酯纤维27%和凯夫拉纤维三维织物8% ;其中，其中，凯夫拉纤维三维织物的大小为10X 10 X 1.5mm。
[0055]上述高强度人造石英石板材的制备方法包括以下步骤:
(1)按照上述重量百分比称取每种原料中的成分，充分混合分别得到不饱和聚酯树脂、无机材料、色料、偶联剂、强度增强材料、促进剂和固化剂；
(2)按照上述重量百分比称取所有原料，混合均匀后灌入模具进行真空振动，再进行真空压制脱气，采用中温固化成型，中温固化成型的温度为100°C，时间为150min;然后再进行表面砂光处理即可得到成品。
[0056]实施例5
本发明实施例提供了一种高强度人造石英石板材，板材由以下重量百分比的原料组成:不饱和聚酯树脂5%、无机材料85%、色料1.5%、偶联剂0.5%、强度增强材料7%、促进剂
0.5%和固化剂0.5%ο
[0057]不饱和聚酯树脂为聚甲基丙烯酸甲酯树脂。
[0058]无机材料由重量百分比为77%的颗粒填料和重量百分比为23%的粉末填料组成；颗粒填料为粒径大小均为90目的玻璃颗粒和石英石颗粒其中玻璃颗粒和石英石颗粒的重量份数比为1:4 ;粉末填料为粒径大小均为450目的膨润土和纳米陶瓷粉，其中膨润土和纳米陶瓷粉的重量百分比为1:2。
[0059]色料为色浆。
[0060]偶联剂为甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷。
[0061]促进剂由重量百分比为24%的N，N-二丙基-1-丙胺和重量百分比为73%的N, N-二甲基苯胺组成。
[0062]固化剂由重量百分比为33%的过氧化甲乙酮和重量百分比为67%的过氧化环己酮组成。
[0063]强度增强材料由以下重量百分比的成分组成:钛酸钠晶须14%、聚丙烯纤维粉42%,PEN(聚2，6-萘二甲酸乙二脂)纤维32%和凯夫拉纤维三维织物12%。其中，凯夫拉纤维三维织物的大小为IOX IOX 1.5mm。
[0064]上述高强度人造石英石板材的制备方法包括以下步骤:
(1)按照上述重量百分比称取每种原料中的成分，充分混合分别得到不饱和聚酯树脂、无机材料、色料、偶联剂、强度增强材料、促进剂和固化剂；
(2)按照上述重量百分比称取所有原料，混合均匀后灌入模具进行真空振动，再进行真空压制脱气，采用中温固化成型，中温固化成型的温度为120°C，时间为150min;然后再进行表面砂光处理即可得到成品。
[0065]对比试验
将本发明实施例1-5的人造石英石板材成品与传统人造石英石板材分别进行性能检测，结果如表1所示。
[0066]表1:本发明产品与常规产品性能检测对照表: