一种树脂型石英石及其制备方法和应用与流程

本发明涉及建筑材料，尤其是涉及一种树脂型石英石及其制备方法和应用。

背景技术：

1、人造石英石因其具有高强度、高硬度、耐磨、耐压、耐高温和防渗等优势，在民用家装领域和工业上被广泛应用，是资源逐渐枯竭的天然石材的最佳替代品。树脂型石英石是由天然石英砂或石英粉加上不饱和聚酯树脂以及其他偶联剂、固化剂和染料等组成，其质地坚硬、结构紧致，具有丰富的花纹和色彩，在厨房台面、窗台、墙面等处使用广泛，并且其成本较天然石英石板材更低。目前，树脂型石英石常用的配方原料组成为：石英粉、石英砂、不饱和聚酯树脂、固化剂、偶联剂、颜料等，其中，石英粉是由石英质矿石破碎磨细而成，粒度区间一般在200目～1000目，作为填料，石英砂作为骨料，不饱和聚酯树脂作为胶粘剂，偶联剂作为界面增强处理剂。树脂型石英石中不饱和聚酯树脂是造成成本的主要来源，还可能造成挥发性有机化合物(voc)的排放，因此，降低配方中的不饱和聚酯树脂的用量而满足其生产工艺和产品质量的要求，可以显著减低成本，实现产品的高性价比。

2、相关技术中，降低树脂型石英石中树脂用量的方法一般有两种：采用粘度低的树脂、对石英粉或石英砂进行表面改性处理，降低其吸油值，或是两种方法的结合。一些技术方案在人造石英石板材的制备中对骨料进行改性处理，降低其表面张力，减少对树脂的吸附，并且可以在振压时有效促进骨料流动，实现松散胚体密实化，进一步降低不饱和聚酯树脂的用量。然而，目前的方案降低树脂用量的效果仍十分有限，并且对石英粉、石英细砂的粗犷式改性成本较高，难以实现产品的高性价比；又因为目前市面上采用的改性剂容易与粉体表面发生氧化反应，石英粉和石英细砂改性后其白度可能下降，影响产品外观质量；此外，由于改性剂多为疏油性材质，过分追求粉体改性可能导致石英粉和石英砂与树脂的粘合力下降，导致其与固化后的不饱和聚酯树脂界面粘结效果变差，影响产品的力学性能。

3、因此，亟需一种新的树脂型石英石配方体系和制备工艺，实现降低树脂用量的高性价比、较高的外观质量以及合格的力学性能的技术效果。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种树脂型石英石。本发明的树脂型石英石在降低树脂用量的同时，具备较好的力学性能和外观，可以降低人造石英石的制备成本，低碳环保，具有较好的应用前景。

2、本发明还提供一种上述树脂型石英石的制备方法。

3、本发明还提出上述树脂型石英石和制备方法在建筑材料中的应用。

4、本发明的第一方面，提供一种树脂型石英石，原料组分包括：活性填料、不饱和聚酯树脂、石英砂；

5、所述活性填料的原料组分包括颗粒级配的石英粉和硅烷偶联剂。

6、根据本发明的具体实施方式，本发明提供的树脂型，至少具有如下有益效果：本发明方案的树脂型石英石的不饱和聚酯树脂用量较低，具有较高的性价比，抗弯强度和抗落球冲击强度均较高，并且具有较好的外观质量，能满足建筑材料领域的应用需要，并且本方案的树脂型石英石配方能适应不同有机石英石配方体系，应用范围广。本发明通过使用活性填料的方式降低树脂用量，既能保证树脂用量的降低，又能保证产品板材的力学性能。

7、在本发明的一些实施方式中，所述颗粒级配的石英粉包括：粒度400～800nm的超细石英粉、粒度3～10μm的石英粉、粒度20～40μm的石英粉。

8、在本发明的一些优选的实施方式中，所述颗粒级配的石英粉为：粒度400～800nm的超细石英粉、粒度3～10μm的石英粉、粒度20～40μm的石英粉。

9、本发明在连续的尺寸区间选用不同的原材料进行颗粒级配，实现颗粒级配的效果最大化，经探索选择了具体为400～800nm超细石英粉、3～10μm石英粉、20～40μm石英粉的颗粒级配方案，再配合硅烷偶联剂的使用制备改性后的活性填料；本发明采用超细石英粉部分替代石英粉，超细石英粉在混合过程中，因相变的过程中受表面张力的作用，形成了非结晶相无定形圆球状颗粒，且表面较为光滑，可以起到润滑的作用，并且超细石英粉的粒度较细，可以填充石英粉留下来的空隙，两种效果的协同作用可显著降低体系中的树脂用量，并且改善产品板材的力学性能。使用硅烷偶联剂对石英粉进行改性，既不会影响石英粉的白度，从而不会对产品板材的外观质量造成不利影响，又能增加活性填料与不饱和聚酯树脂的界面粘结力，进一步提升力学性能。

10、在本发明的一些实施方式中，按重量份数计，所述原料组分包括：活性填料25～35份、不饱和聚酯树脂9～10.5份、石英砂55～65份。

11、在本发明的一些优选的实施方式中，所述原料组分包括：活性填料28～32份、不饱和聚酯树脂9～10份、石英砂58～62份。

12、在本发明的一些实施方式中，所述原料组分还包括固化剂、偶联剂、颜料。

13、在本发明的一些优选的实施方式中，所述原料组分还包括固化剂0.05～0.2份、偶联剂0.05～0.2份、颜料0.05～0.2份。

14、在本发明的一些更优选的实施方式中，所述原料组分还包括固化剂0.07～0.15份、偶联剂0.07～0.15份、颜料0.07～0.15份。

15、在本发明的一些实施方式中，所述活性填料的原料组分按质量份数计包括：粒度400～800nm的超细石英粉4～16份、粒度3～10μm的石英粉12～32份、粒度20～40μm的石英粉60～80份、硅烷偶联剂0.12～1.4份。

16、在本发明的一些优选的实施方式中，所述活性填料的原料组分按质量份数计包括：粒度400～800nm的超细石英粉6～12份、粒度3～10μm的石英粉15～27份、粒度20～40μm的石英粉65～75份、硅烷偶联剂0.5～1份。

17、在本发明的一些实施方式中，所述活性填料的原料组分的质量比例为：粒度400～800nm的超细石英粉：粒度3～10μm的石英粉：粒度20～40μm的石英粉：硅烷偶联剂＝1～4:3～8:15～20:0.03～0.35。

18、在本发明的一些优选的实施方式中，所述活性填料的原料组分质量比例为：粒度400～800nm的超细石英粉：粒度3～10μm的石英粉：粒度20～40μm的石英粉：硅烷偶联剂＝6～12:15～27:65～75:0.5～1。

19、在本发明的一些实施方式中，所述石英砂为颗粒级配的石英砂。

20、在本发明的一些优选的实施方式中，所述石英砂包括粒度40～70目的石英砂、粒度70～120目的石英砂。

21、在本发明的一些更优选的实施方式中，所述石英砂为粒度40～70目的石英砂和粒度70～120目的石英砂。

22、在本发明的一些更优选的实施方式中，所述石英砂中粒度40～70目的石英砂和粒度70～120目的石英砂的质量比为6～7:5～6。

23、在本发明的一些实施方式中，所述烷偶联剂包括γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三氯硅烷中的至少一种。

24、在本发明的一些优选的实施方式中，所述烷偶联剂选自γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三氯硅烷中的至少一种。

25、在本发明的一些更优选的实施方式中，所述烷偶联剂为γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。

26、目前一些技术方案中对粉体进行改性，容易与粉体表面发生氧化反应，使改性后的粉体白度下降，使成品板材的外观质量下降；同时改性剂多为疏油性材质，导致改性后的粉体或砂与树脂粘合力明显下降，严重影响有机石英石成品力学性能。本发明探索后使用硅烷偶联剂对石英粉进行改性，既不会影响石英粉的白度，从而不会对产品板材的外观质量造成不利影响，又能增加活性填料与不饱和聚酯树脂的界面粘结力，进一步提升树脂型石英石板材的力学性能。此外，普通有机石英石中粉体表面改性技术，通常对所有石英粉体或石英细砂进行改性，是一种粗犷式改性，改性成本太高。而本发明方案针对性地对石英粉进行改性，既能提升粉体性能，又能减少成本，得到降树脂用的活性填料。

27、本发明的第二方面，提供本发明第一方面所述的树脂型石英石的制备方法，包括以下步骤：

28、s1、将所述颗粒级配的石英粉和所述偶联剂混合、搅拌、干燥，得到活性填料；

29、s2、将所述活性填料、所述不饱和聚酯树脂和所述石英砂混合、搅拌、出料、压制，即得人造石英石。

30、根据本发明的具体实施方式，本发明提供的树脂型石英石的制备方法，至少具有如下有益效果：制备方法简单高效，适合工业化生产，并且通过活性填料的提前改性制备，使得超细石英粉因相变的过程中受表面张力的作用，形成了非结晶相无定形圆球状颗粒，且表面较为光滑，可以起到润滑的作用；再利用超细石英粉的粒度较细的特点，填充石英粉间的空隙，从而可以明显降低体系中的树脂用量。另外，本发明的制备方案利用更精细化的颗粒级配技术与粉体改性技术和粉体替换相结合，制备的活性填料不仅具备降低不饱和聚酯树脂用量的作用，还能进一步提高树脂型石英石板材的性能。

31、在本发明的一些实施方式中，步骤s1所述混合的方法具体为：将粒度400～800nm的超细石英粉、粒度3～10μm的石英粉、部分偶联剂搅拌混合，搅拌转速为500～1000r/min，时间为5～10min，制得a料备用；将粒度20～40μm的石英粉、a料、剩余偶联剂加入到混料机中混料搅拌，搅拌转速为100～200r/min，时间为5～10min，在60～105℃下通风干燥，得到活性填料。

32、在本发明的一些优选的实施方式中，步骤s1所述混合的方法具体为：将粒度400～800nm的超细石英粉、粒度3～10μm的石英粉、部分偶联剂搅拌混合，搅拌转速为700～800r/min，时间为5～10min，制得a料备用；将粒度20～40μm的石英粉、a料、剩余偶联剂加入到混料机中混料搅拌，搅拌转速为100～150r/min，时间为5～10min，在75～100℃下通风干燥，得到活性填料。

33、在本发明的一些实施方式中，步骤s2所述的混合过程中还加入了固化剂、偶联剂和颜料。

34、在本发明的一些实施方式中，步骤s2所述混合的方法具体为：先将石英砂加入到搅拌机中，再加入不饱和聚酯树脂、固化剂、偶联剂和颜料进行预混搅拌，搅拌转速为100～300r/min，时间为1～3min，再加入活性填料，继续搅拌2～6min。

35、在本发明的一些实施方式中，步骤s2所述混合的方法具体为：先将石英砂加入到搅拌机中，再加入不饱和聚酯树脂、固化剂、偶联剂和颜料进行预混搅拌，搅拌转速为150～250r/min，时间为1～3min，再加入活性填料，继续搅拌2～6min。

36、本发明的第三方面，提出本发明第一方面所述的树脂型石英石和本发明第二发明所述的树脂型石英石的制备方法在建筑材料领域的应用。

37、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。