一種聚丙烯纖維增強(qiáng)石英合成石板材的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種聚丙烯纖維增強(qiáng)石英合成石板材的制備方法。聚丙烯纖維:柔性不飽和聚酯樹脂:晶須硅:硅微粉:普通石英粉料:色漿:輔助填料:納米改性助劑:偶聯(lián)劑:增塑劑:高溫固化劑（質(zhì)量比）=0.15~0.3:6~20:2~10:2~10:25~85:0.05~2:2~40:0.2~1:0.05~0.3:0.1~0.5:0.05~0.3，將聚丙烯纖維、柔性不飽和聚酯樹脂、增塑劑、色漿和高溫固化劑攪拌得混合樹脂；將晶須硅、硅微粉、普通石英粉料和輔助填料攪拌混合，加入納米改性助劑和偶聯(lián)劑高速攪拌改性分散后加入混合樹脂，攪拌制共混料，導(dǎo)入制板模具，高溫固化定型后水磨拋光，即得聚丙烯纖維增強(qiáng)石英合成石板材。
【專利說明】一種聚丙烯纖維增強(qiáng)石英合成石板材的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于人造石材制備【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種聚丙烯纖維增強(qiáng)石英合成石板材的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在中國飛速發(fā)展的家居業(yè)，人造石材作為一種新型材料，除了作為櫥柜行業(yè)的配套產(chǎn)品外，在整個(gè)行業(yè)應(yīng)用日趨廣泛。專家表示，人造石材是不飽和聚酯樹脂重要應(yīng)用領(lǐng)域。石英合成石作為一種新型的人造石材的板材被廣泛用于櫥柜臺面、衛(wèi)生間臺面、餐桌臺面、醫(yī)院臺面和實(shí)驗(yàn)室臺面等。
[0003]但是普通的石英合成石由普通的不飽和聚酯樹脂和石英粉料構(gòu)成，屬于脆性高分子材料，就像普通玻璃一樣較容易開裂，目前市場調(diào)查，用于廚房臺面的石英合成石板材開裂率高達(dá)3飛％，嚴(yán)重影響了它的市場銷路。
[0004]聚丙烯纖維具有化學(xué)穩(wěn)定性能良好、價(jià)格低廉、自重較小、施工方便等特點(diǎn)，能夠承受因塑性收縮引起的拉應(yīng)力，約束與阻止微裂縫的擴(kuò)展，采用聚丙烯纖維增強(qiáng)改性石英合成石板材具有輕質(zhì)高強(qiáng)，抗裂性能、抗?jié)B性能與耐久性能好的優(yōu)點(diǎn)。
[0005]因此本發(fā)明利用聚丙烯纖維增強(qiáng)石英合成石板材，以提高石英合成石板材的劈裂抗拉強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度，減少實(shí)際使用過程中開裂情況的發(fā)生。以上思路未見文獻(xiàn)報(bào)道。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種聚丙烯纖維增強(qiáng)石英合成石板材的制備方法。
[0007]具體步驟為:
(I)按照以下質(zhì)量比稱取原料，聚丙烯纖維:柔性不飽和聚酯樹脂:晶須硅:硅微粉:普通石英粉料:色漿:輔助填料:納米改性助劑:偶聯(lián)劑:增塑劑:高溫固化劑=0.15、.3:6?20:2?10:2?10:25?85:0.05?2:2?40:0.2?1:0.05?0.3:0.Γθ.5:0.05?0.3。
[0008](2)將步驟(I)稱取的聚丙烯纖維、柔性不飽和聚酯樹脂、增塑劑、色漿和高溫固化劑加入液體攪拌機(jī)中以30(Γ1000轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速攪拌Γ15分鐘進(jìn)行混合，制得混合樹脂。
[0009](3)將步驟(I)稱取的晶須硅、硅微粉、普通石英粉料和輔助填料倒入粉料高速攪拌機(jī)中，開啟攪拌，設(shè)置攪拌速率為25(Γ450轉(zhuǎn)/分鐘，然后將步驟(I)稱取的納米改性助劑和偶聯(lián)劑混合后加入粉料高速攪拌機(jī)中，高速攪拌改性分散3(Γ70分鐘，然后向粉料高速攪拌機(jī)中加入步驟(2)制得的混合樹脂，設(shè)置攪拌速率為20(Γ400轉(zhuǎn)/分鐘，共混攪拌15?25分鐘，制得共混料。
[0010](4)將步驟(3)制得的共混料導(dǎo)入制板模具，平整布料，然后真空壓制，高溫固化定型后水磨拋光，即制得聚丙烯纖維增強(qiáng)石英合成石板材。
[0011]所述聚丙烯纖維為單絲束狀短纖維，其長度為15?19毫米，抗拉強(qiáng)度大于500兆帕。
[0012]所述柔性不飽和聚酯樹脂為簡苯二甲酸型不飽和聚酯樹脂、己二酸型不飽和聚酯樹脂和馬來酸酐接枝改性型不飽和聚酯樹脂中的一種或幾種。
[0013]所述輔助填料為玻璃顆粒、天然石材顆粒和陶瓷顆粒中的一種或幾種。
[0014]所述納米改性助劑為納米硅分散劑、超支化分散劑和納米二氧化硅分散劑中的一種或幾種。
[0015]所述偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑、鋁酸酯偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑和鋁鈦復(fù)合偶聯(lián)劑中的一種或幾種。
[0016]所述增塑劑為甘油三醋酸酯、環(huán)氧四氫鄰苯二甲酸二辛酯、五氯硬脂酸甲酯和馬來酸二辛酯中的一種或幾種。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:本發(fā)明方法工藝簡單，原料易得，成本低廉，易于大規(guī)模推廣，且所制備的聚丙烯纖維增強(qiáng)石英合成石板材開裂率低，綜合性能優(yōu)良。
【具體實(shí)施方式】
[0018]實(shí)施例1:
(I)按照以下質(zhì)量稱取原料，0.2千克聚丙烯纖維、15千克己二酸型不飽和聚酯樹脂、6千克晶須硅、6千克硅微粉、40千克普通石英粉料、0.8千克色漿、28千克陶瓷顆粒、0.6千克納米硅分散劑、0.2千克鋁鈦復(fù)合偶聯(lián)劑、0.3千克甘油三醋酸酯和0.2千克高溫固化劑。
[0019](2)將步驟(I)稱取的聚丙烯纖維、己二酸型不飽和聚酯樹脂、甘油三醋酸酯、色漿和高溫固化劑加入液體攪拌機(jī)中以700轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速攪拌8分鐘進(jìn)行混合，制得混合樹脂。
[0020](3)將步驟(I)稱取的晶須硅、硅微粉、普通石英粉料和陶瓷顆粒倒入粉料高速攪拌機(jī)中，開啟攪拌，設(shè)置攪拌速率為300轉(zhuǎn)/分鐘，然后將步驟(I)稱取的納米硅分散劑和鋁鈦復(fù)合偶聯(lián)劑混合后加入粉料高速攪拌機(jī)中，高速攪拌改性分散40分鐘，然后向粉料高速攪拌機(jī)中加入步驟(2)制得的混合樹脂，設(shè)置攪拌速率為300轉(zhuǎn)/分鐘，共混攪拌20分鐘，制得共混料。
[0021](4)將步驟(3)制得的共混料導(dǎo)入制板模具，平整布料，然后真空壓制，高溫固化定型后水磨拋光，即制得聚丙烯纖維增強(qiáng)石英合成石板材。
[0022]所述聚丙烯纖維為單絲束狀短纖維，其長度為16毫米，抗拉強(qiáng)度為52(Γ550兆帕。
[0023]將本實(shí)施例制得的聚丙烯纖維增強(qiáng)石英合成石板材切割為300毫米Χ300毫米X 15毫米尺寸，用500克鋼球2米高落下120次不開裂(現(xiàn)有技術(shù)板材用500克鋼球I米高落下一次裂開)；本實(shí)施例制得的聚丙烯纖維增強(qiáng)石英合成石板材5°C /95°C冷熱水沖擊5000次無明顯變化(現(xiàn)有技術(shù)板材被沖擊1000次左右顆粒剝落，出現(xiàn)裂紋);本實(shí)施例制得的聚丙烯纖維增強(qiáng)石英合成石板材1.2米水平落下不開裂(現(xiàn)有技術(shù)板材0.4米高落下一次裂開)。
[0024]實(shí)施例2:
(I)按照以下質(zhì)量稱取原料，0.25千克聚丙烯纖維、16千克馬來酸酐接枝改性型不飽和聚酯樹脂、6千克晶須硅、6千克硅微粉、55千克普通石英粉料、1.2千克色漿、21千克玻璃顆粒、0.6千克超支化分散劑、0.15千克硅烷偶聯(lián)劑、0.3千克馬來酸二辛酯和0.15千克高溫固化劑。
[0025](2)將步驟(I)稱取的馬來酸酐接枝改性型不飽和聚酯樹脂、馬來酸二辛酯、色漿和高溫固化劑加入液體攪拌機(jī)中以650轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速攪拌9分鐘進(jìn)行混合，制得混合樹脂。
[0026](3)將步驟(I)稱取的晶須硅、硅微粉、普通石英粉料和玻璃顆粒倒入粉料高速攪拌機(jī)中，開啟攪拌，設(shè)置攪拌速率為350轉(zhuǎn)/分鐘，然后將步驟(I)稱取的超支化分散劑和硅烷偶聯(lián)劑混合后加入粉料高速攪拌機(jī)中，高速攪拌改性分散50分鐘，然后向粉料高速攪拌機(jī)中加入步驟(2)制得的混合樹脂，設(shè)置攪拌速率為300轉(zhuǎn)/分鐘，共混攪拌20分鐘，制得共混料。
[0027](4)將步驟(3)制得的共混料導(dǎo)入制板模具，平整布料，然后真空壓制，高溫固化定型后水磨拋光，即制得聚丙烯纖維增強(qiáng)石英合成石板材。
[0028]所述聚丙烯纖維為單絲束狀短纖維，其長度為17毫米，抗拉強(qiáng)度為53(Γ570兆帕。
[0029]將本實(shí)施例制得的聚丙烯纖維增強(qiáng)石英合成石板材切割為300毫米Χ300毫米X 15毫米尺寸，用500克鋼球2.5米高落下130次不開裂(現(xiàn)有技術(shù)板材用500克鋼球I米高落下一次裂開)；本實(shí)施例制得的聚丙烯纖維增強(qiáng)石英合成石板材5°C /95°C冷熱水沖擊5000次無明顯變化(現(xiàn)有技術(shù)板材被沖擊1000次左右顆粒剝落，出現(xiàn)裂紋);本實(shí)施例制得的聚丙烯纖維增強(qiáng)石英合成石板材1.4米水平落下不開裂(現(xiàn)有技術(shù)板材0.4米高落下一次裂開)。
【權(quán)利要求】
1.一種聚丙烯纖維增強(qiáng)石英合成石板材的制備方法，其特征在于具體步驟為: (1)按照以下質(zhì)量比稱取原料，聚丙烯纖維:柔性不飽和聚酯樹脂:晶須硅:硅微粉:普通石英粉料:色漿:輔助填料:納米改性助劑:偶聯(lián)劑:增塑劑:高溫固化劑=0.15、.3:6?20:2?10:2?10:25?85:0.05?2:2?40:0.2?1: 0.05?0.3:0.Γθ.5:0.05?0.3 ； (2)將步驟(I)稱取的聚丙烯纖維、柔性不飽和聚酯樹脂、增塑劑、色漿和高溫固化劑加入液體攪拌機(jī)中以30(Γ1000轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速攪拌Γ15分鐘進(jìn)行混合，制得混合樹脂； (3)將步驟(I)稱取的晶須硅、硅微粉、普通石英粉料和輔助填料倒入粉料高速攪拌機(jī)中，開啟攪拌，設(shè)置攪拌速率為25(Γ450轉(zhuǎn)/分鐘，然后將步驟(I)稱取的納米改性助劑和偶聯(lián)劑混合后加入粉料高速攪拌機(jī)中，高速攪拌改性分散3(Γ70分鐘，然后向粉料高速攪拌機(jī)中加入步驟(2)制得的混合樹脂，設(shè)置攪拌速率為20(Γ400轉(zhuǎn)/分鐘，共混攪拌15?25分鐘，制得共混料； (4)將步驟(3)制得的共混料導(dǎo)入制板模具，平整布料，然后真空壓制，高溫固化定型后水磨拋光，即制得聚丙烯纖維增強(qiáng)石英合成石板材； 所述聚丙烯纖維為單絲束狀短纖維，其長度為15?19毫米，抗拉強(qiáng)度大于500兆帕； 所述柔性不飽和聚酯樹脂為簡苯二甲酸型不飽和聚酯樹脂、己二酸型不飽和聚酯樹脂和馬來酸酐接枝改性型不飽和聚酯樹脂中的一種或幾種； 所述輔助填料為玻璃顆粒、天然石材顆粒和陶瓷顆粒中的一種或幾種； 所述納米改性助劑為納米硅分散劑、超支化分散劑和納米二氧化硅分散劑中的一種或幾種； 所述偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑、鋁酸酯偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑和鋁鈦復(fù)合偶聯(lián)劑中的一種或幾種； 所述增塑劑為甘油三醋酸酯、環(huán)氧四氫鄰苯二甲酸二辛酯、五氯硬脂酸甲酯和馬來酸二辛酯中的一種或幾種。
【文檔編號】C04B26/18GK104230213SQ201410451546
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年9月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月8日
【發(fā)明者】郭棟, 徐旭, 黃超, 李靜靜, 凌敏 申請人:桂林理工大學(xué)