一种人造岗石原料的预处理剂及预处理方法与流程

1.本发明属于人造石生产技术领域，具体涉及一种人造岗石原料的预处理剂及预处理方法。


背景技术：

2.人造岗石，又称合成石、再造石、工程石。由于岗石组成中含有92%以上的天然大理石，因此保留天然石高贵、典雅的特性，更具有色泽艳丽、颜色均匀、尺寸精确、光洁度高、抗压耐磨、透气性好、环保、可多次翻新等特点，而且其色差小、无辐射、强度高、品质稳定、重量轻、易裁切、安装方法简单，是一种国际流行的绿色环保装饰材料。
3.人造岗石主要是以碳酸钙矿石粉体和不饱和聚酯树脂做为主要原料，经搅拌混合、压制固化成型，再经过切割、打磨等步骤形成最终产品，其中的不饱和聚酯树脂主要是二元酸（或酸酐）与二元醇在引发剂和促进剂的作用下经缩聚而制得。然而在生产过程中，碳酸钙粉体原料与不饱和聚酯间极性差异大，相容性较差，单纯包覆相结合程度低，导致消耗树脂量大。


技术实现要素：

4.针对上述不足，本发明公开了一种人造岗石原料的预处理剂及预处理方法，降低树脂用量，从而降低生产成本。
5.本发明是采用如下技术方案实现的：一种人造岗石原料的预处理剂，其包括以下质量份数的组分：活化剂1～5份、交联剂0.5～3份；所述活化剂包括以下质量份数的组分：苯乙烯45～60份、硅烷偶联剂5～15份、螯合型钛酸酯5～10份、丙烯酰胺5～10份、不饱和聚酯树脂5～15份；所述交联剂包括以下质量份数的组分：苯乙烯60～90.995份、不饱和聚酯树脂5～35份、偶氮二异丁腈0.1～0.5份。
6.进一步的，所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂kh550、硅烷偶联剂kh570、硅烷偶联剂kh590中的任意一种。
7.一种人造岗石原料的预处理方法，其采用上述的预处理剂对人造岗石骨料进行预处理，具体包括以下步骤：（1）定量称取苯乙烯、硅烷偶联剂、螯合型钛酸酯、丙烯酰胺和不饱和聚酯树脂均匀混合后得到活化剂备用；定量称取苯乙烯、不饱和聚酯树脂和偶氮二异丁腈均匀混合后得到交联剂备用；（2）按照以下质量份数称取原料：人造岗石骨料100份、活化剂1～5份、交联剂0.5～3份；将活化剂一次性加入人造岗石骨料中充分搅拌15～30min，接着再将交联剂缓慢加入人造岗石骨料中充分搅拌15～30min，然后将人造岗石骨料和不饱和聚酯树脂、固化剂均匀混合后送至压机进行压制，再将压制得到的人造岗石进行固化养护，待完全成型即可得到人造岗石产品。
8.进一步的，步骤（2）中，将活化剂一次性加入人造岗石骨料中在搅拌速度为80～150r/min的条件下充分搅拌15～30min。
9.进一步的，步骤（2）中，将交联剂缓慢加入人造岗石骨料中在搅拌速度为50～100r/min的条件下充分搅拌15～30min。
10.本技术方案与现有技术相比较具有以下有益效果：1、本发明采用苯乙烯、硅烷偶联剂、螯合型钛酸酯、丙烯酰胺和不饱和聚酯树脂按比例配制得到活化剂，将其与人造岗石骨料充分接触，活化剂中的偶联剂与骨料中的碳酸钙成键，完成活化改性，促使少量不饱和聚酯树脂形成初步包覆；然后再加入由苯乙烯、不饱和聚酯树脂和偶氮二异丁腈定量混合得到的交联剂，在其添加后预先交联聚合，形成低分子量聚合物进一步包覆碳酸钙原材料，完成对人造岗石原料的预处理。
11.通过上述预处理后，人造岗石原材料表面性质已完全改变，形成亲油疏水表层，且已存在部分低分子量聚合物，为后续生产过程中不饱和聚酯树脂的加入、混合、固化营造一个良好的反应环境，其中尚未交联聚合的部分苯乙烯还可以继续充当合适的稀释剂，进一步降低不饱和聚酯树脂粘度，有利于其对原材料充分浸润包覆固化，所得到的人造岗石产品不仅力学性能没有下降，而且树脂用量相比较现有工艺大幅降低，从而有效降低了生产成本。
12.2、采用本发明方法进行预处理后，在人造岗石骨料配方相同的情况下，生产相同性能的人造岗石产品，不饱和聚酯树脂的总用量占比由原来的6.8%～8.5%降至3%～5%。
13.3、本发明所述预处理方法过程简单，操作方便，无需加热，无需另购专用设备，使用现有生产设备即可完成预处理剂的制备和人造岗石原理的预处理的工作，适合人造岗石产品的规模化、自动化生产。
具体实施方式
14.以下通过实施例进一步说明本发明，但不作为对本发明的限制。下列实施例中未注明的具体实验条件和方法，所采用的技术手段通常为本领域技术人员所熟知的常规手段。
15.实施例1：一种人造岗石原料的预处理剂，其包括以下质量份数的组分：活化剂3份、交联剂2份；所述活化剂包括以下质量份数的组分：苯乙烯50份、硅烷偶联剂10份、螯合型钛酸酯6份、丙烯酰胺9份、不饱和聚酯树脂14份；所述交联剂包括以下质量份数的组分：苯乙烯65份、不饱和聚酯树脂34.9份、偶氮二异丁腈0.1份；所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂kh550。
16.一种人造岗石原料的预处理方法，其采用本实施例所述的预处理剂对人造岗石骨料进行预处理，具体包括以下步骤：（1）定量称取苯乙烯、硅烷偶联剂、螯合型钛酸酯、丙烯酰胺和不饱和聚酯树脂均匀混合后得到活化剂备用；定量称取苯乙烯、不饱和聚酯树脂和偶氮二异丁腈均匀混合后得到交联剂备用；（2）按照以下质量份数称取原料：人造岗石骨料100份、活化剂3份、交联剂2份；将活化剂一次性加入人造岗石骨料中在搅拌速度为100r/min的条件下充分搅拌20min，接着再将交联剂缓慢加入人造岗石骨料中，加入时间控制在5min内，接着在搅拌速度为60r/min
的条件下充分搅拌25min，然后将人造岗石骨料和不饱和聚酯树脂、固化剂均匀混合后送至压机进行压制，再将压制得到的人造岗石进行固化养护，待完全成型即可得到人造岗石产品。
17.实施例2：一种人造岗石原料的预处理剂，其包括以下质量份数的组分：活化剂1份、交联剂0.5份；所述活化剂包括以下质量份数的组分：苯乙烯45份、硅烷偶联剂5份、螯合型钛酸酯5份、丙烯酰胺5份、不饱和聚酯树脂5份；所述交联剂包括以下质量份数的组分：苯乙烯60份、不饱和聚酯树脂5份、偶氮二异丁腈0.1份；所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂kh570。
18.一种人造岗石原料的预处理方法，其采用本实施例所述的预处理剂对人造岗石骨料进行预处理，具体包括以下步骤：（1）定量称取苯乙烯、硅烷偶联剂、螯合型钛酸酯、丙烯酰胺和不饱和聚酯树脂均匀混合后得到活化剂备用；定量称取苯乙烯、不饱和聚酯树脂和偶氮二异丁腈均匀混合后得到交联剂备用；（2）按照以下质量份数称取原料：人造岗石骨料100份、活化剂1份、交联剂0.5份；将活化剂一次性加入人造岗石骨料中在搅拌速度为80r/min的条件下充分搅拌15min，接着再将交联剂缓慢加入人造岗石骨料中，加入时间控制在5min内，接着在搅拌速度为50r/min的条件下充分搅拌15min，然后将人造岗石骨料和不饱和聚酯树脂、固化剂均匀混合后送至压机进行压制，再将压制得到的人造岗石进行固化养护，待完全成型即可得到人造岗石产品。
19.实施例3：一种人造岗石原料的预处理剂，其包括以下质量份数的组分：活化剂2份、交联剂1份；所述活化剂包括以下质量份数的组分：苯乙烯50份、硅烷偶联剂10份、螯合型钛酸酯6份、丙烯酰胺8份、不饱和聚酯树脂10份；所述交联剂包括以下质量份数的组分：苯乙烯75份、不饱和聚酯树脂20份、偶氮二异丁腈0.2份；所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂kh590。
20.一种人造岗石原料的预处理方法，其采用本实施例所述的预处理剂对人造岗石骨料进行预处理，具体包括以下步骤：（1）定量称取苯乙烯、硅烷偶联剂、螯合型钛酸酯、丙烯酰胺和不饱和聚酯树脂均匀混合后得到活化剂备用；定量称取苯乙烯、不饱和聚酯树脂和偶氮二异丁腈均匀混合后得到交联剂备用；（2）按照以下质量份数称取原料：人造岗石骨料100份、活化剂2份、交联剂1份；将活化剂一次性加入人造岗石骨料中在搅拌速度为120r/min的条件下充分搅拌25min，接着再将交联剂缓慢加入人造岗石骨料中，加入时间控制在5min内，接着在搅拌速度为80r/min的条件下充分搅拌30min，然后将人造岗石骨料和不饱和聚酯树脂、固化剂均匀混合后送至压机进行压制，再将压制得到的人造岗石进行固化养护，待完全成型即可得到人造岗石产品。
21.实施例4：一种人造岗石原料的预处理剂，其包括以下质量份数的组分：活化剂5份、交联剂3份；所述活化剂包括以下质量份数的组分：苯乙烯60份、硅烷偶联剂15份、螯合型钛酸酯10份、丙烯酰胺10份、不饱和聚酯树脂15份；所述交联剂包括以下质量份数的组分：苯乙烯
90.995份、不饱和聚酯树脂35份、偶氮二异丁腈0.5份；所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂kh550。
22.一种人造岗石原料的预处理方法，其采用本实施例所述的预处理剂对人造岗石骨料进行预处理，具体包括以下步骤：（1）定量称取苯乙烯、硅烷偶联剂、螯合型钛酸酯、丙烯酰胺和不饱和聚酯树脂均匀混合后得到活化剂备用；定量称取苯乙烯、不饱和聚酯树脂和偶氮二异丁腈均匀混合后得到交联剂备用；（2）按照以下质量份数称取原料：人造岗石骨料100份、活化剂5份、交联剂3份；将活化剂一次性加入人造岗石骨料中在搅拌速度为150r/min的条件下充分搅拌30min，接着再将交联剂缓慢加入人造岗石骨料中，加入时间控制在5min内，接着在搅拌速度为100r/min的条件下充分搅拌30min，然后将人造岗石骨料和不饱和聚酯树脂、固化剂均匀混合后送至压机进行压制，再将压制得到的人造岗石进行固化养护，待完全成型即可得到人造岗石产品。
23.实施例5：一种人造岗石原料的预处理剂，其包括以下质量份数的组分：活化剂4份、交联剂2份；所述活化剂包括以下质量份数的组分：苯乙烯55份、硅烷偶联剂12份、螯合型钛酸酯8份、丙烯酰胺7份、不饱和聚酯树脂8份；所述交联剂包括以下质量份数的组分：苯乙烯85份、不饱和聚酯树脂30份、偶氮二异丁腈0.35份；所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂kh590。
24.一种人造岗石原料的预处理方法，其采用本实施例所述的预处理剂对人造岗石骨料进行预处理，具体包括以下步骤：（1）定量称取苯乙烯、硅烷偶联剂、螯合型钛酸酯、丙烯酰胺和不饱和聚酯树脂均匀混合后得到活化剂备用；定量称取苯乙烯、不饱和聚酯树脂和偶氮二异丁腈均匀混合后得到交联剂备用；（2）按照以下质量份数称取原料：人造岗石骨料100份、活化剂4份、交联剂2份；将活化剂一次性加入人造岗石骨料中在搅拌速度为90r/min的条件下充分搅拌30min，接着再将交联剂缓慢加入人造岗石骨料中，加入时间控制在5min内，接着在搅拌速度为60r/min的条件下充分搅拌25min，然后将人造岗石骨料和不饱和聚酯树脂、固化剂均匀混合后送至压机进行压制，再将压制得到的人造岗石进行固化养护，待完全成型即可得到人造岗石产品。
25.对比例1：本对比例与实施例1的区别仅在于，不对人造岗石骨料进行预处理，直接人造岗石骨料和不饱和聚酯树脂、固化剂均匀混合后送至压机进行压制，再将压制得到的人造岗石进行固化养护，待完全成型即可得到人造岗石产品。
26.实验例1：按照实施例1～5和对比例1所述方法生产人造岗石产品，使用相同组成的人造岗石骨料、不饱和聚酯树脂和固化剂，其中人造岗石骨料中包含碳酸钙粉体、20目白晶沙、40目白晶沙、60目白晶沙、80目白晶沙；同样生产6000g人造岗石产品，统计不饱和聚酯树脂的总用量，并且按照国家标准gb/t35157-2017《树脂型合成石板材》中所述方法检测人造岗石产品的压缩强度和弯曲强度，具体结果见表1。
27.表1 人造岗石产品的性能检测结果
由上述数据可见，采用本发明所述预处理方法后，生产得到的人造岗石产品在压缩强度和弯曲强度等性能远超国家标准gb/t35157-2017《树脂型合成石板材》的要求，而且其性能略优于不经过预处理得到的人造岗石产品，但是不饱和聚酯树脂的总用量却大幅减少，减少了高价值树脂的消耗，可显著降低成本。
28.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。