[发明专利]树脂/石料颗粒人工仿石的制备方法及树脂/石料颗粒人工仿石

说明书

技术领域

本发明涉及人工仿石制备领域，具体而言，涉及一种树脂/石料颗粒人工仿石的制备方法及树脂/石料颗粒人工仿石。

背景技术

随着人们生活水平的不断提高，对于质轻、外表美观的人工仿石的需求也相应提高。现有的人工仿石通常为树脂基复合材料，即是以树脂材料为基体、以连续纤维或无机颗粒为增强填料，通过复合工艺制备而成的一类材料。然而，现有的人工仿石往往具有生产成本高的缺陷，严重限制了其应用范围。为此，如何降低人工仿石的生产成本，使其低成本化，已成为人工仿石研究的重中之重。

为降低人工仿石的生产成本，研究人员做了大量的工作。例如，采用低温固化技术或电子束固化技术对人工仿石中的树脂基材进行固化，能够降低在制备过程中的能耗，减少高能耗设备的使用，从而降低人工仿石的生产成本。但是，仅仅对复合工艺进行改进，生产成本的降低幅度有限。目前，常用的人工仿石的树脂基体增强填料为玻璃纤维、碳纳米管、炭黑、白炭黑与膨胀石墨等。以这些增强填料制备的人工仿石，其综合性能较为优秀，但生产成本过高。在此基础上，选择一种价格低廉的人工仿石的树脂增强填料，是降低人工仿石生产成本的必要条件。

发明内容

本发明旨在提供一种树脂/石料颗粒人工仿石的制备方法及树脂/石料颗粒人工仿石，以解决现有技术中人工仿石生产成本过高的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种树脂/石料颗粒人工仿石的制备方法，其包括以下步骤：步骤Ⅰ：对石料颗粒进行表面处理，使其表面粗糙化，得到预处理石料颗粒；步骤Ⅱ：将预处理石料颗粒与热塑性树脂进行混合处理或与热固性树脂单体进行混合处理，形成树脂/石料颗粒复合材料；步骤Ⅲ：对树脂/石料颗粒复合材料进行表面处理，使其表面的石料颗粒裸露，形成树脂/石料颗粒人工仿石。

进一步地，上述步骤Ⅰ中，对石料颗粒进行的表面处理为表面强碱处理或表面强酸处理；优选地，表面强碱处理中，强碱为氢氧化钠、氢氧化钾或氢氧化锂的水溶液；表面强酸处理中，强酸为盐酸、硫酸或硝酸。

进一步地，上述步骤Ⅰ中，对石料颗粒进行表面强碱处理时，将石料颗粒浸泡至浓度为20～50wt％的强碱溶液中，在180～200℃的温度下保持5～6h；对石料颗粒进行表面强酸处理时，将石料颗粒浸泡至浓度为38～48wt％的强酸溶液中进行处理浸泡至少24h。

进一步地，上述石料颗粒的粒径为10～400目。

进一步地，上述步骤Ⅱ中，将预处理石料颗粒与热塑性树脂进行混合处理的步骤包括：a1：在预处理石料颗粒中加入偶联剂，搅拌后，得到预混物；a2：将预混物和热塑性树脂进行密炼，得到初塑化混合料；a3：将初塑化混合料加入模具中进行完全塑化，得到树脂/石料颗粒人工仿石。

进一步地，上述步骤a1中，将预处理石料颗粒进行预热，将预热后的预处理石料颗粒升温至80～120℃，并在升温的过程中分批加入偶联剂，搅拌后得到预混物；优选预热的温度为50～60℃；优选搅拌后在100～110℃下烘干8～10min得到预混物，更优选偶联剂为KH-550，且为预处理石料颗粒的0.8～1.5wt％；步骤a2中，将预混物和热塑性树脂由室温密炼至140～160℃后，得到初塑化混合料；优选地，热塑性树脂与所述预混物的质量比为1:0.5～1:5；步骤a3中，将初塑化混合料加入模具中，在170～210℃温度下热压10～25min，继续冷压2～8h，得到树脂/石料颗粒人工仿石。

进一步地，上述步骤a2中将预混物和热塑性树脂进行密炼之前，还包括对热塑性树脂进行预处理的步骤，预处理步骤包括：将热塑性树脂加热至50～60℃，向其中加入增塑剂，继续升温至70～80℃，向其中加入热稳定剂；将其捏合后，继续升温至80～90℃，加入脱模剂，得到经预处理的所述热塑性树脂。

进一步地，上述步骤a2中，增塑剂为热塑性树脂的5～10wt％，增塑剂为柠檬酸三丁酯、甘醇二苯甲酸酯或环氧大豆油；热稳定剂为热塑性树脂的2～10wt％，热稳定剂为水滑石稳定剂、硬脂酸锌﹑硬脂酸钙或硬脂酸；脱模剂为热塑性树脂的0.3～0.8wt％，脱模剂为聚乙烯蜡。

进一步地，上述步骤a1中，在预处理石料颗粒中加入偶联剂之后，进一步在预处理石料颗粒中加入颜料，得到预混物；其中，所述颜料为酞青蓝BGS﹑酞青绿G﹑永固红F3RK或永固黄2GS，颜料为预处理石料颗粒的0.1～0.15％。

进一步地，上述热塑性树脂为PA、PPO、PSF、PPS、PF、PEEK、PVC、PE和PMMA中的一种或多种。