BG2297U1 - Състав на композитен материал за производство на санитерни, домакински и декоративни изделия - Google Patents

Abstract

Полезният модел се отнася до състав на композитен материал за производство на санитарни, домакински и декоративни изделия и намира приложение в бита, по-специално за производството на мивки, вани, плотове и различни видове декоративни изделия. Чрез този състав се получават изделия с повишени експлоатационни показатели, висока устойчивост на механични и температурни въздействия. Основният компонент в състава на композитния материал е силанизирани кварцови частици, които са със сферична форма и с размери на частиците във фракцията от 0,1 до 0,8 mm и състав SiO2 98 %, Al2O3 0,7 %, Fe2O3 0,3 % и ТiO2 0,1 %, като кварцовите частици са със специфично тегло от 2,7 g/ml и твърдост по Mohs 7. При това изпълнение на силанизираните кварцови частици, гранулите им са покрити със специфична глазура, подобна на глазурата на керамика, която им придава добри омокрящи и реологични свойства и повишена твърдост. Благодарение на силанизацията на пълнителя върху гранулите се осигурява отлично свързване между органичните и неорганични компоненти в сместа и се постига оптимална реология на смолната система. Следващият компонент, който се използва в качеството на свързващо вещество е ненаситена полиестерна смола, която е в съотношение от 18 до 28 % тегл. от общата маса. За постигане на разнообразие в цветовата гама се добавят оцветители, като различни неорганични и органични пигменти, както и реологични и тиксотропиращи адитиви в съотношение от 1,5 до 10 % тегл. от сместа. За полимеризирането на сместа се използва химически втвърдител от 1 до 2 % тегл. от общата маса. С цел повишаване на реологичните и тиксотропни свойства и за регулиране вискозитета на готовата смес се добавя химически тиксотропиращ и реологичен адитив от 0,5 до 2 % тегл. от общата маса.

Description

(54) СЪСТАВ HA КОМПОЗИТЕН МАТЕРИАЛ ЗА ПРОИЗВОДСТВО НА САНИТАРНИ, ДОМАКИНСКИ И ДЕКОРАТИВНИ ИЗДЕЛИЯ

Област на техниката

Полезният модел се отнася до състав на композитен материал за производство на санитарни, домакински и декоративни изделия и намира приложение в бита, по-специално за производството на мивки, вани, плотове и различни видове декоративни изделия.

Предшестващо състояние на техниката

Известни са от практиката композитни смеси за производство на подови покрития с употребата на пълнители, които са различни гранитни или кварцови частици с размер от 0,5 до 3-4 mm и съотношение 70-75 % обемни от общата маса. Основен свързващ компонент при тях се явява епоксидната смола - 25-30 % (тегловни).

При използването на епоксидната смола е факт, че тя е силен алерген, по-лошите й характеристики при постоянен контакт с вода, както и високата й цена, което оскъпява крайния продукт.

Известни са от практиката полимерни композиции за производството на санитарни и декоративни изделия /мивки, вани, душкорита, плотове/ с основен пълнител различни кварцови гранулата - до 70 до 95 % (тегловни) от цялата смес. Като свързващо вещество при тези смеси се използва акрилната смола.

В тези технологии използването на акрилни смоли води до висока степен на токсичност и взривоопасност, което налага необходимостта производственото оборудване да е сертифицирано, което оскъпява производствения процес и е свързано със сериозни рискове за безопасността на труда.

Познати са също така от практиката и композитни материали за производство на санитарни и декоративни изделия с основен пълнител полиестерни гранули - до 60 % (тегловни) от масата - т.нар. солид сърфейс или минерални плочи. Като свързващо вещество там се явява акрилната или акрилно-модифицираната смола - до 40% (тегловни) от общата смес. Тези изделия с посочените по-горе характеристики на акрилната смола, имат слаба устойчивост на надраскване и износване, поради сравнително ниската механична твърдост на полиестерния пълнител в композицията.

Известна е и композитна смес за производството на санитарни и декоративни изделия с главен пълнител различни фракции на калциевия карбонат - т. нар. полимермрамор (до 80 % тегловни) от масата и със свързващо вещество полиестерна смола - до 20% (тегловни от общата маса). При изработката на изделията от полимермрамор се налага покриването (запечатването) на лицевата част на продукта с тънък филм полиестерен гел-коат, с цел елиминирането на абсорбирането на течности в готовия продукт. Този процес на запечатване обуславя недостатъчната здравина на покритието и ниската им термоустойчивост.

Най-близкото техническо решение в тази област е известно от публикацията на CN 104556838, в който се описва изключително твърд и устойчив на стареене плот от изкуствен кварцов камък и методът му за неговото производство.

Съставът на композитния материал на плота от изкуствен кварцов камък включва следните компоненти: 30-90 тегловни части от калцинирани кварцови частици с размер от 6-80 mesh (3,25 mm - 0,18 mm), и количество от 30-70 тегловни части кварцов прах с размери на фракцията 325 mesh (0,044 mm) и от 5-15 тегловни части стъклени частици, 5-10 тегловни части ненаситена полиестерна смола, 0,1-2 тегловни части антиоксидант, 0,3-2 тегловни части силанизиращ свързващ агент, 0,3-2 тегловни части втвърдител и 0,1-1 тегловни части пигмент. Използването на калцинирания кварцов пясък повишава твърдостта на плота от изкуствен камък, съответно неговата износоустойчивост и устойчивост на надраскване. Добавянето на антиоксидант в сместа от своя страна повишава устойчивостта на стареене на плота от изкуствен кварцов камък.

Известно е и техническо решение от патент CN 104944847, където се описва метод за получаване на изкуствен камък чрез използване на рециклирани гранули от ненаситена полиестерна боя.

Методът включва следните етапи: равномерно смесване суровините за долния, за подсилващия и за лицевия слой на изделието, последователно изливане, оформяне и втвърдяване с

2297 UI цел получаване на изкуствения камък. Долният и повърхностният слой на изкуствения камък включват следните суровини в тегловни части: 20-75 части рециклирани частици от ненаситена полиестерна прахова боя, 0-35 части пожрогасителен агент, 10-20 части кварцов пясък, 10-25 части ненаситена полиестерна смола, 0-3 части втвърдител, 0-2 части аминов инхибитор, 0-2 части на ускорител, 0-1 част от свързващ агент и 0-2 части катализатор. Изкуственият камък има широко приложение - може да се използва както за изработката на изделия за закрити помещения - декоративни елементи, кухненски плотове, подпрозоречни первази, така и за изделия, използвани на открито - като например за облицовка на външни стени, декоративни пана и други подобни. Предимствата на материала са ниската му плътност, твърдата повърхност, добрата огнеустойчивост и резистентност на износване и стареене. В частност теглото на произведеният по този метод изкуствен камък е около от 1/2 до 1/3 от теглото на изкуствен камък, произведен по стандартна технология, като продуктът има същите якостни характеристики, което обуславя широкото му приложение в строителството и архитектурата.

Техническа същност на полезния модел

Задачата на полезния модел е създаване на състав на композитен материал за производство на санитарни, домакински и декоративни изделия, които да са с повишени експлоатационни показатели, да имат висока устойчивост на механични и температурни въздействия, като например надраскване и допир на горещи предмети.

Съставът на композитния материал включва кварцов пясък, свързващо вещество на основата на полиестерна смола, втвърдител на смолата, оцветители, адитив.

Кварцовият пясък представлява цветен силанизиран кварцов пясък, като кварцовите частици са със сферична форма и са с размери от 0,1 до 0,8 mm и състав SiO₂ - 98%, А1₂О₃ - 0,7%, Fe₂O₃ - 0,3% и ТЮ₂ - 0,1 %, а кварцовите частици са със специфично тегло 2,7 g/tnl и твърдост по Mohs 7, като количеството им е от 68 до 78% тегловни от общата маса на сместа. Гранулите на силанизираните кварцови частици са покрити със специфична глазура, подобна на керамична глазура, която им придава добри омокрящи и реологични свойства и повишена твърдост.

В качеството на свързващо вещество се използва ненаситена полиестерна смола в съотношение от 18 до 28 % тегловни от общата маса. Благодарение на силанизацията на пълнителя върху гранулите е осигурено отлично свързване между органичните и неорганични компоненти в сместа, като е постигната оптимална реология на получената смолна система.

За постигане на разнообразие в цветовата гама са добавени оцветители, представляващи различни неорганични и органични пастообразни пигменти, както и реологични и тиксотропиращи адитиви, които са от 1,5 до 10% тегловни от общата смес.

За полимеризирането на сместа се използва химически втвърдител от 1 до 2% тегловни от общата маса.

С цел повишаване на реологичните и тиксотропни свойства и за регулиране вискозитетът на готовата смес е добавен химически тиксотропиращ и реологичен адитив от 0,5 до 2% тегловни от общата маса.

Предимството на полезния модел се състои в новия състав на композитния материал, чрез който се получават изделия с повишени експлоатационни показатели, висока устойчивост на механични и температурни въздействия. Освен това едновременното се прилага и обезвъздушаване и вибрация в изработката на композиционния материал и нафтовия продукт. Посредством обезвъздушаването се гарантира вътрешната здравина на изделието след полимеризация, а вибрацията осигурява концентрирането, съответно плътността на твърдата съставка на сместа - кварцовите частици, върху повърхността, която е подложена на физикомеханични въздействия по време на експлоатацията на крайния продукт.

Пример за изпълнение на полезния модел

Основният компонент в състава на композитния материал, съгласно полезния модел е силанизирани кварцови частици, които са със сферична форма и с размери на частиците във фракцията от 0,1 до 0,8 mm, и състав SiO₂ - 98%, А1₂О₃ 0,7%, Fe₂O₃ - 0,3% и TiO₂ - 0,1%, като кварцовите частици са със специфично тегло от 2,7 g/ml и твърдост по Mohs 7. При това изпълнение на силанизираните кварцови частици, гранулите им са покрити със специфична глазура, подобна на

2297 UI глазурата на керамика, която им придава добри омокрящи и реологични свойства и повишена твърдост. Благодарение на силанизацията на пълнителя върху гранулите се осигурява отлично свързване между органичните и неорганични компоненти в сместа и се постига оптимална реология на смолната система.

Следващият компонент, който се използва в качеството на свързващо вещество е ненаситена полиестерна смола, която е в съотношение от 18 до 28 % тегловни от общата маса. За постигане на разнообразие в цветовата гама се добавят оцветители, като различни неорганични и органични пигменти, както и реологични и тиксотропиращи адитиви в съотношение от 1,5 до 10% тегловни от сместа. За полимеризирането на сместа се използва химически втвърдител от 1 до 2% тегловни от общата маса. С цел повишаване на реологичните и тиксотропни свойства и за регулиране вискозитета на готовата смес се добавя химически тиксотропиращ и реологичен адитив от 0,5 до 2% тегловни от общата маса.

Представени са и следните примерни изпълнения.

Пример 1.

Подготвя се подходяща затворена матрица посредством почистване и обмазване със съответен отделителен агент, като например за изработка на кухненски плот.

Подготвеният композитен материал има следния състав в тегловни % от общата маса.

1. Силанизиран кварцов пясък, с размери на фракцията от 0,1 до 0,8 mm е 75 %.

2. Ненаситена полиестерна смола (ISO NPG) е 21 %.

3. Втвърдител за смолата (МЕКР) е 1 %.

4. Пигмент - 1,7 %.

5. Тиксотропиращ и реологичен адитив -1,3 %.

Сместа се хомогенизира чрез разбъркване с миксер, с цел максимално добро размесване на компонентите на системата, след което се обезвъздушава посредством вакуум-устройство за изваждане на въздуха от системата и гарантиране на липса на последващи вътрешни напрежения вследствие процеса на полимеризация.

Обезвъздушеният материал се излива под налягане в матрицата, като същевременно се прилага вибрация с цел подпомагане плътното подреждане на кварцовите частици и концентрирането им върху работната повърхност на готовия продукт. Така се постига много плътен еднороден слой от най-твърдата съставка на сместа върху подложената на натоварване повърхност.

След приключване на полимеризацията и първичното втвърдяване на сместа матрицата се отваря и плота се изважда от нея.

Пример 2.

Подготовка на композитна смес и изработката от нея на еднокоритна кухненска мивка без плот с повърхност с увеличена устойчивост на надраскване, износване и термичен шок.

Подготвя се подходяща затворена матрица посредством почистване и обмазване със съответен отделителен агент.

Подготвя се композитна смес със следния състав в тегловни % от общата маса:

1. Силанизираният кварцов пясък с размери на фракцията 0,1 - 0,8 mm е 72 %.

2. Ненаситената полиестерна смола (ISO NPG) е 24 %.

3. Втвърдителят за смолата (МЕКР) е 1 %.

4. Пигментът е 1,5 %.

5. Тиксотропиращият и реологичен адитив е 2 %.

Както в пример 1, сместа се хомогенизира, чрез разбъркване с миксер с цел максимално добро размесване на компонентите на системата, след което се обезвъздушава посредством вакуум-устройство за изваждане на въздуха от системата и гарантиране на липса на последващи вътрешни напрежения вследствие процеса на полимеризация.

Пример 3.

Подготовка на композитна смес и изработката от нея на двукоритна кухненска мивка с повърхност с увеличена устойчивост на надраскване, износване и термичен шок.

Подготвя се подходяща затворена матрица посредством почистване и обмазване със съответен отделителен агент.

Подготвя се композитна смес със следния състав в тегловни % от общата маса:

1. Силанизиран кварцов пясък, с размери на фракцията 0,1 - 0,8 mm е 77 %.

2. Ненаситена полиестерна смола (ISO NPG) е 19 %.

3. Втвърдител за смолата (МЕКР) е 1 %.

4. Пигмента е 2 %.

5. Тиксотропиращ и реологичен адитив е 1 %.

Както при пример 1 и пример 2, сместа се хомогенизира чрез разбъркване с миксер с цел максимално добро размесване на компонентите на системата и се обезвъздушава посредством вакуум-устройство за изваждане на въздуха от системата и гарантиране на липса на последващи вътрешни напрежения вследствие процеса на полимеризация. Готовите изделия се произвеждат чрез леене на материала под налягане в затворени матрици.

Приложение на полезния модел

Първият етап при подготовката на производство на материала включва смесване на съставките и обезвъздушаване на хомогенизираната смес с помощта на вакуумираща машина. Обезвъздушаването на готовата за изливане в матрицата смес има за цел да елиминира напълно наличието на въздух в материала, като по този начин се отстраняват предпоставките за възникване на вътрешни напрежения по време на полимеризацията и вторичното втвърдяване на сместа.

Така подготвеният материал се излива под налягане в затворена матрица. Съгласно полезният модел по време на процеса на леене матрицата се подлага на вибрация. В резултат на вибрацията се постига висока концентрация и компактно подреждане на по-тежките кварцови частици и те образуват плътен еднороден слой откъм натоварената по време на експлоатация повърхност на изделието, както и за подобряване износоустойчивостта на повърхността на изделието, изложена на натоварване по време на използване /лицевата част на продукта/. Освен това след изливането на сместа във формата, по време на втвърдяването на смолата, матрицата

U1 се подлага на вибрация, като по този начин се подпомага концентрацията на по-тежките кварцови частици, като така те се подреждат в специфична матрица и образуват плътен слой с висока устойчивост на физико-механични влияния откъм натоварената страна на изделието.

Идеята е да се постигне максимално плътно подреждане на твърдите частици, като по този Ιθ начин се намаляват максимално свободните пространства, които биха се запълнили със смола и биха намалили твърдостта на покритието. Благодарение на това, по повърхността на изделието /на лицето/ се образува от най-твърдата и 15 износоустойчива съставка на сместа - кварцовите гранули, което придава на натоварената повърхност на крайния продукт повишена здравина на механични въздействия и термичен шок.

Claims (1)

1. Състав на композитен материал за производство на санитарни, домакински и декоративни изделия, съдържащ кварцов пясък, свързващо вещество на основата полиестерна смола, втвърдител на смолата, оцветители, характеризиращ се с това, че кварцовият пясък е цветен силанизиран кварцов пясък, с размери на частиците във фракцията от 0,1 до 0,8 mm, в количество от 68 30 до 78 тегл. %, ненаситената полиестерна смола е от 18 до 28 тегл. %, втвърдителят на смолата е от 1 до 2 тегл. %, оцветителите са органични и неорганични пастообразни пигменти от 1,5 до 10 тегл. %, и тиксотропиращ, реологичен адитив от 35 0,5 до 2 тегл. %.