CN101260230B

CN101260230B - 热压成型的人造石材料及其制备的方法

Info

Publication number: CN101260230B
Application number: CN2007100859674A
Authority: CN
Inventors: 许培圣; 金宝华
Original assignee: JIANGSU FULLMARK CHEMICALS CO Ltd
Current assignee: Meigao Microsphere Nantong Technology Co ltd
Priority date: 2007-03-07
Filing date: 2007-03-07
Publication date: 2012-06-27
Anticipated expiration: 2027-03-07
Also published as: CN101260230A

Abstract

一种热压成型的人造石材料，它是由树脂，填充料，固化剂，脱模剂，和增稠剂所成；其中树脂是不饱和聚酯树脂，或乙烯基酯树脂。填充料是氢氧化铝，碳酸钙，石英，滑石中一种或任何几种的粉料，用量为树脂重量的27％到445％。固化剂是一种用于不饱和聚脂的引发剂：过氧化物或偶氮化物，用量为树脂重量的0.3％到3.9％。脱模剂是一种硬脂酸金属盐，用量为树脂重的0.6％到7.8％。增稠剂是一种正二价金属的氧化物或氢氧化物，用量为树脂重的0.2％到8.7％。该人造石材料，还有高分子化合物的低收缩添加剂；还可按需要添加玻璃纤维，碳纤维，金属纤维，玄武岩纤维和硼纤维及各种规格尺寸和花色的塑料颗粒等。还包括该热压成型的人造石材料的制备方法。

Description

热压成型的人造石材料及其制备的方法

发明领域

本发明总的涉及一种人造石材料，特别是一种适合于热压工艺生产的人造石材料及其制备的方法。

背景技术

目前大量采用的人造大理石，多为适合于用常温浇铸和固化生产工艺的。其生产过程因切割打磨所造成的资源损失和浪费是比较大的，据统计因生产过程的产品损失在百分之二十。同时存在因加工过程的固体粉尘造成周围环境污染等诸多缺陷。另外，由于成分没有统一标准，厂商在原料中添加、例如有毒染料的事也时有发生。

当然，也有采用热压成型的人造大理石。例如在00128188.7的中国专利中就有关于模塑料的组合物的公开，其中涉及到为使生产的人造石更透明而研发的模塑料的组合物，其中组分中包括不饱和聚脂树脂。

在98805471.x中公开的一种针对甲基丙烯酸系材料生产人造大理石的技术，采用的是热塑性高分子材料。该方法中包含(甲基)丙烯酸系的物质，并在固化反应中由(甲基)丙烯酸系单体聚合反应，而其中增稠物质是大分子量的聚合物。

中国专利98806517.x是有关用丙烯酸酯类预混料、丙烯酸酯类制备人造大理石及其方法，是针对丙烯酸酯材料生产人造大理石的技术。该方法中用到丙烯酸系的物质，并且在固化反应中是由丙烯酸类单体与含有丙烯酸酯类的多官能团物质共聚反应。

在中国专利98810591.8中，涉及丙烯酸系片状成型料或预制整体模塑料生产丙烯酸人造大理石的方法，其中的增稠剂是针对丙烯酸系材料生产人造大理石的，成型工艺中必须用到相对昂贵的挤出设备。该方法中包含丙烯酸系的物质，且在固化反应中是由丙烯酸系单体聚合(或混合体共聚反应)，并用聚合物做增稠剂。

同样是与大理石相关的中国专利96106392.0中，涉及到人造大理石制品及其制备方法。但它是常温浇铸成型生产人造大理石，内中也不含有纤维。而且在成型后须打磨抛光才能达到较好的表面效果。

中国专利88109212.6乃是用于人造大理石的树脂组合物，主要是通过配合制出一种含有可游离聚合的单体和含有环氧固化体系的树脂，并应用这种树脂与无机填充料形成一种树脂的组合物。其中不含有为组合物提供控制黏度的增稠物质，也不含有为成型的制品提供更高强度的增强纤维物质。

因此，现有技术中事实上存在一种需求，期望有适于热压工艺的，并可选用成本更低的原材料的产品；或者选用性能更好的原材料，生产出更优良的产品。也期望有更多绚丽色彩和花色的人造石材料。同时还期望有材质选择更能满足环保条件要求，或使用不对环境带来污染的模塑料及其相适应的制造方法。

发明概述

本发明就是以满足上述的实际需求为目的的。本发明旨在应用成本相对更便宜的不饱和聚酯，体系混合料中不使用、或较少使用含有(甲基)丙烯酸系单体物质，以使模塑料的挥发性更小，气味更小。

本发明的再一个目的是提供一种采用体系交联网状结构，耐热、耐溶剂性更好的模塑料。

本发明的还一个目的是提供一种采用了固化反应是有聚酯分子链中的双键与苯乙烯类的双键的共聚反应和含有快速改变预混料流变状态增稠剂的模塑料。

一种热压成型的人造石材料，它是由树脂，填充料，固化剂，脱模剂，和增稠剂所组成；其中所述的树脂是不饱和聚酯树脂，和/或乙烯基酯树脂。该树脂是由饱和的和不饱和的二元酸(酐)与二元醇缩聚形成的不饱和聚酯树脂，其中该饱和的酸可以是邻苯型、间苯型、对苯型的；而该二元醇类可以是乙二醇、丙二醇、甲基丙二醇、二甘醇、新戊二醇类。这种热压成型的人造石材料中所述的填充料可以是氢氧化铝，碳酸钙，石英，滑石中任何的一种粉料或者是它们的矿物粉料中任意几种的混合物，其用量为树脂用量的27％到445％(重量比)。所述的固化剂则可以是用于不饱和聚脂的一种引发剂：例如是一种过氧化物或偶氮化物，其用量为所述树脂重量的0.3％到3.9％。而脱模剂可以是一种硬脂酸金属盐：例如是硬脂酸锌，硬脂酸钙或硬脂酸铅等，其用量为所述树脂重量的％到7.8％。所述的增稠剂是一种正二价的金属氧化物或氢氧化物：比如是氧化镁，氢氧化镁或氢氧化钙等；其用量为所述树脂重量的0.2％到8.7％。

热压成型的人造石材料，还包括有低收缩添加剂。所述的低收缩添加剂可以是一种高分子化合物：例如是聚苯乙烯，聚乙烯，聚甲基丙烯酸甲酯，聚乙烯乙酸酯，饱和聚酯塑料，苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯单体的溶解物中之一或它们之间的任意混合物；其用量为所述树脂重量的0％到100％。热压成型的人造石材料，其中还可以包括有短切纤维，所述的短切纤维是：玻璃纤维，碳纤维，金属纤维，玄武岩纤维和硼纤维中之一或它们之间的任意混合物；其用量为所述树脂重量的0％到200％。热压成型的人造石材料，还可以包括有按需求添加的各种规格尺寸和花色的塑料颗粒。

发明还包括了该热压成型的人造石材料的制备方法，它包括以下步骤：1、按照上述人造石材料中所提到的相关组分，按所需要的比分依次加入分散器中作搅拌；2、将步骤1的产物引入一个混合器、同时按需要比分添加如前所述的纤维和/或添加如前所述的填充料作充分的搅拌混合；3、将步骤2的产物引入具有碾压辊的一个制片装置制成人造石材料，以备进一步的热压成型工艺之需。

这样制备的人造石材料，其中因含有为组合物提供黏度控制的增稠物质，致使在生产过程中以较低的黏度浸润增强纤维，并且在使用过程中为模压提供更好的硬度而增加模压的压力。这样制备的人造石材料可使制品各种强度大幅度提高，还由于可采用加热成型，致使固化快速，提高了生产效率。这样制备的人造石材料由于含有为成型的制品提供更高强度的增强纤维物质，从而提高了制品强度。这样制备的人造石材料还由于不需要打磨，抛光就能达到很好的表面效果，因此省时、省工、省料、环保。

以下将结合优选实施例进一步对本发明进行讲解。

附图说明

图1为按本发明优选实例的热压成型的人造石材料成型工艺的流程图。

具体实施方法

现在以比以上概述更为详细的方式来描述本发明的热压成型的人造石材料及其成型方法。本领域内普通技术人员可以从中了解到本发明中的潜在的其他诸多目的及优点。

按照本发明的一个优选实例的热压成型的人造石材料，它主要是由树脂，填充料，固化剂，脱模剂，和增稠剂所组成的。而其中所述的树脂可以是一种不饱和聚酯树脂，和/或乙烯基酯树脂。该树脂可以是邻苯型、间苯型、对苯型的或含有新戊二醇类树脂。这种树脂是由饱和的和不饱和的二元酸(酐)与二元醇缩聚形成的不饱和聚酯树脂，其中该饱和的酸可以是邻苯型、间苯型、对苯型的；而该二元醇类可以是乙二醇、丙二醇、甲基丙二醇、二甘醇、新戊二醇类。它们是、例如可以从市场上买得到的由江苏省江阴市璜土富菱化工有限公司生产的牌号为FL-9506、FL-9507、FL-9508、FL-9509、FL-9510、FL-9511、FL-9512的树脂。但是任何适用的不饱和聚酯树脂，和/或乙烯基酯树脂也是可以的。

这种热压成型的人造石材料中的填充料则可以采用氢氧化铝，碳酸钙，石英，滑石中任何的一种粉料，或者是由它们本身及其矿物粉料中选取的任意几种的混合物。按重量比计算其用量可以为树脂重量的27％到445％，最好是50％到400％。

其中固化剂可以是一种用于不饱和聚脂的引发剂：例如是过氧化物或偶氮化物，按重量比计算其用量可以为该树脂重量的0.3％到3.9％(重量比)、而最好是0.5％到3.5％。

脱模剂则可以是、但不局限于是一种硬脂酸金属盐。例如是硬脂酸锌，硬脂酸钙或硬脂酸铅等等。用量为所述树脂重量的0.6％到7.8％(重量比)，而最好是1％到7％(重量比)。

增稠剂可以是一种正二价金属的氧化物或氢氧化物，比如氧化镁，氢氧化镁或氢氧化钙等等，用量为所述树脂用量的0.2％到8.7％(重量比)，最好是0.5％到8％(重量比)。增稠剂起到为组合物提供黏度控制的作用，在生产过程中可以较低的黏度浸润其中的增强纤维(下文将予详述)，从而在使用过程中为模压提供了更好的硬度进而可增加模压的压力。

按照本发明的优选实例的热压成型的人造石材料，它还可以包括有低收缩添加剂。该低收缩添加剂可以是、但不局限于是一种高分子化合物。比如是聚苯乙烯PS，聚乙烯PE，聚甲基丙烯酸甲酯PMMA，聚乙烯乙酸酯PVAc.，饱和聚酯塑料，苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯MMA单体的溶解物中之一、或者是它们之间的任意几种的混合物；其用量为所述树脂用量的0％到100％(重量比)，即该低收缩添加剂的重量比W为：0％≤W≤100％。

因为采用了固化反应是有聚酯分子链中的双键与苯乙烯类的双键的共聚反应和含有快速改变预混料流变状态增稠剂，从而有效地增进了模塑料的理化性能。

按照本发明的一个优选实例的热压成型的人造石材料，其中还可以包括有短切纤维。所述的短切纤维是：玻璃纤维，碳纤维，金属纤维，玄武岩纤维和硼纤维中之一、或者是它们之间的任意几种的混合物。其用量为所述树脂的0％到200％(重量比)，即该短切纤维的重量比W为：0％≤W≤200％。

由于模塑料是体系交联网状结构，致使按照本发明的热压成型的人造石材料制品的耐热、耐溶剂性更好。

本发明的一个优选实例的热压成型的人造石材料，其中还可以包括有按需求添加的各种规格尺寸和花色的塑料颗粒，增加了对制品的多种可选择需求。

接下来介绍按照本发明的一个优选实例的热压成型的人造石材料的制备方法(参见图1)，它包括以下步骤：将如权利要求1至6中的人造石材料中相关组分按需要的比分依次加入一个分散器中作搅拌。

再将上述步骤的产物引入一个混合器，与此同时按需要的比分添加如权利要求7的纤维和/或权利要求8中的填充料，进行充分地搅拌混合。

接着将以上步骤的产物继而引入到具有碾压辊的一个制片装置，遂可制成该人造石材料，它既可以是一种化工厂的产品，也可以是最终用户的一种半成品原料。它是主要以不饱和聚酯树脂(包括乙烯基酯树脂)为黏结材料的一种模塑料SSMC(SSMC：solid surface moulding compounds)，可准备作进一步的热压成型加工之需，即如附图1中示例性表示的那样。

按照上述工艺制备的人造石材料，其中因为加入了含有为组合物提供黏度控制的增稠物质，致使在生产过程中可以较低的黏度浸润其中的增强纤维，进而在使用过程中为模压提供了更好的硬度从而增加了模压的压力。

还由于模塑料SSMC是可采用加热成型的，致使快速固化，从而提高了生产效率。这样制备的人造石材料由于含有为成型的制品提供更高强度的增强纤维物质，从而提高了制品强度。

按这种方法制备的人造石材料可使制品的各种强度大幅度提高。例如经实验验证的一款模塑料SSMC的制品成品的性能测试如下表所示：

测试项目	性能指标	单位	检测标准
				拉伸强度	50	MPa	GB1447-85
弯曲强度	65	MPa	GB1449-83
				弯曲模量	11	GPa	GB1449-83
冲击强度	9.5	KJ/m²	GB1451-83
				巴氏硬度	65		GB3854-2005
热变形温度	156	℃	GB1634-2004

即如上文提及的，模塑料SSMC是可准备作进一步的热压成型加工的。经中高温热压成型处理的模塑料比传统浇铸的人造石的多项主要物理性能指数有了明显的提高。其中拉伸强度，弯曲强度是传统浇铸人造石的1.5至4倍，抗冲击强度是其2至8倍；而弯曲模量提高了百分之二十至百分之四十；巴氏硬度提高百分之十至百分之二十；耐水性提高四十至九十倍；耐热温度提高了100℃；耐老化性提高两倍。

这种方法制备的人造石材料还由于不需要打磨，抛光就能达到很好的表面效果，因此省时、省工、省料、环保。

虽然本发明已经参照以单个示例及可选择的结合的各种特点作了描述，但本发明不局限于所作描述的具体举例。不言而喻，为实现发明的目的、为适应实际情况对叙述所作的诸多修改包括在此所作的权利要求书的范围之内。

Claims

1.一种热压成型的人造石材料，它是由树脂，填充料，固化剂，脱模剂，和增稠剂所组成；其中所述的树脂是一种不饱和聚酯树脂，该树脂是由饱和的和不饱和的二元酸或二元酸酐，与二元醇缩聚形成的不饱和聚酯树脂；其中该饱和的酸为邻苯型，或间苯型，或对苯型的，其特征为其中所述的二元醇为乙二醇，丙二醇，甲基丙二醇，二甘醇，新戊二醇中的一种。

2.按权利要求1的热压成型人造石材料，其特征为其中所述的填充料是氢氧化铝，碳酸钙，石英，滑石中任何的粉料或是它们的矿物粉料的混合物，其用量为树脂的27重量％到445重量％。

3.按权利要求1的热压成型人造石材料，其特征为其中所述的固化剂是一种用于不饱和聚脂的引发剂：过氧化物或偶氮化物，其用量为所述树脂的0.3重量％到3.9重量％。

4.按权利要求1的热压成型人造石材料，其特征为其中所述的脱模剂是一种硬脂酸金属盐：硬脂酸锌，硬脂酸钙或硬脂酸铅；其用量为所述树脂的0.6重量％到7.8重量％。

5.按权利要求1的热压成型人造石材料，其特征为其中所述的增稠剂是一种正二价金属的氧化物或氢氧化物：氧化镁，氢氧化镁或氢氧化钙；其用量为所述树脂的0.2重量％到8.7重量％。

6.按权利要求1的热压成型人造石材料，其特征为其中还包括有低收缩添加剂和/或短切纤维，所述低收缩添加剂是一种高分子化合物：聚苯乙烯，聚乙烯，聚甲基丙烯酸甲酯，聚乙烯乙酸酯，饱和聚酯塑料中之一或它们之间的任意混合物，其用量为所述树脂的0重量％到100重量％；而所述的短切纤维是：玻璃纤维，碳纤维，金属纤维，玄武岩纤维和硼纤维中之一或它们之间的任意混合物，其用量为所述树脂的0重量％到200重量％。

7.按权利要求1的热压成型人造石材料，其特征为其中还包括有按需求添加的各种规格尺寸和花色的塑料颗粒。

8.一种热压成型人造石材料的制备方法，它包括以下步骤：

A、将如权利要求1至5中任一项的人造石材料中相关组分按需要的比分依次加入分散器中作搅拌；

B、将步骤A的产物引入一个混合器、同时按需要比分添加如权利要求6的纤维和/或权利要求7中的填加物料作充分的搅拌混合；和

C、将步骤B的产物引入具有碾压辊的一个制片装置制成一种以树脂为黏结材料的模塑料，以备进一步的热压成型工艺之需。