CN102452817A - 一种硅砂组合物及成型体和该成型体的制备方法 - Google Patents

Abstract

硅砂组合物，其中，该硅砂组合物含有硅砂、第一粘结剂和吸水性材料；以100重量份硅砂为基准，所述第一粘结剂的含量为1-15重量份，所述吸水性材料的含量为0.01-0.1重量份。本发明提供的硅砂组合物中含有吸水性材料，与粘合剂相配合后与硅砂一起混合并固化得到的成型体具有较好的吸水性能，且强度也较好，不易损坏，可作为书法、绘画用纸张，并且比一般的纸张更容易长期保存。

Description

一种硅砂组合物及成型体和该成型体的制备方法

技术领域

本发明涉及一种硅砂组合物及成型体的制备方法以及由该方法制得的成型体。

背景技术

现有书法及绘画使用的宣纸通常是将木材或者稻草碾碎后制成纸浆，用竹帘抄成纸，然后烘干。由现有的方法制成的宣纸在潮湿环境下存放很容易发霉、变质、生虫，因此不易长期保存，此外还存在易碎、易撕毁等问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种容易长期保存、具有较好吸水性能以及强度的可作为书法、绘画用纸张的由硅砂组合物得到的成型体及其制备方法以及硅砂组合物。

本发明提供了一种硅砂组合物，其中，该硅砂组合物含有硅砂、第一粘结剂和吸水性材料；以100重量份硅砂为基准，所述第一粘结剂的含量为1-15重量份，所述吸水性材料的含量为0.01-0.1重量份。

本发明还提供了一种成型体的制备方法，该方法包括将本发明提供的硅砂组合物混合、成型并固化。

本发明还提供了一种根据本发明的制备方法制备的成型体。

本发明提供的硅砂组合物中含有吸水性材料，与粘合剂相配合后与硅砂一起混合并固化得到的成型体具有较好的吸水性能，且强度也较好，不易损坏，可作为书法、绘画用纸张，并且比一般的纸张更容易长期保存。

具体实施方式

按照本发明，所述硅砂组合物含有硅砂、第一粘结剂和吸水性材料；以100重量份硅砂为基准，所述第一粘结剂的含量可以为1-15重量份，所述吸水性材料的含量可以为0.01-0.1重量份。以100重量份硅砂为基准，所述第一粘结剂的含量为1-15重量份时，既可以获得具有较好力学性能的成型体，还可以使所述硅砂组合物的成本最低。更优选情况下，以100重量份硅砂为基准，所述第一粘结剂的含量为2-10重量份，所述吸水性材料的含量为0.01-0.05重量份。

根据本发明，所述硅砂既可以为天然硅砂，也可以为人造硅砂。所述天然硅砂可以为河砂、海砂和风积砂，优选为来自沙漠的风积砂。

所述硅砂的粒径可以根据具体的使用要求而定。一般地，所述硅砂的粒径可以为10-1000微米，当所述硅砂的粒径处于上述范围时，可以得到表面致密度高、长期透水性好的成型体。所述硅砂的粒径优选为20-600微米。

根据本发明，所述硅砂的白度优选大于或等于90度，如可以为90-95度，从而使得到的成型体能够作为用于书法、绘画的纸张使用。白度，是指物体表面含白色的程度，其定义为：光谱反射比为100％的理想表面的白度为100度，光谱反射比为零的绝对黑表面的白度为零度。可以通过白度仪(如48B白度测定仪(PN-48B))测定硅砂的白度。

根据本发明，所述第一粘结剂用于将所述硅砂粘结在一起，并经成型和固化以后获得具有一定形状和强度的成型体。在本发明中，所述成型体是指具有一定的形状和强度的制品。

本发明对所述第一粘结剂的种类没有特别限定，可以为胶粘剂领域常用的各种粘结剂。本发明的发明人在实践中发现：在所述第一粘结剂为选自丙烯酸系树脂胶粘剂、环氧树脂胶粘剂和聚氨酯胶粘剂中的一种或多种时，上述胶粘剂不仅对硅砂具有良好的粘附力，从而可以将所述硅砂牢靠的粘结在一起，赋予所述硅砂以一定的形状和强度。

本发明对所述吸水材料的种类没有特别限定，可以为各种具有吸水性能的材料。本发明优选的吸水性材料选自甜菜碱、膨润土、硅藻土以及吸水性树脂中的一种或多种。其中，所述吸水性树脂可以选自各种吸水性树脂，例如，吸水性环氧树脂可以为丙烯酸吸水性树脂和/或丙烯酰胺吸水性树脂，所述吸水性树脂可以商购得到，也可以按照本领域技术人员公知的方法制备得到。

优选情况下，所述硅砂为具有聚合物包覆层的硅砂，硅砂的表面具有聚合物包覆层可以显著提高第一粘结剂与硅砂之间的界面强度，进而提高成型体的强度。

根据本发明，所述硅砂以及聚合物包覆层的用量可以在很大的范围内变动。根据本发明，所述聚合物包覆层的含量可以根据预期的成型体的强度和透水性进行适当的选择。优选情况下，以所述具有聚合物包覆层的硅砂为基准，所述聚合物包覆层的含量为0.01-10重量％，优选为0.05-8重量％。

根据本发明，所述聚合物包覆层是通过将所述硅砂与第二粘结剂混合，并将所述第二粘结剂固化而形成的。

所述第二粘结剂可以为胶粘剂领域常用的各种有机胶粘剂。优选地，所述第二粘结剂选自丙烯酸系树脂胶粘剂、环氧树脂胶粘剂和聚氨酯胶粘剂中的一种或多种。上述胶粘剂对硅砂具有良好的粘附力，并且具有良好的耐候性，可以使得最终的成型体具有优异的综合性能。

优选情况下，所述第二粘结剂还含有白色颜料，以100重量份所述第二粘结剂为基准，所述白色颜料的含量为0.1-10重量份。以进一步提高硅砂的白度，从而满足作为纸张使用的要求。所述白色颜料可以为各种常规的白色颜料，例如，钛白粉、氧化锌和硫酸钡中的一种或多种。

进一步优选地，所述第二粘结剂为与所述第一粘结剂相同。在所述第二粘结剂为与所述第一粘结剂相同时，相同种类的粘结剂之间的相容性更好，可以进一步提高第一粘结剂与硅砂之间的界面强度，进而使得最终的成型体具有更高的强度和较好的吸水性能。

根据本发明，所述环氧树脂胶粘剂是指以环氧树脂为基料的一种热固性胶粘剂，含有环氧树脂和环氧树脂固化剂。使用前，所述环氧树脂与所述环氧树脂固化剂分开存放，使用时将二者混合并进行固化即可。

本发明中，所述环氧树脂的环氧值可以根据具有透水作用的成型体的预期强度进行适当的选择。一般地，所述环氧树脂的环氧值可以为0.3-0.55mol/100g，优选为0.35-0.5mol/100g。本发明对所述环氧树脂的种类没有特别限定，可以为以硅砂作为骨料的透水成型体制备领域常用的各种环氧树脂。优选地，所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂。例如，所述环氧树脂胶粘剂中的环氧树脂可以为商购自无锡树脂厂的牌号为E-51的环氧树脂；商购自岳阳石化的牌号为128的环氧树脂。从进一步提高由本发明的组合物制备的成型体的耐候性的角度出发，所述环氧树脂胶粘剂中的环氧树脂更优选为氢化双酚A型环氧树脂。所述氢化双酚A型环氧树脂可以商购得到，例如商购自北京合力化工有限公司的氢化双酚A环氧树脂。

本发明对于所述环氧树脂固化剂的种类没有特别限定，可以为本领域常用的各种用于固化环氧树脂的固化剂。例如，所述环氧树脂固化剂可以为胺系固化剂和/或酸酐系固化剂。

优选地，所述环氧树脂固化剂为各种常规的胺系固化剂。更优选地，所述环氧树脂固化剂为胺值为200-800gKOH/g的胺系固化剂。进一步优选地，所述环氧树脂固化剂为胺值为300-700gKOH/g的胺系固化剂。满足上述要求的环氧树脂固化剂例如可以为商购自无锡惠隆电子材料有限公司的牌号为593的环氧树脂固化剂和牌号为2316B的环氧树脂固化剂。

所述固化剂的用量可以根据所选择的环氧树脂的种类和环氧值以及最终的成型体的使用场合进行适当地选择。本发明的发明人发现，当以100重量份环氧树脂为基准，所述固化剂的含量为5-80重量份时，最终获得的具有透水作用的成型体具有良好的综合性能。当所述固化剂的含量低于上述含量时，导致环氧树脂的固化不完全，使得最终得到的成型体的强度不足。当所述固化剂的含量高于上述范围时，尽管可以使最终的具有透水作用的成型体具有高的强度，但是另一方面也使得最终的具有透水作用的成型体的脆性提高。优选地，以100重量份环氧树脂为基准，所述固化剂的含量为10-50重量份；更优选地，以100重量份环氧树脂为基准，所述固化剂的含量为15-30重量份。

根据本发明，所述聚氨酯胶粘剂可以为以硅砂作为骨料的透水成型体制备领域常用的各种聚氨酯胶粘剂，既可以为单组份型聚氨酯胶粘剂，也可以为双组份型聚氨酯胶粘剂。

根据本发明的一种实施方式，所述聚氨酯胶粘剂含有异氰酸酯和多元醇。所述异氰酸酯与所述多元醇可以分开存在，使用时将二者混合并进行反应，生成氨基甲酸酯键，进而形成聚氨酯交联结构，实现粘合的功能；也可以通过将异氰酸酯基团用封端剂(例如：苯酚、甲酚、壬基酚、己内酰胺和甲乙酮中的一种或多种)来进行保护而与所述多元醇存在于一个密闭且隔绝湿气的环境中，使用时在升高温度的条件下(例如：140-180℃)脱除封端剂，释放异氰酸酯基团与多元醇中的羟基反应，生成氨基甲酸酯键，进而形成聚氨酯交联结构，实现粘合的功能。

在该实施方式中，所述异氰酸酯中的异氰酸酯基与所述多元醇中的羟基的摩尔比可以根据预期的成型体的强度以及透水性进行适当的选择，优选地，所述异氰酸酯中的异氰酸酯基团与所述多元醇中的羟基的摩尔比为1∶1-5。

所述异氰酸酯和多元醇可以为以硅砂作为骨料的透水成型体制备领域常用的各种异氰酸酯和多元醇。从进一步提高最终的成型体的力学性能和耐候性以及原料易得性的角度出发，所述异氰酸酯优选为选自1，6-己二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、甲基环己基二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、四甲基苯二亚甲基二异氰酸酯、1，6-己二异氰酸酯缩二脲、1，6-己二异氰酸酯三聚体、异佛尔酮二异氰酸酯三聚体、1，6-己二异氰酸酯和异佛尔酮二异氰酸酯的混合三聚体中的一种或多种；所述多元醇优选为聚酯多元醇、聚醚多元醇和含羟基的丙烯酸系树脂中的一种或多种。

在根据本发明的另一种实施方式中，所述聚氨酯胶粘剂含有端基为异氰酸酯基团的聚氨酯预聚物，所述异氰酸酯基团被封端剂(例如：苯酚、甲酚、壬基酚、己内酰胺和甲乙酮中的一种或多种)所保护，使用时与空气中的水分接触，生成氨基甲酸酯键，进而形成聚氨酯交联结构，实现粘合的功能。这种类型的聚氨酯胶粘剂例如可以为商购自武汉狮子山化工涂料有限公司的MPU-20型单组份聚氨酯胶粘剂。

根据本发明，所述丙烯酸系树脂胶粘剂含有丙烯酸系树脂，所述丙烯酸系树脂可以为本领域常用的各种热固性丙烯酸系树脂，例如：含丙烯酸羟基酯的丙烯酸树脂、含有丙烯酰胺的丙烯酸树脂以及含有不饱和双键的丙烯酸系树脂。所述热固性丙烯酸系树脂可以通过本领域常用的各种方法进行固化，例如：对于含有丙烯酸羟基酯的丙烯酸树脂可以通过加热或添加例如氯化铵的催化剂来进行固化；对于含有不饱和双键的丙烯酸树脂可以通过在使用时加入自由基型引发剂而进行固化。上述热固性丙烯酸系树脂胶粘剂可以商购得到，例如商购自济南卡夫乐化工有限公司的牌号为CFU-6060的丙烯酸系树脂胶粘剂。

根据本发明的硅砂组合物，优选至少部分所述第一粘结剂和/或第二粘结剂为亲水性的。本发明中，所述亲水性是指分子结构中含有亲水基团和/或亲水链段。所述亲水基团例如可以为磺酸基团、羧酸基团、铵基基团，所述亲水链段例如可以为

其中，n为1-10的整数。

在将所述硅砂组合物成型之后，具有亲水性的第一粘结剂和/或第二粘结剂可以借助于所述亲水基团和/或亲水链段在硅砂周围形成相互贯通的亲水通道，从而加速水的渗透。

所述环氧树脂胶粘剂可以通过采用分子结构中含有亲水性基团和/或亲水链段的环氧树脂而获得亲水性。所述含有亲水性基团和/或亲水链段的环氧树脂可以采用公知的技术在环氧树脂分子结构中引入亲水基团和/或亲水链段。例如：通过将环氧树脂与对羟基苯甲酸甲酯反应，然后进行水解，再进行中和，即可获得含有羧酸盐的环氧树脂；通过将环氧树脂与聚乙二醇反应即可获得含有亲水链段

的环氧树脂。所述亲水性的环氧树脂也可以商购得到，例如：商购自上海树脂厂有限公司的牌号为ME-2的亲水性环氧树脂。

对于聚氨酯胶粘剂，可以通过使用亲水性多元醇和/或异氰酸酯而获得亲水性。亲水性多元醇的实例包括聚醚多元醇和含羟基的丙烯酸系树脂。

本发明对于所述亲水性的第一粘结剂和/或第二粘结剂的含量没有特别限定，可以根据预期的透水性能进行选择。例如，从使透水性能最大化的角度出发，可以所有的第一粘结剂和/或第二粘结剂均为亲水性的；从平衡渗透系数与成本的角度出发，以所述第一粘结剂的总量为基准或第二粘结剂的总量为基准，所述第一粘结剂和第二粘结剂中各自有1-80重量％的粘结剂为亲水性的(即，以所述第二粘结剂的总量为基准，1-80重量％的第二粘结剂含有亲水性基团和/或亲水性链段；以第一粘结剂的总量为基准，1-80重量％的第一粘结剂含有亲水性基团和/或亲水性链段)；优选地，以所述第一粘结剂的总量为基准或以所述第二粘结剂的总量为基准，所述第一粘结剂和第二粘结剂中各自有30-70重量％的粘结剂为亲水性的(即，以所述第二粘结剂的总量为基准，30-70重量％的第二粘结剂含有亲水性基团和/或亲水性链段；以第一粘结剂的总量为基准，30-70重量％的第一粘结剂含有亲水性基团和/或亲水性链段)。在确保透水性的条件下，从进一步降低根据本发明的硅砂组合物制备的成型体的成本的角度出发，所述第一粘结剂和第二粘结剂中各自有15-35重量％的粘结剂为亲水性的(即，以所述第二粘结剂的总量为基准，15-35重量％的第二粘结剂含有亲水性基团和/或亲水性链段；以第一粘结剂的总量为基准，15-35重量％的第一粘结剂含有亲水性基团和/或亲水性链段)。

根据本发明的硅砂组合物，所述聚合物包覆层是通过将所述硅砂与第二粘结剂混合，并将所述第二粘结剂固化而形成的。

根据本发明，所述混合和固化的条件可以根据使用的第二粘结剂的种类进行适当的选择，以将所述第二粘结剂与硅砂混合均匀，并将包覆在所述硅砂表面的第二粘结剂固化至满足上文所述的要求即可。

在一种实施方式中，在所述第二粘结剂为环氧树脂胶粘剂时，优选先将硅砂与环氧树脂在80-200℃的温度下混合均匀，然后加入环氧树脂固化剂，并在该温度下进行0.3-20分钟的固化，从而得到具有聚合物包覆层的硅砂。

在另一种实施方式中，所述第二粘结剂为聚氨酯胶粘剂且所述聚氨酯胶粘剂含有保护或未保护的多异氰酸酯以及多元醇，优选将多元醇与硅砂在80-200℃的温度下混合均匀，然后加入多异氰酸酯，并在该温度下进行0.3-20分钟的固化，从而得到具有聚合物包覆层的硅砂。

在另一种实施方式中，所述聚氨酯胶粘剂为端基为异氰酸酯基团的聚氨酯预聚物，优选将所述聚氨酯胶粘剂与硅砂在80-200℃的温度下混合均匀，并在该温度下进行0.3-20分钟的固化，从而得到具有聚合物包覆层的硅砂。

在又一种实施方式中，所述第二粘结剂为丙烯酸系树脂胶粘剂，优选将所述丙烯酸系树脂胶粘剂与硅砂在80-200℃的温度下混合0.3-20分钟，并在该温度下进行0.3-20分钟的固化，从而得到具有聚合物包覆层的硅砂。

由于所述第二粘结剂可以为选自丙烯酸系树脂胶粘剂、环氧树脂胶粘剂和聚氨酯胶粘剂中的一种或多种，所述聚氨酯胶粘剂中的多异氰酸酯可能与丙烯酸酯树脂系树脂胶粘剂中的丙烯酸系树脂分子结构中的羧基发生反应，因此，在所述第二粘结剂含有聚氨酯胶粘剂和丙烯酸酯树脂胶粘剂，且所述聚氨酯胶粘剂含有保护或未保护的多异氰酸酯时，优选先将丙烯酸树脂系胶粘剂和多元醇与硅砂在80-200℃的温度下混合均匀，然后加入多异氰酸酯混合均匀，接着进行0.3-20分钟的固化，从而得到具有聚合物包覆层的硅砂。

由于环氧树脂胶粘剂中环氧树脂中的环氧基可能与丙烯酸酯树脂系胶粘剂中的丙烯酸酯系树脂以及聚氨酯胶粘剂中的多元醇发生反应，因此，优选先将环氧树脂与硅砂在80-200℃的温度下混合均匀，然后加入多异氰酸酯，再加入丙烯酸系树脂、多元醇以及环氧树脂固化剂混合均匀，接着进行0.3-20分钟的固化，从而得到具有聚合物包覆层的硅砂。

根据本发明，所述硅砂与第二粘结剂的混合优选在溶剂的存在下进行。所述溶剂可以为本领域常用的各种有机溶剂，只要所述溶剂可以溶解所述第二粘结剂即可。从易于挥发的角度出发，所述溶剂优选为甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯、环己烷、二甲苯、甲苯和苯中的一种或多种。一般地，以100重量份第二粘结剂为基准，所述溶剂的用量可以为1-25重量份。当所述溶剂的用量处于上述范围之内时，可以得到均匀的组合物。优选地，在获得均匀的混合物的前提下，从环保的角度出发，以100重量份环氧树脂为基准，所述溶剂的用量为3-20重量份。

从避免硅砂之间相互粘结的角度出发，优选所述固化在伴随搅拌的条件下进行。所述搅拌的条件使得硅砂之间不发生粘结即可。

从进一步提高由本发明组合物制备的成型体的强度的角度出发，所述组合物还可以含有短纤维。所述短纤维可以为本领域常用的各种植物短纤维。一般地，所述植物短纤维可以选自聚丙烯短纤维、木质纤维和玻璃短纤维中的一种或多种。以100重量份硅砂为基准，所述短纤维的含量可以为0.01-10重量份，优选为0.1-5重量份。

根据本发明的硅砂组合物，所述组合物还可以含有光稳定剂。所述光稳定剂可以为本领域常用的各种光稳定剂，没有特别限定。例如：所述光稳定剂可以为二苯甲酮、水杨酸酯和苯并三唑中的一种或多种。以100重量份第一粘结剂的总量为基准，所述光稳定剂的含量可以为0.1-8重量份，优选为0.5-5重量份。

根据本发明的硅砂组合物，所述组合物还可以含有抗氧剂。所述抗氧剂可以为本领域技术人员公知的各种用于抗氧化的物质。一般地，所述抗氧剂可以为亚磷酸酯抗氧剂和/或受阻酚抗氧剂中的一种或多种。以100重量份第一粘结剂的总量为基准，所述抗氧剂的含量可以为0.05-8重量份，优选为1-6重量份。具体地，所述抗氧剂可以为商购自台湾永光化学工业股份有限公司的牌号为TPP的亚磷酸酯抗氧剂，商购自台湾永光化学工业股份有限公司的牌号为1010的受阻酚类抗氧剂，商购自汽巴精化公司的牌号为IrganoxB系列的亚磷酸酯与受阻酚复配抗氧剂。

根据本发明的硅砂组合物，所述组合物还可以含有无机粘结剂，所述无机粘结剂可以为本领域常用的各种无机粘结剂，没有特别限定。所述无机粘结剂例如可以为硅酸盐和/或磷酸盐，优选为水泥。以100重量份具有聚合物包覆层的硅砂为基准，所述无机粘结剂的含量可以为1-8重量份，优选为2-6重量份。

本发明还提供了一种成型体的制备方法，该方法包括将根据本发明的硅砂组合物混合、成型并固化。

在一种实施方式中，所述第一粘结剂为环氧树脂胶粘剂，根据本发明的成型体的制备方法优选先将具有聚合物包覆层的硅砂与环氧树脂在80-200℃的温度下混合均匀，然后加入环氧树脂固化剂，混合均匀，接着将上述混合物成型，并进行固化，从而得到本发明的成型体。

在另一种实施方式中，所述第一粘结剂为聚氨酯胶粘剂，且所述聚氨酯胶粘剂含有保护或未保护的异氰酸酯和多元醇，根据本发明的成型体的制备方法优选先将多元醇与具有聚合物包覆层的硅砂在80-200℃的温度下混合均匀，然后加入保护或未保护的异氰酸酯，接着进行成型和固化，从而得到本发明的成型体。

在另一种实施方式中，所述第一粘结剂为聚氨酯胶粘剂，且所述聚氨酯胶粘剂含有端基为异氰酸酯基团的聚氨酯预聚物，根据本发明的成型体的制备方法优选将所述聚氨酯胶粘剂与具有聚合物包覆层的硅砂在80-200℃的温度下混合均匀，并进行固化，从而得到本发明的成型体。

在又一种实施方式中，所述第一粘结剂为丙烯酸系树脂胶粘剂，根据本发明的成型体的制备方法优选将所述丙烯酸系树脂胶粘剂与具有聚合物包覆层的硅砂在80-200℃的温度下混合均匀，并进行固化，从而得到本发明的成型体。

由于所述第一粘结剂可以为选自丙烯酸系树脂胶粘剂、环氧树脂胶粘剂和聚氨酯胶粘剂中的一种或多种，所述聚氨酯胶粘剂中的多异氰酸酯可能与丙烯酸酯树脂系树脂胶粘剂中的丙烯酸系树脂分子结构中的羧基发生反应，因此，在所述第一粘结剂含有聚氨酯胶粘剂和丙烯酸酯树脂胶粘剂，且所述聚氨酯胶粘剂含有保护或未保护的多异氰酸酯时，优选先将丙烯酸树脂系胶粘剂和多元醇与具有聚合物包覆层的硅砂在80-200℃的温度下混合均匀，然后加入多异氰酸酯混合均匀，接着进行固化，从而得到本发明的成型体。

由于环氧树脂胶粘剂中环氧树脂中的环氧基可能与丙烯酸酯树脂系胶粘剂中的丙烯酸酯系树脂以及聚氨酯胶粘剂中的多元醇发生反应，因此，优选先将环氧树脂与硅砂在80-200℃的温度下混合均匀，然后加入多异氰酸酯，再加入丙烯酸系树脂、多元醇以及环氧树脂固化剂混合均匀，接着进行固化，从而得到本发明的成型体。

根据本发明的成型体的制备方法，具有聚合物包覆层的硅砂与第一粘结剂的混合优选在溶剂存在下进行。所述溶剂可以为本领域常用的各种有机溶剂，只要所述溶剂可以溶解所述第一粘结剂即可。优选地，所述溶剂为甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯、环己烷、二甲苯、甲苯和苯中的一种或多种。一般地，以100重量份第一粘结剂为基准，所述溶剂的用量可以为1-25重量份。当所述溶剂的用量处于上述范围之内时，可以得到均匀的组合物。优选地，在获得均匀的混合物的前提下，从环保的角度出发，以100重量份第一粘结剂的总量为基准，所述溶剂的用量为3-20重量份。

根据本发明的成型体的制备方法，该方法还包括将含有所述第一粘结剂、硅砂、光稳定剂、抗氧剂、无机粘结剂和无机填料混合均匀。

根据本发明的制备具有透水作用的成型体的方法，所述成型和固化可以分开进行也可以同时进行。即，根据本发明的制备具有透水作用的成型体的方法，可以在成型过程中进行固化，也可以成型之后进行固化。优选在成型之后进行固化。

本发明对于所述成型的方法没有特别限制，可以为本领域技术人员公知的各种方法。例如，可以在模具中，在施加压力的条件下，将本发明的组合物压制成型。所述模具可以为本领域技术人员熟知的各种材质的模具，没有特别限定，只要所述模具的尺寸满足具体的使用要求即可。确定压制所需要的压力的方法是本领域技术人员公知的，只要所述压力足以使本发明的组合物形成致密的成型体即可。一般地，所述压力可以为100-1000N/cm²，时间可以5-120秒，优选为5-60秒。

本发明对于所述固化的条件也没有特别限定，只要所述固化的条件足以使所述第一粘结剂固化即可。本发明中，所述固化是指胶粘剂由液态或半固态转变成为固态并具有一定的强度。

一般地，所述固化的条件包括：温度为20-150℃，时间为1-80小时。优选地，所述固化的条件包括：温度为30-120℃，时间为3-72小时。

本发明还提供了由本发明的方法制得的具有透水作用的成型体。所述成型体可以为本领域常用的各种具有透水作用的制品，例如，所述成型体的形状为片状，片状成型体的厚度可以为0.1-50毫米，所述片状成型体的厚度优选为0.5-20毫米。更优选为硅砂宣纸，所述硅砂宣纸的厚度可以为1至小于20毫米。

下面将通过具体实施例对本发明进行进一步的详细描述。

以下实施例中根据JC/T945-2005规定的方法来测定本发明得到的成型体在干态下的抗压强度，根据GBT 9966.1-2001规定的方法来测定本发明得到的成型体在湿态下的抗压强度。按照下述方法测定成型体的吸水性能：将干燥(105℃下干燥4小时)后的成型体样品称重(即干重)，然后浸没入水中1-2分钟后，拿出沥到不滴水为止并称重，然后计算出两者之差，除以样品的干重，即测得样品的吸水性。

实施例1

本实施例用于说明根据本发明的硅砂组合物、硅砂宣纸及其制备方法。

(1)制备具有聚合物包覆层的硅砂

将16g环氧树脂(其中，12g为无锡树脂厂生产的牌号为E-51的环氧树脂，环氧值为0.473mol/100g；4g为购自上海树脂厂有限公司的牌号为ME-2且环氧值为0.376mol/100g的亲水性环氧树脂)、0.8g钛白粉(生产厂家：杜邦公司，牌号：R-902)先后添加至温度为120℃并具有2kg的硅砂(颗粒直径为300微米，白度为90度)的搅拌釜中，搅拌3min后，在100℃下加入4g牌号为593的环氧树脂固化剂(生产厂家：无锡惠隆电子材料有限公司)并在100℃下继续搅拌5min，冷却至25℃即得到具有聚合物包覆层的硅砂，通过增重法，计算出，以具有聚合物包覆层的硅砂为基准，聚合物包覆层的含量为1重量％。

(2)制备硅砂宣纸

在25℃下，将2kg步骤(1)得到的具有聚合物包覆层的硅砂与150g环氧树脂(生产厂家：无锡树脂厂，牌号：E-44的环氧树脂，环氧值为0.461mol/100g)和0.5g吸水性材料(甜菜碱)在搅拌釜中搅拌2分钟，然后加入50g牌号为2316B环氧树脂固化剂(生产厂家：无锡惠隆电子材料有限公司)混合3分钟。将上述混合物倒入钢制模具中，使用型号为YAW4605的液压机(生产厂家：上海新三思计量仪器制造有限公司)，在20℃下，施加600N/cm²的压力，压制2分钟，然后卸去压力，在100℃下进行3小时的固化之后脱模，得到尺寸为100厘米(长)×50厘米(宽)×2毫米(厚度)的成型体硅砂宣纸。该成型体的各项性能指标在表1中示出。

实施例2

本实施例用于说明根据本发明的硅砂组合物、硅砂宣纸及其制备方法。

(1)制备具有聚合物包覆层的硅砂

采用与实施例1相同的方法制备硅砂组合物，不同的是，环氧树脂的用量为80g(其中，60g为无锡树脂厂生产的牌号为E-44的环氧树脂，该环氧树脂的环氧值为0.461mol/100g；20g为购自上海树脂厂有限公司的牌号为ME-2且环氧值为0.376mol/100g的亲水性环氧树脂)，环氧树脂固化剂的用量为20g，通过增重法，计算出，以具有聚合物包覆层的硅砂的总量为基准，聚合物包覆层的含量为5重量％。

(2)制备硅砂宣纸

采用与实施例1相同的方法制备硅砂宣纸，不同的是，采用实施例2制备的硅砂组合物，得到根据本发明的硅砂宣纸。各项性能指标如表1所示。

实施例3

本实施例用于说明根据本发明的硅砂组合物、硅砂宣纸及其制备方法。

(1)制备具有聚合物包覆层的硅砂

采用与实施例1相同的方法制备硅砂组合物，不同的是，环氧树脂的用量为120g(其中，100g为岳阳石化生产的牌号为128的环氧树脂，该环氧树脂的环氧值为0.465mol/100g；20g为购自上海树脂厂有限公司的牌号为ME-2且环氧值为0.376mol/100g的亲水性环氧树脂)，环氧树脂固化剂的用量为40g，通过增重法，计算出，以具有聚合物包覆层的硅砂的总量为基准，聚合物包覆层的含量为8重量％。

(2)制备硅砂宣纸

采用与实施例1相同的方法制备硅砂宣纸，不同的是，采用实施例3制备的硅砂组合物，得到根据本发明的硅砂宣纸。各项性能指标如表1所示。

实施例4

本实施例用于说明根据本发明的硅砂组合物、硅砂宣纸及其制备方法。

采用与实施例1相同的方法制备硅砂组合物和硅砂宣纸，不同的是，在制备硅砂宣纸的过程中，环氧树脂的用量为200克，吸水性材料的用量为1克。各项性能指标如表1所示。

实施例5

本实施例用于说明根据本发明的硅砂组合物、硅砂宣纸及其制备方法。

采用与实施例1相同的方法制备硅砂组合物和硅砂宣纸，不同的是，在制备硅砂宣纸的过程中，环氧树脂的用量为40克，吸水性材料的用量为0.2克。各项性能指标如表1所示。

实施例6

本实施例用于说明根据本发明的硅砂组合物、硅砂宣纸及其制备方法。

(1)制备具有聚合物包覆层的硅砂

将100g丙烯酸系树脂胶粘剂(生产厂家：济南卡夫乐化工有限公司，牌号：CFU-6060)添加至150℃的200g硅砂(颗粒直径为75微米，白度为92度)，搅拌10min，得到根据本发明的具有聚合物包覆层的硅砂，通过增重法，计算出，以具有聚合物包覆层的硅砂的总量为基准，聚合物包覆层的含量为5重量％。

(2)制备硅砂宣纸

采用与实施例1相同的方法制备成型体，不同的是，采用实施例6制备的聚合物包覆层的硅砂，得到根据本发明的成型体。各项性能指标如表1所示。

实施例7

本实施例用来说明根据本发明的硅砂组合物、硅砂宣纸及其制备方法。

(1)制备具有聚合物包覆层的硅砂

将50g环氧树脂(生产厂家：无锡树脂厂，牌号：E-51的环氧树脂，环氧值为0.473mol/100g)、40g丙烯酸系树脂胶粘剂(生产厂家：济南卡夫乐化工有限公司，牌号：CFU-6060)、1.8g钛白粉(生产厂家：杜邦公司，牌号：R-902)和15g牌号为593的环氧树脂固化剂(生产厂家：无锡惠隆电子材料有限公司)边搅拌边依次添加至温度为100℃的200g硅砂(颗粒直径为25微米，白度为94度)中，搅拌5min，冷却至25℃即得根据本发明的具有聚合物包覆层的硅砂，通过增重法，计算出，以具有聚合物包覆层的硅砂的总量为基准，聚合物包覆层的含量为5.1重量％。

(2)制备硅砂宣纸

采用与实施例1相同的方法制备成型体，不同的是，采用实施例7制备的聚合物包覆层的硅砂，得到根据本发明的成型体。各项性能指标如表1所示。

实施例8

本实施例用来说明根据本发明的硅砂组合物、硅砂宣纸及其制备方法。

按照实施例1的方法制备硅砂宣纸，不同的是，所述硅砂为不包覆聚合物层的硅砂。各项性能指标如表1所示。

实施例9

本实施例用来说明根据本发明的硅砂组合物、硅砂宣纸及其制备方法。

(1)制备具有聚合物包覆层的硅砂

采用与实施例2相同的方法制备硅砂组合物，不同的是，添加环氧树脂时，硅砂温度为130℃，搅拌时间为3min，添加环氧树脂固化剂时，硅砂的温度为110℃，搅拌时间为3min，通过增重法，计算出，以具有聚合物包覆层的硅砂的总量为基准，聚合物包覆层的含量为5重量％。

(2)制备成型体

采用与实施例1相同的方法制备成型体，不同的是，采用实施例9制备的硅砂组合物，得到根据本发明的成型体。该成型体的各项性能指标在表1中示出。

实施例10

本实施例用来说明根据本发明的硅砂组合物、硅砂宣纸及其制备方法。

(1)制备具有聚合物包覆层的硅砂

将20g聚氨酯树脂(商购自武汉狮子山化工涂料有限公司的MPU-20型单组份聚氨酯胶粘剂)、0.6g钛白粉(生产厂家：杜邦公司，牌号：R-902)先后添加至温度为80℃并具有2kg的硅砂(颗粒直径为300微米)的搅拌釜中，搅拌5min，冷却至25℃即得到根据本发明的具有聚合物包覆层的硅砂，通过增重法，计算出，以具有聚合物包覆层的硅砂为基准，聚合物包覆层的含量为1重量％。

(2)制备硅砂宣纸

在25℃下，将2kg步骤(1)得到的具有聚合物包覆层的硅砂与200g聚氨酯树脂(商购自武汉狮子山化工涂料有限公司的MPU-20型单组份聚氨酯胶粘剂)和0.3g吸水性材料(硅藻土)和0.2g吸水性树脂(丙烯酸吸水性树脂，购自北京海德能科技公司)在搅拌釜中搅拌2分钟。将上述混合倒入钢制模具中，使用型号为YAW4605的液压机(生产厂家：上海新三思计量仪器制造有限公司)，在20℃下，施加500N/cm²的压力，压制1分钟，然后将压力降低至50N/cm²，在80℃下进行5小时的固化之后脱模，得到尺寸为90厘米(长)×45厘米(宽)×6毫米(厚度)的成型体硅砂宣纸。该成型体的各项性能指标在表1中示出。

实施例11

本实施例用来说明根据本发明的硅砂组合物、硅砂宣纸及其制备方法。

按照实施例1的方法制备硅砂宣纸，不同的是，在将2kg步骤(1)得到的具有聚合物包覆层的硅砂与150g环氧树脂(生产厂家：无锡树脂厂，牌号：E-44的环氧树脂，环氧值为0.461mol/100g)和0.5g吸水性材料(甜菜碱)在搅拌釜中搅拌混合时还包括加入60克玻璃短纤维(购自定兴县轩岳科技新材有限公司)。该成型体的各项性能指标在表1中示出。

表1

由上表1中的数据可以看出，本发明提供的硅砂宣纸具有较高的干态和湿态的抗压强度，且吸水性能良好，外观平整，完全可以作为书法、绘画的纸张使用。

Claims (17)

1.一种硅砂组合物，其特征在于，该硅砂组合物含有硅砂、第一粘结剂和吸水性材料；以100重量份硅砂为基准，所述第一粘结剂的含量为1-15重量份，所述吸水性材料的含量为0.01-0.1重量份。

2.根据权利要求1所述的硅砂组合物，其中，以100重量份硅砂为基准，所述第一粘结剂的含量为2-10重量份，所述吸水性材料的含量为0.01-0.05重量份。

3.根据权利要求1或2所述的组合物，其中，所述第一粘结剂选自丙烯酸系树脂胶粘剂、环氧树脂胶粘剂和聚氨酯胶粘剂中的一种或多种。

4.根据权利要求1或2所述的组合物，其中，所述吸水性材料选自甜菜碱、膨润土、硅藻土以及吸水性树脂中的一种或多种。

5.根据权利要求4所述的组合物，其中，所述吸水性树脂为丙烯酸吸水性树脂和/或丙烯酰胺吸水性树脂。

6.根据权利要求1或2所述的组合物，其中，所述硅砂为具有聚合物包覆层的硅砂，以所述具有聚合物包覆层的硅砂为基准，所述聚合物包覆层的含量为0.01-10重量％。

7.根据权利要求6所述的组合物，其中，以所述具有聚合物包覆层的硅砂为基准，所述聚合物包覆层的含量为0.05-8重量％。

8.根据权利要求6所述的组合物，其中，所述聚合物包覆层为固化的第二粘结剂，所述第二粘结剂为选自丙烯酸系树脂胶粘剂、环氧树脂胶粘剂和聚氨酯胶粘剂中的一种或多种。

9.根据权利要求8所述的组合物，其中，所述第二粘结剂与所述第一粘结剂相同。

10.根据权利要求8或9所述的组合物，其中，所述第二粘结剂还含有白色颜料，以100重量份所述第二粘结剂为基准，所述白色颜料的含量为0.1-10重量份。

11.根据权利要求6所述的组合物，其中，所述硅砂的颗粒直径为10-1000微米，白度大于或等于90度。

12.根据权利要求3所述的组合物，其中，所述环氧树脂胶粘剂含有环氧树脂和环氧树脂固化剂，所述环氧树脂的环氧值为0.3-0.55mol/100g，以100重量份环氧树脂为基准，所述环氧树脂固化剂的含量为5-80重量份。

13.根据权利要求1或2所述的组合物，其中，所述组合物还含有短纤维，以100重量份硅砂为基准，所述短纤维的含量为0.01-10重量份；所述短纤维选自聚丙烯短纤维、木质纤维和玻璃短纤维中的一种或多种。

14.一种成型体的制备方法，其特征在于，该方法包括将权利要求1-13中任意一项所述的硅砂组合物、成型并固化，所述硅砂组合物的各组分以混合物的形式存在。

15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述固化的条件包括：固化的时间为1-80小时，固化的温度为20-150℃。

16.一种由权利要求14或15所述的方法制备的成型体。

17.根据权利要求16所述的成型体，其中，所述成型体的形状为片状，片状成型体的厚度为0.1-50毫米。