CN107903386A - 一种改性不饱和聚酯树脂及其制备的人造石 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种改性不饱和聚酯树脂及其制备的人造石，按重量份计，所述的改性不饱和聚酯树脂包括以下组分：多元醇35～50份、饱和酸或酸酐30～35份、不饱和酸或酸酐20～25份，其中在醇酸反应体系中加入30～40份交联剂，按所述醇酸反应体系重量份计添加以下反应组分：高温稳定剂50～100ppm、抗氧化剂10～50ppm、链终止剂20～60ppm。所述人造石以碳酸钙粉为主体，按重量份计包括以下组分：碳酸钙粉70～80份、不饱和聚酯树脂20～30份、常温固化剂1～2份、促进剂0.5～1.0份、色浆1～2份。本发明生产的人造石具有低收缩率、高硬度、高成型性和在固化过程中不易发生断裂和破裂的特性。

Description

一种改性不饱和聚酯树脂及其制备的人造石
技术领域
本发明涉及树脂和人造石材料技术领域，具体涉及一种改性不饱和聚酯树脂及其制备的人造石。
背景技术
人造石材作为天然石材的替代品，其具有很多比天然石材还要好的优点，比如高强度、高硬度、耐高温、防腐蚀、抗老化、易清洁、耐磨、材质精美、无辐射等，因此人造石英石板材现已作为装饰材料被广泛地应用于工业生产和人们的日常生活中。但是目前人造石材制备工艺当中浇注工艺成型的碳酸钙粉或者氢氧化铝粉填料的人造石板材普遍存在不饱和聚酯树脂用量高，容易收缩变形、开裂，容易老化黄变，内部存在气孔等一系列不良问题，并且生产成本高。人造石主要原材料是碳酸钙粉或者氢氧化铝粉以及不饱和聚酯树脂和色料。其主要缺点是：1、生产采用的是人工、半机械化操作，很多问题容易由人为和机械原因造成，如气泡气孔，物料搅拌不均匀等等；2、使用的大多是氢氧化铝和碳酸钙等吸油率高的材质，加入的树脂相对比例相对较高，基本上占总物料的30～50％之间，导致成本高；3、树脂和填料固化而形成的组合物具有缺点，由于成型的组合物在固化过程中体积的收缩，制品易断裂和破裂以及变形等问题。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种改性不饱和聚酯树脂及其制备的人造石。
一种改性不饱和聚酯树脂，其常温下为液态，由多元醇、饱和酸或酸酐、不饱和酸或酸酐缩合反应制成，醇酸反应体系按重量份计包括以下组分：
多元醇 35～50份
饱和酸或酸酐 30～35份
不饱和酸或酸酐 20～25份，
其中在醇酸反应体系中加入30～40份交联剂，
按所述醇酸反应体系重量份计添加以下反应组分：
高温稳定剂 50～100ppm
抗氧化剂 10～50ppm
链终止剂 20～60ppm，
所述的饱和酸或酸酐为邻苯二甲酸、苯甲酸、邻苯二甲酸酐中的至少一种，所述的不饱和酸或酸酐为顺丁烯二酸或顺丁烯二酸酐。
进一步地，所述的多元醇为丙二醇、乙二醇、二乙二醇中的至少一种。
进一步地，所述的交联剂为苯乙烯。
进一步地，所述高温稳定剂包括环烷酸铜；所述抗氧化剂包括亚磷酸三苯酯；所述链终止剂包括对苯二酚。
进一步优选地，所述高温稳定剂为环烷酸铜；所述抗氧化剂为亚磷酸三苯酯；所述链终止剂为对苯二酚。
进一步地，将所述多元醇、饱和酸或酸酐、不饱和酸或酸酐一次性加入到反应釜里进行缩聚反应，要求反应程度达到80％以上，然后通入惰性气体并抽真空至负压状态使反应程度达到95％以上，然后加入交联剂、高温稳定剂、抗氧化剂和链终止剂，最终制得所述改性不饱和聚酯树脂。
一种根据上述改性不饱和聚酯树脂制备的人造石，以碳酸钙粉为主体，按重量份计包括以下组分：
进一步地，所述碳酸钙粉的粒度为50～200目。
进一步优选地，所述碳酸钙粉由50目碳酸钙粉、120目碳酸钙粉和200目碳酸钙粉级配制成。
进一步地，所述常温固化剂为过氧化甲基乙基酮；所述促进剂为异辛酸钴。
一种人造石的制备方法，将所述碳酸钙粉和不饱和聚酯树脂混合均匀，接着加入常温固化剂、促进剂、色浆，混合均匀，将混合料浇注到模具中，送至真空机中，然后于35～60℃的固化箱中固化成型、脱模，制成人造石产品。
使用所述改性不饱和聚酯树脂配合特定的生产工艺，减少了不饱和聚酯树脂的用量，改善了人造石板材的强度和性能，提高了人造石板材的使用寿命。
本发明提供一种性能改良后的改性不饱和聚酯树脂，以及用它生产的人造石，最终制得的产品具有低收缩率、高硬度、高成型性和在固化过程中不易发生断裂和破裂的特性，产品在后期使用中也不易出现老化、变形、开裂等不良问题，同时还在一定程度上降低了原材料成本。
本发明主要是通过改进原材料中不饱和聚酯树脂的性能，再配合特定的人造石生产工艺，来改善人造石产品各方面的相关缺陷，使其达到综合性能最优化。
本发明的有益效果：
(1)本发明减少了配方中主要影响人造石板材收缩变形和老化的不饱和聚酯树脂的用量，降低了生产成本；
(2)本发明解决了人造石板材生产过程容易产生开裂、破损、气泡和气孔等问题；
(3)本发明改善了人造石板材变形、老化等问题，提高了人造石板材的使用寿命。
具体实施方式
为了更好的解释本发明，现结合以下具体实施例做进一步说明，但是本发明不限于具体实施例。
实施例1
一种改性不饱和聚酯树脂，按重量份计，包括以下组分：
按上述醇酸反应体系质量百分比计，添加下述组分：
环烷酸铜 80ppm
亚磷酸三苯酯 20ppm
对苯二酚 50ppm。
将丙二醇、乙二醇、二乙二醇、邻苯二甲酸酐、顺丁烯二酸酐以及苯甲酸一次性加入到反应釜里进行缩聚反应，经过10～12个小时的缩聚，反应程度达到80％以上，可通入惰性气体和抽真空相结合的方法使反应程度到95％以上，加入苯乙烯、环烷酸铜、亚磷酸三苯酯、对苯二酚，制得所述改性不饱和聚酯树脂。
所述改性不饱和聚酯树脂分子链分布均匀，分子量较小，所制得的树脂产品流动性好，浸润性也较好，而且固化后力学强度较好。
一种根据上述改性不饱和聚酯树脂制备的人造石，以碳酸钙粉为主体，按重量份计包括以下组分：
将所述50目碳酸钙粉、120目碳酸钙粉、200目碳酸钙粉、100目碳酸钙粉和不饱和聚酯树脂混合均匀，接着加入过氧化甲基乙基酮、异辛酸钴、色浆继续搅拌3-5分钟，混合均匀，将混合料以一定的速度和方向浇注到已经准备好的模具中，送至真空机中1-3分钟，在负压状态下消除物料中的气泡后再在烘炉中以35～60℃固化1-2小时后可脱模定型，制成人造石产品。
该人造石产品在生产过程中，由于改良的不饱和聚酯树脂原材料有较好的流动性和浸润性，与固体物料能够有充分的浸润和分散效果，很大程度上解决了物料搅拌不均匀以及物料中气泡难消除等问题。本实施例人造石制品成型后硬度和强度较好，在加工和使用过程中没有产生开裂、破损和变形的不良问题，且经久耐用。
通过成品抽样检测，本实施例产品的各方面性能都有提高和改善，表1为检测对照数据。
表1：
实施例2
一种改性不饱和聚酯树脂，按重量份计，包括以下组分：
按上述醇酸反应体系质量百分比计，添加下述组分：
高温稳定剂 50ppm
抗氧化剂 10ppm
链终止剂 20ppm。
将丙二醇、乙二醇、二乙二醇、邻苯二甲酸酐、顺丁烯二酸酐以及苯甲酸一次性加入到反应釜里进行缩聚反应，经过10～12个小时的缩聚，反应程度达到80％以上，可通入惰性气体和抽真空相结合的方法使反应程度到95％以上，加入苯乙烯、高温稳定剂、抗氧化剂、链终止剂，制得所述改性不饱和聚酯树脂。
所述改性不饱和聚酯树脂分子链分布均匀，分子量较小，所制得的树脂产品流动性好，浸润性也较好，而且固化后力学强度较好。
一种根据上述改性不饱和聚酯树脂制备的人造石，以碳酸钙粉为主体，按重量份计包括以下组分：
将所述50目碳酸钙粉、120目碳酸钙粉、200目碳酸钙粉和不饱和聚酯树脂混合均匀，接着加入过氧化甲基乙基酮、异辛酸钴、色浆继续搅拌3-5分钟，混合均匀，将混合料以一定的速度和方向浇注到已经准备好的模具中，送至真空机中1-3分钟，在负压状态下消除物料中的气泡后再在烘炉中以35～60℃固化1-2小时后可脱模定型，制成人造石产品。
该人造石产品在生产过程中，由于改良的不饱和聚酯树脂原材料有较好的流动性和浸润性，与固体物料能够有充分的浸润和分散效果，很大程度上解决了物料搅拌不均匀以及物料中气泡难消除等问题。本实施例人造石制品成型后硬度和强度较好，在加工和使用过程中没有产生开裂、破损和变形的不良问题，且经久耐用。
实施例3
一种改性不饱和聚酯树脂，按重量份计，包括以下组分：
按上述醇酸反应体系质量百分比计，添加下述组分：
高温稳定剂 100ppm
抗氧化剂 50ppm
链终止剂 60ppm。
将丙二醇、乙二醇、二乙二醇、邻苯二甲酸酐、顺丁烯二酸酐以及苯甲酸一次性加入到反应釜里进行缩聚反应，经过10～12个小时的缩聚，反应程度达到80％以上，可通入惰性气体和抽真空相结合的方法使反应程度到95％以上，加入苯乙烯、高温稳定剂、抗氧化剂、链终止剂，制得所述改性不饱和聚酯树脂。
所述改性不饱和聚酯树脂分子链分布均匀，分子量较小，所制得的树脂产品流动性好，浸润性也较好，而且固化后力学强度较好。
一种根据上述改性不饱和聚酯树脂制备的人造石，以碳酸钙粉为主体，按重量份计包括以下组分：
将所述50目碳酸钙粉、120目碳酸钙粉、200目碳酸钙粉和不饱和聚酯树脂混合均匀，接着加入过氧化甲基乙基酮、异辛酸钴、色浆继续搅拌3-5分钟，混合均匀，将混合料以一定的速度和方向浇注到已经准备好的模具中，送至真空机中1-3分钟，在负压状态下消除物料中的气泡后再在烘炉中以35～60℃固化1-2小时后可脱模定型，制成人造石产品。
该人造石产品在生产过程中，由于改良的不饱和聚酯树脂原材料有较好的流动性和浸润性，与固体物料能够有充分的浸润和分散效果，很大程度上解决了物料搅拌不均匀以及物料中气泡难消除等问题。本实施例人造石制品成型后硬度和强度较好，在加工和使用过程中没有产生开裂、破损和变形的不良问题，且经久耐用。
以上所述仅为本发明的具体实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明作的等效变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围之中。

Claims (10)

1.一种改性不饱和聚酯树脂，其特征在于，其常温下为液态，由多元醇、饱和酸或酸酐、不饱和酸或酸酐缩合反应制成，醇酸反应体系按重量份计包括以下组分：
多元醇 35～50份
饱和酸或酸酐 30～35份
不饱和酸或酸酐 20～25份，
其中在醇酸反应体系中加入30～40份交联剂，
按所述醇酸反应体系重量份计添加以下反应组分：
高温稳定剂 50～100ppm
抗氧化剂 10～50ppm
链终止剂 20～60ppm，
所述的饱和酸或酸酐为邻苯二甲酸、苯甲酸、邻苯二甲酸酐中的至少一种，所述的不饱和酸或酸酐为顺丁烯二酸或顺丁烯二酸酐。
2.根据权利要求1所述的改性不饱和聚酯树脂，其特征在于，所述的多元醇为丙二醇、乙二醇、二乙二醇中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的改性不饱和聚酯树脂，其特征在于，所述的交联剂为苯乙烯。
4.根据权利要求1所述的改性不饱和聚酯树脂，其特征在于，所述高温稳定剂包括环烷酸铜；所述抗氧化剂包括亚磷酸三苯酯；所述链终止剂包括对苯二酚。
5.根据权利要求1所述的改性不饱和聚酯树脂，其特征在于，将所述多元醇、饱和酸或酸酐、不饱和酸或酸酐一次性加入到反应釜里进行缩聚反应，要求反应程度达到80％以上，然后通入惰性气体并抽真空至负压状态使反应程度达到95％以上，然后加入交联剂、高温稳定剂、抗氧化剂和链终止剂，最终制得所述改性不饱和聚酯树脂。
6.一种根据权利要求1-5中任一项所述的改性不饱和聚酯树脂制备的人造石，其特征在于，以碳酸钙粉为主体，按重量份计包括以下组分：
7.根据权利要求6所述的人造石，其特征在于，所述碳酸钙粉的粒度为50～200目。
8.根据权利要求6所述的人造石，其特征在于，所述碳酸钙粉由50目碳酸钙粉、120目碳酸钙粉和200目碳酸钙粉级配制成。
9.根据权利要求6所述的人造石，其特征在于，所述常温固化剂为过氧化甲基乙基酮；所述促进剂为异辛酸钴。
10.一种根据权利要求6-9中任一项所述的人造石的制备方法，其特征在于，将所述碳酸钙粉和不饱和聚酯树脂混合均匀，接着加入常温固化剂、促进剂、色浆，混合均匀，将混合料浇注到模具中，送至真空机中，然后于35～60℃的固化箱中固化成型、脱模，制成人造石产品。
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