CN1147538C - 实心面材的制造方法 - Google Patents

Abstract

实心面材的制造方法，以重量计，取60-75份的氢氧化铝、25-40份的不饱和聚酯树脂、0-15份的色粉、0.5-4份的促进剂、0.5-4份的固化剂，混合后浇注固化，再将料块破碎筛分成3-200目的颗粒；取0-50份的色粒、50-100份的氢氧化铝无机填料、0-5份的色粉混合制成填料，取填料量0.5-2%的γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷对填料进行表面处理；取50-75份的实心面材填料、20-45份的不饱和聚酯树脂、0.1-2份的消泡剂、0.5-4份的促进剂、0.5-4份的固化剂混合，采用抽真空技术在模具中浇注成型；最后除去表层富树脂，使色粒充分暴露在表面即得。该方法制成的具有天然花岗石外观和质感的实心面材，具备合成材料及木材的加工性能，废品可回收再利用。

Description

实心面材的制造方法

本发明涉及一种高分子聚合物环保产品人造大理石的制造方法，具体地说是实心面材的制造方法。该方法以氢氧化铝等无机填料、填充不饱和聚酯树脂为主要原料，采用真空成型工艺获得实心面材产品，该产品具有天然花岗石的外观，木材的轻质易加工性能，玻璃的抗污、易清洁性能，表里如一，粘接无缝，可广泛用于厨房台面，卫浴设施，装饰材料，家具面材等。

天然花岗石以其绚丽多彩的外观，优良的质感，长期倍受青睐，但其大规模的开采对大自然的破坏以及产品的放射性在当今注重环保的社会中，其使用范围已大受质疑。同时天然花岗石比重大，对建筑物的承重要求高，加工需要专用设备，一般消费者不能直接使用，而大批量使用时，又受荒料存量影响，难以做到颜色完全同一。因此人们长期以来都在寻求一种易于加工，抗污防腐，不破坏环境的轻质合成材料以代替部份天然花岗石。以高分子材料不饱和聚酯树脂为胶粘成份制造人造大理石便是人类的一种尝试，但到目前为止都存在不同程度的不足。

在专利号为93115601.7的发明中，公开了仿玉材料的制造方法，其中以聚酯薄膜做脱膜层，工艺复杂，生产成本较高，为了增加光泽的需要，在表面涂装清漆，天长日久，该涂层破坏后，产品即面目全非了，更重要的是该方法只能获得单色仿玉或类似大理石纹理效果的材料，不同的人物、山水装饰图案是通过嵌段浇注实现的，外观色彩质地与天然花岗石相差甚远，更不能根据不同装修环境进行再加工。

在专利申请号94100951.3的发明中，通过加入天然花岗石下脚料，实现花岗石外观的仿制，但同时也带入天然物料的放射性，同时天然花岗石下脚料的高硬度和易碎性，其加工性能仍不能得到改善，由于作为主料的花岗石下脚料比重较大，整个产品的比重下降并不明显。

天然花岗石和上述发明的共同不足之处在于产品中均存在大量孔隙，既使是肉眼难以看出，但其对产品性能的影响很大。从物理性能上看是吸水率较高，有孔隙的地方在外力下容易出现应力集中，使其力学性能降低，使用中经常出现裂纹等缺陷。从卫生角度，该类孔隙藏污纳垢，滋生细菌，特别用在厨房和卫生间，肉眼难以发现，极难清除的污垢以及滋生的细菌，对健康的危害极大，同时使产品表面颜色产生极大变化，严重影响美观。虽然目前该类产品通过表面封孔处理孔隙，但使用时间长久后，表面会被破坏，维护费用昂贵而且费事，如果不维护对人身的危害更大。

本发明的目的就是为了克服上述技术的缺点，提供一种实心面材的制造方法，该方法制成的具有天然花岗石外观和质感的实心面材，同时具备合成材料及木材的加工性能，表里如一、卫生无毒、原料价廉易得、废旧品可以回收再利用的产品，实现人类的环保理念与自然美感的完美结合。

实心面材的制造方法，其特征在于包括以下步骤：

1、制造色粒：以重量计，取60-75份的氢氧化铝、25-40份的不饱和聚酯树脂、0-15份的色粉、0.5-4份的促进剂、0.5-4份的固化剂，混合后浇注固化，再将料块破碎筛分成3-200目的颗粒；

2、制作填料并进行表面处理：以重量计，取0-50份的色粒、50-100份的氢氧化铝无机填料、0-5份的色粉混合制成填料，以重量计取前述填料量0.5-2％的γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷对填料进行表面处理；

3、浇注真空成型：取50-75份的实心面材填料、20-45份的不饱和聚酯树脂、0.1-2份的消泡剂、0.5-4份的促进剂、0.5-4份的固化剂混合，采用抽真空技术在模具中浇注成型；

4、除去表面富树脂：固化后让产品在70-95℃下进行后处理，除去表层富树脂，使色粒充分暴露在表面。

本发明中专用实心面材填料在制作时，用γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷对填料进行表面处理，表面处理能使填料表面充分“浸润”，消除无机填料与有机高分子间的界面张力，有利于降低吸水率，提高力学性能。在步骤(2)中，当不加色粒时，即0份，填料的颜色由余下的氢氧化铝无机填料、色粉混合组分形成；在步骤(1)和(2)中，当不加色粉时，即0份，色粒和填料的颜色即为本色。

表面处理用的γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，可以用乙烯基三甲氧基硅烷或乙烯基-三-(2-甲氧基乙氧基)硅烷或乙烯基甲基二甲氧基硅烷代替。

氢氧化铝无机填料必须是250-1000目，最好是用325目通过率大于99％的氢氧化铝，足够细的填料能完全填充色粒之间的空隙，并提高产品的冲击韧性、硬度和抗张强度，同时较大的填料比表面积能被高分子聚合物充分浸润，这里的氢氧化铝无机填料可以用硅砂或碳酸钙或硫酸钡或粘土以及以其为主要成份的矿物材料代替，这里优先选用的材料是氢氧化铝、碳酸钙。

实心面材填料中色粒用量为0-50份，最好是15-35份，色粒太多会影响产品的机械性能；太少产品的色泽、层次不能表现。色粒的大小，一般使用20、30、40、50目，最好使用同一大小的色粒，色粒粒径分布太宽产品的层次感不能表现。色粒或填料的底色，可以是无色的或有色的，通过加或不加、或加入色粒的数量和种类来调节，每种填料中色粒的种类和目数可以变换组合，可以单独使用一种颗粒，也可以将两种或多种彼此不同颜色和粒径的色粒结合使用，以实现与天然花岗石一样的外观效果。本发明中的废旧实心面材产品，或边角余料可以回收破碎、筛分，颗粒可以作为色粒再次用于生产实心面材。

本发明中不饱和聚酯树脂是一种高分子聚合物，其结构可以是邻苯-丙二醇型，间苯-丙二醇型，邻苯-辛戊二醇型和间苯-辛二醇型以及它们的丙烯酸改性产品。首选间苯-辛戊二醇丙烯酸改性不饱和聚酯树脂，该高聚物能付于实心面材产品优良的抗污染、耐化学腐蚀性，这在厨房、卫生间使用尤为重要，同时其固化后特殊的三维网状结构能付于产品优良的力学性能和抗老化性能，实心面材生产中最佳树脂含量为30-40份。

实心面材生产中消除其中的气泡、避免产品中存在孔隙极为重要，一方面在基体配方中需要加入消泡剂，用量为0.1-2份，另一方面也需要采用真空成型工艺技术，即在基体混合中或在基体浇注到模具中后抽真空除出气泡，两者同时在工艺中采用效果更好。

本发明中的实心面材需要在70-95℃下后处理1-2小时，使高聚物形成完整的三维网状结构，保证其应有的性能。实心面材需要经过打磨，除去富树脂层，也可以用喷射水流除去富树脂层，使彩色色粒充分暴露于产品表面，然后通过抛光，可以控制产品的光泽度，从哑光到亮光，光泽度在15-90之间，可以调节。

通过上述方法制得的实心面材，具有天然花岗石的外观和质地，优异的机械力学性能，抗污染，耐腐蚀，并可以用普通木工工具如曲线锯、木工刨等进行二次加工，根据装修现场的情况进行切割、组合、拼接，获得随心所欲的装修效果；如果产品表面有损伤，经过再次打磨抛光又使外观回复如新。

下面以实施例说明，当然，本发明并不限于以下实施例，特别是外观色彩的组合。

实施例1：取不饱和树脂34kg，400目氢氧化铝62.2kg，钛白粉2.5kg，促进剂钴液0.5kg，固化剂0.8kg混合后，在平板模具上浇注流平，固化后将料块进行破碎，筛分，取40目以下、50目颗粒作为白色色粒备用。

取不饱和树脂34kg，400目氢氧化铝63.6kg，碳黑1.1kg，促进钴液0.5kg，固化剂0.8kg混合后在平板模具上浇注流平，固化后将料块破碎筛分取50目、50目以下、60目颗粒作为黑色色粒备用。

取白色色粒50目15kg，黑色色粒60目0.1kg，600目氢氧化铝83.6kg，钛白粉0.1kg，奶白色色粉：0.2kg。γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷1.0kg，在混合机中充分混合，填料无结团时包装备用，制成实心面材填料。

取实心面材填料62kg，不饱和聚酯树脂36kg，消泡剂0.5kg，促进剂钴液0.7kg，固化剂0.8kg混合搅拌均匀，同时抽真空，10分钟后将基体在平板模具上浇注流平，固化后脱模。

将脱模后的产品在85℃下后处理1.5小时，然后用金刚砂砂片打磨除去表面富树脂层，然后抛光，由此获得的实心面材，外观与一种叫白雪霜的天然花岗石几乎一样。

实施例2：用实施例1中的白色色粒40目下27kg，黑色色粒50目1.8kg，50目以下1.5kg，600目氢氧化铝53.7Kg，600目碳酸钙15kg，γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷1kg，在混料机中充分混合，填料无结团时包装备用，制成实心面材填料②，取该填料64kg，不饱和聚酯树脂34kg，消泡剂0.5kg，促进剂0.7Kg，固化剂0.8kg，搅拌混合均匀，在平板模具上浇注流平，然后将平板模具放入真空房中抽真空8分钟，固化后脱模。

将脱模的产品按实施例1的方法进行后处理、打磨、抛光，获得的实心面材外观与一种叫芝麻花的天然花岗石几乎一样。

按本发明制得的实心面材由相关部门进行的检测结果如下：

项目         检测结果                   检测方法

比重         1.7g/cm³                  GB-1463-83

吸水率       0.041％                    GB-1462-83

点冲击       2.1米处落下产品无裂纹      用φ55mm重

                                        225g的钢球

                                        落自由下冲

                                        击

抗污染       无污染                     用唇膏蜡笔、鞋

                                        油、墨水、碘酒、

                                        紫药水涂于试样

                                        上24小时后清

                                        洗。

耐腐蚀         无影响             用酒精、丙酮、

                                  3份双氧水、2

                                  份的碱液，10份

                                  家用氨水涂于试

                                  样上24小时清

                                  洗观察。

抗弯强度       53mPa              GB1449-83

抗压强度       113mPa             GB1448-83

巴氏硬度       56                 GB3854-83

毒性           实际无毒级         GB7919-87

Claims (9)

1、实心面材的制造方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)、制造色粒：以重量计，取60-75份的氢氧化铝、25-40份的不饱和聚酯树脂、0-15份的色粉、0.5-4份的促进剂、0.5-4份的固化剂，混合后浇注固化，再将料块破碎筛分成3-200目的颗粒；

(2)、制作填料并进行表面处理：以重量计，取0-50份的色粒、50-100份的氢氧化铝无机填料、0-5份的色粉混合制成填料，以重量计取前述填料量0.5-2％的γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷对填料进行表面处理；

(3)、浇注真空成型：取50-75份的实心面材填料、20-45份的不饱和聚酯树脂、0.1-2份的消泡剂、0.5-4份的促进剂、0.5-4份的固化剂混合，采用抽真空技术在模具中浇注成型；

(4)、除去表面富树脂：固化后让产品在70-95℃下进行后处理，除去表层富树脂，使色粒充分暴露在表面。

2、如权利要求1所述实心面材的制造方法，其特征在于：表面处理用的γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，可以用乙烯基三甲氧基硅烷或乙烯基-三-(2-甲氧基乙氧基)硅烷或乙烯基甲基二甲氧基硅烷代替。

3、如权利要求1所述实心面材的制造方法，其特征在于：步骤(2)中的氢氧化铝无机填料大小是250-1000目。

4、如权利要求1所述实心面材的制造方法，其特征在于：步骤(2)中的氢氧化铝无机填料可以用硅砂或碳酸钙或硫酸钡或粘土以及以其为主要成份的矿物材料代替。

5、如权利要求1所述实心面材的制造方法，其特征在于：实心面材填料中色粒用量是15-35份。

6、如权利要求1所述的实心面材的制造方法，其特征在于色粒和填料的底色可以是无色的或有色的，填料中色粒的种类和目数可以变换组合，可以单独使用一种颗粒，也可以将两种或多种彼此不同颜色和粒径的色粒结合使用。

7、如权利要求1所述实心面材的制造方法，其特征在于：步骤(3)中不饱和聚酯树脂用量为30-40份。

8、如权利要求1所述实心面材的制造方法，其特征在于：抽真空要在基体混合中或在基体浇注到模具中后进行，除去汽泡，或两种抽真空方式同时采用。

9、如权利要求1所述实心面材的制造方法，其特征在于：采用喷射水流方法除去富树脂层。