抗冲击薄型轻质人造合成石

    人造合成石由热固性树脂如聚酯、乙烯基酯、丙烯酸等与填充料、增强剂、脱模剂、硬化剂、染料或颜料等添加料配料、注入所需金属模具，加热固化而成。广泛用于洗面台、橱柜、浴盆等。为提高人造合成石的抗冲击强度，通常增加玻璃纤维增强材料配合量。但这会显著阻碍其花纹成形、配料混合不均或制品表面产生纤维毛刺，难以制成品质均匀、外观性能优良的制品，因此玻璃纤维使用在高抗冲击强度人造大理石的生产中受到制约。弥补的方法是在人造合成石内面设置玻璃钢增强层，或增大其厚度。但这又会增加生产工序和生产成本，而且难以薄型化，使制品质量增重，导致搬运和施工负担加大。对此，有关技术人员为解决上述存在的问题，提供了一种抗冲击薄型轻质人造合成石。该人造石的优点体现在省去复合增强材料条件下，同样收到增强抗冲击强度，使其薄

型轻质化的效果，且减少制作工序上。

1制作方案

    为了提供抗冲击薄型轻质人造合成石，对上述存在的问题进行了分析，通过摸索和试验，寻求到一条解决问题的技术途径，即在树脂配合料中掺用无机针状填充料，如硅灰石矿物或针状单结晶纤维填充料，如碱式硫酸镁晶须、硅酸钙晶须、钛酸钾晶须和硼酸铝晶须。所用硅灰石一般化学式是CaS103，通常由Sio2、Ca0、Fe203、AI203、Mg0等组成，其平均纵横比（长度／直径）3—100μm。由于平均纵横比小于3，形状接近粒状，用作纤维成分的效果降低，不易达到提高抗冲击强度的效果，大于100，均匀分散性差，致使硅灰石在树脂混合料中的分布不均，造成制品抗冲击强度分布不均，其质量波动大。所用硅灰石纤维的平均长度6—500 p,m，平均直径为2—100I.Lm。平均

长度小于6 IL m和平均直径小于2μm，这会因纤维长度过短和直径过细而难以获得提高抗冲击强度的效果，反之平均长度大于500μm和平均直径大于100μ1m，

这又会因纤维长度过长和直径过粗而导致混合分散性不均，同样造成制品抗冲击强度分布不均。所用碱式硫酸镁晶须化学式为MgS04·5M( OH)2.3H20，硅酸钙晶须化学式为6Ca0.6Si02．H20，钛酸钾晶须(n=6，8)的化学式化学式为K20·6Tioz，8钛酸钾晶须化学式为K20·8Ti02，硼酸铝晶须化学式为9AI203．2B203。使用单结晶纤维晶须填充料时，乎均纵横比为10—300，平均纤维长度0.5—500μm，平均纤维直径为0.05 N10μm，若不能这些工艺要求掺用，同样会因分散不均而难以获得提高抗冲击强度的效果。在树脂混合料掺入无机针状填充料虽提高人造合成石的抗冲击强度，但这还取决于其掺人量。以热固性树脂用量计，其掺量通常为10%。150%：小于该量，提高抗冲击强度效果差：大于该量，树脂混合料粘度明显增大，流动性降低，注模困难。无机硅灰石与单结晶晶须亦可混用。使用硅灰石和单结晶纤维晶须时，可预先用硅烷偶联剂作表面处理，这提高与树脂的附着性，进一步提高制品抗冲击强度。

    除此外，树脂混合料中还掺用氢氧化铝、二氧化硅和玻璃粒料中的一种或二种填充料。其配合量为100质量份热固性树脂的100—300份：小于该掺量，抗冲击强度虽提高，但耐热性降低：大于该掺量，耐热性虽好，但抗冲击强度降低。在这类填充料表面亦可用硅烷偶联剂处理，同样达到上述效果。

    在树脂配合料中添加硬化剂如1，l，3，3-过氧化四甲基丁基-2-乙基已酸酯、过氧化特乙基2-乙基乙酸酯等，其添加量为树脂与交联剂总量100质量份的0.5~5份。视需要适量添加紫外线吸收剂、减稠剂、脱模剂、玻璃纤维、着色剂等。

    制作流程：将配料按所定配比配合，喂人搅拌机混合搅拌，制备树脂混合料，在30一50mm汞柱下真空脱泡处理，减压状态下打开卸料，注入所定形状的金属模具，于50。IlO℃下加热30—120min，使混合料中的热固化树脂的反应性不饱和基与树脂中聚合性单体共聚合反应，促使混合料固化成形。

2制作试验

  试验1

  取聚酯树脂100份、氢氧化铝填充料（平均粒径17μm）160份、纵横比10—15、平均纤维长度7—10μm、平均纤维直径0.5—1.0μm的碱式硫酸镁晶须40份和硬化剂3.2份配料，制备树脂混合料，在20mm汞柱下真空脱泡处理60min，注入成形厚度为12mm的平板的金属模具中，于100℃下加热120min，固化，制成人造合成石。

  试验2

  取乙烯基酯树脂100份、氢氧化铝填充料（平均粒径8μm）isof、纵横比10—20、平均纤维长度l—5μm，平均纤维直径O.1—0.5μm的硅酸钙晶须60份和硬化剂3.5份配料，制备树脂混合料，于20mm汞柱下真空脱泡处理80min，注入同一规格的模具中，于105℃下，加热llOmin，固化，制成人造合成石。

  试验3

  取丙烯酸树脂100份、二氧化硅填充料(平均粒径20μm)145份、纵横比20—30、平均纤维长度10一30μm、平均纤维直径0.5—1.0μm的硼酸铝晶须50份和硬化剂1.6份配合拌料，于20mm汞柱下真空脱泡处理60min，注入同一规格的模具中，于103℃下加热120min，固化，制成人造合成石。

    试验4

    取丙烯酸树脂100份、二氧化硅填充料（平均粒径同上）160份、纵横比20一30、平均纤维长度10—30μm、平均纤维直径0.5~1.μom的氨基硅烷偶联剂表面处理的硼酸铝晶须55份和硬化剂1.8份配合拌料，于20mm汞柱下真空脱泡处理60min，注入同一规格的模具，于103'C下加热120min，固化，制成人造合成石。

  试验5

  取60：40配比混合的乙烯基酯+聚酯混合树脂100份，氢氧化铝填充料（平均粒径lOμm）150份、纵横比30。35、平均纤维长度10—20¨m、平均纤维直径0.3~0.6μm的钛酸钾晶须40份和硬化剂3.5份配合拌料，于20mm汞柱下真空脱泡处理55min，注入同一规格的模具，于110℃下，加热lOOmin，固化，制成人造合成石。

  试验6

  取75：25配比混合的乙烯基酯+丙烯酸混合树脂1 10份、80：20i配比混合的氢氧化铝（平均粒径10μym）+玻璃粒料（平均粒径30μm）的混合填充料155份、纵横比30—35、平均纤维长度10—20μm、平均纤维直径0.3一0.6μm的钛酸钾晶须和硬化剂4.0份配合拌料，于20mm汞柱下真空脱泡处理50min，注入同一规格的模具，于llO℃下加热100min，固化，制成人造合成石。

  试验7

  取乙烯基酯树脂100份、氢氧化铝填充料（平均粒径8μm）、纵横比11、平均纤维长度35μm、平均纤维直径3.3μm的硅灰石63份和硬化剂3.5份配合拌料，于20mm汞柱下真空脱泡处理80nun，注入同一规格的模具，于105℃下加热110min，固化，制成人造合成石。

  试验8

  取75：25配合的乙烯基酯+丙烯酸混合树脂100份、80：20配比混合的氢氧化铝(平均粒径10μm)+玻璃粒料（平均粒径30μm）混合填充料155份、纵横比3、平均纤维长度35μm、平均纤维直径12μm的硅灰石100份和硬化剂4.0份配合拌料，于20mm汞柱下真空脱泡处理50min，注入同一规格的模具，于110℃下

加热100min，固化，制成人造合成石。

    试验9

    取丙烯酸树脂100份、二氧化硅填充料（平均粒径20μm）140份、纵横比6、平均纤维长度400μm、平均纤维直径70μm的硅灰石50份和硬化剂1.6份配合拌料，于20mm汞柱下真空脱泡处理60min，注入同一规格的模具，于103℃加热120min，固化，制成人造合成石。

    将上述各试验和对比试验的人造合成石试件进行摆锤式冲击试验以及表面平滑和外观性能评定。试验例的外观不仅良好，而且抗冲击强度也获得了良好的结果，而对比试验例的外观虽好，但抗冲击强度结果不令人满意。

3结语

    在树脂混合料中配合无机针状填充料硅灰石或／和单结晶纤维晶须，提高人造合成石的抗冲击强度，充分发挥其良好的抗冲击性（韧性）。因此，不需在板内面用玻璃钢材料复合增强来弥补强度低的缺陷，也不需添加玻璃纤维，便使制品薄而轻质，并获得高抗冲击强度和良好外观。