[发明专利]一种水性人造石及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于制造人造石的配方及制备方法，属于新材料领域。

背景技术

人造石学名为实体面材（Solid Surfacing Material），通常是指人造石实体面材、人造石石英石、人造石岗石等。它是一种新型环保复合材料。相比不锈钢、陶瓷等传统建材，人造石不但功能多样，颜色丰富，应用范围也更加广泛。还具有无毒性、放射性，阻燃、不粘油、不渗污、抗菌防霉、耐磨、耐冲击、易保养、无缝拼接、造型百变等众多优点。

人造石类型不同，其成分也不尽相同。主要是以有机高分子材料为基体，以天然矿石粉、颗粒等为填料，加入颜料及其他辅助剂，经过真空浇铸或模压成型的高分子复合材料。

人造石的制作目前主要使用的高分子材料基体为聚酯树脂或亚克力树脂（聚甲基丙烯酸甲酯）。聚酯树脂由于制造过程中使用有机溶剂，做出的人造石会释放对人体和环境有害的气体。亚克力树脂则需要高温固化，能耗较大，价格十分昂贵。而且亚克力树脂本身是易燃品，其热变形温度为96℃，最高连续使用温度为65-95℃。所以制造的人造石耐热性、阻燃性都不足。不饱和聚酯由于固化收缩率较大，加工定型性不好，热变形温度在50-60℃，耐热阻燃性都不理想。这些影响了人造石的广泛使用。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的问题，本发明提供一种人造石的配方及制造方法，该种人造石是无有机溶剂体系生产人造石，可以解决其后期释放有害气体的问题，同时还能解决力学性能差、阻燃性不高等问题。

本发明的目的是通过如下技术方案得以实现的。本发明提供一种人造石，该人造石由水性高分子材料和无机材料制备而成，其中所述的水性高分子材料是丙烯酸酯乳液，有机硅改性丙烯酸酯乳液（下称硅丙乳液），苯乙烯-丙烯酸酯乳液（下称苯丙乳液），聚氨酯改性丙烯酸酯乳液，叔碳酸乙烯酯-丙烯酸酯乳液，醋酸乙烯酯-丙烯酸酯乳液，羟基丙烯酸乳液，水性聚氨酯分散体，有机硅改性聚氨酯分散体，水性氨基树脂，水性环氧树脂，环氧改性丙烯酸乳液等中的一种或几种；其中，各乳液的粘度为50-2500mPas，固体含量（wt%）为30-70%。

其中，所述的水性高分子材料的质量占配方总质量的2%-20%。

硅丙乳液是将含有不饱和键的有机硅单体与丙烯酸类单体通过核壳包覆聚合工艺聚合而成的乳液。它结合了有机硅耐高温性、耐候性、耐化学品性，疏水、表面能低不易污染性和丙烯酸类树脂的高保色性、柔韧性、附着性。是一种高耐候、高耐水、抗污染的乳液。有成品商品，经试验优选出适合本发明的硅丙乳液需要满足以下参数：粘度（25℃，3转子60r/min）50-800mPas；固体含量（wt%）为40-60%；进一步优选为50-600mPas，固含量为45-50%。

苯丙乳液是由苯乙烯和丙烯酸酯单体经乳液共聚而得。苯丙乳液是乳液聚合中研究较多的体系，也是当今世界有重要工业应用价值的十大非交联型乳液之一。苯丙乳液附着力好，胶膜透明，耐水、耐油、耐热、耐老化性能良好。乳白色液体，带蓝光。有成品商品，经试验优选出适合本发明的苯丙乳液需要满足以下参数：固体含量（wt%）为40～60%，粘度80～2000mPa·s，单体残留量小于1.0%，PH值8～9；进一步优选为粘度80-1000mPas，固含量为50-55%。

聚氨酯改性丙烯酸乳液中聚氨酯的含量为25%-65%。

丙烯酸酯树脂(PA)作为基料制得的人造石具有耐候、耐污染、耐酸、耐碱、透明性好等性能，且生产成本较低，因此被广泛用作人造石水性的基料。然而，聚丙烯酸酯类人造石也存在着低温易变脆、高温变黏等缺点，影响了其装饰效果和使用价值。为此，采用其它树脂改性聚丙烯酸酯类树脂的研究受到了人们的广泛关注。聚氨酯(PU)分子中因含有大量的氨酯键和脲键等，大分子间易形成氢键，产生广泛物理交联，使乳胶膜具有优异的耐溶剂性、耐磨性、耐划伤、柔韧性和弹性等，但其生产成本较高，而将聚氨酯和聚丙烯酸酯结合在一起得到的聚氨酯。聚丙烯酸酯(PUA)复合乳液，不仅大大降低了生产成本，而且乳胶膜兼具有两者的优点。

优选水性高分子材料由44-64%的硅丙乳液、20-40%的苯丙乳液、8-25%的聚氨酯改性丙烯酸乳液组成。

水性高分子材料的质量占配方总质量的2%-20%，优选为5-15%。

本发明提供一种人造石，其配方如下：

水性高分子材料        5-15%

石英砂                15-30%

玻璃粉                15-25%