[发明专利]制造类陶瓷材料的方法及类陶瓷材料

说明书

本发明涉及制造类陶瓷材料的方法及由此方法制造的在许多工业领域具有各种有用性能的类陶瓷材料，同时本发明使利用工业废料成为可能。

在几个专利，包括波兰专利第113573和147599号中公开了在湿法生产磷酸过程中所得到的废磷石膏用甲胺或蜜胺树脂处理后，可用做生产地板材料、灰泥或建筑粘合剂的原材料。这些方法的缺点在于：除了那些树脂有毒以外，材料还需要长时间聚合或熟化，而且由于材料的多孔结构，得到的产品很脆且吸湿性较大。在波兰专利申请P.283240号中公开了在无水体系中，通过使磷石膏与聚酯树脂结合来生产陶瓷组合物的方法，如果必要的话，可加入促进剂，固化剂和丙酮。得到的材料适合于制造各种具有高机械强度和低吸水性和吸油性的制品，所说的制品可用挤压或铸造的方法成型。

我们意外地发现，使用作为生产磷石膏过程中副产品的磷石膏作为无机填料，优选的是磷灰石衍生的磷石膏，通过使其本身，如果需要的话，也可以与其它的化合物形成组合的，与环氧树脂或环氧树脂与聚酯树脂的混合物，在无水体系中结合，就能够制造出适于广泛用途的类陶瓷材料。该材料的耐水性类似于金属，同时易于加工，尤其是可由浇注成型，并且如果需要还可以进行机械加工。

本发明的通过在无水体系中使无机填料与合成树脂结合来制备类陶瓷材料的方法包括：将废磷石膏，优选的是磷灰石衍生的磷石膏以与干填料的体积比为1∶0.45-2.0的比例，在连续搅拌下，用0.2-5.0小时加入到合成树脂中，所说的废磷石膏在加入前预先在不低于167℃的温度下加热至少1.5小时，然后研磨以得到粒度至多20μm的产物。作为合成树脂，可以单独使用环氧树脂或其与聚酯树脂的混合物，聚酯树脂可以是饱和的和不饱和的改性树脂，其中该聚酯树脂的体积浓度为20-80%。在使用不饱和聚酯树脂的情况下，除了加入至多12份（体积）的有机稀释剂如丙酮或苯乙烯以维持原料组合物粘度不高于4150mPa.s以外，还要加入0.06-0.55份（体积）的促进剂如环烷酸钴。根据需要，原料组合物可用任何颜料着色，然后加入8-20份（体积）的固化剂如三亚乙基四胺，或者，在使用环氧树脂和不饱和聚酯树脂混合物时，加入2-16份（体积）的固化剂如三亚乙基四胺和0.5-8.5份（体积）的固化剂，优选以溶液形式的在邻苯二甲酸二丁酯中，过氧化环己酮或过氧化苯甲酰的浓度为20-40%（体积）。

本发明的含有合成树脂，固化剂和无机填料的类陶瓷材料，每100份（体积）的磷石膏含有50-225份（体积）的环氧树脂，8-20份（体积）的固化剂如三亚乙基四胺，和至多12份（体积）的有机稀释剂如丙酮或苯乙烯。

本发明的含有合成树脂，固化剂和无机填料的类陶瓷材料，也可以每100份（体积）的磷石膏填料含有10-180份（体积）的环氧树脂，10-180份（体积）的饱和聚酯树脂，8-20份（体积）的固化剂如三亚乙基四胺，至多12份（体积）的有机稀释剂如丙酮或苯乙烯。

本发明的含有合成树脂，固化剂和无机填料的类陶瓷材料，也可以每100份（体积）的磷石膏填料含有10-180份（体积），环氧树脂，10-180份（体积）不饱和改性聚酯树脂，0.06-0.55份（体积）促进剂如环烷酸钴，2-16份（体积）的固化剂如三亚乙基四胺，0.1-3.4份（体积）的过氧化苯甲酰或过氧化环己酮，0.4-5.1份（体积）的邻苯二甲酸二丁酯。

采用本发明的方法，除了可制备上述的类陶瓷材料以外，还可以制备具有特殊性能的类陶瓷材料，其方法是通过使用作为无机填料的预先物理均化的干组合物，该组合物含有磷石膏和磁铁矿，其体积比为1∶0.72-1.42或者作为无机填料使用磷石膏和形成玻璃氧化物，其体积比为1∶0.83-1.39，其中形成玻璃氧化物主要含氧化铅81%（重量），二氧化硅11.5%（重量），氧化钡2.6%（重量）。所说的含有磷石膏和磁铁矿的干组合物的粒度最大为18μm，含有磷石膏和形成玻璃氧化物的干组合物的粒度最大为16μm。

另外，本发明的方法还可以生产具有完全封闭孔隙的多孔类陶瓷材料，即通过在0.15小时内，向含有固化剂的原料组合物中加入一种发泡剂，优选的是异氰酸丁酯，其用量为原料组合物体积的至多30%，以及水，其用量为原料组合物体积的0.06-0.15%。

本发明的含有无机填料，合成树脂和固化剂的具有磁性能的类陶瓷材料含有磷石膏和磁铁矿，其体积比为1∶0.72-1.42。