專利名稱：用丙烯酸類粘合劑制造板狀或塊狀制品的方法
用丙烯酸類粘合劑制逸板狀或塊狀制品的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制造由礫巖制成的制品的新型方法，特別是基于借助真空 振動(dòng)-壓制的已知壓制技術(shù)的新型方法。 本發(fā)明還涉及由此獲得的制品。
多年來(lái)，制造由礫巖制成的制品、特別是板狀或塊狀制品的技術(shù)(其 結(jié)合了方法和裝置)是已知的，所述技術(shù)基本包括下列操作(在這種情況
下是指板的制造，這不是限制性的)
誦制備的初始混合物，該初始混合物由具有選擇的和預(yù)定粒度的顆粒 和粘合劑構(gòu)成，粘合劑就一般而言可以是水泥粘合劑或由硬化樹脂構(gòu)成， 顆粒選自石材和/或經(jīng)研磨的石類材料，且該混合物部分包含無(wú)機(jī)材料，優(yōu) 選為在工業(yè)實(shí)踐中被稱作"填料"的非常細(xì)的石英(粒度為大約400目)； -將所述混合物以具有預(yù)定厚度的層的形式沉積在臨時(shí)栽體上； 畫對(duì)保持在預(yù)定真空下的混合物層施加壓制壓力，并施加具有預(yù)定頻 率的振動(dòng)，即，簡(jiǎn)而言之，借助混合物層的真空振動(dòng)-壓制進(jìn)行壓制； ■使所得壓制制品硬化(在是水泥粘合劑的情況下，此前有凝固階段)。 這種用于制造用聚酯樹脂粘合的板的技術(shù)的例子在工業(yè)上名為 Bretonstone.
本發(fā)明涉及粘合劑為合成樹脂時(shí)的前述技術(shù).在前述傳統(tǒng)技術(shù)中，常 用作粘合劑的合成樹脂是使產(chǎn)品具有最佳物理/機(jī)械和光澤性能且沒有過 高成本的聚酯樹脂。
但是，使用聚酯樹脂有不可忽略的問題和缺陷，例如抗紫外線性差， 從而在放置就位后長(zhǎng)時(shí)間暴露在陽(yáng)光下時(shí)造成制品的表面外觀受損(樹脂 黃化、透明度損失、變色)。因此用聚酯樹脂制成的制品很少用于室外覆 層，并主要限于由具有非光澤表面的高著色石粒制成的那些產(chǎn)品。
作為聚酯樹脂的替代品，也可以使用環(huán)氧樹脂，或更確切地說，由樹 脂和相關(guān)硬化劑構(gòu)成的環(huán)氧體系，但在實(shí)踐中，從工業(yè)應(yīng)用角度看，這種 替代品受不同問題和缺陷的影響。
實(shí)際上，除了環(huán)氧體系的成本比聚酯樹脂高大約兩倍的事實(shí)外，與機(jī) 械強(qiáng)度的略微提高相比，存在不可忽略的缺陷，例如對(duì)大氣試劑和溶劑的 低抵抗性。此外，考慮到這種反應(yīng)的高度復(fù)雜操作，在制品硬化過程中發(fā) 生同樣顯著的復(fù)雜問題。
能夠應(yīng)用Bretonstone技術(shù)制造不僅可用于室內(nèi)覆層還可用于室外覆 層的制品、其中可以使用能夠?qū)⒕埘渲钠焚|(zhì)與高抗紫外線性結(jié)合的有 機(jī)粘合劑，這樣是理想的.
實(shí)際上，與水泥粘合劑相比，有機(jī)粘合劑提供了顯著的優(yōu)點(diǎn)，例如且 不限于可以實(shí)現(xiàn)高的機(jī)械強(qiáng)度。
理論上，這種問題的解決方案在于，考慮到這類樹脂(例如聚甲基丙 烯酸甲酯)的杰出抗紫外線性，可使用丙烯酸或甲基丙烯酸類樹脂?？紤] 下述事實(shí)M夠的一_即，正是由于它們杰出的抗太陽(yáng)輻射性，同時(shí)還在 非常長(zhǎng)的暴露時(shí)間后保持其透明性，這些樹脂，也稱作Plexiglas或Lexan, 常用于制造眼鏡透鏡或具有玻璃狀外觀的透明片。
過去，有許多嘗試是在前述技術(shù)中使用丙烯酸類樹脂(^t在甲基丙 烯酸酯中的丙烯酸類預(yù)聚物漿料形式)或聚酯樹脂與丙烯酸類樹脂的混合
物作為甲基丙烯酸酯粘合劑，但是具有完全負(fù)面的作用。
不成功的主要原因在于甲基丙烯酸酯的某些特性(總是存在于這些化 合物中)，這已經(jīng)證實(shí)在真空振動(dòng)-壓制過程中和在后續(xù)的熱硬化過程中不 適用。
在這些化合物中作為溶劑存在的甲基丙烯酸酯單體易揮發(fā)，比聚酯樹 脂中使用的苯乙烯更易揮發(fā)。因此，在真空振動(dòng)-壓制過程中，甲基丙烯酸 酯立即蒸發(fā)，這使混合物的壓制實(shí)際上不可能.
丙烯酸類漿料的使用也造成同樣嚴(yán)重的缺陷，因?yàn)榭紤]到甲基丙烯酸 酯在真空壓制步驟中形成的幾乎無(wú)空氣環(huán)境中的蒸發(fā)，壓制制品完全變色。
在后續(xù)的熱硬化過程中產(chǎn)生更多缺陷，因?yàn)橛不暗募訜醊it成甲 基丙烯酸酯的過早蒸發(fā)以及最終產(chǎn)品的變色和裂化。
與丙烯酸和甲基丙烯酸類樹脂的使用有關(guān)的另一問題在于環(huán)境污染， 因?yàn)槿祟悓?duì)甲基丙烯酸酯蒸氣的味道非常敏感，因此這些蒸氣即使少量存 在也會(huì)使環(huán)境對(duì)生產(chǎn)工人而言絕對(duì)不可忍受，這在使用前述技術(shù)制ilil制 品的工廠中是非常嚴(yán)重的問題。因此，此前，在前述技術(shù)中實(shí)際沒有使用 傳統(tǒng)丙烯酸和甲基丙烯酸類樹脂，即，使用甲基丙烯酸酯單體作溶劑的那 些，且僅使用聚酯樹脂作粘合劑進(jìn)粉目關(guān)制品的制造。
現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)一一這構(gòu)成本發(fā)明的主題一一使用基于前述技術(shù)并因此 根據(jù)上述步驟的制造制品的方法，以工業(yè)有利方式完全解決了上述問題，
所述方法的特征在于
-制備起始混合物所用的粘合劑是水丙烯酸類樹脂，即直徑最多大約 100納米的液滴形式的丙烯酸類預(yù)聚物的水^t液；
- 一部分填料由水硬性粘合劑構(gòu)成，其量足以固定前述丙烯酸類樹脂 水a(chǎn)液中存在的水；和
-在振動(dòng)-壓制步驟后，使粗制品在防止混合水由于蒸發(fā)而去除的^ft 下進(jìn)行硬化步驟和后續(xù)的固化；和
-在固化步驟后，對(duì)粗制品進(jìn)行逐漸的加熱處理直至大約卯-120t;達(dá) 大約5-24小時(shí)，以完成丙烯酸聚合物的成膜并實(shí)現(xiàn)其交聯(lián)。
本發(fā)明方法的最后三個(gè)特有步驟，即添加水曖性粘合劑，不損失水情 況下的固化和高溫交聯(lián)，導(dǎo)致了非多孔制品的形成。實(shí)際上，當(dāng)在前述傳 統(tǒng)方法中將聚酯樹脂換成含有平均55-60%水的前述丙烯酸類預(yù)聚物水分 散液時(shí)，在真空振動(dòng)-壓制步驟后(如前所述，其不再受與丙烯酸類樹脂的 使用有關(guān)的問題的影響)，應(yīng)該M制的壓制制品中去除留在混合物中的 水。通常，為了進(jìn)行這種操作，將制品加熱以使水蒸發(fā)，同時(shí)丙烯酸聚合 物粒子聚結(jié)，特別形成皿，然后交聯(lián)。
由此獲得的制品是密實(shí)的，并具有良好的機(jī)械強(qiáng)度，但是其具有在IO 體積％范圍內(nèi)的孔隙率，il f目當(dāng)于蒸發(fā)的水留下的空間。
將一部分常用填料換成足以固定樹脂中存在的水的量的水硬性粘合劑 時(shí)， 一方面孔隙率降至幾乎可忽略的值，因此所得制品具有非常有限的孔
隙率以及在0.3-0.4重量％范圍內(nèi)的吸水性，同時(shí)所得制品的性能也得到改 進(jìn)。
可以使用任一種已知粘合劑，例如水泥、石骨、石灰、火山灰及其混
合物，作為7jC硬性粘合劑。
卜特蘭水泥經(jīng)證實(shí)特別有利于此用途，卜特蘭水泥與高反應(yīng)性偏高嶺
土的混合物，例如包含80。/。卜特蘭水泥和10-20%高反應(yīng)性偏高嶺土的混 合物，經(jīng)證實(shí)更有利并因此是優(yōu)選的。
如果添加 j^更性粘合劑，特別是卜特蘭水泥和高反應(yīng)性偏高嶺土的混 合物，保持低的水/粘合劑重量比(例如大約0.15-0.20)，使得粘合劑吸收 混合物中存在的幾乎所有水，則獲得了水泥顆粒外皮水合這種理想的效果， 而它們?cè)趦?nèi)部保持無(wú)水。
^1l據(jù)下列試驗(yàn)結(jié)果，可以更好地理解本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。 使用前述技術(shù)制成的包含用聚酯樹脂粘合的細(xì)砂的板通常具有按體積 計(jì)類似于下列的配方
-聚酯樹脂 19% -400目填料(石英粉末) 23% -石英質(zhì)砂(0.1-1.2毫米) 58%
如果將聚酯樹脂換成水丙烯酸類樹脂,后者通常具有大約55-60%的水 含量，其中丙烯酸類預(yù)聚物以液滴形式以等于40-45。/。的量^ft。 因此，如下改變混合物的上述配方 -水 10% -分狀的丙烯酸類預(yù)聚物 9% -400目填料(石英粉末) 23% -石英質(zhì)砂(0.1-1.2毫米) 58°/。
如果在振動(dòng)-壓制后，通過將粗制板加熱而去除水，這會(huì)如上所述產(chǎn)生
具有M強(qiáng)度但孔隙率為大約10體積％ (對(duì)應(yīng)于蒸發(fā)的水留下的空間)的
密實(shí)制品.
通過根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案進(jìn)行并因此將相當(dāng) 一部分填料或所有
填料換成水/粘合劑重量比為大約0.15-0.20的卜特蘭水泥，上述配方變成 -水 10% -分歉的丙烯酸類預(yù)聚物 9% -卜特蘭水泥 16% -400目M (石英粉末) 7% -石英質(zhì)砂(0.1-1.2毫米) 58%
使用這種配方用前述技術(shù)制it^L，該技術(shù)包括借助真空振動(dòng)-壓制來(lái)壓 制，確保在初始混合物中添加相對(duì)于水泥重量的2.54%的普通"超流化劑" (這是水泥產(chǎn)品技術(shù)中已知的并廣泛商業(yè)可得的產(chǎn)品)。
根據(jù)前述技術(shù)，將由此制成的混合物以具有所需厚度的層的形式沉積 在臨時(shí)載體上，并轉(zhuǎn)往振動(dòng)-壓制步驟，根據(jù)本發(fā)明，振動(dòng)-壓制步驟對(duì)封 在兩片不透水蒸氣的塑料材料之間的混合物層進(jìn)行。
在振動(dòng)-壓制后，對(duì)仍然封在兩片不透水蒸氣的塑料材料(其還沿邊緣 密封以形成密封的蓋)之間的粗制板進(jìn)行硬化步驟和后續(xù)的持續(xù)大約1周 的固化。
在固化過程中，混合物中存在的幾乎所有水都被卜特蘭水泥固定，因 此丙烯酸聚合物的粒子可以聚結(jié)，并因而成膜。
在固化階段的最后，由于水泥的水合機(jī)制和由于聚合物的成膜，粗制 板具有良好的連貫性以及合適的抗彎拉性。
然后將板轉(zhuǎn)移到最終步驟中，在此進(jìn)行逐漸的加熱以避免影響板的劇 烈熱沖擊，直至大約卯-1201C達(dá)大約5-24小時(shí)，以完成丙烯酸聚合物的成 膜并實(shí)現(xiàn)其交聯(lián)。
同時(shí)，通過蒸發(fā)而去除極少量的殘余水，但不留下任何痕量的可查的 孔隙。
在冷卻后檢查所得板產(chǎn)品，測(cè)得下列特性
-38-42N/mm2的彎拉強(qiáng)度；
-非常有限的孔隙率，吸水性為0.3-0.4%;
國(guó)高的抗紫外線性，由在名為"veterometer"的加速老化儀器中1000 小時(shí)后不存在劣化跡象而證實(shí)。
除了由上述性質(zhì)證實(shí)的優(yōu)點(diǎn)外，必須強(qiáng)調(diào)，水丙烯酸類軲合劑的使用 是生態(tài)相容的。
^吏用本發(fā)明的方法還可以制造塊狀物，然后將其鋸割。
在這種情況下，代替沿其邊緣密封以形成蓋的兩片不透水蒸氣的塑料 片，優(yōu)選使用由相同材料制成的袋子密封塊狀物，沿開口形成密封套。
在硬化和后續(xù)固化步驟(在這種情況下也持續(xù)大約1周)后，獲得了 粗制塊狀物，其具有足夠的強(qiáng)度以切割成板。然后將鋸割后的板轉(zhuǎn)移到最 終階段，在此進(jìn)行逐漸的加熱，以避免它們承受劇烈的熱沖擊，直至大約 卯-120C達(dá)大約5-24小時(shí)，以完成丙烯酸聚合物的成膜并實(shí)現(xiàn)其交聯(lián)。
還可以設(shè)想在本發(fā)明的配方中添加有機(jī)官能的珪烷(在這種情況下， 以相對(duì)于丙烯酸類樹脂的1-2重量V。的量添加到懸浮有丙烯酸類預(yù)聚物的 水中)。由此改進(jìn)丙烯酸類粘合劑與硅質(zhì)惰性物質(zhì)之間的粘合，并最終提 高最終制品的機(jī)喊強(qiáng)度。
已經(jīng)相對(duì)于優(yōu)選實(shí)施方案描述了本發(fā)明，要理解的是，概念上相同的 修改和變動(dòng)是可行的，并可以在不偏離本發(fā)明保護(hù)范圍的情況下被考慮。
特別地，這些變動(dòng)可能涉及具有固定水的功能的部分取代^H"的組分， 例如火山灰水泥和/或高反應(yīng)性偏高冷土，只要固定作用被轉(zhuǎn)化成固相的形 成，這有助于板制品的機(jī)械強(qiáng)度，并防止最終形成不可接受的孔隙度。
如上所述，如果反而需要具有顯著孔隙率的板制品，則省去水固定劑 (例如卜特蘭水泥)的添加^UL夠了，在該工藝過程中可設(shè)想通過蒸發(fā)去 除水的步驟。
權(quán)利要求
1.制造板狀或塊狀制品的方法，其基本包括下列操作-制備初始混合物，該初始混合物包含具有選擇的和預(yù)定粒度的顆粒和粘合劑，所述顆粒選自石材和/或經(jīng)研磨的石類材料，并部分包含無(wú)機(jī)材料或非常細(xì)的填料；-將所述混合物以具有預(yù)定厚度的層的形式沉積在臨時(shí)載體上或沉積在模具內(nèi)；-對(duì)保持在預(yù)定真空下的混合物層施加壓制壓力，并施加具有預(yù)定頻率的振動(dòng)；-使存在于所述壓制制品中的粘合劑硬化；其特征在于-制備所述初始混合物中所用的粘合劑是直徑最多為大約100納米的液滴形式的丙烯酸類預(yù)聚物的水分散液；-所述填料全部或部分由水硬性粘合劑構(gòu)成，所述水硬性粘合劑的量足以固定前述丙烯酸類樹脂水分散液中存在的水；和-在振動(dòng)-壓制步驟后，使粗制品在防止混合水由于蒸發(fā)而去除的條件下進(jìn)行硬化步驟和后續(xù)的固化；和-在所述固化步驟后，對(duì)粗制品進(jìn)行逐漸的加熱處理直至大約90-120℃達(dá)大約5-24小時(shí)，以完成聚合物的成膜并實(shí)現(xiàn)其交聯(lián)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l的方法，其特征在于所述M性粘合劑選自水泥、 石骨、石灰、火山灰及其混合物。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其特征在于所述水硬性粘合劑是卜特蘭水泥。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其特征在于所述水硬性粘合劑是卜特蘭水 泥與高反應(yīng)性偏高呤土的混合物。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其特征在于所述水硬性粘合劑是包含80-90 重量％卜特蘭水泥和10-25。/。高jl應(yīng)性偏高嶺土的混合物。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其特征在于相對(duì)于水泥的重量，在所述初 始混合物中添加2.5-4%的用于水泥混合物中的類型的普通超流化劑。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l的方法，其特征在于在所述初始混合物中添加有機(jī) 官能的M。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其特征在于所述硅烷以等于所述丙烯酸類 樹脂的1-2重量％的量添加.
9. 根據(jù)權(quán)利要求7和/或8的方法，其特征在于將所i4^i添加到所述 丙烯酸類樹脂的水懸浮液中，
10. 根據(jù)權(quán)利要求l的方法，其特征在于，在借助真空振動(dòng)-壓制法的 壓制后，獲得了在防止混合水蒸發(fā)的條件下經(jīng)過硬化步驟和后續(xù)固化的粗制品。
11. ^L據(jù)權(quán)利要求10的方法，其特征在于所述硬化和后續(xù)的固化是通過將所i^a制品封在不透水蒸氣的塑料材料盒或套內(nèi)進(jìn)行的.
12. 根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其特征在于所述固化進(jìn)行大約l周.
13. 根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其特征在于，在所述固化步驟的最后，如果粗制品是塊狀，則進(jìn)行包括將其鋸成板的步驟。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特4i^于，為了獲得多孔制品，僅用 丙烯酸類預(yù)聚物的水^fL液制備所述初始混合物，不添加用于固定水的水 硬性粘合劑，并在該工藝過程中包括通過蒸發(fā)而去除氷的步驟。
全文摘要
在與借助真空振動(dòng)-壓制法制造板狀或塊狀物的壓制技術(shù)有關(guān)的領(lǐng)域中，有機(jī)粘合劑樹脂由丙烯酸類預(yù)聚物在水中的水分散液構(gòu)成，且填料部分由水硬性粘合劑構(gòu)成，該水硬性粘合劑的量足以完全或部分固定初始混合物中存在的水；在振動(dòng)-壓制步驟后，使粗制品在防止混合水蒸發(fā)的條件下進(jìn)行硬化和固化步驟，并然后進(jìn)行加熱步驟以實(shí)現(xiàn)丙烯酸聚合物的交聯(lián)。如果單獨(dú)使用丙烯酸類粘合劑，則獲得具有高孔隙度的制品。
文檔編號(hào)C04B40/02GK101107203SQ200680002768
公開日2008年1月16日 申請(qǐng)日期2006年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月27日
發(fā)明者盧卡·通切利 申請(qǐng)人:盧卡·通切利