一种人造石及具有发光功能人造石的制造方法及其制品

摘要

本发明涉及一种人造石及具有发光功能人造石的制造方法及其制品。解决用不饱和树脂制得的人造石性能质量不理想，用MMA单体制得的人造石价格高以及现有人造石存在的耐候性和抗老化差的技术问题。首先按重量百分比配制改性树脂：在50－85％不饱和树脂中加入2－8％邻苯二甲酸酯化物、0.2％－1.5％四甲基及五甲基的衍生物拌匀，加入5－25％的苯的乙烯基衍生物拌匀，再加入MMA单体5－30％加速搅拌混合均匀；然后根据制品需要将65－80％的填料和颜料混合物、20－35％的改性树脂、占改性树脂1.8－2.5％重量的固化剂过氧化甲乙酮、占改性树脂1.6－2.5％重量的促进剂环烷酸钴进行混合搅拌4－6分钟，注入模具并进入真空箱整体抽真空4－6分钟取出转入干燥箱升温至50－70度保持1－3小时，再升温至75－85度保持1－3小时，自然降温冷却后取出脱模得到人造石制品。

说明书

技术领域：本发明涉及一种人造石的制造方法及其制品，特别涉及一种利用改性树脂制造的一种人造石及具有发光功能人造石的制造方法及其制品。

背景技术：

在现有的人造石技术中一般均采用不饱和树脂或甲基丙烯酸甲酯(MMA)单体来生产，但前者的成品各项指标均不如后者，而后者的成本则比较高。同时，用他们生产的产品均存在耐候性、抗老化性差等问题，从而使产品的户外应用受到影响。另外，在现有的发光人造石的技术中，由于发光粉填料价格高、使用量大及选用的其它配合填料透明性差等等因素造成发光产品无实际的应用价值。

发明内容：

本发明的目的之一是提供一种成本低廉性能优于聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的改性人造石。本发明的第二个目的是提供一种可以光致发光的改性人造石。解决用不饱和树脂制得的人造石性能质量不理想，用MMA单体制得的人造石价格高以及现有人造石存在的耐候性和抗老化差的技术问题。

本发明的思路是以价格低廉的不饱和聚酯树脂替代部分价格高的MMA，并且本发明加入了抗老化和稳定剂四甲基及五甲基的衍生物，这种稳定剂的加入能产生初生态氧，用以分解氧化物或捕捉有氧化倾向的自由基。获得的人造石不仅价格低廉，并且性能优于PMMA人造石。

本发明提供了一种改性树脂人造石及具有发光功能的这种改性树脂人造石的制造方法和制品。具体内容如下；

1.一种人造石的制造方法，先将改性树脂按重量比配好，操作如下；在50-85％的不饱和树脂中加入2-8％的邻苯二甲酸酯化物、0.2％-1.5％的四甲基及五甲基的衍生物拌匀，加入5-25％的苯的乙烯基衍生物拌匀，再加入MMA单体5-30％加速搅拌混合均匀。然后根据制品需要将65-80％的相应填料和颜料混合物、20-35％的改性树脂、占改性树脂1.8-2.5％重量的固化剂过氧化甲乙酮、占改性树脂1.6-2.5％重量的促进剂环烷酸钴进行混合搅拌4-6分钟左右，注入模具并进入真空箱整体抽真空4-6分钟取出转入干燥箱升温至50-70度左右保持1-3小时，再升温至75-85度保持1-3小时，自然降温冷却后取出脱模得到人造石制品。这种人造石的抗老化能力更强、比较适合室外使用。当然，将四甲基和五甲基的衍生物添加入不饱和树脂或MMA单体中也可制造出相应抗老化能力的人造大理石。

2.本发明使用的不饱和聚酯树脂是丙二醇型大理石树脂，可选用苯酐-丙二醇或间苯二甲酸-丙二醇大理石树脂；增塑剂是邻苯二甲酸的酯化物，如邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二烯丙酯等；交联剂是苯的乙烯基衍生物，如苯乙烯、乙烯甲基苯、@-甲基苯乙烯、2，5-二氯苯乙烯等；抗老化剂是四甲基及五甲基的衍生物，其代表物为三亚磷酸酯；氧化还原反应引发剂是过氧化甲乙酮、促进剂是环烷酸钴。

3.本发明使用的填料可以采用玻璃微珠、玻璃空心微珠、氢氧化铝、碱式碳酸镁四水合物、大理石粉、废玻璃粉、石英粉、石灰粉、釉玻璃料等等，并且可以是其中的一种或数种。填料的粒径在80目-300目之间。由于釉玻璃料能提高制品的硬度，所以在采用硬度低的其它填料或生产发光人造石时应与前者混合使用于制品，重量比例一般在1∶1左右。在生产高难燃的人造大理石，在填料中必须添加适量的碱式碳酸镁四水合物填料，它与改性树脂的重量比例为1∶1.2-1.3。当然，如若采用天然类粉料时，需经放射性源检测合格后使用，以确保人造大理石的环保性、安全性。

在生产发光功能的人造大理石时，则采用铝酸锶类、硫化锌类蓄光--发光功能粉料、氢氧化铝粉料、釉玻璃填料按一定比例充分混合后作人造石制品的填料。发光功能粉料的重量是总量的5-25％左右，视具体产品发光亮度要求及成本而定。改性树脂应按氢氧铝粉、釉玻璃料的重量和发光粉的使用比例调整，其重量一般在总量的20-35％，发光混合填料重量占总量的65-80％。

各种填料应采用偶联剂作被覆处理，使之具有憎水、亲有机溶剂、亲树脂等性质，从而使制品的机械性能得到提高、抗水性增强。偶联剂主要有两类：一类是有机硅化合物，如乙烯基三乙氧基硅烷、苯胺甲基三乙氧基硅烷、Y-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷等；另一类是有机铬络合物，如甲基丙烯酸氯化铬络合物。偶联剂的用量占制品总重量的0.5-1％。

4.颜料采用色膏、色浆、色粒、金粉、银粉、反光颗粒等。具体根据不同制品的花色、颜色适量掺入填料中混合均匀。在制造发光功能人造石时颜料必须采用占发光粉重量的0.3-5％的荧光颜料来调整颜色，荧光颜料使用量过大会影响发光粉的发光效果。

5.制造发光人造石时，先在发光粉中加入0.3-5％的荧光颜料(占发光粉重量)然后与氢氧化铝和釉玻璃料混合均匀再用偶联剂被覆处理后作为发光人造石的填料(根据制品要求确定发光粉用量，并确定发光填料与树脂的用量比例，一般发光填料占总量65-80％、改性树脂占总量在20-35％左右调整)然后其他步骤同1所述相同操作。

在制造花色发光人造石时，需先按上节所述制造发光人造石的方法制造出各种颜色的发光人造石，自然固化后粉碎造料，粒径可从4-100目不等。然后，取制品所需的发光颗粒撤在模具表面，再按上节制作发光粉、釉玻璃料和氢氧铝粉等混合物作为填料的发光人造石或发光面层。也可将发光颗粒按制品要求确定的比例与发光粉、釉玻璃料和氢氧化铝混合均匀后作为发光填料，再制得发光人造石或发光面层。

采用具有发光功能填料可生产出蓄光---发光人造石，也可以将该具有发光功能的人造石作为发光面层，再在背面采用普通人造石制作技术生产出复合型发光人造石。这样可减少发光材料的使用、降低成本。在制造复合型发光人造石时，可先在模具中制备2-5mm厚的发光层抽真空，待发光层初凝并有轻微沾手时再在发光层上浇注白色基底层，然后整体再进行抽真空，同1所述干燥固化后即得成品。也可以将发光层复合在石膏、玻璃、混凝土、木板、金属等材料表面，制成发光石膏、发光玻璃、发光混凝土、发光木材、发光金属等制品。

制作发光功能人造石时，因为发光层对光的透射能力有限，只有2-5mm厚度内的发光材料可必较有效的吸收足够的光源，且从表面层开始梯度递减。同样的道理，发光人造石发光时亮度因吸收的能量不同发光能力也从表面开始梯度递减。因此为了减少浪费，降低成本，制造发光人造石时厚度应在2mm-12mm；制造复合型发光人造石时发光面层厚度应在2-5mm之间。复合型发光人造石的基底层应采用白色，可对发光层的蓄光--发光过程均产生反射作用，增强发光层的蓄光-发光能力。

本发明的有益效果是，利用本发明制造的人造石具有光泽度高、硬度高、抗折力强、抗冲击力强、耐候、耐潮、耐老化能力强、成本低，可广泛用于建筑物的内外装饰。发光功能人造石只需在光下照射5-20分钟蓄光达到饱和，无光源时开始发光，时间可达5-15小时，具有很高的装饰性、指示性；同时，经试验发现，该发光人造石受热激发发光的效果更好。因此，利用本发明可生产出各种普通或具有发光功能的人造石板材或定型尺寸的墙砖、地砖、腰线等；利用本发明可生产出具有蓄光--发光及热致发光功能的卫生洁具、厨房设施、灯具、开关、工艺品等等；利用本发明和石膏、玻璃、木材、金属复合时可生产出具有发光功能的石膏、玻璃、木材、金属等制品。特别需说明的是，当用作吊顶、墙面、地面装饰材料或制造灯具时可开启一段时间灯光后，切断电源还能保持室内一定亮度，起到了节能的效果。

利用本发明制作的人造石无毒、无污染、无放射性，生产过程中无废料产生，属于环保产品，本发明工艺简单、合理、制造成本低，又解决了制品的老化、提高了制品的寿命及改善了发光强度，从而使人造大理石的应用更加广泛，不久的将来它将是人造大理石的主流产品。

具体实施方式：

实施例1

取4.2千克间苯二甲酸-丙二醇大理石树脂，加入0.3千克邻苯二甲酸二丁酯搅匀，加入0.6千克的苯乙烯拌匀，再加入MMA单体0.9千克加速搅拌混合均匀再加入三亚磷酸酯0.09千克搅拌均匀备用。然后将9千克氢氧化铝和9千克釉玻璃料[预先用0.125千克偶联剂乙烯基三乙氧基硅烷处理]、所需颜色色浆、色粒，120克过氧化甲乙酮、100克的环烷酸钴与上述改性树脂混合均匀搅拌5分钟左右，注入模具并进入真空箱整体抽真空5分钟左右取出转入干燥箱升温至60度左右保持两小时，再升温至80度左右保持两小时，自然降温冷却后取出脱模，即制得12mm厚的1平方米人造大理石。

实施例2

用6千克碱式碳酸镁四水合物和13千克氢氧化铝充分混合作填料[预先用0.125千克偶联剂苯胺甲基三乙氧基硅烷处理]，其它按实施例1一样实施即可制得具有防老化高阻燃性的人造大理石。

实施例3

称取2.28公斤铝酸锶类发光粉与适量所需荧光颜料混合均匀，加入13.66千克氢氧化铝和釉玻璃料1∶1的混合粉充分拌匀，再用0.11千克偶联剂Y-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷被覆处理，然后称取已混合均匀的改性树脂6.82千克，固化剂过氧化甲乙酮0.122千克，促进剂环烷酸钴0.102千克与发光粉、氢氧化铝粉、釉玻璃料的混合填料搅拌5分钟左右混合均匀，注入模具并进入真空箱抽真空5分钟左右，取出转入干燥箱升温至60度左右保持2小时，再升温至80度保持2小时，自然降温后取出脱模制得12mm厚1平方米的人造发光大理石。再将人造发光大理石加工成卫生洁具、厨房设施、灯具、开关、工艺品。

实施例4

先按实施例3制得的各种颜色发光人造石粉碎造粒，粒径从4-100目不等备用。然后取适量所需颜色及粒径的发光颗粒用偶联剂被覆处理后均匀撒在模具上，其它按实施例3的制法即可得具有各种花色的发光人造大理石。

实施例5

按实施例3或实施例4中1/4重的混合好的原料在模具先浇注3mm厚的发光层，抽真空后自然固化至初凝轻微粘手时再按实施例1方法(实施例1中的3/4重量混合好的原料)浇注白色基底层，然后整体抽真空5分钟左右后转入干燥箱升温至60度保持2小时，再升温至80度保持2小时，完全后固化后取出脱模即制得复合型人造发光大理石。

实施例6

取3.7千克苯酐-丙二醇大理石树脂，加入0.17千克邻苯二甲酸二烯丙酯搅匀，加入1.05千克的乙烯甲基苯拌匀，再加入MMA单体1.24千克加速搅拌混合均匀再加入三亚磷酸酯0.03千克搅拌均匀备用。然后将8.5千克氢氧化铝和8.5千克釉玻璃料[预先用0.125千克偶联剂甲基丙烯酸氯化铬络合物处理]、所需颜色色浆、色粒，136克过氧化甲乙酮、130克的环烷酸钴与上述改性树脂混合均匀搅拌6分钟，注入模具并进入真空箱整体抽真空6分钟取出转入干燥箱升温至65度左右保持2.5小时，再升温至85度保持2.5小时，自然降温冷却后取出脱模，即制得12mm厚的1平方米人造大理石。

以上是本发明的具体实施例，由于填料品种繁多，基底层也可以采用石膏、玻璃、木材、金属等等，所以这里就不在一一例举了。