不饱和聚酯型人造大理石研究进展.pdf

第24卷第5期
化学研究
中国科技核心期刊
2013年9月
CHEMICAL RESEARCH
hxy@henu.edu.cn
不饱和聚酯型人造大理石研究进展
潘玲,杨敏
(贵州大学化学与工程学院,贵州贵阳550000
摘要:综述了不饱和聚酯型人造大理石的研究进展;回顾了人造大理石的研究现状,指出了其制备研究中存在
的性能及工艺缺陷;分析了填料种类、混合填料粒径、黏结剂及制备工艺对人造大理石强度、韧性、斑印及吸水率
等性能的影响,并就未来聚酯型人造大理石的性能改进及工艺优化进行了展望.
关键词;不饱和聚酯;人造大理石;研究进展
中图分类号:TQ323.42
文献标志码:A
文章编号:1008-1011(2013)05-0547-04
Research progress of unsaturated polyester-type artificial marble
PAN Ling, YANG Min
( College of Chemistry and Engineering, Guixhou University, Guiyang 550000, Guizhou, China
Abstract: A review is provided of the rescarch progress of unsaturated polyester-type artificial
marble. Thus the current research status of artificial marble is discussed, and the defects asso-
ciated with properties and processing technology of artificial marble are proposed. Besides, the
effects of the type of fillers, the grain size of mixed fillers, binders, and processing technology
on the strength, toughness, and water absorption of artificial marble are analyzed, and sugges
tions are given concerning the performance improvement and process optimization of
unsaturated polyester-type artificial marble.
Keywords: unsaturated polyester; artificial marble; research progress
不饱和聚酯型人造大理石是以不饱和聚酯树脂(UPR)作为黏结剂,掺入无机填料,固化剂以及其他辅
助试剂,经过一定的固化成型工艺所得到的一种复合材料口.因其具有天然大理石的质感以及高雅的外观
被广泛用作建筑装饰材料
UPR型人造大理石与无机型人造大理石相比具有独特的优点,首先,具有良好的抗折能力和低吸水
率,极大改善天然石材脆性问题;其次,具有质量轻,质感好,耐酸、碱的特点;最后,容易二次或无缝接封加
工,可制成具有特殊形状或各种颜色花纹的装饰品,但由于不饱和聚酯型人造大理石自身存在一定的缺点
从而限制了其被广泛地使用,如具有硬度差、耐磨性不好、阻燃性低以及后期使用易变形等缺点.为了进
步扩大UPR型人造大理石的应用范围,满足一些特殊领域的要求,有必要对其力学性能及质量影响因素进
行研究,如提高材料的强度和耐化学腐蚀的性能以及减少斑印的产生.近年来对聚酯型人造大理石的力学
性能的研究成为热点,本文作者从UPR的合成填料、黏结剂以及成型工艺总结出树脂型人造大理石的发展
状况及后续发展前景
收稿日期:2013-05-14.
基金项目:贵阳市工业振兴科技计划基金((2012101)2-19).
作者简介:潘玲(1988-),女,硕士生,主要从事无机材料的研究与制备.通讯联系人,E-mail:3739821922@q,com
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化学研究
2013年
1填料的初选
树脂型人造大理石的质量、外观以及成本都是顾客购买产品时考虑到的因素,而降低成本主要从合成人
造大理石的主要原料出发.填料在合成人造大理石的配比中占到50%以上,因此,选择廉价的合成填料是石
材企业占领市场的最佳机制
早期合成的UPR型人造大理石使用的填料主要为CaCO2粉末、AI(OH)2粉末、碎玻璃等.随着工业废
料的出现以及降低生产成本的要求,研究者开始将目光转向了利用各种工业废料作为填料制备人造大理石
的研究
在利用工业废料合成聚酯型人造大理石的研究中,需考虑废料的添加量、吸水率以及不同粒径配比等因
素对人造大理石性能的影响.粉料的添加量过多,会引起成型过程中树脂黏结剂不足以润湿粉料,最终导致
产品出现斑印、强度降低以及成品的翘曲变形;因此在合成树脂型人造大理石时一般要求填料吸水率小于
2.5%.若粉料的吸水率过高,粉料表面带有过多的羟基,会使粉体具有亲水疏油性,不利于填料在有机黏结
剂中的成型,最终影响到产品的力学性能.不同粒径配比的混合粉料作为填料,根据立方密堆积原理,有利
于提高产品的硬度以及致密度.
黄海涛等研究了单一填料以及共混填料对复合型人造大理石饰面层和结构层热膨胀性的影响,结果
表明共混料填充饰面层的体系热膨胀系数最小、.2004年张桂芳等利用粉煤灰制造聚酯型人造大理石.研
究了以粉煤灰作为填料,充分利用粉煤灰中含有的玻璃微珠在成型过程中产生“滚珠效应”,从而增加复合材
料的流动性,改善了材料的力学性能.实验发现当粗粉煤灰掺入量为20%时,可获较高的填料充填率.2007
年张丹1等在制备聚酯型人造大理石的研究中,采用Mg(OH)2为填料,筛选出合理的粉料级配以及粉料与
树脂黏结剂的掺入配比,制备出抗折强度为52MPa,洛氏硬度达到108HRR的新型人造大理石,可见填料
的颗粒级配以及填料的种类对聚酯型人造大理石的硬度有着重要的影响.彭英等研究了填料对人造大理
石强度的影响,当采用质量比为4:1的Al(OH)3和Ca(OH)2作为复合填料时,人造大理石的压缩强度达到
96.04MPa,弯曲强度达到55.88MPa.此配方制备出的人造大理石的抗弯强度、抗冲击性、耐磨性等性能均
符合国家标准,但以这些工业废料为填料制备出的大理石制品机械强度不高.张晓莹等利用改性的二水
石膏粉填充UPR,制备出低成本且具有一定弯曲强度的人造大理石.甘树オ叩等利用油页岩灰渣制备出压
缩强度为79MPa,弯曲强度为7.4MPa的外形平整美观的人造大理石.随着制备技术的不断进步,玻璃纤
维增强材料解决了人造大理石机械强度差这一难题,使聚酯型人造大理石的机械强度大幅度提高,硬度上
升,并且玻璃纤维的加入量可高达30%,综上所述,在人造大理石的硬度改善方面,可从主要成分填料入手
通过选择耐磨性好、强度高的填料、调整填料的合理级配,从而使不饱和聚酯型人造大理石的表而性能得到
改善.
2不饱和聚酯树脂黏结剂的改性
黏结剂是合成UPR型人造大理石的主要原料之一.黏结剂的用量、黏度等性能均会对聚時型人造大理
石的力学性能产生影响.黏结剂的添加量的多少直接影响到产品的合成成本,加入量不足会使填料不能被
充分润湿,界面出现不均匀性润湿·最终使产品的强度降低以及斑印的出现,