混合砂料及其制造方法

专利名称：混合砂料及其制造方法
技术领域：
本发明涉及特别适用于作为造型粘土的代用品并可按塑造粘土制品的方法成形的混合砂料。但是，上述混合砂料还可有利地用于其他目的，例如用于制造园林景物，用于建造艺术馆和水族馆中的景物以及其他的用途。本发明还涉及制造上述类型的混合砂料的方法。
多年来，造型粘土一直被用作玩具和教具的材料，这种造型粘土的一个重要的优点是它可以模压成各种各样的形状，但它也存在一些缺点，其中一个缺点是它的粘性大，很容易弄脏与它接触的表面，另一个缺点是其尺寸稳定性较差，也就是说，用造型粘土做成的物体，即使受到很小的压力也要变形。确切地说，上述不利的性能阻碍了造型粘土更广泛地用于十分需要这种材料的可塑性的那些用途，例如在园林景物中建造外观按设计变化的景物，在艺术馆中建造各类展品，以及作为水族馆中筑造景物的材料。确切说来，在这类领域中遇到的问题就是当造型粘土与水接触时就变得越来越发粘。
因此，本发明的一个目的是提供一种可代替造型粘土的材料，这种材料在室温下容易成形而做出各种尺寸稳定的造型体，并在随后可容易将它们弄碎成颗粒材料，然后直接模压成新的物体或者说新的形状。本发明的另一目的是提供由对环境或者说对健康无害的原材料制成的材料。本发明的再一个目的是提供既可用作制作教具，又可大量地用作建造具有形象化外观的园林建筑结构以及水族馆中的景点结构和景点结构中的模型轨道的材料。
本发明的又一个目的是提供一种制造上述混合砂料(造型用的混合砂料)的方法，所述混合砂料适合于作为造型粘土的代用品，并且还可用于其他的用途，例如用作制作水族馆中的景物和设计各种仿真景物等的材料。
本发明的上述目的以及其他目的一方面通过分别在独立的权利要求1和14中规定的混合砂料和制造这样砂料的方法来实现，另一方面又通过采用由独立的权利要求15规定的那种混合砂料来实现。其他相关的权利要求则具体规定了本发明的最佳实施例。
总而言之，本发明涉及含有砂或砂状材料和粘结剂的混合砂料，所述的粘结剂是一种蜂蜡、一种类似于蜂蜡的材料或一种类似于蜂蜡的混合料，它在室温下是固态的，但仍具有所需的粘性。将组成混合砂料的各组分互相混合，使得砂或砂状材料的颗粒包上一层粘结剂的包覆层，最好是，上述各组分的混合使得分散的砂料颗粒单个地包上包覆层，而不会在压实之前要用时明显地形成小砂团。
虽然在铸造工业上早有使用砂和粘结剂来制造铸型和型芯，但是，在该工业部门内使用的那种混合砂料通常含有树脂、热固性塑料、亚麻油或类似物质之类的粘结剂，以便使制成品即铸型或型芯可以耐受铸造过程中的高温。而且，通常所用的那些粘结剂并不能用于实现本发明的目的。另外，从人类健康和环境卫生的观点来看，用于铸型和型芯的粘结剂相当不适用于制作玩具和类似物品例如游戏用品等。
日本专利申请公开JP 57-1427142(参看JP出版物1982-12-04，M类，No.176节；vol.6，No.246，P.55)公开过制造铸型的材料的一个实例。该出版物公开了一种含有粘结剂并在使用时加热到高于粘结剂熔点温度的铸造型砂，使用时，将混合料装入砂箱或芯盒，然后强制冷却到低于粘结剂熔点的温度，以便使铸型和型芯稳定和硬化。作为粘结剂，使用一种在固态下具有高粘结性能的材料，以便使铸型/型芯在通常的处理温度下保持结构上的整体性，但仍具有可使铸造型砂重复使用的特性。上述型砂中使用的粘结剂是乙二醇和以石蜡为主体的蜡料。该出版物仅仅关注到有关制造铸型和型芯所带来的问题，因此，未能考虑到有关制造、教具、建造模型火车结构的景物以及建筑结构或水族馆的景物结构方面出现的问题。
谈到制造铸型的型芯的类似出版物有WPI/德温特文摘No.75-58260 W，7535周，苏联专利文摘SU 456674(Kashirate sentrolit)(1976年2月5日)。该出版物公开了一种可用于制造复杂型芯的材料，该材料主要是下列成分的混合料至少约70％的石英粉、5～10％的氧化铝、1.5～3％的硼酸、1～2％的硬脂酸和16～20％的由石蜡、人造纯地蜡、石蜡族的热裂残余物和褐煤蜡添加剂组成的造型化合物。这种材料在使用时加热到65～70℃压制成所需的造型体。由于上述出版物涉及复杂型芯(插入件)的制造，故使用了石粉，也就是颗粒尺寸很小的颗粒材料。所以上述混合砂料与本发明提出的造型砂料是根本不同的。
WPI/德温特文摘No.90-318835，9042周，苏联专利文摘SU-1550137(Leningrad Plakhanov Mine，1990，3，15)公开了一种用于代替在研究岩石形成中的张拉状态时所用的天然岩石材料的混合砂料，这种混合砂料中的粘结剂除了蜂蜡外还含有虫胶和页岩焦油。这种材料与本发明公开的造型砂料是根本不同的。
美国专利US-A-3607332公开了一种热塑性造型材料，该材料的性能相当于造型粘土，而且是软的，在室温下可指压变形。作为这种热塑性混合料的组分，使用一种可塑的粘土状材料与一种有机增塑载体混合在一起，其新的特征在于，这种可塑的粘土状材料补加了一种空心微球粒状的或空心片晶形颗粒状的轻型填料，以减小混合料的总重。上述的塑性粘土状材料是天然存在的粘土，例如高岭石、蒙脱土或膨润土。上述材料是类似于造型粘土的混合料，它含有大量的十分细的颗粒材料。
美国专利US-A-5374384公开了一种改进的、以细粉状云母粒和碳黑为基的造型粘土，它用一种柔软的、半固态的、可冷卷起来的极薄片状的或者说板状的蜡料作为粘结剂，这种蜡料像梁一样置于两支点之间时具有高的抗弯曲或者说抗变形的能力。
美国专利US-A-4336071公开了一种可塑的造型粘土，它含有50～70％的粘结剂、10～40％的增塑剂和溶剂、和5～40％的氢氧化铝，有时还加入10％以下的颜料和其他填料。该专利说明了这种空气干燥的或者说空气硬化的以及可永久性造型的混合料，这种可永久性造型的混合料的质量与造型粘土的质量相当。
按照上述US-A-3607332、US-A-5374384和US-A-4336071的配方制成的模拟造型粘土的混合料，其性能不能等同于本发明的可造型的混合砂料。
按照本发明，在混合砂料中的颗粒状材料或者说砂可以是天然砂、粉碎的岩石料(例如大理石粉)，但也可以是(虽然不等于说最好是)颗粒状的聚合物料或其他的颗粒状材料，尤其是当混合砂料要用于制作例如仿真的景物结构时更可以用后者。作为砂状材料也可以采用轻质砂例如微球粒状的砂状材料，当然还可以用各种类型的颗粒状材料的混合料。颗粒状材料的粒度范围从大约0.02mm(最好从大约0.063mm)至大约3.0mm(较好至大约2.0mm，最好至大约1mm)。最好是，颗粒状材料的平均粒度范围为约0.08(或0.1或0.15)mm～约0.6(或0.5)mm。
按照本发明，混合砂料中的粘结剂应是蜂蜡、类似于蜂蜡的材料或类似于蜂蜡的混合料、或这类材料的混合料。
上述类型的合适的粘结剂除了天然蜂蜡外还有蜂蜡代用料纯地蜡或地蜡与石蜡或微晶石蜡的混合物。例如，可从瑞典Sveda AB公司购得的CEREWAX 2T是适用的纯地蜡料，而德国H.B，Fuller GmbH公司供应的LUNAFLEX4919则是一种适用的微晶蜡(一种由德国H.B.Fuller GmbH公司供应的支链微晶型的塑性烃类蜡)。
天然的蜂蜡或处理过的纯化的蜂蜡可用作蜂蜡。例如，瑞典Biredskapsfabriken AB公司供应的Bivax M.S是适用的天然蜂蜡，而瑞典Joel Svenssons Vaxfabrik AB公司供应的漂白蜂蜡和瑞典MB-Sveda AB公司供应的Bivax Vit No.1(B 1015)是适用的处理过的和纯化的蜂蜡，另一种可用的类似于蜂蜡的材料是LUNACERAM(由德国H.B.Fuller GmbH公司供应)，该材料是一种具有地蜡结构的微晶蜡，并且是十分均衡的线性烃类蜡与支链烃类蜡的混合物。
LUNAFLEX4919(一种具有支链微晶结构的可造型的烃类蜡，德国H.B.Fuller GmbH公司供应)与石蜡52-54(其熔点52～54℃，含有≤0.5％油，即由瑞典MB-Sveda AB公司供应的RA007石蜡)的混合物是可用的类似于蜂蜡的混合料的一个实例。
为了实现本发明的目的，重要的一点是粘结剂应具有大致相当于蜂蜡或普通的蜂蜡代用料的粘性。如果粘结剂的基本组分缺乏上述性能，就可能要添加改性剂或者说冲淡剂。可以用细粒材料(平均粒度小于0.01mm)作为冲淡剂，这种细粒材料仅在粘结剂与砂料混合好之后加入。这种后加冲淡剂带来的好处是，细粒材料的同时出现不会阻止或者说阻碍粘结剂在砂粒表面的均匀分布，上述的细粒材料具有大的表面积，因此需要补充较大量的粘结剂以便达到同样的包覆程度，但所有的组分是混合在一起的。
当在用混合砂料例如制作水族馆中的轨道模型景物或景物建筑结构需要改进其结构整体性时，也可以加入性能合适的较短细纤维状的纤维增强材料。
如果粘结剂的粘性不足，则可将粘性较大的蜂蜡状材料与另一种粘性较小的蜂蜡料相混合来弥补上述的不足。也可以添加一些增大粘性的物质，例如少量的石蜡油。异丙基软脂酸、异丙基肉豆蔻酸盐或妥尔油。但是，在添加上述的增大粘性的物质时，重要的是要确保其添加量的比例要尽量地低，以防混合粘结剂渗出油状物质粘住手指或粘在与它接触的物质表面上。
如果想使砂料具有特殊的颜色，当然可以选用已具有所需颜色的砂料，但是，也可以而且最好是在砂料与粘结剂混合之前先对它染色。如果想要避免颜料色移而透过蜂蜡或类似蜂蜡状材料形成的粘结剂层，砂料的染色可通过颜料膏来进行，所述的颜料膏含有分散在熔点比用作混合砂料中的粘结剂的蜂蜡或蜂蜡状材料高的聚合物或蜡料中的颜料。颜料的加入量取决于所要获得的色彩强度和颜色深浅。业已证明，加入占砂料重量0.01～1.0％(wt)的颜料量是有效的，最好为加入0.05～0.5％(wt)。已被证明合适而且可用的彩色颜料分散体的实例有德国Bayer AG公司制造的颜料膏，这些颜料膏在市场上以LEVANYLLR(一种有机型细粉颜料膏)和LEVANOX(一种无机型细粉颜料膏)的商品名出售。为了改善包覆层/湿润性，可采用由上述公司出售的乳化剂Ks，OS和WNS。
为了减轻颜料的色移，可将上述的颜料膏与聚合体或蜡分散体相混合。这种分散体的实例有德国BASF AB公司制造和出售的POLIGENPE分散体和POLIGENRW分散体以及德国Hoechst AG公司制造和出售的HORDAMEPPE 34 NEU分散体和LICOMERW11分散体。当用上述的分散体对砂料染色时，可将颜料膏与上述种类的分散体的混合物加入砂料中，并且连续进行混合作业直到颜料膏和分散体与砂料充分掺合。干燥后，上述混合物在砂粒上形成一个颜色层，彩色颜料原则上被密封在所用的聚合物或蜡料分散体内。随后将这种染色的砂料与最终混合砂料所用的粘结剂即蜂蜡、类似于蜂蜡的材料或类似于蜂蜡的混合料相混合。
本发明的混合砂料有许多用途，例如，用于制作玩具，教具、园林景物，以及建造艺术馆或水族馆中的景色结构。由于这种材料在其压实状态下会形成一种不透液体的物质，故它也可用于形成鸟浴缸和水池中的致密的液密密封层。
下面参看附图更详细地说明本发明。


图1简单示出用本发明的混合砂料制成的造型体的横剖面的放大图，为了更清晰起见，图中各组分的尺寸关系是有所夸大的(粘结剂表面包覆层和微球粒的壁厚实际上比图中示出的薄)。
按照本发明，许多分散的砂料颗粒10、11的表面覆盖上一层类似于蜂蜡料的薄层12，按照所示实施例，使用两种类型的砂料颗粒，即一种是砂粒10(例如石英砂)，一种是颗粒尺寸分布大致与砂粒10相同的微球粒11。在混合砂料制成的造型体中颗粒的粘附作用是粘结型的，其粘结强度取决于蜂蜡状材料的粘结力和粘聚性能。如附图所示，由于分散的颗粒各具有独立的蜡状材料的表面包覆层，故在分散颗粒之间存在外部孔洞13，这种特征加之蜂蜡状表面包覆层的性能使混合砂料呈现出类似于湿海砂的状况，从而使砂料可压实和造型，并可雕塑成例如砂质大型建筑物。而且，如果用机械手段将上述的造型体或者说雕塑品弄碎，混合砂料也仍然保留上述的性质。因此，混合砂料可以反复用于制造新的造型体和类似物体。
下面说明本发明的混合砂料的几个具体的最佳实施例，在这些实施例中使用了下列材料-Brogrdssand 15KT，下称“15KT砂”，其平均颗粒尺寸为0.15mm，由瑞典Brogrdssand AB公司制造；-Brogrdssand TB-fine，下称“TB细砂”，平均颗粒尺寸为0.246mm，由瑞典Brogrdssand AB公司制造；-Brogrdssand 30KT，下称“30KT砂“，平均颗粒尺寸为0.30mm，由瑞典Brogrdssand AB公司制造；-Brogrdssand 70KT，下称“70KT砂“，其平均颗粒尺寸为0.70mm，由瑞典Brogrdssand AB公司制造；-Brogrdssand 1-3mm，下称“1-3mm砂“，其平均颗粒尺寸为1.4～1.8mm，由瑞典Brogrdssand AB公司制造；-Fylesand 80G，下称“80G砂”，其颗粒尺寸有64％＜0.045mm，由瑞典Fyleverken AB公司制造；-M.S.蜂蜡，由瑞典Biredskapsfabriken AB供应的纯净蜂蜡；-LUNAFLEX4919，由德国H.B.Fuller GmbH公司供应的支链微晶蜡；-LUNACERAM，一种由德国H.B.Fuller GmbH公司供应的线性微晶蜡和支链微晶蜡的混合物。
-CERAWAX 2T，一种由瑞典MB Sveda AB公司供应的蜂蜡代用品。
-52-54石蜡，一种熔点为52～54℃的石蜡，它含有≤0.5％的油，由瑞典MB Sveda AB公司以商品名PA007上市；-LEVANYL，一种细粉的有机型颜料软膏，可从德国Bayer AG公司购得；-LEVANYL，一种细粉的无机型颜料软膏，可从德国Bayer AG公司购得；-POLIGENPE，一种聚合物分散体，可从德国BASF AG公司购得。
实例1在一种为铸造型砂设计的混料器中将“15KT砂”与“52-54石蜡”相混合，其中15KT砂占制成的混合砂料重量的90％，而石蜡占10％。将混合料加热到大约55℃，也就是加热到高于石蜡熔点的温度。当获得基本上均匀一致的混合物时，便在连续搅拌下使混合砂料冷却，结果，在室温下所得的混合砂料为由石蜡包覆的砂粒所组成，这种砂粒是单个分离的，或者可能形成带有包覆层的砂粒的小团。
然后在室温下将制得的混合砂料在一种模型中模压成大致为平行六面体形状的小块。这种小块十分坚硬，但可以破碎，以便重新使用砂料。
实例2重复例1，但用90％(wt)的“1-3mm砂”与10％(wt)的“M.S.蜂蜡”相混合，得到的混合砂料是发粘的，尽管其颗粒尺寸大，但可造型。该混合砂料已被证明适用作建造园林建筑结构中的仿真石壁和岩石制品的建筑材料，或者作为建造艺术馆中的园林结构的材料。
实例3重复例1步骤，用95％(wt)的15KT砂(该砂用LEVANOX彩色颜料膏染成黄色)与5％(wt)的M.S.蜂蜡相混合，得到的制品混合砂料已被证明适用于压制良好的坯件，该坯件很容易用刀具、匙形刮刀、钻头及其他工具加工。上述的混合砂料适用作巨大建筑物之类的筑造坯料。
上述混合砂料容易用手或手指来成形。在成形过程中，砂的颗粒被压实，以便通过蜂蜡使它们彼此粘在一起，然后通过组装和挤压使具有所需形状的塑造件组合在一起而互相连接成较大的制品。
因此，可通过用手或手指将所得到的造型体弄碎，使砂料混合物再用于建造新的造型体。
上述的砂料混合物也可用于仿造园林景物中的模型轨道，为此，将砂料倒在支架上，并按与湿海砂大致相同的方法使之成形。砂料压实并且表面被压低成形后，被压低的部位可以存水，水保留在上述的凹陷区内而不会明显渗透到下面的料层内。使用例如一种头发吹风机直接对着上述的凹陷区吹热风以便使包围凹陷区表面上的砂粒的蜂蜡暂时熔化，可以进一步提高密封性能。
实例4重复例1，用95％(wt)的由一种绿色的彩色颜料膏LEVANYL与聚合物分散体POLIGENPE的混合物染色的70KT砂与5％(wt)的M.S.蜂蜡相混合，得到的混合砂料的粘性比例3的混合砂料稍大，但具有良好的造型性能。适合于制造仿真的园林建筑结构。
实例5在本实例中，用85％(wt)的70KT砂、5％的M.S.蜂蜡和10％(wt)的80G砂。首先将70KT砂和M.S蜂蜡在制备铸造型砂的混料器中混合，并将该混合料加热至大约65℃(即高于蜂蜡熔点的温度)，达到基本均匀的混合后，再在连续搅拌下添加80G砂作为冲淡剂，所加的冲淡剂被分散的70KT砂粒上的蜡层所粘附，最后在连续搅拌下使混合砂料冷却，从而使制品在室温下具有均匀的砂粒，这些砂粒是彼此分离的，或者也可能是由包覆有蜂蜡和冲淡剂的砂粒组成的小砂团，所得到的混合砂料比例4所得的要干些，适用于制作大型建筑物之类的筑造料坯。
实例6重复例1的做法，用95％(wt)的15KT砂和5％(wt)的LUNACERAM与LUNAFLEX4919的混合蜡料(混合比例为50/50)相混合，得到的砂料比用同样的砂和5％(wt)的LUNAFLEX蜡所得到的砂料要干些，该砂料适用于制作仿真的园林建筑结构。
实例7重复例1的做法，用96％(wt)的TB-细砂和4％(wt)的M.S.蜂蜡与52-54石蜡的50/50混合物相混合，得到的混合砂料像砂一样可在手指间流动，当压实时便成为强硬的料块。这种砂料容易精细地充满所用模型的型腔。
实例8重复例1的做法，用95％(wt)的15KT砂和5％(wt)的LUNACERAM蜡相混合，得到的砂料具有良好的造型性能。压实的砂料本身易于用匙形刮刀或类似的工具进行造型，因为其砂粒之间是彼此分离的。而且，在按此方法造型后，造型体或者说制品具有砂粒之间彼此牢固粘接的很好的粘聚表面。
实例9重复例1的做法，用97％(wt)的TB-细砂(这种砂用绿色的颜料膏LEVANYL与聚合物分散体POLIGENPE的混合物染色)和3％(wt)的LUNAFLEX4919蜡相混合。所得混合砂料具有良好的颗粒尺寸分布性，很适合于制作水中景物结构(即含有水池和水流的仿真景物建筑结构)，由于砂粒具有十分好的粘聚性，故不会污染水面。
实例10重复例1做法，用98％(wt)的30KT砂和2％(wt)的CEREWAX2T蜡相混合。得到的混合砂料可用于筑造与例9中的混合砂料相同目的的其他结构。
实例11重复例1做法，用98.5％(wt)的TB-细砂(这种砂用蓝色颜料膏LEVANYL与聚合物分散体POLIGENPE的混合物染色)和1.5％(wt)的LUNAFLEX蜡相混合。得到的混合砂料具有极好的可塑性，其性能像湿的纯石英砂那样，但其尺寸稳定性比压实状态的砂要好，而且不会干燥，本实施例的混合砂料用于压制玩具水桶和模型等时具有良好的质量。
实施例12重复例1做法，用99％的30KT砂和1％(wt)的M.S.蜂蜡相混合。得到的混合砂料具有与实例11所得混合砂料基本相同的性能，但在压制造型体时尺寸稳定性稍差。然而，这种混合砂料相对于湿的纯石英砂来说仍有较大的改进。
实例13重复例1的做法，用99％(wt)的TB-细砂与1％(wt)的LUNAFLEX蜡相混合。得到的混合砂料具有与实例11所得到的混合砂料大致相同的性能，但在压制造型体时其尺寸稳定性稍差，然而，这种混合砂料相对于湿的纯石英砂来说仍有较大的改进。
实例14重复例1的做法，用99％(wt)的15KT砂(这种砂用红色的颜料膏LEVANYL与聚合物分散体POLIGENPE的混合物染色)和1％(wt)的CEREWAX 2T蜡相混合。得到的混合砂料也具有与实例11所得到的混合砂料大致相同的性能，但在压制造型体时其尺寸稳定性稍差。然而，这种混合砂料相对于湿的纯石英砂来说仍然有较大的改进。
实例15重复例1的做法，用99.25％(wt)的15KT砂和0.75％(wt)的LUNAFLEX蜡相混合，得到的混合砂料具有与实例11所得到的混合砂料大致相同的性能，但在压制造型体时，其尺寸稳定性稍差。然而，这种混合砂料相对于温的纯石英砂来说仍有较大的改进。
实例16～46和比较实例47～49在实例16～46和48中，各种组分按下述方式相混合。
将装有砂料的容器置于一块热钢板上，同时在整个加热过程中连续地搅拌。当砂料的温度上升到高于粘结剂的熔化温度(约90℃)时，中断加热，然后在连续搅拌下将加热到熔融状态的粘结剂连续加入到上述砂料中。继续搅拌砂料和粘结剂，直到包覆有蜡的砂粒的温度降低到30℃以下为止。然后将上述混合砂料转移到另一个可使砂料冷却到室温的容器中。
实例39和41中采用相同的混合工艺，其差别在于，在加热的砂料与用于对分散砂粒包覆一层熔融蜡料的熔融石蜡混合之后仅添加岩石粉，在添加这种岩石粉的过程中连续地搅拌，并且在加料完毕后继续搅拌直到混合砂料的温度降到30℃以下为止。然后将该混合砂料转移到另一个可使之冷却至室温的容器中。
下述实例中所述的关于砂料和砂料与粘结剂的混合料的密度分别按下列方式测定用一种已知容积和重量的测量容器，当测定砂料的堆积密度时，将容器装满砂料，并轻轻振动，然后用一根尺将多余的砂料刮去。当测定砂料与粘结剂的混合料的密度时，用同样的测量容器装满混合砂料，并用姆指压实，也用一根尺将多余的压实混合砂料刮去。在上述两种情况下都称量测量容器和所装砂料的重量。然后从所测到的重量减去测量容器的重量。然后算出容器所装砂料的重量与相当于测量容器的容积的水(密度为1.0g/cm3)的重量之商，即为松密度。
在实例16～49使用下列的砂料、岩石粉和粘结剂颗粒砂-Brogrdssand 15KT，(下称“15KT砂”)，平均颗粒尺寸为0.15mm，其堆积密度为1.65g/cm3，由瑞典Brogrdssand AB公司制造；-Extendospheres SLG，空心微球粒，平均颗粒尺寸为0.12～1.13mm，其堆积密度为0.44g/cm3，由澳大利亚Lindsfield，NSW的Microcell Australia Pty公司(美国Valley Forge，PA的PQ公司)制造；-Extendospheres SL 150，空心微球粒，平均颗粒尺寸为0.10mm，其堆积密度为0.46g/cm3，由澳大利亚Lindsfield，NSW的Microcell Australia Pty公司(美国Valley Forge，PA的PQ公司)制造；-Extendospheres SL 100/25，空心微球粒，平均颗粒尺寸为0.08mm，其堆积密度为0.37g/cm3，由澳大利亚Lindsfield，NSW的Microcell Australia Pty公司(美国Valley Forge，PA的PQ公司)制造；-Fylesand 80G，下称“80G砂”，其颗粒尺寸有64％小于0.045mm，由瑞典Fyleverken AB公司制造；
-LUNAFLEX4919，由德国H.B.Fuller GmbH公司供应的支链微晶蜡；-LUNACERAM.，由德国H.B.Fuller GmbH公司供应的线性支链微晶蜡。
-LUNACERAMW.，由德国H.B.Fuller GmbH公司供应的地蜡结构的微晶蜡。
-Terhell Microwax 5495，微晶蜡，由德国Schmann SasolGmbH & Co KG公司供应；-Microsere 5870，软质琥珀色微晶蜡，由比利时IGI Europe S.A.公司供应；-LUNADIPK.天然黄色微晶蜡，由德国H.B.Fuller GmbH公司供应；-35000-172石蜡油(软化剂)，由Beckers Industri-frg AB公司供应。
从实例24～38可看出，砂料中可含有轻质微球型矿物颗粒，这样就可改变砂料的密度和重量。密度低于1.0g/cm3的砂料制品适合于模压成可浮在水面上的坯块或其他形状。
从实例16～19可看出，增加石蜡油的量可使所得混合砂料获得较软而且粘性较大的结构，虽然这种混合砂料在造型时容易粘手，但是增加石蜡油的量可改善防水性能。
从比较实例47～49可看出，细粉料(“岩石粉”)的混入从各方面看都有损于所得混合砂料的性能，不管岩石粉是在添加蜡料之前还是添加蜡料之后混合到砂料中都是这样。
实例34～38表明，砂状料可含有高于50％(wt)的轻质料。为了获得好的结果，粘结剂的量应控制在范围的上限，最好是为混合砂料重量的6～10％。
表1
表1(续)
权利要求
1.一种混合砂料，它含有砂或砂状材料和粘结剂，该粘结剂在砂或砂状材料的颗粒上形成一种包覆层，并且是一种蜂蜡、一种类似于蜂蜡的材料，或一种类似于蜂蜡的混合料，或者是一种上述材料的混合物，上述的粘结剂在室温下是固态的，但仍具有与蜂蜡的粘度相当的粘度。
2.根据权利要求1的混合砂料，其特征在于，上述的砂或砂状材料的颗粒尺寸范围为0.02mm(最好是从0.063mm)至约3.0mm(较好是至约2.0mm，更好是至约1.0mm)。
3.根据权利要求1或2的混合砂料，其特征在于，上述颗粒材料的平均颗粒尺寸范围是约0.08(或0.1或0.15)mm～约0.6(或0.5)mm。
4.根据权利要求1，2或3的混合砂料，其特征在于，上述的砂或砂状材料的颗粒是经过染色的。
5.根据权利要求1～4中任一项的混合砂料，其特征在于，它所含的粘结剂的量占该混合砂料总重量的约0.75％(wt)(最好是约1％(wt))～约10％(wt)(最好是约8％)。
6.根据权利要求5的混合砂料，其特征在于，它所含粘结剂的量占该混合砂料总重量的1.5％～5％(wt)。
7.根据上述权利要求中任一项的混合砂料，其特征在于，上述的蜂蜡、类似于蜂蜡的材料或类似于蜂蜡的混合物都含有冲淡剂。
8.根据上述权利要求中任一项的混合砂料，其特征在于，上述的粘结剂是纯地蜡或地蜡与石蜡的混合物。
9.根据上述权利要求中任一项的混合砂料，其特征在于，它还含有纤维强化材料。
10.根据上述权利要求中任一项的混合砂料，其特征在于，上述的某些砂或砂状材料中含有颗粒状轻质矿物料。
11.根据权利要求10的混合砂料，其特征在于，上述的轻质矿物料颗粒是空心的微球粒。
12.根据权利要求10或11的混合砂料，其特征在于，上述的轻质矿物料颗粒占砂或砂状材料的重量的50％以上，其特征还在于，它还含有占上述混合砂料总重的6～10％(wt)的粘结剂。
13.根据权利要求10或11的混合砂料，其特征在于，混合砂料中最多含有50％(wt)的轻质矿物料颗粒。
14.一种制造含有砂或砂状材料和粘结剂的混合砂料的方法，上述粘结剂是蜂蜡、类似于蜂蜡的材料或类似于蜂蜡的混合料或上述材料的混合物，所述粘结剂在室温下是固态的但具有与蜂蜡相当的粘性，上述方法的特征在于，上述的砂或砂状材料与上述粘结剂在高于粘结剂的熔点温度下并在连续搅拌下相混合，以便在砂或砂状材料的颗粒上形成一层粘结剂包覆层，其特征还在于，在将混合砂料的温度降至室温的同时连续进行搅拌。
15.混合砂料用作玩具材料、教具材料、园林景物材料、建造艺术馆或水族馆中的景物结构的材料、或用于形成液密密封层，上述的混合砂料含有砂或砂状材料和粘结剂，该粘结剂在砂或砂状材料的颗粒上形成一层包覆层，它是一种蜂蜡、一种类似于蜂蜡的材料，或一种上述材料的混合物，上述粘结剂在室温下是固态的但仍具有与蜂蜡的粘度相当的粘度。
全文摘要
一种砂料混合物,它含有一定粒度的砂或砂状材料,及粘结剂。该粘结剂是一种蜂蜡、类似于蜂蜡的材料、或类似于蜂蜡的混合料、或上述材料的混合物。该粘结剂在室温下是固态的但仍具有与蜂蜡的粘度相当的粘性。将上述混合砂料的组分相混合,使得砂或砂料的颗粒(10,11)裹上一层粘结剂的包覆层(12)。上述混合砂料适用作玩具材料、教具材料,以及用作建造艺术馆或水族馆中的仿真园林建筑结构和景物结构的材料。
文档编号A63H33/00GK1252759SQ9880420
公开日2000年5月10日 申请日期1998年3月10日 优先权日1997年3月17日
发明者斯文·J·莫德尔, 简·T·S·图勒松, 简·C·B·伯耶松 申请人:德尔塔桑德股份公司