专利名称：人造汉白玉建材的制作方法
技术领域：
本发明涉及含有机粘结剂的人造石的组合物。
天然汉白玉，从矿物岩石学的观点而言，属于海相沉积的变质岩。其主要化学成分为碳酸钙(CaCO3纯白色)。海相沉积的碳酸钙经初级变质为石灰石；中级变质为大理石；深度变质即为汉白玉。由于碳酸钙在变质过程中重新结晶，汉白玉石料中充满着细小晶粒，所以，天然汉白玉的表面和断面因晶粒的反光而显得十分晶莹、高雅。而天然汉白玉的密度为2.6～2.9克/厘米3，从材料力学和结构力学的角度看，天然汉白玉又具有建筑材料所要求的强度、硬度。所以，古往今来，天然汉白玉以其洁白、晶莹、坚硬的品质一直作为上等建材，应用在皇宫、殿堂、雕塑等名圣建筑之处。
天然汉白玉蕴藏在山岩中，资源较少。要经过寻矿、开采、搬运、制材、工匠雕琢等工序，才能最终安装到建筑物上。在这些环节中，耗用的人力财力大，对工匠的技术要求高，成品率低。所以，天然汉白玉建材又很稀贵，不可能大量地使用。而天然汉白玉又是不可再生的资源，随着对它的开采利用这种资源会越来越少；与此同时，也严重的破坏了环境。在实际的对汉白玉的开采，制作和雕琢中，产生大量的碎石，不能作为有用之材。这使本就很宝贵的汉白玉资源又被白白浪费掉。
因而，既能具备汉白玉的高雅品质，观感效果，又不引起天然资源的耗竭和对环境的破坏，并且价廉易得的人造汉白玉建材是人们所期待和追求的。
CN1163870所公开的《一种高光洁度仿汉白玉栏杆及其制备方法》、CN1163871所公开的《一种仿汉白玉栏杆及其制备方法》、CN1176947所公开的《一种轻质仿汉白玉栏杆及其特备方法》，已经做出了这样的偿试。然而，剖析它们的成份CN1163870是由氧化镁、氯化镁、水溶性树脂、水、白锯末、石英砂、石子、粉煤灰、陶粒、蛭石、玻璃纤维空心玻璃、微珠组方；CN1163871是由水泥、水溶性树脂、颗粒状填充剂、水组方，这些组方的物质经搅拌固化后，能作为一种建材，但是远不具有汉白玉洁白、晶莹、质地细密均质的品质及观感。CN1176947组方有所改变，但着重于粘结剂及其相应辅料的改进，仍没有在材料品质上有所突破。
在CN1176947中，是将不饱和聚酯树脂作为粘结剂，使用什么物质作为固化剂不清楚，所提到的过氧化物促进剂可有两种理解，一为促进过氧化物起作用，也可理解为促进剂本身为过氧化物。两种理解的结果是截然相反的。本技术领域的普通技术人员若不经过创造性的劳动，是不能将上述配方使用成功的。就其粘结剂与固化剂的配制比例而言，该文献所给出的全部实施例中，实施例1不饱和聚酯树脂的含量为2，固化剂为0.01；实施例2不饱和聚酯树脂的含量为1，固化剂为0.02，固化剂占树脂的重量百分比分别为0.5％和2％。这样的比例是远远不够的。因为只有在该比例≥4％时，产品的强度才能保证。除此之外，该文献在“本发明的其他组分”中所提到的环氧树脂、环己酮在该发明中起什么作用，均未曾披露。
本发明的目的，是要提供一种达到天然汉白玉的洁白、晶莹、细密均质的观感效果，又具有天然汉白玉的坚硬性和强度的人造汉白玉的建材。
出于上述考虑，本发明是采取这样的技术方案予以实现的以所废弃的天然汉白玉或接近汉白玉的具有明显晶粒的白色大理石的碎料为原料，采取不同粒度的组配，以高分子聚合物作为粘结剂，经过注模成形，从而将汉白玉碎料“还原”成汉白玉石材。
根据本发明，其具体组分及其含量(重量百分比)为A.粒度为350～500目的天然汉白玉和/或洁白大理石的粉料为20～26％；B.粒度为60～100目的天然汉白玉和/或具有明显晶粒的洁白大理石的粉料为20～26％；C.粒度为10～15毫米的天然汉白玉和/或具有明显晶粒的洁白大理石的碎石为40～45％；D.粘结剂为13～15％；E.固化剂为0.6～1％；本发明所述的粘结剂，为不饱和聚酯树脂或者环氧树脂，优先选择浅色树脂。
本发明所述的固化剂，是指有机过氧化物或者乙二胺，前者是适用于不饱和聚酯树脂，后者适用于环氧树脂。属于有机过氧化物的如过氧化环己酮、过氧化甲乙酮、异丙苯过氧化氢、过氧化苯甲酰等。它们是使上述为粘结剂的树脂能在常温下固化的的引发剂。
当粘结剂为不饱和聚酯树脂，固化剂为有机过氧化物时，还须加入0.07～0.28％的促进剂。它是激活不饱和聚酯树脂所使用的固化剂，使之起作用的还原物。所述促进剂，是指有机钴类物，如环烷酸钴、辛酸钴、萘酸钴等。
根据本发明，其制备方法为按上述组分及其含量称取一定重量的原料，先将固化剂、促进剂(当需要时)加入粘结剂中搅拌均匀，再加入60～100目粒度和350～500目粒度的石粉，搅拌均匀，最后加入10～15毫米粒度的碎石，充分搅拌均匀后，注入模具中，用振动器进行充分的振荡，使料浆在模具中浇注饱满、均匀，并完全排除气泡。于常温下浆料完全固化后脱模、修整，即成产品。
本发明中，所选择的粒度为350～500目的天然汉白玉和/或洁白大理石的粉料，在材料中起到增白的作用，使之产生相似于天然汉白玉的洁白效果，同时也能起到很好的填充作用。
所选择的粒度为60～100目的天然汉白玉和/或具有明显晶粒的洁白大理石的粉料，因其保持了原有晶粒，能使材料获得晶莹的效果，同时也能起到很好的填充作用。
所选择的粒度为10～15毫米的天然汉白玉和/或具有明显晶粒的洁白大理石的碎料，在材料中起到骨架的作用，使上述细粉有充分的空间实现填充，使材料获得洁白、晶莹、均质的观感，又加强了材料的致密度，从而保证了材料的坚硬性和强度。
由于阳光中的紫外线具有较大的能量，能使粘结剂化合物中的高分子受到破坏，时间长后，产品会变黄。本发明是采取在混合物中再加入0.03～0.08％紫外线吸收剂来解决的，这样就保证了产品品质的稳定。
所述的紫外线吸收剂是指二甲基酮类物或者水杨酸脂类物，前者如2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、α-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮，后者如水杨酯叔丁基苯脂、水杨酸对辛基苯脂等。
本发明采用天然汉白玉和/或与它很接近(具有晶粒、并且洁白)的大理石本身的碎料为原料(占85～87％)，更重要的是在它们中适当的选择了的几种粒度进行组配，从而使本发明的人造汉白玉，具有与天然汉白玉极其相似的材质，不论其断面还是表面都具有与天然汉白玉相当的洁白、晶莹和细密均质的观感效果。实现了使汉白玉碎料还原成汉白玉石材。
天然汉白玉和大理石主要化学成分是碳酸钙(CaCO3)，由该材料做成的建筑装饰物裸露于空气中，受酸性空气和酸雨的作用()，生成的碳酸氢钙(CaHCO3)易溶于水，因而造成天然汉白玉的淋蚀。本发明使用了抗酸性强的高分子聚合物，将石粉进行“包裹”，起到保护层的作用，从而大为减轻了腐蚀。本发明中高分子聚合物的使用，还使在地壳变动时靠高温高压等物理条件“粘结”成块的天然汉白玉和大理石的强度大为增加。
天然汉白玉受到开采困难和石质坚硬，须高技术水平的工匠雕琢等方面的限制，大尺寸、复杂形状的制品不易获得。本发明采用浆料注模，任何尺寸和形状都由模具保证，因而，简单易得，可形成工业化大批量生产，满足社会大面积大空间地美化环境的需要。由于原料取自于废弃的碎料，所使用的高分子聚合物的量较少，生产效率高，所以总体而言，生产成本较低。因而，本发明的人造汉白建材除具有乱真的汉白玉材质、观感和优于天然汉白玉的性能外，还具有良好的工艺性和经济性。
下面以3个实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1制作100公斤的人造汉白玉制品称取市场牌号103型不饱聚酯树脂14公斤作为粘结剂于不锈钢容器内；加入固化剂(过氧化环己酮)0.8公斤，搅拌均匀；再加促进剂(环烷酸钴)0.15公斤，搅拌均匀；再加紫外线吸收剂(2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮)0.05公斤，搅拌均匀；再加入80目具有明显晶粒且洁白的天然大理石粉22公斤，350目洁白的天然大理石粉22公斤，15毫米具有明显晶粒且洁白的天然大理碎石41公斤，充分搅拌均匀。迅速浇注入模具中，常温下让物料在模具内固化1小时后，脱模即为产品。
实施例2制作100公斤的人造汉白玉制品称取市场牌号E-44型环氧树脂13公斤作为粘结剂于不锈钢容器内；加入固化剂(乙二胺)0.94公斤，(不用促进剂)，搅匀；再加入紫外线吸收剂(α-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮)0.06公斤，搅匀；再加入60目天然汉白玉粉23公斤，400目天然汉白玉粉21公斤，10毫米粒度的天然汉白玉碎石42公斤，充分搅拌均匀，然后浇注入模具中，常温下让物料在模具内固化1小时后，脱模即为产品。
实施例3制作100公斤的人造汉白玉制品称取市场牌号191型不饱和聚酯树脂15公斤作为粘结剂于不锈钢容器中，加入固化剂(过氧化甲乙酮)0.85公斤，搅匀；再加入促进剂(萘酸钴)0.15公斤，搅匀；再加入70目具有明显晶粒且洁白的的天然汉白玉粉10公斤及70目具有明显晶粒且洁白的天然大理石粉12公斤，拌匀；再加入450目白色天然大理石粉12公斤及450目天然汉白玉粉10公斤，拌匀；再加入12毫米天然汉白玉碎石18公斤及12毫米具有明显晶粒且洁白的天然大理石碎石22公斤，充分搅拌均匀后，注入模具中，在振动器上充分振动，常温下让物料在模具内固化1小时后，脱模即为产品。
效果比较
1.本发明的人造汉白玉与天然汉白玉比较就人们的观察而言，两者都具有十分相似的洁白、晶莹、细密均质的观感，就手感而言，坚硬性、比重接近。据测定天然汉白玉的比重为2.6～2.9克/厘米3，本发明的人造汉白玉约为2.7克/厘米3，硬度和强度均大于天然汉白玉，与手感是吻合的。若不特地指明，观察者难以区分出两者。
实际上由于碳酸钙变质程度的差异和汉白玉产地的不同，即使是天然汉白玉，其色泽、晶莹度和细密均质性也不尽相同。
2.三个实例产品比较三者基本功上没有多大区别，只是用环氧树脂做出的产品效果更好一点，如产品颜色更白，硬度更高。这是因为环氧树脂比不饱和聚酯树脂的颜色更浅，固化后硬度更大的缘故。
权利要求
1.一种人造汉白玉建材，其特征在于其具体组分及其含量(以重量百分比)为A.粒度为350～500目的天然汉白玉和/或洁白大理石的粉料为20～26％；B.粒度为60～100目的天然汉白玉和/或具有明显晶粒的洁白大理石的粉料为20～26％；C.粒度为10～15毫米的天然汉白玉和/或具有明显晶粒的洁白大理石的碎石为40～45％；D.粘结剂为13～15％；E.固化剂为0.6～1％；
2.根据权利要求1所述的人造汉白玉建材，其特征在于所述的粘结剂为不饱和聚酯树脂。
3.根据权利要求1和2所述的人造汉白玉建材，其特征在于所述的固化剂为有机过氧化物。
4.根据权利要求3所述的人造汉白玉建材，其特征在于还具有0.07～0.28％的促进剂，该促进剂为有机钴类物。
5.根据权利要求1所述的人造汉白玉建材，其特征在于所述粘结剂为环氧树脂。
6.根据权利要求1和5所述的人造汉白玉建材，其特征在于所述的固化剂为乙二胺。
7.根据权利要求1所述的人造汉白玉建材，其特征在于还具有0.03～0.08％紫外线吸收剂，该紫外线吸收剂为二甲基酮类物或者水杨酸脂类物。
全文摘要
一种人造汉白玉建材,以所废弃的天然汉白玉或接近汉白玉的具有明显晶粒的白色大理石的碎料为原料,采取不同粒度的组配,以高分子聚合物作为粘结剂,经过注模成形,从而将汉白玉碎料“还原”成汉白玉石材。其具体组分及其含量(以重量百分比)为:粒度为350～500目的天然汉白玉和/或洁白大理石的粉料为20～26%;粒度为60～100目的天然汉白玉和/或具有明显晶粒的洁白大理石的粉料为20～26%粒度为10～15毫米的天然汉白玉和/或具有明显晶粒的洁白大理石的碎石为40～45%;粘结剂为13～15%;固化剂为0.6～1%。
文档编号C04B18/16GK1277166SQ0011469
公开日2000年12月20日 申请日期2000年7月11日 优先权日2000年7月11日
发明者李先华 申请人:李先华