PL174081B1

PL174081B1 - Sposób otrzymywania syntetycznego marmuru

Info

Publication number: PL174081B1
Application number: PL94303768A
Authority: PL
Inventors: Wanda Nowak; Józef Szczepanik; Zenon Boruszek; Jerzy Sikorski; Jefim Mambisz; Aleksander Głuchow; Izabella Legocka; Elżbieta Bujnowska
Original assignee: Inst Chemii Przemyslowej Im Pr
Priority date: 1994-06-10
Filing date: 1994-06-10
Publication date: 1998-06-30
Also published as: PL303768A1

Abstract

1. Sposób otrzymywania syntetycznego marmuru przez zmieszanie spoiwa polimerowego z napełniaczami mineralnymi i barwnikami, znamienny tym, że do wstępnie zhomogenizowanej mieszaniny napełniaczy i barwnikawprowadza się spoiwo polimerowe wymieszane z utwardzaczem i przyspieszaczem przy stosunku wagowym składników stałych do ciekłych wynoszącym 7,5-1,5:1, przy czym dla każdej barwy przygotowywuje się kompozycje w oddzielnym mieszalniku po czym przenosi się je kolejno do jednego mieszalnika, miesza się przez 10-300 sekund i wylewa do form, korzystnie z naniesioną warstwą antyadhezyną i ewentualnie utwardzoną warstwą żelkotu.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania syntetycznego marmuru przeznaczonego do wytwarzania ozdobnych płyt podłogowych, ściennych, stopni schodów, parapetów, blatów stołowych, galanterii sanitarnej i innych elementów dekoracyjnych.

Znane, na przykład z europejskiego opisu patentowego nr 0308973 syntetyczne marmury są kompozycjami żywic wiążących - nienasyconych żywic poliestrowych lub akrylowych i napełniaczy mineralnych. Produkty otrzymywane według dotychczasowych technologii charakteryzują się tym, że barwę i rysunek uzyskują dzięki wprowadzeniu barwników do pierwszej wierzchniej warstwy marmuru tzn. żelkotu o grubości 2-3 mm odpowiadającej jednocześnie za właściwości eksploatacyjne i trwałość produktu. Natomiast głębsze warstwy syntetycznego marmuru są naturalnej barwy i składają się z napełniaczy mineralnych sklejonych żywicą poliestrową lub poliakrylową. Według tej metody rysunek marmuru nadany jest tylko w warstwie wierzchniej, która w czasie eksploatacji ulega ścieraniu, co w konsekwencji prowadzi do produktu tracącego wzór naturalnego kamienia ozdobnego.

174 081

Innym znanym sposobem z brytyjskiego opisu patentowego nr 1076167 pozbawionym tego mankamentu jest metoda kolejnego wprowadzania zabarwionych warstw żywicy z napełniaczami. Po naniesieniu pierwszej warstwy typu żelkotu do formy przenosi się uprzednio przygotowaną barwną warstwę żywicy z utwardzaczem i napełniaczami, a w miejsce żyłek układa się drugą masę o innym kolorze. Przy czym lepkość pierwszej masy musi być znacznie wyższa niż drugiej, tak aby masa druga nie rozpłynęła się w pierwszej. Tak układanych jest kilka warstw, przy czym warstwa ostatnia może być koloru naturalnego, cały czas zachowując zasadę mniejszej lepkości. Metoda ta pozwala co prawda otrzymać pewną głębokość wzoru syntetycznego marmuru naśladującego naturalny kamień, jednak złożoność operacji przygotowywania oddzielnych warstw o określonych lepkościach oraz ich wprowadzania do formy czynią tę metodą trudną i nieekonomiczną. Ponadto otrzymywanie tą metodą wzorów wielobarwnych jest raczej niemożliwe.

W dotychczasowych metodach otrzymywania syntetycznego marmuru do mieszaniny napełniaczy mineralnych dodawano spoiwo polimerowe, które zawierało jedynie przyspieszacz, zaś utwardzacz dodawano do wymieszanej masy napełniaczy ze spoiwem. Tak dodawany utwardzacz jest bardzo trudno równomiernie rozprowadzić w całej masie co z kolei powoduje nierównomierne utwardzanie się materiału i jest przyczyną deformacji wyrobów.

Celem wynalazku jest więc otrzymanie takiego syntetycznego marmuru, który dzięki równomiernemu utwardzaniu w całej masie zachowywuje niezmienność wymiarów, jest wielobarwny, charakteryzuje się całkowitą głębokością wzoru (w całym przekroju) i naśladuje dowolny dekoracyjny kamień naturalny. Zaproponowana w wynalazku metoda różni się od innych sposobem dozowania spoiwa polimerowego, a mianowicie do wymieszanych napełniaczy wprowadza się żywicę z uprzednio wymieszanymi w niej utwardzaczem i przyspieszaczem. Zapewnia to równomierne utwardzanie się całej masy syntetycznego marmuru.

Zaletą wynalazku jest to, że formę wypełnia się oprócz bezbarwnego żelkotu tylko jedną wielobarwną warstwą napełniaczy ze spoiwem, która daje efekt naturalnego kamienia.

Sposób według wynalazku polega na tym, że w dwóch lub w większej ilości mieszalników miesza się napełniacze mineralne o rozdrobnieniu poniżej 4 mm oraz barwniki organiczne i nieorganiczne względnie ich koncentraty w roztworze żywicy bądź pasty otrzymane przez roztarcie pigmentów we ftalanie dwubutylu. Napełniaczami mogą być mączka marmurowa, okruchy granitowe, kalcyt, piasek kwarcowy oraz korzystnie włókno szklane. Korzystnie jest przy tym, aby napełniacze mineralne zawierały 5 - 40% cząstek o rozdrobnieniu poniżej 20 μ m oraz aby barwnik w paście był mieszaniną pigmentów organicznych i nieorganicznych, a włókno szklane było wprowadzane do układu razem z pastą. Po zhomogenizowaniu w/w składników do mieszalników wprowadza się żywicę poliestrową jednocześnie z utwardzaczem i przyspieszaczem. Korzystnie jest stosować nienasyconą żywicę poliestrową. Stosunek wagowy składników stałych do ciekłych w całej mieszaninie wynosi 7,^^l,5:l. W każdym mieszalniku przygotowywuje się masę o innej barwie, a ilość mieszanek jest uzależniona od wielobarwności marmuru.

W celu otrzymania różnokolorowego syntetycznego marmuru masy z poszczególnych mieszalników przenosi się do jednego mieszalnika typu łopatkowego lub ślimakowego, w którym całość jest mieszana przez 10-300 sekund. Korzystnie jest do dobrze zhomogenizowanej jednobarwnej masy dodatkowo wprowadzić kontrastowo barwiące pasty i całość mieszać oraz aby stosunek barwnika w zasadniczej masie i kontrastującej paście wynosił 1:3-5.

Następnie otrzymaną masę wyładowywuje się do form, które wcześniej zostały przygotowane przez naniesienie na ich powierzchnię warstwy antyadhezyjnej i ewentualnie warstwy żelkotowej wstępnie utwardzonej korzystnie z żywicy poliestrowej lub

174 081 melaminowej. Wypełnione formy poddawane są wibracjom. Utwardzanie syntetycznych marmurów odbywa się w temperaturze 20 - 100^OC w czasie 30-500 minut.

Przykład I. Do trzech mieszalników jednocześnie ładuje się po 35 kg mączki marmurowej o rozdrobnieniu 0,01-0,10 mm, 5 kg mączki marmurowej o rozdrobnieniu 0,1-0,3 mm, 15 kg mączki marmurowej o rozdrobnieniu 0,3-0,5 mm, 20 kg mączki marmurowej o rozdrobnieniu 0,5-1,0 mm oraz 8 kg kalcytu o rozdrobnieniu poniżej 0,003 mm i miesza się przez 30 minut. Po tym czasie wprowadza się po 3 kg barwników: I mieszalnik - biel tytanową, II mieszalnik - zieleń chromową, III mieszalnik - sadzę i proces mieszania prowadzi się przez dalsze 30 minut. Następnie wprowadza się do każdego mieszalnika po 15 kg żywicy poliestrowej Cespol 1030 z rozprowadzonym w niej naftenianem kobaltu w ilości 225 g i nadtlenkiem metyloetyloketonu w ilości 300 g. Całość miesza się jeszcze 10 minut. Po otrzymaniu trzech jednorodnych mas o trzech barwach, łączy się je w jednym mieszalniku i miesza się przez 40 sekund. Po czym wyładowywuje tę masę do wcześniej przygotowanych form i utwardza przez 40 minut w temperaturze 75°C. Po ostygnięciu utwardzone wyroby wyjmuje się w form.

Przykład II. Do jednego mieszalnika wsypuje się 20 kg piasku kwarcowego, 20 kg mączki marmurowej o rozdrobnieniu 0,5-1,0 mm, 20 kg mączki marmurowej o rozdrobnieniu 1,0-2,5 mm, 10 kg kalcytu o rozdrobnieniu poniżej 0,003 mm i 5 kg pigmentu brązowego. Całość miesza się przez 40 minut, po czym do mieszalnika wlewa się 15 kg żywicy poliestrowej Polimal 103 z 500 g nadtlenku metylenoetyloketonu i proces mieszania prowadzi się przez następne 15 minut. Po upływie tego czasu do mieszalnika wprowadza się 10 kg tej samej żywicy z rozpuszczonym w niej roztworem naftenianu kobaltu w ilości 250 g i całość miesza się jeszcze przez 10 minut. Równocześnie przygotowywuje się w drugim mieszalniku masę o czarnym kolorze. W tym celu wsypuje się do niego 10 kg piasku kwarcowego, 8 kg mączki marmurowej o rozdrobnieniu 0,5-2,5 mm, 5 kg kalcytu o rozdrobnieniu poniżej 0,01 mm i 3 kg pigmentu czarnego. Homogenizację składników prowadzi się przez 30 minut po czym dodaje się 4 kg żywicy poliestrowej z rozpuszczonym w niej nadtlenkiem metyloetyloketonu w ilości 140 kg i po krótkim wymieszaniu całości dodaje się 3 kg tej samej żywicy z 70 g roztworu naftenianu kobaltu. Całość miesza się przez 15 minut. Tak przygotowane masy łączy się w jednym mieszalniku i miesza przez 20 sekund, po czym wyładowywuje na przygotowane formy. Utwardzanie prowadzi się w temperaturze pokojowej przez 480 minut. Po upływie tego czasu gotowe wyroby wyjmuje się z form.

Przykład III. Proces prowadzi się tak samo jak w przykładzie II, z tą różnicą, że barwniki wprowadzane są do układu w postaci pasty otrzymanej przez homogenizację nieorganicznego pigmentu we ftalanie dwubutylu w stosunku 2:1.

Przykład IV. Do mieszalnika wsypuje się 20 kg piasku kwarcowego, 15 kg mączki marmurowej' o rozdrobnieniu 0,01-0,2 mm, 8 kg mączki marmurowej o rozdrobnieniu 0,2-1,0 mm, 7 kg mączki marmurowej o rozdrobnieniu 1,0-2,0 mm, 10 kg kalcytu o rozdrobnieniu poniżej 0,01 mm oraz 2 kg bieli tytanowej, wszystko miesza się przez 20 minut. Następnie dodaje się 20 kg żywicy poliestrowej Cespol 1861 E z 300 g nadtlenku metyloetyloketonu i 500 g roztworu naftenianu kobaltu. Zawartość mieszalnika miesza się przez 15 minut po czym na tę masę wylewa się 10 kg fioletowej pasty kontrastującej i całość wyładowywuje do wcześniej przygotowanych form z naniesioną warstwą żelkotu. Żelkot otrzymuje się z 1 kg typowej żelkotowej żywicy poliestrowej z 30 g nadtlenku metyloetyloketonu i 50 g roztworu naftenianu kobaltu. Utwardzanie kompozycji prowadzi się w temperaturze 55°C przez 450 minut. Utwardzone i schłodzone wyroby do temperatury pokojowej wyjmuje się z form. Otrzymane syntetyczne marmury według przykładów I-IV charakteryzują się następującymi właściwościami mechanicznymi:

174 081

	Przykłady
I	II	III	IV
wytrzymałość na zginanie, MPa	28,1	30,3	31,5	28,0
wytrzymałość na ściskanie, MPa	110,0	117,5	115,0	108,5
wytrzymałość na rozciąganie, MPa	8,8	8,0	9,3	9,8
udarność, kJ/m²	2,5	1,9	2,9	2,6

174 081

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 2,00 zł

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób otrzymywania syntetycznego marmuru przez zmieszanie spoiwa polimerowego z napełniaczami mineralnymi i barwnikami, znamienny tym, że do wstępnie zhomogenizowanej mieszaniny napełniaczy i barwnika wprowadza się spoiwo polimerowe wymieszane z utwardzaczem i przyspieszaczem przy stosunku wagowym składników stałych do ciekłych wynoszącym 7,5-1,5:1, przy czym dla każdej barwy przygotowywuje się kompozycje w oddzielnym mieszalniku po czym przenosi się je kolejno do jednego mieszalnika, miesza się przez 10-300 sekund i wylewa do form, korzystnie z naniesioną warstwą antyadhezyjną i ewentualnie utwardzoną warstwą żelkotu.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że do dodatkowego mieszalnika wprowadza się część jednobarwnej kompozycji oraz kontrastowo barwiącą pastę i po zmieszaniu pasty z kompozycją mieszaninę tę przenosi się do zasadniczego mieszalnika, po czym całość miesza się przez 10-300 sekund.
3. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że stosunek wagowy barwników w masie zasadniczej i paście kontrastującej wynosi 1:3-5.
4. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że do pasty kontrastującej dodaje się włókno szklane w ilości do 20% wagowych.
5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako napełniacz mineralny stosuje się węglan wapnia w dowolnych postaciach metamorficznych i różnym stopniu rozdrobnienia w ilości 5-85% wagowych.
6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że napełniacz zawiera 5-40% drobnodyspersyjnego węglanu wapnia o rozmiarach cząstek mniejszych od 20 μm.
7. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że barwnik wprowadza się w postaci pasty stanowiącej pigment roztarty we ftalanie dwubutylu.
8. Sposób według zastrz. 1 lub 7, znamienny tym, że jako barwniki stosuje się mieszaniny pigmentów organicznych i nieorganicznych.
9. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako spoiwo polimerowe stosuje się nienasycone żywice poliestrowe.
10. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że warstwę żelkotową stanowi chemoodporna żywica poliestrowa lub żywica melaminowa.