带凹曲型的丙烯酸人造花岗石热压成型法

周忠华

目前，用丙烯酸树脂组成物制人造花岗石中，主要采用注模成形法，但采用热压成形法较注模成形法具有如下优点：可缩短批量成形时间，譬如量产为5t/月以上，成形周期可缩短20%～50%；在高温高压下进行，成形体硬度高，性能更稳定；成形周期快，量产性好，作业环境优良。因此，期望进一步研发人造花岗石热压成形技术。不过，制成的制品成形面受成形模形状影响大，就具有深冲形状等凹曲部的制品而言，往往不能获得表面性能良好的制品。即用树脂组成物压制成形图1所示形状的带盆形洗面台时，一般物料（预制整体模塑料混合物）配置在图1所示的虚线位置热压成形，物料使用丙烯酸树脂组成物时，物料在热压下分布在模的整个型腔内时，如图1中箭头A、B所示分开流动，在各流动顶端C位置会合。在会合部C，形成的成形体出现紊.流面。在会合部出现缺陷的详细原因虽尚未弄清楚，但据推断主要是物料流动顶端的单体成分的挥发、流动下组成物的中纤维配向，流动组成物均匀性降低，成形温度下物料流动性变差，氧阻碍硬化。产生这样湍流面的制品，其外观非常差，损害人造花岗石的豪华感，严重时只能作为不合格品。针对上述存在的问题，国外一企业提供了一种热压成形表面性能良好，外观靓丽的带凹曲部的丙烯酸人造花岗石制品成形法，特别是带盆形的洗面台。

图1 带凹曲面的人造花岗石洗面台斜视示意图

通过研发表明，采用热压成形法，在丙烯酸树脂中添加石蜡配料可达到所需的目的，防止表面缺陷的出现。这里丙烯酸树脂100份中石蜡配合量0.1～2.5份。石蜡具有高沸点，抑制原料中单体成分的挥发，而且浸出到流动物料表面，起到润滑材的作用，改善物料在模面流动性，同时避免氧对固化的阻碍。所用石蜡为熔点为40～60℃的石蜡。

热压成形中，为了防止成形模内物料流动顶端会合部产生的成形缺陷，在丙烯酸树脂组成物中配合石蜡.正如上述，石蜡的配合量为100份树脂的0.1～2.5份（按质量计）。使用表明，其添加量过少，改善效果不充分；添加量过多，相对其他成分配合量减少，从强度方面来看，影响制品的物理性能。

除在丙烯酸树脂添加0.1%～5%石蜡外，树脂组成物组成如下：丙烯酸树脂100份、填充料100～350份、硬化剂0.03～3.0份、增强纤维0～30份、脱模剂0～5.0份。填充料使用碳酸钙、硫酸钡、滑石、石英、氧化铝、氢氧化铝、玻璃珠等。特别是制柜台面板用人造花岗石，最好使用二次加工性好的氢氧化铝，制人造花岗石浴盆可使用耐水性好、表面硬度高的石英。增强纤维使用玻璃纤维、碳纤维、有机纤维等。硬化剂可使用过氧化物酯类、脱模剂使用硬脂酸锌、硬脂酸钙等。按需要，可添加增稠剂、消泡剂、紫外线吸收剂、聚合抑制剂、表面处理剂等。丙烯酸树脂是50%以上甲基丙烯酸为主体的乙烯单体、0～10%交联剂、50%以下平均分子量为1～15万的甲基丙烯酸酯聚合物组成的树脂液。虽上述乙烯单体以甲基丙烯酸酯为主体，但乙烯单体中的甲基丙烯酸酯含量少于50%，人造花岗石耐候性和耐污染性降低，因此，其含量需在50%以上，最好75%以上。

上述丙烯酸树脂组成物采用热压法制作人造花岗石，成形模使用金属模具，成形温度105～140℃，成形品表面与底面温差为10～20℃，成形压力3～10MPa。

为评定使用石蜡在人造花岗石热压应用中的效果，进行如下试验。

试验1

使用表1所示的丙烯酸树脂组成物，按下述成形条件成形图1所示的带洗面盆的人造花岗石台面件。成形温度：模表面端130℃；其底面端120℃，成形压力5MPa，成形时间5min。将物料配置在图1虚线所示位置。所用丙烯酸树脂配比为甲基丙烯酸甲酯60%、多官能丙烯酸酯1%、甲基丙烯酸酯聚合物（平均分子量10万）39%。对制成的制品进行外观观察，并用重200g的球体由上方Hmm位置落在制品上，

表1 试 验 结 果

表2 使用熔点为43℃石蜡的试验结果

表3 使用熔点为60℃石蜡的试验结果

测定未出现破损的H最大值（Hmax）。测定结果见表1。

试验2和3

除使用熔点为43℃和60℃的石蜡外，配料和其它试验流程与试验1相同。同样观察试制的制品其外观和测评强度。结果见表2和3。

表中表明：在100份树脂中配合0.1～2.5份熔点为40～60℃的石蜡，制成的制品不仅外观良好，强度也高；不掺石蜡或其掺量大于2.5份，外观和强度不佳。

由上可知，采用上述工艺，用热压法适宜制表面性能良好、外观靓丽的带凹曲部的，特别是带椭圆形或球形的人造花岗石洗面台。