ПОЛИМЕРБЕТОННАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ХУДОЖЕСТВЕННО-ДЕКОРАТИВНЫХ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ИСКУСТВЕННОГО МРАМОРА (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2005 года по МПК C04B26/12 

Изобретение относится к изготовлению искусственного мрамора и может использоваться при изготовлении художественно-декоративных изделий из полимербетонной (ПБ) смеси методом литья.

Известна полимербетонная смесь (пат. 2032637 RU, МПК6 С 04 В 26/12, опубл. 1995), включающая, мас.%: карбамидная смола 12-20, насыщенный раствор хлорного железа 0,05-0,15, фарфоровая мука 7-11, кварцевый песок 18-24, фарфоровый бой 50-57, трансформаторное масло 1-2,5, уксусный ангидрид 0,1-0,4.

Причины, препятствующие достижению требуемого технического результата, следующие. Катализатором отвердения является хлористое железо FeCl₂ зеленовато-серого цвета или хлорное железо FeCl₃ коричнево-черного цвета. При добавлении его в ПБ смесь последняя получается грязно-коричневого цвета. Добавление красителей не позволяет получить требуемый белый цвет. При изготовлении искусственного мрамора это является причиной, не позволяющей использовать данную смесь. Наличие в ПБ смеси крупных фракций фарфорового боя (2-5 мм) не позволяет точно повторить рельеф художественной формы. Использование в прототипе уксусного ангидрида, бесцветной прозрачной жидкости с резким запахом, легковоспламеняющейся, нарушает экологическую безопасность изделий.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является разработка состава ПБ смеси, удовлетворяющей требованиям современного промышленного производства и отвечающей условиям рыночной экономики.

При осуществлении изобретения поставленная задача решается за счет достижения технического результата, который заключается в возможности получения цветных художественно-декоративных изделий, в частности белых, с точным повторением художественной формы, методом литья, без термической обработки, с малым временем схватывания и отвердения, с высокой прочностью на сжатие, экологически безвредных.

Указанный технический результат по одному из вариантов достигается тем, что в полимербетонной смеси, преимущественно для изготовления художественно-декоративных изделий, включающей карбамидную смолу, катализатор отвердения, минеральный наполнитель в виде кварцевого песка, трансформаторное масло, особенностью является то, что она содержит в качестве катализатора отвердения сульфат алюминия в виде насыщенного водного раствора, и дополнительно в качестве минерального наполнителя кварцевую муку, при следующих соотношениях, мас.%: карбамидная смола 24-32, сульфат алюминия в виде насыщенного водного раствора 4,5-8,5, кварцевая мука 44-58, кварцевый песок 8-19, трансформаторное масло 0,5-1,5.

Указанный технический результат по другому варианту достигается тем, что в полимербетонной смеси преимущественно для изготовления художественно-декоративных изделий, включающей карбамидную смолу, катализатор отвердения, минеральный наполнитель, трансформаторное масло, особенностью является то, что она содержит в качестве катализатора отвердения хлористый алюминий в виде насыщенного водного раствора, и в качестве минерального наполнителя - кварцевую муку и при необходимости кварцевый песок, при следующих соотношениях, мас.%: карбамидная смола 40-45, хлористый алюминий в виде насыщенного водного раствора 2,5-8,5, кварцевая мука 38-56, кварцевый песок 0-8, трансформаторное масло 0,5-1,5.

Заявленная группа однообъектных изобретений соответствует требованию единства изобретения, так как относится к объектам одного назначения, образует единый изобретательский замысел и обеспечивает получение одного и того же технического результата.

Между заявляемым техническим результатом и существенными признаками изобретения существует следующая причинно-следственная связь. Белый цвет искусственного мрамора достигается за счет использования в качестве катализатора отвердения насыщенного водного раствора сульфата алюминия или хлористого алюминия, вместо хлорного железа, как в прототипе. Точное повторение формы достигается за счет низкой полимеризационной усадки карбамидной смолы, исключения из состава минерального наполнителя крупной фракции - фарфорового боя - и дополнительно использования минерального наполнителя мелкой фракции - кварцевой муки. Экологическая безопасность достигается тем, что в ПБ смеси используются экологически чистые компоненты: карбамидная смола, сульфат алюминия или хлористый алюминий в виде насыщенного водного раствора, минеральный наполнитель, трансформаторное масло, исключен уксусный ангидрид.

Карбамидная смола марки КФЖ (ГОСТ 14231-88) является связующим компонентов ПБ смеси. Она представляет водную суспензию белого цвета, негорючую, невзрывоопасную. Удельный вес 1,15-1,27 г/см³. Обладает незначительной токсичностью, обусловленной наличием в смоле свободного формальдегида. Содержание свободного формальдегида в смоле колеблется в пределах 0,4-0,9%, а в ПБ до 0,1-0,2%.

Катализатором отвердения по одному из вариантов является насыщенный водный раствор сульфата алюминия Аl₂(SO₄)₃*18Н₂O: прозрачная бесцветная жидкость. В силу большой гигроскопичности сульфат алюминия в естественном состоянии находится в виде насыщенного водного раствора. Другим вариантом, удовлетворяющим требуемому техническому результату, является использование в качестве катализатора отвердения насыщенного водного раствора хлористого алюминия АlСl₃. В результате полимеризации в обоих указанных вариантах полученная ПБ смесь имеет требуемый необходимый белый цвет.

Твердые наполнители состоят из двух фракций: мелкой (кварцевая мука) и средней (кварцевый песок). Кварцевая мука - серый порошок с размерами частиц 0,01 мм, кварцевый песок - твердое сыпучее вещество белого цвета с размерами частиц 0,1-0,6 мм.

С целью увеличения водостойкости ПБ вводится пластификатор - трансформаторное масло. Трансформаторное масло - маслянистая жидкость, не токсичное.

Способ приготовления ПБ смеси следующий. После дозировки компонентов в карбамидную смолу последовательно вводят кварцевую муку, кварцевый песок, трансформаторное масло и перемешивают до получения однородной смеси. Полученную массу отстаивают для удаления пузырьков воздуха 10-15 мин, после чего вводят катализатор отвердения - сульфат алюминия или хлористый алюминий в виде насыщенного водного раствора и перемешивают в течение 2 минут. Готовую смесь заливают в формы и уплотняют на виброплощадке. Отвердение ПБ смеси в формах длится 116-193 мин (в зависимости от используемого катализатора отвердения) при 20-25°С. Затем изделия извлекают из формы, и они готовы к использованию. Конкретные примеры приготовления полимербетонной смеси приведены в таблицах 1 и 3. Процентное содержание катализатора отвердения оказывает значительное влияние на время схватывания и отвердения ПБ смеси. Эта зависимость для разных катализаторов отражена соответственно в таблицах 2 и 4.

Таким образом, использование в качестве катализатора отвердения сульфата алюминия или хлористого алюминия в виде насыщенного водного раствора позволяет получить ПБ смесь белого цвета, проводить процесс отвердения при нормальной температуре, легко регулировать жизнеспособность ПБ смеси. За счет использования минерального наполнителя мелкой фракции - кварцевой муки - и исключения фарфорового боя получаемая ПБ смесь имеет высокую пластичность, хорошо заполняет формы для получения художественно-декоративных изделий со сложным рельефом, а исключение из состава уксусного ангидрида позволяет обеспечить экологическую безопасность изделий.

Таблица 1КомпонентыСодержание, маc.%, в составе123Карбамидная смола322824Насыщенный водный раствор сульфата алюминия4,578,5Кварцевая мука445058Кварцевый песок19148Трансформаторное масло0,511,5

Таблица 2Свойства ПБ смесиПоказатель для состава123Время схватывания, мин281613Время отвержения, мин186169123Прочность ПБ на сжатие, МПА242227

Таблица 3КомпонентыСодержание, маc.%, в составе123Карбамидная смола454340Насыщенный водный раствор хлористого алюминия8,562,5Кварцевая мука384656Кварцевый песок840Трансформаторное масло0,511,5

Таблица 4Свойства ПБ смесиПоказатель для состава123Время схватывания, мин91423Время отвердения, мин116139193Прочность ПБ на сжатие, МПА282623

Настоящее изобретение относится к изготовлению искусственного мрамора и может использоваться при изготовлении художественно-декоративных изделий из полимербетонной смеси методом литья. Смесь содержит карбамидную смолу, в качестве катализатора отвердения - сульфат алюминия или хлористый алюминий в виде насыщенных водных растворов, трансформаторное масло, в качестве наполнителя - кварцевую муку и кварцевый песок. Техническая задача изобретения заключается в возможности получения цветных изделий, в частности белых, с точным повторением художественной формы, методом литья без термической обработки с малым временем схватывания и отвердения, с высокой прочностью на сжатие. 2 н.п. ф-лы, 4 табл.

1. Полимербетонная смесь преимущественно для изготовления художественно-декоративных изделий, включающая карбамидную смолу, катализатор отвердения, минеральный наполнитель в виде кварцевого песка, трансформаторное масло, отличающаяся тем, что она содержит в качестве катализатора отвердения сульфат алюминия в виде насыщенного водного раствора и в качестве минерального наполнителя дополнительно кварцевую муку, при следующих соотношениях, мас.%:

Карбамидная смола 24-32

Сульфат алюминия в виде

Насыщенного водного раствора 4,5-8,5

Кварцевая мука 44-58

Кварцевый песок 8-19

Трансформаторное масло 0,5-1,5

Карбамидная смола 40-45

Хлористый алюминий в виде

насыщенного водного раствора 2,5-8,5

Кварцевая мука 38-56

Кварцевый песок 0-8

Трансформаторное масло 0,5-1,5