填充不饱和聚酯塑料的特点与应用

UP树脂常用玻璃、石英砂、CaCO₃、白云石、氢氧化铝、滑石粉及木粉等填料组成填充UP塑料，如硅灰石填充UP模塑料、UP混凝土和人造大理石等，其中人造大理石应用很广，广泛用作会议室、体育馆、客厅、卫生间和家居的装饰材料，也可制作浴池、卫生洁具、厨柜台面等各种制品。

1.人造大理石的组成及分类

人造大理石常用不饱和聚酯，其固化收缩率小，耐磨、耐腐蚀、耐候，有一定强度，颜色浅，透明度高、工艺性好，可在室温常压下固化成型，在室温时粘度在0.2～0.7Pa·s内的UP树脂，树脂含量为20%～30%（质量分数），可作为塑料中的粘结剂而出现。

填料（俗称为骨料）有玻璃和石粉等，都经偶联剂处理，含水量<0.2%（质量分数），干燥无杂质，含量为70%～80%（质量分数）。

其他还有引发剂、脱模剂、促进剂和颜料等各种助剂。物料中的各组分品种及性能都必须互相匹配，配比合理才能配制成理想的配料并使其有良好的成型性能，从而作出优良的制品。

人造大理石制品可分为如下三类：

1）单色制品，即由树脂体系、填料和颜料配制的制品，成型工艺较简单。

2）复合制品是指表面有仿天然石纹的大理石制品，制品由花色表层和底层组成。

3）胶衣面层制品是指表面由专用的UP胶衣树脂面层和不饱和聚酯与石粉、石屑组成的底层组合而成，具有良好的表层物性和仿真性，如光滑、光洁、耐磨、耐候、耐腐蚀、形象逼真等。

2.配方及性能

人造大理石制品通常由专业厂加工制作。国内人造大理石厂有北京建材水磨石厂、北京废旧物资科研所，兵器集团第五三研究所和无锡红星化工厂等。如果产品生产厂要自制大理石制品，则需选用专用配方料。人造大理石UP塑料配方较多，现举例介绍如下：

（1）典型配方 典型配方见表11-165～表11-167。

表11-165 人造大理石典型配方（质量份）

注：Ⅰ∶Ⅱ=1∶（3～10）。

表11-166 不同用途产品树脂与骨料配比（质量比）

表11-167 不同厚度产品的混合比（质量比）

（2）胶衣表层制品配方 面层料和底层料配方见表11-168和表11-169。

表11-168 面层料配方（质量份）

注：前两项组分合计100份。

表11-169 底层料配方（质量份）

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注：前两项组分合计100份。

（3）配方组分说明 主要强调以下几点：

1）所选用UP树脂和填料品种应符合前面提出的要求。

2）催化剂（引发剂）是引发UP树脂和交联剂发生交联作用的，几种过氧化物的引发温度及其特点见表11-170。

表11-170 几种过氧化物的引发温度及其特点

从表11-170中可以看出，催化剂的最低引发温度是70℃，在此温度（临界温度）以上，催化剂才有一定的分解速度，在常温下引发速度极慢，因此固化时间很长。

3）促进剂是活化催化剂，为了使不饱和聚酯树脂能够在常温下固化，必须加入少量的促进剂。促进剂能够吸收催化剂放出的氧，促使催化剂分解成游离基。不同的催化剂需要用不同的促进剂，而且其固化特点也不同。几种固化体系的特点见表11-171。

人造大理石具有韧性好、强度高、耐磨、耐蚀、易加工、质量轻、抗污染、可任意配制纹理及色调、价格便宜、施工简便等优点，其性能指标见表11-172～表11-173。

表11-171 几种固化体系的特点

表11-172 人造大理石的性能指标

表11-173 典型人造大理石的抗污染能力

3.成型加工

人造大理石UP塑料可采用浇注、振动浇注、压缩、挤压等成型方法加工制品，目前常用常压浇注方法成型，其工艺流程如图11-25所示。

图11-25 人造大理石常压浇注工艺流程图

其浇注成型应注意以下事项：

1）根据催化剂品种固化反应可分为热固化及冷固化两种形式。热固化类催化剂应按固化温度加热固化，如选用催化剂及促进剂配合组分，则可室温固化。

2）控制在凝胶时间内完成浇注和振动操作，即树脂加入催化剂和促进剂后会变成软胶状态，且能保持一定时间（凝胶时间）后逐渐发生固化反应，最后变成固态制品，所以在这段时间内必须完成浇注工序，且应边浇注边振动，以便及时排出气体，否则将导致制品表面粗糙和内部气泡过多。因此要调剂好催化剂及促进剂的用量，按品种及配比掌握凝胶时间，一般以6～10min为宜。

3）控制硬化脱模时间。从开始凝胶到制品脱模这时段为硬化脱模时间。由于固化反应时会释放反应热，且在反应过程中有一个峰值放热阶段，此时反应热最大，固化速度最快。如果物料反应热大，温度高，则收缩大，易导致制品开裂，甚至损坏模具。因此，掌握适当时机脱模是一个关键。过早脱模，则制品欠熟，固化不充分，制品易变形，强度下降；但过晚脱模，则发生过熟，制品变脆，脱模困难，易出现裂纹。脱模时间与物料配方，环境温度和制品尺寸形状有关，应酌情选择，一般为30～40min。

4）后处理（熟化处理）。为了使脱模后制品达到最高硬度，获得理想的耐蚀性和尺寸稳定性，通常脱模后制品需静置几天，或加热（70℃）保温几小时进行后固化处理。