專利名稱：一種硅砂組合物及成型體和該成型體的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種硅砂組合物及成型體的制備方法以及由該方法制得的成型體。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有書法及繪畫使用的宣紙通常是將木材或者稻草碾碎后制成紙漿，用竹簾抄成紙，然后烘干。由現(xiàn)有的方法制成的宣紙在潮濕環(huán)境下存放很容易發(fā)霉、變質(zhì)、生蟲，因此不易長期保存，此外還存在易碎、易撕毀等問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種容易長期保存、具有較好吸水性能以及強度的可作為書法、繪畫用紙張的由硅砂組合物得到的成型體及其制備方法以及硅砂組合物。本發(fā)明提供了一種硅砂組合物，其中，該硅砂組合物含有硅砂、第一粘結(jié)劑和吸水性材料；以100重量份硅砂為基準(zhǔn)，所述第一粘結(jié)劑的含量為1-15重量份，所述吸水性材料的含量為0.01-0. 1重量份。本發(fā)明還提供了一種成型體的制備方法，該方法包括將本發(fā)明提供的硅砂組合物混合、成型并固化。本發(fā)明還提供了一種根據(jù)本發(fā)明的制備方法制備的成型體。本發(fā)明提供的硅砂組合物中含有吸水性材料，與粘合劑相配合后與硅砂一起混合并固化得到的成型體具有較好的吸水性能，且強度也較好，不易損壞，可作為書法、繪畫用紙張，并且比一般的紙張更容易長期保存。
具體實施例方式按照本發(fā)明，所述硅砂組合物含有硅砂、第一粘結(jié)劑和吸水性材料；以100重量份硅砂為基準(zhǔn)，所述第一粘結(jié)劑的含量可以為1-15重量份，所述吸水性材料的含量可以為 0. 01-0. 1重量份。以100重量份硅砂為基準(zhǔn)，所述第一粘結(jié)劑的含量為1-15重量份時，既可以獲得具有較好力學(xué)性能的成型體，還可以使所述硅砂組合物的成本最低。更優(yōu)選情況下，以100重量份硅砂為基準(zhǔn)，所述第一粘結(jié)劑的含量為2-10重量份，所述吸水性材料的含量為0. 01-0. 05重量份。根據(jù)本發(fā)明，所述硅砂既可以為天然硅砂，也可以為人造硅砂。所述天然硅砂可以為河砂、海砂和風(fēng)積砂，優(yōu)選為來自沙漠的風(fēng)積砂。所述硅砂的粒徑可以根據(jù)具體的使用要求而定。一般地，所述硅砂的粒徑可以為 10-1000微米，當(dāng)所述硅砂的粒徑處于上述范圍時，可以得到表面致密度高、長期透水性好的成型體。所述硅砂的粒徑優(yōu)選為20-600微米。根據(jù)本發(fā)明，所述硅砂的白度優(yōu)選大于或等于90度，如可以為90-95度，從而使得到的成型體能夠作為用于書法、繪畫的紙張使用。白度，是指物體表面含白色的程度，其定義為光譜反射比為100%的理想表面的白度為100度，光譜反射比為零的絕對黑表面的白度為零度?？梢酝ㄟ^白度儀(如48B白度測定儀(PN-48B))測定硅砂的白度。根據(jù)本發(fā)明，所述第一粘結(jié)劑用于將所述硅砂粘結(jié)在一起，并經(jīng)成型和固化以后獲得具有一定形狀和強度的成型體。在本發(fā)明中，所述成型體是指具有一定的形狀和強度的制品。本發(fā)明對所述第一粘結(jié)劑的種類沒有特別限定，可以為膠粘劑領(lǐng)域常用的各種粘結(jié)劑。本發(fā)明的發(fā)明人在實踐中發(fā)現(xiàn)在所述第一粘結(jié)劑為選自丙烯酸系樹脂膠粘劑、環(huán)氧樹脂膠粘劑和聚氨酯膠粘劑中的一種或多種時，上述膠粘劑不僅對硅砂具有良好的粘附力，從而可以將所述硅砂牢靠的粘結(jié)在一起，賦予所述硅砂以一定的形狀和強度。本發(fā)明對所述吸水材料的種類沒有特別限定，可以為各種具有吸水性能的材料。 本發(fā)明優(yōu)選的吸水性材料選自甜菜堿、膨潤土、硅藻土以及吸水性樹脂中的一種或多種。其中，所述吸水性樹脂可以選自各種吸水性樹脂，例如，吸水性環(huán)氧樹脂可以為丙烯酸吸水性樹脂和/或丙烯酰胺吸水性樹脂，所述吸水性樹脂可以商購得到，也可以按照本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的方法制備得到。優(yōu)選情況下，所述硅砂為具有聚合物包覆層的硅砂，硅砂的表面具有聚合物包覆層可以顯著提高第一粘結(jié)劑與硅砂之間的界面強度，進而提高成型體的強度。根據(jù)本發(fā)明，所述硅砂以及聚合物包覆層的用量可以在很大的范圍內(nèi)變動。根據(jù)本發(fā)明，所述聚合物包覆層的含量可以根據(jù)預(yù)期的成型體的強度和透水性進行適當(dāng)?shù)倪x擇。優(yōu)選情況下，以所述具有聚合物包覆層的硅砂為基準(zhǔn)，所述聚合物包覆層的含量為 0. 01-10重量％，優(yōu)選為0. 05-8重量％。根據(jù)本發(fā)明，所述聚合物包覆層是通過將所述硅砂與第二粘結(jié)劑混合，并將所述第二粘結(jié)劑固化而形成的。所述第二粘結(jié)劑可以為膠粘劑領(lǐng)域常用的各種有機膠粘劑。優(yōu)選地，所述第二粘結(jié)劑選自丙烯酸系樹脂膠粘劑、環(huán)氧樹脂膠粘劑和聚氨酯膠粘劑中的一種或多種。上述膠粘劑對硅砂具有良好的粘附力，并且具有良好的耐候性，可以使得最終的成型體具有優(yōu)異的綜合性能。優(yōu)選情況下，所述第二粘結(jié)劑還含有白色顏料，以100重量份所述第二粘結(jié)劑為基準(zhǔn)，所述白色顏料的含量為0. 1-10重量份。以進一步提高硅砂的白度，從而滿足作為紙張使用的要求。所述白色顏料可以為各種常規(guī)的白色顏料，例如，鈦白粉、氧化鋅和硫酸鋇中的一種或多種。進一步優(yōu)選地，所述第二粘結(jié)劑為與所述第一粘結(jié)劑相同。在所述第二粘結(jié)劑為與所述第一粘結(jié)劑相同時，相同種類的粘結(jié)劑之間的相容性更好，可以進一步提高第一粘結(jié)劑與硅砂之間的界面強度，進而使得最終的成型體具有更高的強度和較好的吸水性能。根據(jù)本發(fā)明，所述環(huán)氧樹脂膠粘劑是指以環(huán)氧樹脂為基料的一種熱固性膠粘劑， 含有環(huán)氧樹脂和環(huán)氧樹脂固化劑。使用前，所述環(huán)氧樹脂與所述環(huán)氧樹脂固化劑分開存放， 使用時將二者混合并進行固化即可。本發(fā)明中，所述環(huán)氧樹脂的環(huán)氧值可以根據(jù)具有透水作用的成型體的預(yù)期強度進行適當(dāng)?shù)倪x擇。一般地，所述環(huán)氧樹脂的環(huán)氧值可以為0.3-0. 55mol/100g，優(yōu)選為 0. 35-0. 5mol/100g。本發(fā)明對所述環(huán)氧樹脂的種類沒有特別限定，可以為以硅砂作為骨料的透水成型體制備領(lǐng)域常用的各種環(huán)氧樹脂。優(yōu)選地，所述環(huán)氧樹脂為雙酚A型環(huán)氧樹脂。
4例如，所述環(huán)氧樹脂膠粘劑中的環(huán)氧樹脂可以為商購自無錫樹脂廠的牌號為E-51的環(huán)氧樹脂；商購自岳陽石化的牌號為128的環(huán)氧樹脂。從進一步提高由本發(fā)明的組合物制備的成型體的耐候性的角度出發(fā)，所述環(huán)氧樹脂膠粘劑中的環(huán)氧樹脂更優(yōu)選為氫化雙酚A型環(huán)氧樹脂。所述氫化雙酚A型環(huán)氧樹脂可以商購得到，例如商購自北京合力化工有限公司的氫化雙酚A環(huán)氧樹脂。本發(fā)明對于所述環(huán)氧樹脂固化劑的種類沒有特別限定，可以為本領(lǐng)域常用的各種用于固化環(huán)氧樹脂的固化劑。例如，所述環(huán)氧樹脂固化劑可以為胺系固化劑和/或酸酐系固化劑。優(yōu)選地，所述環(huán)氧樹脂固化劑為各種常規(guī)的胺系固化劑。更優(yōu)選地，所述環(huán)氧樹脂固化劑為胺值為200-800gK0H/g的胺系固化劑。進一步優(yōu)選地，所述環(huán)氧樹脂固化劑為胺值為300-700gK0H/g的胺系固化劑。滿足上述要求的環(huán)氧樹脂固化劑例如可以為商購自無錫惠隆電子材料有限公司的牌號為593的環(huán)氧樹脂固化劑和牌號為2316B的環(huán)氧樹脂固化劑。所述固化劑的用量可以根據(jù)所選擇的環(huán)氧樹脂的種類和環(huán)氧值以及最終的成型體的使用場合進行適當(dāng)?shù)剡x擇。本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，當(dāng)以100重量份環(huán)氧樹脂為基準(zhǔn)，所述固化劑的含量為5-80重量份時，最終獲得的具有透水作用的成型體具有良好的綜合性能。當(dāng)所述固化劑的含量低于上述含量時，導(dǎo)致環(huán)氧樹脂的固化不完全，使得最終得到的成型體的強度不足。當(dāng)所述固化劑的含量高于上述范圍時，盡管可以使最終的具有透水作用的成型體具有高的強度，但是另一方面也使得最終的具有透水作用的成型體的脆性提高。 優(yōu)選地，以100重量份環(huán)氧樹脂為基準(zhǔn)，所述固化劑的含量為10-50重量份；更優(yōu)選地，以 100重量份環(huán)氧樹脂為基準(zhǔn)，所述固化劑的含量為15-30重量份。根據(jù)本發(fā)明，所述聚氨酯膠粘劑可以為以硅砂作為骨料的透水成型體制備領(lǐng)域常用的各種聚氨酯膠粘劑，既可以為單組份型聚氨酯膠粘劑，也可以為雙組份型聚氨酯膠粘劑。根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式，所述聚氨酯膠粘劑含有異氰酸酯和多元醇。所述異氰酸酯與所述多元醇可以分開存在，使用時將二者混合并進行反應(yīng)，生成氨基甲酸酯鍵，進而形成聚氨酯交聯(lián)結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)粘合的功能；也可以通過將異氰酸酯基團用封端劑(例如苯酚、甲酚、壬基酚、己內(nèi)酰胺和甲乙酮中的一種或多種)來進行保護而與所述多元醇存在于一個密閉且隔絕濕氣的環(huán)境中，使用時在升高溫度的條件下(例如140-180°C )脫除封端齊U，釋放異氰酸酯基團與多元醇中的羥基反應(yīng)，生成氨基甲酸酯鍵，進而形成聚氨酯交聯(lián)結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)粘合的功能。在該實施方式中，所述異氰酸酯中的異氰酸酯基與所述多元醇中的羥基的摩爾比可以根據(jù)預(yù)期的成型體的強度以及透水性進行適當(dāng)?shù)倪x擇，優(yōu)選地，所述異氰酸酯中的異氰酸酯基團與所述多元醇中的羥基的摩爾比為1 1-5。所述異氰酸酯和多元醇可以為以硅砂作為骨料的透水成型體制備領(lǐng)域常用的各種異氰酸酯和多元醇。從進一步提高最終的成型體的力學(xué)性能和耐候性以及原料易得性的角度出發(fā)，所述異氰酸酯優(yōu)選為選自1，6_己二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、苯二亞甲基二異氰酸酯、甲基環(huán)己基二異氰酸酯、二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯、四甲基苯二亞甲基二異氰酸酯、1，6_己二異氰酸酯縮二脲、1，6_己二異氰酸酯三聚體、異佛爾酮二異氰酸酯三聚體、1，6-己二異氰酸酯和異佛爾酮二異氰酸酯的混合三聚體中的一種或多種；所述多元醇優(yōu)選為聚酯多元醇、聚醚多元醇和含羥基的丙烯酸系樹脂中的一種或多種。在根據(jù)本發(fā)明的另一種實施方式中，所述聚氨酯膠粘劑含有端基為異氰酸酯基團的聚氨酯預(yù)聚物，所述異氰酸酯基團被封端劑(例如苯酚、甲酚、壬基酚、己內(nèi)酰胺和甲乙酮中的一種或多種)所保護，使用時與空氣中的水分接觸，生成氨基甲酸酯鍵，進而形成聚氨酯交聯(lián)結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)粘合的功能。這種類型的聚氨酯膠粘劑例如可以為商購自武漢獅子山化工涂料有限公司的MPU-20型單組份聚氨酯膠粘劑。根據(jù)本發(fā)明，所述丙烯酸系樹脂膠粘劑含有丙烯酸系樹脂，所述丙烯酸系樹脂可以為本領(lǐng)域常用的各種熱固性丙烯酸系樹脂，例如含丙烯酸羥基酯的丙烯酸樹脂、含有丙烯酰胺的丙烯酸樹脂以及含有不飽和雙鍵的丙烯酸系樹脂。所述熱固性丙烯酸系樹脂可以通過本領(lǐng)域常用的各種方法進行固化，例如對于含有丙烯酸羥基酯的丙烯酸樹脂可以通過加熱或添加例如氯化銨的催化劑來進行固化；對于含有不飽和雙鍵的丙烯酸樹脂可以通過在使用時加入自由基型引發(fā)劑而進行固化。上述熱固性丙烯酸系樹脂膠粘劑可以商購得至IJ，例如商購自濟南卡夫樂化工有限公司的牌號為CFU-6060的丙烯酸系樹脂膠粘劑。根據(jù)本發(fā)明的硅砂組合物，優(yōu)選至少部分所述第一粘結(jié)劑和/或第二粘結(jié)劑為親水性的。本發(fā)明中，所述親水性是指分子結(jié)構(gòu)中含有親水基團和/或親水鏈段。所述親水基團例如可以為磺酸基團、羧酸基團、銨基基團，所述親水鏈段例如可以為
CH2 - CH2 - O t 其中，n 為!- ο 的整數(shù)。在將所述硅砂組合物成型之后，具有親水性的第一粘結(jié)劑和/或第二粘結(jié)劑可以借助于所述親水基團和/或親水鏈段在硅砂周圍形成相互貫通的親水通道，從而加速水的滲透。所述環(huán)氧樹脂膠粘劑可以通過采用分子結(jié)構(gòu)中含有親水性基團和/或親水鏈段的環(huán)氧樹脂而獲得親水性。所述含有親水性基團和/或親水鏈段的環(huán)氧樹脂可以采用公知的技術(shù)在環(huán)氧樹脂分子結(jié)構(gòu)中引入親水基團和/或親水鏈段。例如通過將環(huán)氧樹脂與對羥基苯甲酸甲酯反應(yīng)，然后進行水解，再進行中和，即可獲得含有羧酸鹽的環(huán)氧樹脂；通過
將環(huán)氧樹脂與聚乙二醇反應(yīng)即可獲得含有親水鏈段+ CH2 -CH2-O t的環(huán)氧樹脂。所
述親水性的環(huán)氧樹脂也可以商購得到，例如商購自上海樹脂廠有限公司的牌號為ME-2的親水性環(huán)氧樹脂。對于聚氨酯膠粘劑，可以通過使用親水性多元醇和/或異氰酸酯而獲得親水性。 親水性多元醇的實例包括聚醚多元醇和含羥基的丙烯酸系樹脂。本發(fā)明對于所述親水性的第一粘結(jié)劑和/或第二粘結(jié)劑的含量沒有特別限定，可以根據(jù)預(yù)期的透水性能進行選擇。例如，從使透水性能最大化的角度出發(fā)，可以所有的第一粘結(jié)劑和/或第二粘結(jié)劑均為親水性的；從平衡滲透系數(shù)與成本的角度出發(fā)，以所述第一粘結(jié)劑的總量為基準(zhǔn)或第二粘結(jié)劑的總量為基準(zhǔn)，所述第一粘結(jié)劑和第二粘結(jié)劑中各自有 1-80重量％的粘結(jié)劑為親水性的(即，以所述第二粘結(jié)劑的總量為基準(zhǔn)，1-80重量％的第二粘結(jié)劑含有親水性基團和/或親水性鏈段；以第一粘結(jié)劑的總量為基準(zhǔn)，1-80重量％的第一粘結(jié)劑含有親水性基團和/或親水性鏈段)；優(yōu)選地，以所述第一粘結(jié)劑的總量為基準(zhǔn)或以所述第二粘結(jié)劑的總量為基準(zhǔn)，所述第一粘結(jié)劑和第二粘結(jié)劑中各自有30-70重量％的粘結(jié)劑為親水性的(即，以所述第二粘結(jié)劑的總量為基準(zhǔn)，30-70重量％的第二粘結(jié)劑含有親水性基團和/或親水性鏈段；以第一粘結(jié)劑的總量為基準(zhǔn)，30-70重量％的第一粘結(jié)劑含有親水性基團和/或親水性鏈段)。在確保透水性的條件下，從進一步降低根據(jù)本發(fā)明的硅砂組合物制備的成型體的成本的角度出發(fā)，所述第一粘結(jié)劑和第二粘結(jié)劑中各自有 15-35重量％的粘結(jié)劑為親水性的(即，以所述第二粘結(jié)劑的總量為基準(zhǔn)，15-35重量％的第二粘結(jié)劑含有親水性基團和/或親水性鏈段；以第一粘結(jié)劑的總量為基準(zhǔn)，15-35重量％ 的第一粘結(jié)劑含有親水性基團和/或親水性鏈段)。根據(jù)本發(fā)明的硅砂組合物，所述聚合物包覆層是通過將所述硅砂與第二粘結(jié)劑混合，并將所述第二粘結(jié)劑固化而形成的。根據(jù)本發(fā)明，所述混合和固化的條件可以根據(jù)使用的第二粘結(jié)劑的種類進行適當(dāng)?shù)倪x擇，以將所述第二粘結(jié)劑與硅砂混合均勻，并將包覆在所述硅砂表面的第二粘結(jié)劑固化至滿足上文所述的要求即可。在一種實施方式中，在所述第二粘結(jié)劑為環(huán)氧樹脂膠粘劑時，優(yōu)選先將硅砂與環(huán)氧樹脂在80-200°C的溫度下混合均勻，然后加入環(huán)氧樹脂固化劑，并在該溫度下進行 0. 3-20分鐘的固化，從而得到具有聚合物包覆層的硅砂。在另一種實施方式中，所述第二粘結(jié)劑為聚氨酯膠粘劑且所述聚氨酯膠粘劑含有保護或未保護的多異氰酸酯以及多元醇，優(yōu)選將多元醇與硅砂在80-200°C的溫度下混合均勻，然后加入多異氰酸酯，并在該溫度下進行0. 3-20分鐘的固化，從而得到具有聚合物包覆層的硅砂。在另一種實施方式中，所述聚氨酯膠粘劑為端基為異氰酸酯基團的聚氨酯預(yù)聚物，優(yōu)選將所述聚氨酯膠粘劑與硅砂在80-200°C的溫度下混合均勻，并在該溫度下進行 0. 3-20分鐘的固化，從而得到具有聚合物包覆層的硅砂。在又一種實施方式中，所述第二粘結(jié)劑為丙烯酸系樹脂膠粘劑，優(yōu)選將所述丙烯酸系樹脂膠粘劑與硅砂在80-200°C的溫度下混合0. 3-20分鐘，并在該溫度下進行0. 3-20 分鐘的固化，從而得到具有聚合物包覆層的硅砂。由于所述第二粘結(jié)劑可以為選自丙烯酸系樹脂膠粘劑、環(huán)氧樹脂膠粘劑和聚氨酯膠粘劑中的一種或多種，所述聚氨酯膠粘劑中的多異氰酸酯可能與丙烯酸酯樹脂系樹脂膠粘劑中的丙烯酸系樹脂分子結(jié)構(gòu)中的羧基發(fā)生反應(yīng)，因此，在所述第二粘結(jié)劑含有聚氨酯膠粘劑和丙烯酸酯樹脂膠粘劑，且所述聚氨酯膠粘劑含有保護或未保護的多異氰酸酯時， 優(yōu)選先將丙烯酸樹脂系膠粘劑和多元醇與硅砂在80-20(TC的溫度下混合均勻，然后加入多異氰酸酯混合均勻，接著進行0. 3-20分鐘的固化，從而得到具有聚合物包覆層的硅砂。由于環(huán)氧樹脂膠粘劑中環(huán)氧樹脂中的環(huán)氧基可能與丙烯酸酯樹脂系膠粘劑中的丙烯酸酯系樹脂以及聚氨酯膠粘劑中的多元醇發(fā)生反應(yīng)，因此，優(yōu)選先將環(huán)氧樹脂與硅砂在80-200°C的溫度下混合均勻，然后加入多異氰酸酯，再加入丙烯酸系樹脂、多元醇以及環(huán)氧樹脂固化劑混合均勻，接著進行0. 3-20分鐘的固化，從而得到具有聚合物包覆層的硅砂。根據(jù)本發(fā)明，所述硅砂與第二粘結(jié)劑的混合優(yōu)選在溶劑的存在下進行。所述溶劑可以為本領(lǐng)域常用的各種有機溶劑，只要所述溶劑可以溶解所述第二粘結(jié)劑即可。從易于揮發(fā)的角度出發(fā)，所述溶劑優(yōu)選為甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯、環(huán)己烷、二甲苯、甲苯和苯中的一種或多種。一般地，以100重量份第二粘結(jié)劑為基準(zhǔn)，所述溶劑的用量可以為1-25重量份。當(dāng)所述溶劑的用量處于上述范圍之內(nèi)時，可以得到均勻的組合物。優(yōu)選地，在獲得均勻的混合物的前提下，從環(huán)保的角度出發(fā)，以100重量份環(huán)氧樹脂為基準(zhǔn)，所述溶劑的用量為3-20重量份。從避免硅砂之間相互粘結(jié)的角度出發(fā)，優(yōu)選所述固化在伴隨攪拌的條件下進行。 所述攪拌的條件使得硅砂之間不發(fā)生粘結(jié)即可。從進一步提高由本發(fā)明組合物制備的成型體的強度的角度出發(fā)，所述組合物還可以含有短纖維。所述短纖維可以為本領(lǐng)域常用的各種植物短纖維。一般地，所述植物短纖維可以選自聚丙烯短纖維、木質(zhì)纖維和玻璃短纖維中的一種或多種。以100重量份硅砂為基準(zhǔn)，所述短纖維的含量可以為0. 01-10重量份，優(yōu)選為0. 1-5重量份。根據(jù)本發(fā)明的硅砂組合物，所述組合物還可以含有光穩(wěn)定劑。所述光穩(wěn)定劑可以為本領(lǐng)域常用的各種光穩(wěn)定劑，沒有特別限定。例如所述光穩(wěn)定劑可以為二苯甲酮、水楊酸酯和苯并三唑中的一種或多種。以100重量份第一粘結(jié)劑的總量為基準(zhǔn)，所述光穩(wěn)定劑的含量可以為0. 1-8重量份，優(yōu)選為0. 5-5重量份。根據(jù)本發(fā)明的硅砂組合物，所述組合物還可以含有抗氧劑。所述抗氧劑可以為本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的各種用于抗氧化的物質(zhì)。一般地，所述抗氧劑可以為亞磷酸酯抗氧劑和/或受阻酚抗氧劑中的一種或多種。以100重量份第一粘結(jié)劑的總量為基準(zhǔn)，所述抗氧劑的含量可以為0.05-8重量份，優(yōu)選為1-6重量份。具體地，所述抗氧劑可以為商購自臺灣永光化學(xué)工業(yè)股份有限公司的牌號為TPP的亞磷酸酯抗氧劑，商購自臺灣永光化學(xué)工業(yè)股份有限公司的牌號為1010的受阻酚類抗氧劑，商購自汽巴精化公司的牌號為IrganoxB 系列的亞磷酸酯與受阻酚復(fù)配抗氧劑。根據(jù)本發(fā)明的硅砂組合物，所述組合物還可以含有無機粘結(jié)劑，所述無機粘結(jié)劑可以為本領(lǐng)域常用的各種無機粘結(jié)劑，沒有特別限定。所述無機粘結(jié)劑例如可以為硅酸鹽和/或磷酸鹽，優(yōu)選為水泥。以100重量份具有聚合物包覆層的硅砂為基準(zhǔn)，所述無機粘結(jié)劑的含量可以為1-8重量份，優(yōu)選為2-6重量份。本發(fā)明還提供了一種成型體的制備方法，該方法包括將根據(jù)本發(fā)明的硅砂組合物混合、成型并固化。在一種實施方式中，所述第一粘結(jié)劑為環(huán)氧樹脂膠粘劑，根據(jù)本發(fā)明的成型體的制備方法優(yōu)選先將具有聚合物包覆層的硅砂與環(huán)氧樹脂在80-200 V的溫度下混合均勻，然后加入環(huán)氧樹脂固化劑，混合均勻，接著將上述混合物成型，并進行固化，從而得到本發(fā)明的成型體。在另一種實施方式中，所述第一粘結(jié)劑為聚氨酯膠粘劑，且所述聚氨酯膠粘劑含有保護或未保護的異氰酸酯和多元醇，根據(jù)本發(fā)明的成型體的制備方法優(yōu)選先將多元醇與具有聚合物包覆層的硅砂在80-200°C的溫度下混合均勻，然后加入保護或未保護的異氰酸酯，接著進行成型和固化，從而得到本發(fā)明的成型體。在另一種實施方式中，所述第一粘結(jié)劑為聚氨酯膠粘劑，且所述聚氨酯膠粘劑含有端基為異氰酸酯基團的聚氨酯預(yù)聚物，根據(jù)本發(fā)明的成型體的制備方法優(yōu)選將所述聚氨酯膠粘劑與具有聚合物包覆層的硅砂在80-200°C的溫度下混合均勻，并進行固化，從而得到本發(fā)明的成型體。
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在又一種實施方式中，所述第一粘結(jié)劑為丙烯酸系樹脂膠粘劑，根據(jù)本發(fā)明的成型體的制備方法優(yōu)選將所述丙烯酸系樹脂膠粘劑與具有聚合物包覆層的硅砂在80-200°C 的溫度下混合均勻，并進行固化，從而得到本發(fā)明的成型體。由于所述第一粘結(jié)劑可以為選自丙烯酸系樹脂膠粘劑、環(huán)氧樹脂膠粘劑和聚氨酯膠粘劑中的一種或多種，所述聚氨酯膠粘劑中的多異氰酸酯可能與丙烯酸酯樹脂系樹脂膠粘劑中的丙烯酸系樹脂分子結(jié)構(gòu)中的羧基發(fā)生反應(yīng)，因此，在所述第一粘結(jié)劑含有聚氨酯膠粘劑和丙烯酸酯樹脂膠粘劑，且所述聚氨酯膠粘劑含有保護或未保護的多異氰酸酯時， 優(yōu)選先將丙烯酸樹脂系膠粘劑和多元醇與具有聚合物包覆層的硅砂在80-200°C的溫度下混合均勻，然后加入多異氰酸酯混合均勻，接著進行固化，從而得到本發(fā)明的成型體。由于環(huán)氧樹脂膠粘劑中環(huán)氧樹脂中的環(huán)氧基可能與丙烯酸酯樹脂系膠粘劑中的丙烯酸酯系樹脂以及聚氨酯膠粘劑中的多元醇發(fā)生反應(yīng)，因此，優(yōu)選先將環(huán)氧樹脂與硅砂在80-200°C的溫度下混合均勻，然后加入多異氰酸酯，再加入丙烯酸系樹脂、多元醇以及環(huán)氧樹脂固化劑混合均勻，接著進行固化，從而得到本發(fā)明的成型體。根據(jù)本發(fā)明的成型體的制備方法，具有聚合物包覆層的硅砂與第一粘結(jié)劑的混合優(yōu)選在溶劑存在下進行。所述溶劑可以為本領(lǐng)域常用的各種有機溶劑，只要所述溶劑可以溶解所述第一粘結(jié)劑即可。優(yōu)選地，所述溶劑為甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯、環(huán)己烷、二甲苯、甲苯和苯中的一種或多種。一般地，以100重量份第一粘結(jié)劑為基準(zhǔn)，所述溶劑的用量可以為1-25重量份。當(dāng)所述溶劑的用量處于上述范圍之內(nèi)時，可以得到均勻的組合物。優(yōu)選地，在獲得均勻的混合物的前提下，從環(huán)保的角度出發(fā)，以100重量份第一粘結(jié)劑的總量為基準(zhǔn)，所述溶劑的用量為3-20重量份。根據(jù)本發(fā)明的成型體的制備方法，該方法還包括將含有所述第一粘結(jié)劑、硅砂、光穩(wěn)定劑、抗氧劑、無機粘結(jié)劑和無機填料混合均勻。根據(jù)本發(fā)明的制備具有透水作用的成型體的方法，所述成型和固化可以分開進行也可以同時進行。即，根據(jù)本發(fā)明的制備具有透水作用的成型體的方法，可以在成型過程中進行固化，也可以成型之后進行固化。優(yōu)選在成型之后進行固化。本發(fā)明對于所述成型的方法沒有特別限制，可以為本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的各種方法。例如，可以在模具中，在施加壓力的條件下，將本發(fā)明的組合物壓制成型。所述模具可以為本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的各種材質(zhì)的模具，沒有特別限定，只要所述模具的尺寸滿足具體的使用要求即可。確定壓制所需要的壓力的方法是本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的，只要所述壓力足以使本發(fā)明的組合物形成致密的成型體即可。一般地，所述壓力可以為lOO-lOOON/cm2， 時間可以5-120秒，優(yōu)選為5-60秒。本發(fā)明對于所述固化的條件也沒有特別限定，只要所述固化的條件足以使所述第一粘結(jié)劑固化即可。本發(fā)明中，所述固化是指膠粘劑由液態(tài)或半固態(tài)轉(zhuǎn)變成為固態(tài)并具有
一定的強度。一般地，所述固化的條件包括溫度為20_150°C，時間為1-80小時。優(yōu)選地，所述固化的條件包括溫度為30-120°C，時間為3-72小時。本發(fā)明還提供了由本發(fā)明的方法制得的具有透水作用的成型體。所述成型體可以為本領(lǐng)域常用的各種具有透水作用的制品，例如，所述成型體的形狀為片狀，片狀成型體的厚度可以為0. 1-50毫米，所述片狀成型體的厚度優(yōu)選為0. 5-20毫米。更優(yōu)選為硅砂宣紙，
9所述硅砂宣紙的厚度可以為1至小于20毫米。下面將通過具體實施例對本發(fā)明進行進一步的詳細描述。以下實施例中根據(jù)JC/T945-2005規(guī)定的方法來測定本發(fā)明得到的成型體在干態(tài)下的抗壓強度，根據(jù)GBT 9966. 1-2001規(guī)定的方法來測定本發(fā)明得到的成型體在濕態(tài)下的抗壓強度。按照下述方法測定成型體的吸水性能將干燥(105°C下干燥4小時)后的成型體樣品稱重(即干重)，然后浸沒入水中1-2分鐘后，拿出浙到不滴水為止并稱重，然后計算出兩者之差，除以樣品的干重，即測得樣品的吸水性。實施例1本實施例用于說明根據(jù)本發(fā)明的硅砂組合物、硅砂宣紙及其制備方法。(1)制備具有聚合物包覆層的硅砂將16g環(huán)氧樹脂(其中，12g為無錫樹脂廠生產(chǎn)的牌號為E-51的環(huán)氧樹脂， 環(huán)氧值為0. 473mol/100g ；4g為購自上海樹脂廠有限公司的牌號為ME-2且環(huán)氧值為 0. 376mol/100g的親水性環(huán)氧樹脂)、0. 8g鈦白粉(生產(chǎn)廠家杜邦公司，牌號:R_902)先后添加至溫度為120°C并具有2kg的硅砂(顆粒直徑為300微米，白度為90度)的攪拌釜中，攪拌:3min后，在100°C下加入4g牌號為593的環(huán)氧樹脂固化劑(生產(chǎn)廠家無錫惠隆電子材料有限公司)并在100°C下繼續(xù)攪拌5min，冷卻至25°C即得到具有聚合物包覆層的硅砂，通過增重法，計算出，以具有聚合物包覆層的硅砂為基準(zhǔn)，聚合物包覆層的含量為1重量％。(2)制備硅砂宣紙在25°C下，將2kg步驟(1)得到的具有聚合物包覆層的硅砂與150g環(huán)氧樹脂(生產(chǎn)廠家無錫樹脂廠，牌號E-44的環(huán)氧樹脂，環(huán)氧值為0. 461mol/100g)和0. 5g吸水性材料(甜菜堿)在攪拌釜中攪拌2分鐘，然后加入50g牌號為2316B環(huán)氧樹脂固化劑(生產(chǎn)廠家無錫惠隆電子材料有限公司)混合3分鐘。將上述混合物倒入鋼制模具中，使用型號為YAW4605的液壓機(生產(chǎn)廠家上海新三思計量儀器制造有限公司)，在20°C下，施加 600N/cm2的壓力，壓制2分鐘，然后卸去壓力，在100°C下進行3小時的固化之后脫模，得到尺寸為100厘米(長)X50厘米(寬)X2毫米(厚度)的成型體硅砂宣紙。該成型體的各項性能指標(biāo)在表1中示出。實施例2本實施例用于說明根據(jù)本發(fā)明的硅砂組合物、硅砂宣紙及其制備方法。(1)制備具有聚合物包覆層的硅砂采用與實施例1相同的方法制備硅砂組合物，不同的是，環(huán)氧樹脂的用量為 80g(其中，60g為無錫樹脂廠生產(chǎn)的牌號為E-44的環(huán)氧樹脂，該環(huán)氧樹脂的環(huán)氧值為 0. 461mol/100g ；20g為購自上海樹脂廠有限公司的牌號為ME-2且環(huán)氧值為0. 376mol/100g 的親水性環(huán)氧樹脂)，環(huán)氧樹脂固化劑的用量為20g，通過增重法，計算出，以具有聚合物包覆層的硅砂的總量為基準(zhǔn)，聚合物包覆層的含量為5重量％。(2)制備硅砂宣紙采用與實施例1相同的方法制備硅砂宣紙，不同的是，采用實施例2制備的硅砂組合物，得到根據(jù)本發(fā)明的硅砂宣紙。各項性能指標(biāo)如表1所示。實施例3
本實施例用于說明根據(jù)本發(fā)明的硅砂組合物、硅砂宣紙及其制備方法。(1)制備具有聚合物包覆層的硅砂采用與實施例1相同的方法制備硅砂組合物，不同的是，環(huán)氧樹脂的用量為 120g(其中，IOOg為岳陽石化生產(chǎn)的牌號為128的環(huán)氧樹脂，該環(huán)氧樹脂的環(huán)氧值為 0. 465mol/100g ；20g為購自上海樹脂廠有限公司的牌號為ME-2且環(huán)氧值為0. 376mol/100g 的親水性環(huán)氧樹脂)，環(huán)氧樹脂固化劑的用量為40g，通過增重法，計算出，以具有聚合物包覆層的硅砂的總量為基準(zhǔn)，聚合物包覆層的含量為8重量％。(2)制備硅砂宣紙采用與實施例1相同的方法制備硅砂宣紙，不同的是，采用實施例3制備的硅砂組合物，得到根據(jù)本發(fā)明的硅砂宣紙。各項性能指標(biāo)如表1所示。實施例4本實施例用于說明根據(jù)本發(fā)明的硅砂組合物、硅砂宣紙及其制備方法。采用與實施例1相同的方法制備硅砂組合物和硅砂宣紙，不同的是，在制備硅砂宣紙的過程中，環(huán)氧樹脂的用量為200克，吸水性材料的用量為1克。各項性能指標(biāo)如表1 所示。實施例5本實施例用于說明根據(jù)本發(fā)明的硅砂組合物、硅砂宣紙及其制備方法。采用與實施例1相同的方法制備硅砂組合物和硅砂宣紙，不同的是，在制備硅砂宣紙的過程中，環(huán)氧樹脂的用量為40克，吸水性材料的用量為0. 2克。各項性能指標(biāo)如表 1所示。實施例6本實施例用于說明根據(jù)本發(fā)明的硅砂組合物、硅砂宣紙及其制備方法。(1)制備具有聚合物包覆層的硅砂將IOOg丙烯酸系樹脂膠粘劑(生產(chǎn)廠家濟南卡夫樂化工有限公司，牌號 CFU-6060)添加至150°C的200g硅砂(顆粒直徑為75微米，白度為92度)，攪拌lOmin，得到根據(jù)本發(fā)明的具有聚合物包覆層的硅砂，通過增重法，計算出，以具有聚合物包覆層的硅砂的總量為基準(zhǔn)，聚合物包覆層的含量為5重量％。(2)制備硅砂宣紙采用與實施例1相同的方法制備成型體，不同的是，采用實施例6制備的聚合物包覆層的硅砂，得到根據(jù)本發(fā)明的成型體。各項性能指標(biāo)如表1所示。實施例7本實施例用來說明根據(jù)本發(fā)明的硅砂組合物、硅砂宣紙及其制備方法。(1)制備具有聚合物包覆層的硅砂將50g環(huán)氧樹脂(生產(chǎn)廠家無錫樹脂廠，牌號E-51的環(huán)氧樹脂，環(huán)氧值為 0.473mol/100g)、40g丙烯酸系樹脂膠粘劑(生產(chǎn)廠家濟南卡夫樂化工有限公司，牌號 CFU-6060)、1.8g鈦白粉(生產(chǎn)廠家杜邦公司，牌號:R-902)和15g牌號為593的環(huán)氧樹脂固化劑(生產(chǎn)廠家無錫惠隆電子材料有限公司)邊攪拌邊依次添加至溫度為100°C的 200g硅砂(顆粒直徑為25微米，白度為94度)中，攪拌5min，冷卻至25°C即得根據(jù)本發(fā)明的具有聚合物包覆層的硅砂，通過增重法，計算出，以具有聚合物包覆層的硅砂的總量為基準(zhǔn)，聚合物包覆層的含量為5. 1重量％。(2)制備硅砂宣紙采用與實施例1相同的方法制備成型體，不同的是，采用實施例7制備的聚合物包覆層的硅砂，得到根據(jù)本發(fā)明的成型體。各項性能指標(biāo)如表1所示。實施例8本實施例用來說明根據(jù)本發(fā)明的硅砂組合物、硅砂宣紙及其制備方法。按照實施例1的方法制備硅砂宣紙，不同的是，所述硅砂為不包覆聚合物層的硅砂。各項性能指標(biāo)如表1所示。實施例9本實施例用來說明根據(jù)本發(fā)明的硅砂組合物、硅砂宣紙及其制備方法。(1)制備具有聚合物包覆層的硅砂采用與實施例2相同的方法制備硅砂組合物，不同的是，添加環(huán)氧樹脂時，硅砂溫度為130°C，攪拌時間為:3min，添加環(huán)氧樹脂固化劑時，硅砂的溫度為110°C，攪拌時間為 3min，通過增重法，計算出，以具有聚合物包覆層的硅砂的總量為基準(zhǔn)，聚合物包覆層的含量為5重量％。(2)制備成型體采用與實施例1相同的方法制備成型體，不同的是，采用實施例9制備的硅砂組合物，得到根據(jù)本發(fā)明的成型體。該成型體的各項性能指標(biāo)在表1中示出。實施例10本實施例用來說明根據(jù)本發(fā)明的硅砂組合物、硅砂宣紙及其制備方法。(1)制備具有聚合物包覆層的硅砂將20g聚氨酯樹脂(商購自武漢獅子山化工涂料有限公司的MPU-20型單組份聚氨酯膠粘劑)、0. 6g鈦白粉(生產(chǎn)廠家杜邦公司，牌號R_9(^)先后添加至溫度為80°C并具有2kg的硅砂(顆粒直徑為300微米)的攪拌釜中，攪拌5min，冷卻至25°C即得到根據(jù)本發(fā)明的具有聚合物包覆層的硅砂，通過增重法，計算出，以具有聚合物包覆層的硅砂為基準(zhǔn)，聚合物包覆層的含量為1重量％。(2)制備硅砂宣紙在25°C下，將2kg步驟(1)得到的具有聚合物包覆層的硅砂與200g聚氨酯樹脂 (商購自武漢獅子山化工涂料有限公司的MPU-20型單組份聚氨酯膠粘劑)和0. 3g吸水性材料(硅藻土)和0. 2g吸水性樹脂(丙烯酸吸水性樹脂，購自北京海德能科技公司) 在攪拌釜中攪拌2分鐘。將上述混合倒入鋼制模具中，使用型號為YAW4605的液壓機(生產(chǎn)廠家上海新三思計量儀器制造有限公司)，在20°C下，施加500N/cm2的壓力，壓制1分鐘，然后將壓力降低至50N/cm2，在80°C下進行5小時的固化之后脫模，得到尺寸為90厘米 (長)X45厘米(寬)X6毫米(厚度)的成型體硅砂宣紙。該成型體的各項性能指標(biāo)在表 1中示出。實施例11本實施例用來說明根據(jù)本發(fā)明的硅砂組合物、硅砂宣紙及其制備方法。按照實施例1的方法制備硅砂宣紙，不同的是，在將2kg步驟(1)得到的具有聚合物包覆層的硅砂與150g環(huán)氧樹脂(生產(chǎn)廠家無錫樹脂廠，牌號E-44的環(huán)氧樹脂，環(huán)氧值為0. 461mol/100g)和0. 5g吸水性材料(甜菜堿)在攪拌釜中攪拌混合時還包括加入60 克玻璃短纖維(購自定興縣軒岳科技新材有限公司)。該成型體的各項性能指標(biāo)在表1中示出。表權(quán)利要求
1.一種硅砂組合物，其特征在于，該硅砂組合物含有硅砂、第一粘結(jié)劑和吸水性材料； 以100重量份硅砂為基準(zhǔn)，所述第一粘結(jié)劑的含量為1-15重量份，所述吸水性材料的含量為0. 01-0. 1重量份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅砂組合物，其中，以100重量份硅砂為基準(zhǔn)，所述第一粘結(jié)劑的含量為2-10重量份，所述吸水性材料的含量為0. 01-0. 05重量份。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的組合物，其中，所述第一粘結(jié)劑選自丙烯酸系樹脂膠粘齊U、環(huán)氧樹脂膠粘劑和聚氨酯膠粘劑中的一種或多種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的組合物，其中，所述吸水性材料選自甜菜堿、膨潤土、硅藻土以及吸水性樹脂中的一種或多種。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的組合物，其中，所述吸水性樹脂為丙烯酸吸水性樹脂和/或丙烯酰胺吸水性樹脂。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的組合物，其中，所述硅砂為具有聚合物包覆層的硅砂，以所述具有聚合物包覆層的硅砂為基準(zhǔn)，所述聚合物包覆層的含量為0.01-10重量％。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的組合物，其中，以所述具有聚合物包覆層的硅砂為基準(zhǔn)，所述聚合物包覆層的含量為0. 05-8重量％。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的組合物，其中，所述聚合物包覆層為固化的第二粘結(jié)劑，所述第二粘結(jié)劑為選自丙烯酸系樹脂膠粘劑、環(huán)氧樹脂膠粘劑和聚氨酯膠粘劑中的一種或多種。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的組合物，其中，所述第二粘結(jié)劑與所述第一粘結(jié)劑相同。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的組合物，其中，所述第二粘結(jié)劑還含有白色顏料，以100 重量份所述第二粘結(jié)劑為基準(zhǔn)，所述白色顏料的含量為0.1-10重量份。
11.根據(jù)權(quán)利要求6所述的組合物，其中，所述硅砂的顆粒直徑為10-1000微米，白度大于或等于90度。
12.根據(jù)權(quán)利要求3所述的組合物，其中，所述環(huán)氧樹脂膠粘劑含有環(huán)氧樹脂和環(huán)氧樹脂固化劑，所述環(huán)氧樹脂的環(huán)氧值為0. 3-0. 55mol/100g,以100重量份環(huán)氧樹脂為基準(zhǔn)，所述環(huán)氧樹脂固化劑的含量為5-80重量份。
13.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的組合物，其中，所述組合物還含有短纖維，以100重量份硅砂為基準(zhǔn)，所述短纖維的含量為0. 01-10重量份；所述短纖維選自聚丙烯短纖維、木質(zhì)纖維和玻璃短纖維中的一種或多種。
14.一種成型體的制備方法，其特征在于，該方法包括將權(quán)利要求1-13中任意一項所述的硅砂組合物、成型并固化，所述硅砂組合物的各組分以混合物的形式存在。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，所述固化的條件包括固化的時間為1-80小時，固化的溫度為20-150°C。
16.一種由權(quán)利要求14或15所述的方法制備的成型體。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的成型體，其中，所述成型體的形狀為片狀，片狀成型體的厚度為0. 1-50毫米。
全文摘要
硅砂組合物，其中，該硅砂組合物含有硅砂、第一粘結(jié)劑和吸水性材料；以100重量份硅砂為基準(zhǔn)，所述第一粘結(jié)劑的含量為1-15重量份，所述吸水性材料的含量為0.01-0.1重量份。本發(fā)明提供的硅砂組合物中含有吸水性材料，與粘合劑相配合后與硅砂一起混合并固化得到的成型體具有較好的吸水性能，且強度也較好，不易損壞，可作為書法、繪畫用紙張，并且比一般的紙張更容易長期保存。
文檔編號C04B26/14GK102452817SQ20101052167
公開日2012年5月16日 申請日期2010年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月21日
發(fā)明者秦升益 申請人:北京仁創(chuàng)科技集團有限公司