樹(shù)脂混凝土組成物及成型品的制作方法
【專(zhuān)利摘要】一種樹(shù)脂混凝土組成物及成型品，該樹(shù)脂混凝土組成物包含：無(wú)機(jī)填料組份，及用于黏結(jié)該無(wú)機(jī)填料組份的有機(jī)黏結(jié)組份。無(wú)機(jī)填料組份包括：平均粒徑范圍為4mm至10mm的第一填料，平均粒徑范圍為0.2mm至小于4mm的第二填料，平均粒徑范圍為小于0.2mm的第三填料，且以無(wú)機(jī)填料組份的總量為100wt％計(jì)，該第一填料的用量范圍為35至50wt％。該成型品是將一如上所述的樹(shù)脂混凝土組成物予以固化成型所制得。本發(fā)明樹(shù)脂混凝土組成物的制備成本低廉，后續(xù)所制得的成型品具有低的孔隙率、高的壓縮強(qiáng)度及抗曲強(qiáng)度，可做為建筑材料或機(jī)械設(shè)備的零組件。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
樹(shù)脂混凝土組成物及成型品
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種樹(shù)脂混凝土組成物，特別是涉及一種包含不同粒徑范圍的無(wú)機(jī)填 料的樹(shù)脂混凝土組成物，及由該樹(shù)脂混凝土組成物所制得的成型品。
【背景技術(shù)】
[0002] 中國(guó)臺(tái)灣發(fā)明專(zhuān)利公告號(hào)388749提供了一種人造石材組成物，該人造石材組成 物包括：（1)無(wú)機(jī)混合物，其總量為最終制品的90重量％至97重量％ ;及（2)樹(shù)脂或樹(shù)脂 混合物，其總量為最終制品的3至10重量％。其中，無(wú)機(jī)混合物是由10至70篩目的無(wú)機(jī) 微細(xì)顆粒，及100篩目或更小的無(wú)機(jī)非常微細(xì)顆粒所組成，且該微細(xì)顆粒與非常微細(xì)顆粒 是以0. 5:1至5:1的重量比混合。由該人造石材組成物制得的人造石材具有致密結(jié)構(gòu)、透 明色調(diào)、色彩深度、花崗巖、大理石或其他天然石材的特點(diǎn)、優(yōu)越的成型，可做為壁材、地板 材及柱材。然而，該專(zhuān)利案使用大量的微細(xì)顆粒及非常微細(xì)顆粒，而顆粒的粒徑越小，材料 成本就越高，從而使得該專(zhuān)利案的人造石組成物的制備成本較高。
[0003] 有鑒于該專(zhuān)利案有成本過(guò)高的缺點(diǎn)，為了促進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，有需要開(kāi)發(fā)一種制備成 本低廉的人造石組成物。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的第一目的在于提供一種制備成本低廉的樹(shù)脂混凝土（polymer concrete)組成物。
[0005] 本發(fā)明樹(shù)脂混凝土組成物，包含：
[0006] -無(wú)機(jī)填料組份，包括第一填料、第二填料及第三填料，其中，該第一填料的平均 粒徑范圍為4mm至10mm，該第二填料的平均粒徑范圍為0· 2mm至小于4mm，該第三填料的平 均粒徑范圍為小于0. 2_，以及以該無(wú)機(jī)填料組份的總量為100wt%計(jì)，該第一填料的用量 范圍為35至50wt% ;及
[0007] -有機(jī)黏結(jié)組份，用于黏結(jié)該無(wú)機(jī)填料組份。
[0008] 本發(fā)明樹(shù)脂混凝土組成物，所述無(wú)機(jī)填料組份的總量為100wt%計(jì)，所述第二填料 的用量范圍為35至45wt%。
[0009] 本發(fā)明樹(shù)脂混凝土組成物，所述無(wú)機(jī)填料組份的總量為100wt%計(jì)，所述第三填料 的用量范圍為10至20wt%。
[0010] 本發(fā)明樹(shù)脂混凝土組成物，所述樹(shù)脂混凝土組成物為100重量份計(jì)，所述無(wú)機(jī)填 料組份的用量范圍為90至94重量份，所述有機(jī)黏結(jié)組份的用量范圍為6至10重量份。
[0011] 本發(fā)明樹(shù)脂混凝土組成物，所述有機(jī)黏結(jié)組份包括一稀釋劑。
[0012] 本發(fā)明樹(shù)脂混凝土組成物，所述有機(jī)黏結(jié)組份的總量為100wt%計(jì)，所述稀釋劑的 用量范圍為5至15wt%。
[0013] 本發(fā)明樹(shù)脂混凝土組成物，所述無(wú)機(jī)填料組份的平均粒徑范圍為0. 1至10_。
[0014] 本發(fā)明的第二目的在于提供一種具有低孔隙率、高壓縮強(qiáng)度及抗曲強(qiáng)度的成型 品。
[0015] 本發(fā)明成型品是將一如上所述的樹(shù)脂混凝土組成物予以固化成型所制得。
[0016] 本發(fā)明的有益效果在于：借由使用平均粒徑范圍為4_至10mm的第一填料，平均 粒徑范圍為0. 2mm至小于4mm的第二填料，及平均粒徑范圍為小于0. 2mm的第三填料，并搭 配該第一填料的用量范圍為35至50wt% (以該無(wú)機(jī)填料組份的總量為100wt%做為計(jì)算 基準(zhǔn)），可降低該樹(shù)脂混凝土組成物的小粒徑填料的使用量，從而使該樹(shù)脂混凝土組成物的 制備成本低廉。且該樹(shù)脂混凝土組成物所制得的成型品具有低的孔隙率、高的壓縮強(qiáng)度及 抗曲強(qiáng)度。
[0017] 以下將就本
【發(fā)明內(nèi)容】
進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明：
[0018] 該無(wú)機(jī)填料組份的平均粒徑范圍為0. 1至10_。該無(wú)機(jī)填料組份包括平均粒徑范 圍為4mm至10mm的第一填料、平均粒徑范圍為0· 2mm至小于4mm的第二填料，及平均粒徑 范圍為小于〇. 2mm的第三填料。
[0019] 該第一填料的種類(lèi)于此并無(wú)特別限制，只要平均粒徑范圍為4mm至10mm的無(wú)機(jī)填 料皆適用，該第一填料的種類(lèi)例如但不限于：礦材、水泥混凝土（concrete)，或兩者的一組 合。該礦材例如但不限于：天然礦石、陶土、陶瓷材、玻璃等；該礦材更具體的例子為：沉積 巖（花崗石、大理石等）、變質(zhì)巖、氧化硅等。該水泥混凝土是指以水泥（cement)做為黏結(jié) 劑所制得的混凝土。以該無(wú)機(jī)填料組份的總量為l〇〇wt%計(jì)，該第一填料的用量范圍為35 至50wt%。當(dāng)該第一填料的用量范圍小于35wt%時(shí)，會(huì)造成成型品的最大機(jī)械強(qiáng)度不足； 大于50wt%時(shí)會(huì)使得成型品中具有大小不一的孔洞的機(jī)率增加。
[0020] 該第二填料的種類(lèi)于此并無(wú)特別限制，只要平均粒徑范圍為0. 2mm至小于4_ 的無(wú)機(jī)填料皆適用，該第二填料的種類(lèi)例如但不限于：礦材、水泥混凝土或兩者的一組合。 其中，礦材及水泥混凝土是如上所述，故不再贅述。較佳地，以該無(wú)機(jī)填料組份的總量為 100wt%計(jì)，該第二填料的用量范圍為35至45wt%。當(dāng)該第二填料的用量范圍小于35wt% 時(shí)，會(huì)造成成型品的機(jī)械強(qiáng)度落差擴(kuò)大；大于45wt%時(shí)會(huì)使得成型品的最大機(jī)械強(qiáng)度不 足，以及具有孔徑大小不一的孔洞的機(jī)率增加。
[0021] 該第三填料的種類(lèi)于此并無(wú)特別限制，只要平均粒徑范圍為小于0. 2mm的無(wú)機(jī)填 料皆適用，該第三填料的種類(lèi)例如但不限于：礦材、水泥混凝土或兩者的一組合。其中，礦材 及水泥混凝土是如上所述，故不再贅述。較佳地，以該無(wú)機(jī)填料組份的總量為l〇〇wt%計(jì)，該 第三填料的用量范圍為10至20wt %。當(dāng)該第三填料的用量范圍小于10wt %時(shí)，會(huì)使得成型 品中具有孔徑較小的孔隙的機(jī)率增加；大于20wt%時(shí)會(huì)造成成型品的機(jī)械強(qiáng)度均勻減弱。
[0022] 該有機(jī)黏結(jié)組份是用于黏結(jié)該無(wú)機(jī)填料組份。該有機(jī)黏結(jié)組份包括一黏結(jié)材，該 黏結(jié)材例如但不限于：丙烯酸系樹(shù)脂、不飽和聚酯樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂及搭配環(huán)氧樹(shù)脂的胺系固 化劑等。
[0023] 較佳地，該有機(jī)黏結(jié)組份還包括一稀釋劑。該稀釋劑是用于降低該有機(jī)黏結(jié)組份 的黏度。當(dāng)該黏結(jié)材為環(huán)氧樹(shù)脂及搭配環(huán)氧樹(shù)脂的胺系固化劑時(shí)，該稀釋劑亦能降低該環(huán) 氧樹(shù)脂與該胺系固化劑反應(yīng)時(shí)產(chǎn)生的氣泡量。該稀釋劑的種類(lèi)于此并無(wú)特別限制，只要能 達(dá)成上述功效即可，該稀釋劑的市售產(chǎn)品例如但不限于：允德實(shí)業(yè)的D i、2E或BGE等，上述 稀釋劑能單獨(dú)或混合使用。較佳地，以該有機(jī)黏結(jié)組份的總量為l〇〇wt%計(jì)，該稀釋劑的用 量范圍為5至15wt%。當(dāng)該稀釋劑的用量范圍小于5wt%時(shí)，會(huì)使得該樹(shù)脂混凝土組成物 制做成型品時(shí)具有較大的塑型障礙；大于15wt%時(shí)會(huì)造成有機(jī)黏結(jié)組份的黏結(jié)力降低以 及黏結(jié)力不均。當(dāng)該有機(jī)黏結(jié)組份包括稀釋劑、環(huán)氧樹(shù)脂及搭配環(huán)氧樹(shù)脂的胺系固化劑時(shí)， 以該有機(jī)黏結(jié)組份的總量為l〇〇wt%計(jì)，該環(huán)氧樹(shù)脂的用量范圍為60至75wt%，該胺系固 化劑的用量范圍為20至35wt%，該稀釋劑的用量范圍為5至15wt%。
[0024] 較佳地，以該樹(shù)脂混凝土組成物為100重量份計(jì)，該無(wú)機(jī)填料組份的用量范圍為 90至94重量份，該有機(jī)黏結(jié)組份的用量范圍為6至10重量份。當(dāng)該無(wú)機(jī)填料組份的用量 范圍小于90重量份時(shí)（即該有機(jī)黏結(jié)組份的用量范圍大于10重量份），會(huì)降低該成型品的 最大機(jī)械強(qiáng)度以及平均機(jī)械強(qiáng)度；當(dāng)該無(wú)機(jī)填料組份的用量范圍大于94重量份時(shí)（即該有 機(jī)黏結(jié)組份的用量范圍小于6重量份），會(huì)造成成型品的機(jī)械強(qiáng)度落差擴(kuò)大。
[0025] 該成型品是由該樹(shù)脂混凝土組成物固化成型所制得。固化成型的具體方式可例如 為澆鑄成型或壓縮成型。該成型品的制備方式的一具體例包含以下步驟：（1).將該第一填 料、第二填料及第三填料混合制得該無(wú)機(jī)填料組份；（2).將該無(wú)機(jī)填料組份及該有機(jī)黏結(jié) 組份混合制得該樹(shù)脂混凝土組成物；（3).將該樹(shù)脂混凝土組成物澆鑄于一模型中，經(jīng)固化 并脫模后即制得該成型品，其中，該澆鑄的溫度及固化時(shí)間是依照該有機(jī)黏結(jié)組份的種類(lèi) 調(diào)整。
[0026] 該成型品具有低的孔隙率、高的壓縮強(qiáng)度及抗曲強(qiáng)度，且從而可應(yīng)用在建筑領(lǐng)域 及機(jī)械工程領(lǐng)域。建筑領(lǐng)域的具體用途例如為建筑的主承載結(jié)構(gòu)，例如梁柱等，或是用在裝 潢、裝修，例如人造石流理臺(tái)、人造石浴缸等。機(jī)械工程領(lǐng)域的具體用途例如為半導(dǎo)體制程 設(shè)備的零組件、精密檢測(cè)設(shè)備的零組件、加工機(jī)的零組件，例如：承載刀具及刀座的設(shè)備橫 梁、溝槽滑軌的基座等。
【具體實(shí)施方式】
[0027] 本發(fā)明將就以下實(shí)施例來(lái)作進(jìn)一步說(shuō)明，但應(yīng)了解的是，所述實(shí)施例僅為例示說(shuō) 明之用，而不應(yīng)被解釋為本發(fā)明實(shí)施的限制。
[0028] 〈實(shí)施例〉
[0029] [實(shí)施例1]樹(shù)脂混凝土組成物及成型品
[0030] 無(wú)機(jī)填料組份：將45wt %的第一填料（花崗巖，粒徑平均范圍：4mm至10mm)、 37wt%的第二填料（花崗巖，粒徑平均范圍：0. 2mm至小于4mm)，及18wt%的第三填料（花 崗巖，粒徑平均范圍：小于〇.2_)均勻混合，得到一無(wú)機(jī)填料組份。
[0031] 有機(jī)黏結(jié)組份：將68wt%環(huán)氧樹(shù)脂（廠商：允德實(shí)業(yè)，型號(hào)：X318)、20wt%胺系固 化劑（廠商：允德實(shí)業(yè)，型號(hào)：X318)及12wt%稀釋劑（廠商：允德實(shí)業(yè)，型號(hào)：BGE)均勻混 合，得到一黏結(jié)組份。
[0032] 將91重量份的無(wú)機(jī)填料組份及9重量份的有機(jī)黏結(jié)組份均勻混合，得到實(shí)施例1 的樹(shù)脂混凝土組成物。將所述樹(shù)脂混凝土組成物澆鑄于一模具中（澆鑄機(jī)的廠商：信強(qiáng)科 技，澆鑄溫度：23±2°C )，經(jīng)固化并脫模后（固化時(shí)間：120至168小時(shí)），制得實(shí)施例1的 成型品。
[0033] [實(shí)施例2至3]樹(shù)脂混凝土組成物及成型品
[0034] 用與實(shí)施例1相同的制備方式制備實(shí)施例2至3的樹(shù)脂混凝土組成物及樹(shù)脂混凝 土成型品，差別在于如表1所示改變實(shí)施例2至3中各組份的用量。
[0035] [性質(zhì)量測(cè)]
[0036] L壓縮強(qiáng)度
[0037] 以CNS 13175規(guī)范量測(cè)實(shí)施例1至3成型品的壓縮強(qiáng)度，量測(cè)結(jié)果如表1所示。
[0038] 2.抗曲強(qiáng)度
[0039] 以CNS 13175規(guī)范量測(cè)實(shí)施例1至3成型品的抗曲強(qiáng)度，量測(cè)結(jié)果如表1所示。
[0040] 3.孔隙率
[0041] 以下測(cè)量步驟以實(shí)施例1為例說(shuō)明，實(shí)施例2至3是依照相同方式進(jìn)行量測(cè)。
[0042] 將實(shí)施例1的樹(shù)脂混凝土組成物制成體積為100cmX 100cmX 20cm的成型品，將所 述成型品以「米」字型切割得到8片切片。以高畫(huà)素相機(jī)拍攝每一切片的每一表面，得到的 照片通過(guò)影像處理軟體（LabVIEW)先計(jì)算每一切片的孔隙總面積與總表面積，再加總8片 切片的孔隙總面積與總表面積，得到成型品的孔隙總面積與總表面積，再借由以下算式計(jì) 算成型品的孔隙率。
[0043] 成型品的孔隙率（％)=成型品的孔隙總面積+成型品的總表面積X 100%
[0044] 表 1
[0045]
[0046] 注：「a」代表用量范圍是以樹(shù)脂混凝土組成物為100重量份計(jì)；「b」代表用量范圍 是以無(wú)機(jī)填料組份為l〇〇wt%計(jì)；「C」代表用量范圍是以有機(jī)黏結(jié)組份為100wt%計(jì)。
[0047] 由表1的結(jié)果，證明實(shí)施例1至3的成型品具有低的孔隙率、高的壓縮強(qiáng)度及抗曲 強(qiáng)度。
[0048] 綜上所述，借由用量范圍為35至50wt%的平均粒徑范圍為4mm至10mm的第一填 料，平均粒徑范圍為0. 2mm至小于4mm的第二填料，及平均粒徑范圍為小于0. 2mm的第三填 料，使所述樹(shù)脂混凝土組成物的制備成本低廉。且所述樹(shù)脂混凝土組成物所制得的成型品 具有低的孔隙率、高的壓縮強(qiáng)度及抗曲強(qiáng)度，故確實(shí)能達(dá)成本發(fā)明的目的。
[0049] 只是以上所述，為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，當(dāng)不能用此限定本發(fā)明實(shí)施的范圍， 也就是說(shuō)大凡依本發(fā)明申請(qǐng)權(quán)利要求書(shū)及發(fā)明說(shuō)明書(shū)所作的簡(jiǎn)單的等效變化與修飾，皆仍 屬本發(fā)明涵蓋的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種樹(shù)脂混凝土組成物，其特征在于其包含： 一無(wú)機(jī)填料組份，包括第一填料、第二填料及第三填料，其中，所述第一填料的平均粒 徑范圍為4mm至10mm，所述第二填料的平均粒徑范圍為0· 2mm至小于4mm，所述第三填料的 平均粒徑范圍為小于0. 2_，以及以所述無(wú)機(jī)填料組份的總量為100wt%計(jì)，所述第一填料 的用量范圍為35至50wt% ;及 一有機(jī)黏結(jié)組份，用于黏結(jié)所述無(wú)機(jī)填料組份。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的樹(shù)脂混凝土組成物，其特征在于：所述無(wú)機(jī)填料組份的總量 為100wt%計(jì)，所述第二填料的用量范圍為35至45wt%。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的樹(shù)脂混凝土組成物，其特征在于：所述無(wú)機(jī)填料組份的總量 為lOOwt%計(jì)，所述第三填料的用量范圍為10至20wt%。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的樹(shù)脂混凝土組成物，其特征在于：所述樹(shù)脂混凝土組成物為 100重量份計(jì)，所述無(wú)機(jī)填料組份的用量范圍為90至94重量份，所述有機(jī)黏結(jié)組份的用量 范圍為6至10重量份。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的樹(shù)脂混凝土組成物，其特征在于：所述有機(jī)黏結(jié)組份包括一 稀釋劑。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的樹(shù)脂混凝土組成物，其特征在于：所述有機(jī)黏結(jié)組份的總量 為100wt%計(jì)，所述稀釋劑的用量范圍為5至15wt%。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的樹(shù)脂混凝土組成物，其特征在于：所述無(wú)機(jī)填料組份的平均 粒徑范圍為〇· 1至l〇mm。8. -種成型品，是將一如權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的樹(shù)脂混凝土組成物予以固化 成型所制得。
【文檔編號(hào)】C04B26/10GK105837085SQ201510014666
【公開(kāi)日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2015年1月13日
【發(fā)明人】黃耐仁, 陳心茹, 吳敏弘
【申請(qǐng)人】財(cái)團(tuán)法人石材暨資源產(chǎn)業(yè)研究發(fā)展中心