树脂混凝土组成物及成型品的制作方法
【专利摘要】一种树脂混凝土组成物及成型品，该树脂混凝土组成物包含：无机填料组份，及用于黏结该无机填料组份的有机黏结组份。无机填料组份包括：平均粒径范围为4mm至10mm的第一填料，平均粒径范围为0.2mm至小于4mm的第二填料，平均粒径范围为小于0.2mm的第三填料，且以无机填料组份的总量为100wt％计，该第一填料的用量范围为35至50wt％。该成型品是将一如上所述的树脂混凝土组成物予以固化成型所制得。本发明树脂混凝土组成物的制备成本低廉，后续所制得的成型品具有低的孔隙率、高的压缩强度及抗曲强度，可做为建筑材料或机械设备的零组件。
【专利说明】
树脂混凝土组成物及成型品
技术领域
[0001] 本发明涉及一种树脂混凝土组成物，特别是涉及一种包含不同粒径范围的无机填 料的树脂混凝土组成物，及由该树脂混凝土组成物所制得的成型品。
【背景技术】
[0002] 中国台湾发明专利公告号388749提供了一种人造石材组成物，该人造石材组成 物包括：（1)无机混合物，其总量为最终制品的90重量％至97重量％ ;及（2)树脂或树脂 混合物，其总量为最终制品的3至10重量％。其中，无机混合物是由10至70筛目的无机 微细颗粒，及100筛目或更小的无机非常微细颗粒所组成，且该微细颗粒与非常微细颗粒 是以0. 5:1至5:1的重量比混合。由该人造石材组成物制得的人造石材具有致密结构、透 明色调、色彩深度、花岗岩、大理石或其他天然石材的特点、优越的成型，可做为壁材、地板 材及柱材。然而，该专利案使用大量的微细颗粒及非常微细颗粒，而颗粒的粒径越小，材料 成本就越高，从而使得该专利案的人造石组成物的制备成本较高。
[0003] 有鉴于该专利案有成本过高的缺点，为了促进产业发展，有需要开发一种制备成 本低廉的人造石组成物。
【发明内容】
[0004] 本发明的第一目的在于提供一种制备成本低廉的树脂混凝土（polymer concrete)组成物。
[0005] 本发明树脂混凝土组成物，包含：
[0006] -无机填料组份，包括第一填料、第二填料及第三填料，其中，该第一填料的平均 粒径范围为4mm至10mm，该第二填料的平均粒径范围为0· 2mm至小于4mm，该第三填料的平 均粒径范围为小于0. 2_，以及以该无机填料组份的总量为100wt%计，该第一填料的用量 范围为35至50wt% ;及
[0007] -有机黏结组份，用于黏结该无机填料组份。
[0008] 本发明树脂混凝土组成物，所述无机填料组份的总量为100wt%计，所述第二填料 的用量范围为35至45wt%。
[0009] 本发明树脂混凝土组成物，所述无机填料组份的总量为100wt%计，所述第三填料 的用量范围为10至20wt%。
[0010] 本发明树脂混凝土组成物，所述树脂混凝土组成物为100重量份计，所述无机填 料组份的用量范围为90至94重量份，所述有机黏结组份的用量范围为6至10重量份。
[0011] 本发明树脂混凝土组成物，所述有机黏结组份包括一稀释剂。
[0012] 本发明树脂混凝土组成物，所述有机黏结组份的总量为100wt%计，所述稀释剂的 用量范围为5至15wt%。
[0013] 本发明树脂混凝土组成物，所述无机填料组份的平均粒径范围为0. 1至10_。
[0014] 本发明的第二目的在于提供一种具有低孔隙率、高压缩强度及抗曲强度的成型 品。
[0015] 本发明成型品是将一如上所述的树脂混凝土组成物予以固化成型所制得。
[0016] 本发明的有益效果在于：借由使用平均粒径范围为4_至10mm的第一填料，平均 粒径范围为0. 2mm至小于4mm的第二填料，及平均粒径范围为小于0. 2mm的第三填料，并搭 配该第一填料的用量范围为35至50wt% (以该无机填料组份的总量为100wt%做为计算 基准），可降低该树脂混凝土组成物的小粒径填料的使用量，从而使该树脂混凝土组成物的 制备成本低廉。且该树脂混凝土组成物所制得的成型品具有低的孔隙率、高的压缩强度及 抗曲强度。
[0017] 以下将就本
【发明内容】
进行详细说明：
[0018] 该无机填料组份的平均粒径范围为0. 1至10_。该无机填料组份包括平均粒径范 围为4mm至10mm的第一填料、平均粒径范围为0· 2mm至小于4mm的第二填料，及平均粒径 范围为小于〇. 2mm的第三填料。
[0019] 该第一填料的种类于此并无特别限制，只要平均粒径范围为4mm至10mm的无机填 料皆适用，该第一填料的种类例如但不限于：矿材、水泥混凝土（concrete)，或两者的一组 合。该矿材例如但不限于：天然矿石、陶土、陶瓷材、玻璃等；该矿材更具体的例子为：沉积 岩（花岗石、大理石等）、变质岩、氧化硅等。该水泥混凝土是指以水泥（cement)做为黏结 剂所制得的混凝土。以该无机填料组份的总量为l〇〇wt%计，该第一填料的用量范围为35 至50wt%。当该第一填料的用量范围小于35wt%时，会造成成型品的最大机械强度不足； 大于50wt%时会使得成型品中具有大小不一的孔洞的机率增加。
[0020] 该第二填料的种类于此并无特别限制，只要平均粒径范围为0. 2mm至小于4_ 的无机填料皆适用，该第二填料的种类例如但不限于：矿材、水泥混凝土或两者的一组合。 其中，矿材及水泥混凝土是如上所述，故不再赘述。较佳地，以该无机填料组份的总量为 100wt%计，该第二填料的用量范围为35至45wt%。当该第二填料的用量范围小于35wt% 时，会造成成型品的机械强度落差扩大；大于45wt%时会使得成型品的最大机械强度不 足，以及具有孔径大小不一的孔洞的机率增加。
[0021] 该第三填料的种类于此并无特别限制，只要平均粒径范围为小于0. 2mm的无机填 料皆适用，该第三填料的种类例如但不限于：矿材、水泥混凝土或两者的一组合。其中，矿材 及水泥混凝土是如上所述，故不再赘述。较佳地，以该无机填料组份的总量为l〇〇wt%计，该 第三填料的用量范围为10至20wt %。当该第三填料的用量范围小于10wt %时，会使得成型 品中具有孔径较小的孔隙的机率增加；大于20wt%时会造成成型品的机械强度均匀减弱。
[0022] 该有机黏结组份是用于黏结该无机填料组份。该有机黏结组份包括一黏结材，该 黏结材例如但不限于：丙烯酸系树脂、不饱和聚酯树脂、环氧树脂及搭配环氧树脂的胺系固 化剂等。
[0023] 较佳地，该有机黏结组份还包括一稀释剂。该稀释剂是用于降低该有机黏结组份 的黏度。当该黏结材为环氧树脂及搭配环氧树脂的胺系固化剂时，该稀释剂亦能降低该环 氧树脂与该胺系固化剂反应时产生的气泡量。该稀释剂的种类于此并无特别限制，只要能 达成上述功效即可，该稀释剂的市售产品例如但不限于：允德实业的D i、2E或BGE等，上述 稀释剂能单独或混合使用。较佳地，以该有机黏结组份的总量为l〇〇wt%计，该稀释剂的用 量范围为5至15wt%。当该稀释剂的用量范围小于5wt%时，会使得该树脂混凝土组成物 制做成型品时具有较大的塑型障碍；大于15wt%时会造成有机黏结组份的黏结力降低以 及黏结力不均。当该有机黏结组份包括稀释剂、环氧树脂及搭配环氧树脂的胺系固化剂时， 以该有机黏结组份的总量为l〇〇wt%计，该环氧树脂的用量范围为60至75wt%，该胺系固 化剂的用量范围为20至35wt%，该稀释剂的用量范围为5至15wt%。
[0024] 较佳地，以该树脂混凝土组成物为100重量份计，该无机填料组份的用量范围为 90至94重量份，该有机黏结组份的用量范围为6至10重量份。当该无机填料组份的用量 范围小于90重量份时（即该有机黏结组份的用量范围大于10重量份），会降低该成型品的 最大机械强度以及平均机械强度；当该无机填料组份的用量范围大于94重量份时（即该有 机黏结组份的用量范围小于6重量份），会造成成型品的机械强度落差扩大。
[0025] 该成型品是由该树脂混凝土组成物固化成型所制得。固化成型的具体方式可例如 为浇铸成型或压缩成型。该成型品的制备方式的一具体例包含以下步骤：（1).将该第一填 料、第二填料及第三填料混合制得该无机填料组份；（2).将该无机填料组份及该有机黏结 组份混合制得该树脂混凝土组成物；（3).将该树脂混凝土组成物浇铸于一模型中，经固化 并脱模后即制得该成型品，其中，该浇铸的温度及固化时间是依照该有机黏结组份的种类 调整。
[0026] 该成型品具有低的孔隙率、高的压缩强度及抗曲强度，且从而可应用在建筑领域 及机械工程领域。建筑领域的具体用途例如为建筑的主承载结构，例如梁柱等，或是用在装 潢、装修，例如人造石流理台、人造石浴缸等。机械工程领域的具体用途例如为半导体制程 设备的零组件、精密检测设备的零组件、加工机的零组件，例如：承载刀具及刀座的设备横 梁、沟槽滑轨的基座等。
【具体实施方式】
[0027] 本发明将就以下实施例来作进一步说明，但应了解的是，所述实施例仅为例示说 明之用，而不应被解释为本发明实施的限制。
[0028] 〈实施例〉
[0029] [实施例1]树脂混凝土组成物及成型品
[0030] 无机填料组份：将45wt %的第一填料（花岗岩，粒径平均范围：4mm至10mm)、 37wt%的第二填料（花岗岩，粒径平均范围：0. 2mm至小于4mm)，及18wt%的第三填料（花 岗岩，粒径平均范围：小于〇.2_)均匀混合，得到一无机填料组份。
[0031] 有机黏结组份：将68wt%环氧树脂（厂商：允德实业，型号：X318)、20wt%胺系固 化剂（厂商：允德实业，型号：X318)及12wt%稀释剂（厂商：允德实业，型号：BGE)均匀混 合，得到一黏结组份。
[0032] 将91重量份的无机填料组份及9重量份的有机黏结组份均匀混合，得到实施例1 的树脂混凝土组成物。将所述树脂混凝土组成物浇铸于一模具中（浇铸机的厂商：信强科 技，浇铸温度：23±2°C )，经固化并脱模后（固化时间：120至168小时），制得实施例1的 成型品。
[0033] [实施例2至3]树脂混凝土组成物及成型品
[0034] 用与实施例1相同的制备方式制备实施例2至3的树脂混凝土组成物及树脂混凝 土成型品，差别在于如表1所示改变实施例2至3中各组份的用量。
[0035] [性质量测]
[0036] L压缩强度
[0037] 以CNS 13175规范量测实施例1至3成型品的压缩强度，量测结果如表1所示。
[0038] 2.抗曲强度
[0039] 以CNS 13175规范量测实施例1至3成型品的抗曲强度，量测结果如表1所示。
[0040] 3.孔隙率
[0041] 以下测量步骤以实施例1为例说明，实施例2至3是依照相同方式进行量测。
[0042] 将实施例1的树脂混凝土组成物制成体积为100cmX 100cmX 20cm的成型品，将所 述成型品以「米」字型切割得到8片切片。以高画素相机拍摄每一切片的每一表面，得到的 照片通过影像处理软体（LabVIEW)先计算每一切片的孔隙总面积与总表面积，再加总8片 切片的孔隙总面积与总表面积，得到成型品的孔隙总面积与总表面积，再借由以下算式计 算成型品的孔隙率。
[0043] 成型品的孔隙率（％)=成型品的孔隙总面积+成型品的总表面积X 100%
[0044] 表 1
[0045]
[0046] 注：「a」代表用量范围是以树脂混凝土组成物为100重量份计；「b」代表用量范围 是以无机填料组份为l〇〇wt%计；「C」代表用量范围是以有机黏结组份为100wt%计。
[0047] 由表1的结果，证明实施例1至3的成型品具有低的孔隙率、高的压缩强度及抗曲 强度。
[0048] 综上所述，借由用量范围为35至50wt%的平均粒径范围为4mm至10mm的第一填 料，平均粒径范围为0. 2mm至小于4mm的第二填料，及平均粒径范围为小于0. 2mm的第三填 料，使所述树脂混凝土组成物的制备成本低廉。且所述树脂混凝土组成物所制得的成型品 具有低的孔隙率、高的压缩强度及抗曲强度，故确实能达成本发明的目的。
[0049] 只是以上所述，为本发明的较佳实施例而已，当不能用此限定本发明实施的范围， 也就是说大凡依本发明申请权利要求书及发明说明书所作的简单的等效变化与修饰，皆仍 属本发明涵盖的范围。
【主权项】
1. 一种树脂混凝土组成物，其特征在于其包含： 一无机填料组份，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 径范围为4mm至10mm，所述第二填料的平均粒径范围为0· 2mm至小于4mm，所述第三填料的 平均粒径范围为小于0. 2_，以及以所述无机填料组份的总量为100wt%计，所述第一填料 的用量范围为35至50wt% ;及 一有机黏结组份，用于黏结所述无机填料组份。2. 根据权利要求1所述的树脂混凝土组成物，其特征在于：所述无机填料组份的总量 为100wt%计，所述第二填料的用量范围为35至45wt%。3. 根据权利要求1所述的树脂混凝土组成物，其特征在于：所述无机填料组份的总量 为lOOwt%计，所述第三填料的用量范围为10至20wt%。4. 根据权利要求1所述的树脂混凝土组成物，其特征在于：所述树脂混凝土组成物为 100重量份计，所述无机填料组份的用量范围为90至94重量份，所述有机黏结组份的用量 范围为6至10重量份。5. 根据权利要求1所述的树脂混凝土组成物，其特征在于：所述有机黏结组份包括一 稀释剂。6. 根据权利要求5所述的树脂混凝土组成物，其特征在于：所述有机黏结组份的总量 为100wt%计，所述稀释剂的用量范围为5至15wt%。7. 根据权利要求1所述的树脂混凝土组成物，其特征在于：所述无机填料组份的平均 粒径范围为〇· 1至l〇mm。8. -种成型品，是将一如权利要求1至7中任一项所述的树脂混凝土组成物予以固化 成型所制得。
【文档编号】C04B26/10GK105837085SQ201510014666
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2015年1月13日
【发明人】黄耐仁, 陈心茹, 吴敏弘
【申请人】财团法人石材暨资源产业研究发展中心