IT9019814A1 - ARTIFICIAL MARBLE AND PROCEDURE FOR ITS PREPARATION - Google Patents
ARTIFICIAL MARBLE AND PROCEDURE FOR ITS PREPARATIONInfo
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Description
"Marmo artificiale e procedimento per la sua preparazione" "Artificial marble and its preparation procedure"
Un marmo artificiale è costituito da una matrice organica, prodotto della polimerizzazione, per via radicalica, di una composizione liquida polimerizzabile contenente almeno un poli(allil carbonato) di un poliolo, in forma di monomero e/o di oligomero, e da una carica minerale dispersa in detta matrice organica, la carica minerale essendo almeno in parte costituita da polvere di cristobalite. An artificial marble is made up of an organic matrix, product of the polymerization, by radical way, of a polymerizable liquid composition containing at least one poly (allyl carbonate) of a polyol, in the form of monomer and / or oligomer, and of a mineral filler dispersed in said organic matrix, the mineral charge being at least partly constituted by cristobalite powder.
Il marmo artificiale così ottenuto presenta caratteristiche migliorate specialmente in relazione al colore e alla resistenza al graffio. The artificial marble thus obtained has improved characteristics especially in relation to color and scratch resistance.
DESCRIZIONE DESCRIPTION
La presente invenzione riguarda un marmo artificiale ed il procedimene per la sua preparazione. The present invention relates to an artificial marble and the procedure for its preparation.
Sono noti nella tecnica marmi artificiali generalmente formati da una carica minerale dispersa in una matrice polimerica, che trovano impiego in manufatti per i quali è richiesta una elevata resistenza chimica, ad esempio piani di lavoro in laboratori chimici, piani per cucina e simili. Artificial marbles are known in the art generally formed by a mineral filler dispersed in a polymeric matrix, which are used in articles for which a high chemical resistance is required, for example worktops in chemical laboratories, kitchen tops and the like.
Nella domanda di brevetto Giappone 61-111.953 viene descritto un marmo artificiale formato da un poliallil carbonato di un poliolo che ingloba allumina idrata o silice, in particolare pietra di silice. In the Japanese patent application 61-111.953 an artificial marble is described formed by a polyallyl carbonate of a polyol which incorporates hydrated alumina or silica, in particular silica stone.
Nella domanda di brevetto Giappone 63-246.660 viene descritto un marmo artificiale a basso peso specifico, formato dal prodotto della polimerizzazione di un composto allilico o acrilico che ingloba una carica minerale di particelle cave di vetro, silice o allumina. In Japan patent application 63-246.660 a low specific weight artificial marble is described, formed by the polymerization product of an allyl or acrylic compound which incorporates a mineral filler of hollow particles of glass, silica or alumina.
Nella domanda di brevetto Giappone 63-237.989 viene descritto un marmo artificiale formato dal prodotto della polimerizzazione di un oligomero di un allil carbonato di un alcool poliossidrilico che ingloba una carica minerale scelta tra silice, vetro, idrossido di alluminio, idrossìdo di magnesio, mica, talco, biossido di titanio, carbonato di calcio e loro miscele. In Japan patent application 63-237.989 an artificial marble is described formed by the polymerization of an oligomer of an allyl carbonate of a polyhydric alcohol which incorporates a mineral filler selected from silica, glass, aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, mica, talc, titanium dioxide, calcium carbonate and their mixtures.
E' stato ora trovato, secondo la presente invenzione, che l'uso di cristobalite, una modificazione cristallografica non naturale delle silice, quale carica di rinforzo in un polimero organico ottenuto per polimerizzazione di un monomero e/o oligomero di un poli(allil carbonato) di un poliolo, consente l'ottenimento di marmi artificiali inaspettatamente migliorati rispetto a quelli della tecnica nota. In particolare i miglioramenti conseguibili riguardano sia il colore, sia le caratteristiche meccaniche, in particolare la resistenza al graffio. It has now been found, according to the present invention, that the use of cristobalite, a non-natural crystallographic modification of silica, as a reinforcing filler in an organic polymer obtained by polymerization of a monomer and / or oligomer of a poly (allyl carbonate ) of a polyol, allows to obtain unexpectedly improved artificial marbles with respect to those of the known art. In particular, the achievable improvements concern both the color and the mechanical characteristics, in particular the scratch resistance.
In accordo con ciò la presente invenzione riguarda un marmo artificiale con caratteristiche migliorate di colore e di resistenza al graffio, formato da una matrice organica, prodotto della polimerizzazione, per via radicalica, di una composizione liquida polimerizzabile contenente almeno un poli(allil carbonato) di un poliolo contenente da 2 a 6 gruppi idrossile nella molecola, in forma di monomero e/o oligomero, e da una carica minerale dispersa in detta matrice organica, in cui la carica minerale è costituita, almeno in parte, da polvere di cristobalite. In accordance with this, the present invention relates to an artificial marble with improved characteristics of color and scratch resistance, formed by an organic matrix, product of the polymerization, by radical way, of a polymerizable liquid composition containing at least one poly (allyl carbonate) of a polyol containing from 2 to 6 hydroxyl groups in the molecule, in the form of monomer and / or oligomer, and of a mineral filler dispersed in said organic matrix, in which the mineral filler consists, at least in part, of cristobalite powder.
Nella presente descrizione, con cristobalite si intende la modificazione cristallografica della silice naturale nota come cristobalite beta, che viene ottenuta per riscaldamento del quarzo a temperature dell'ordine di 1500°C. In the present description, cristobalite refers to the crystallographic modification of natural silica known as beta cristobalite, which is obtained by heating the quartz to temperatures of the order of 1500 ° C.
La sequenza delle modificazioni cristallografiche che avvengono nella silice sottoposta a riscaldamento è riportata nel testo "Chimica Applicata ed Industriale", di E. Mariani-UTET, alla pagina 378 e seguenti. The sequence of crystallographic modifications that occur in the heated silica is reported in the text "Applied and Industrial Chemistry", by E. Mariani-UTET, on page 378 and following.
Una tale sequenza delle modificazioni cristallografiche può essere schematizzata nel modo che segue: Such a sequence of crystallographic modifications can be schematized as follows:
Quarzo — Quarzo —■"■=? Tridimite --»■ Cristobalite (beta) 573°C (alfa) 870°C (alfa) 1470°C (alfa) Quartz - Quartz - ■ "■ =? Tridymite -» ■ Cristobalite (beta) 573 ° C (alpha) 870 ° C (alpha) 1470 ° C (alpha)
220-280°C IV Cristobalite (beta) Convenientemente la cristobalite sarà in forma di polvere con grandezza delle particelle da 1 a 200 um e preferibilmente da 2 a 50 jjm. 220-280 ° C IV Cristobalite (beta) Conveniently cristobalite will be in the form of a powder with particle size from 1 to 200 µm and preferably from 2 to 50 µm.
Secondo una forma di attuazione viene utilizzata una carica minerale di cristobalite e di allumina triidrata, entrambe in forma di polvere con le dimensioni sopra riportate. According to an embodiment, a mineral filler of cristobalite and trihydrate alumina is used, both in the form of a powder with the above dimensions.
Secondo un'ulteriore forma di attuazione la polvere di cristobalite e/o di allumina è stata pretrattata con agenti compatibilizzanti della classe dei silani, come ad esempio gamma-metacrilossi propil trietossisilano, vinil trietossisilano e trimetri silano. Questi agenti compatibilizzanti hanno l'effetto di legare intimamente la matrice organica alla carica inorganica, creando una struttura più compatta e continua nel marmo artificiale, con conseguente ulteriore miglioramento delle sue caratteristiche meccaniche. According to a further embodiment, the cristobalite and / or alumina powder was pretreated with compatibilizing agents of the silane class, such as for example gamma-methacryloxy propyl triethoxysilane, vinyl triethoxysilane and trimethyl silane. These compatibilizing agents have the effect of intimately binding the organic matrix to the inorganic charge, creating a more compact and continuous structure in the artificial marble, with a consequent further improvement of its mechanical characteristics.
La matrice organica del marmo artificiale secondo la presente invenzione è il prodotto della polimerizzazione, per via radicalica, di una composizione liquida polimerizzabile contenente almeno un poli(allil carbonato) di un poliolo contenente da 2 a 6 gruppi idrossile nella molecola, in forma di monomero e/o oligomero. The organic matrix of the artificial marble according to the present invention is the product of the polymerization, by radical way, of a polymerizable liquid composition containing at least one poly (allyl carbonate) of a polyol containing from 2 to 6 hydroxyl groups in the molecule, in the form of a monomer and / or oligomer.
I poli(allil carbonati) dei polioli, utili per la composizione della presente invenzione, possono ad esempio essere scelti tra: The poly (allyl carbonates) of the polyols, useful for the composition of the present invention, can for example be selected from:
bis (allil carbonati) di dioli come glicole etilenico, glicole propilenico, glicole dietilenico, glicole dipropilenico , glicole trietilenico, glicole tetraetilenico, pentandiolo, esandiolo, cicloesil dimetanolo, glicole neopentilico e dimetanol triciclo decano; bis (allyl carbonates) of diols such as ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, dipropylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, pentandiol, hexanediol, cyclohexyl dimethanol, neopentyl glycol and dimethanol tricycle decane;
tris(allil carbonati) di trioli come glicerolo, trimetilolpropano e tris (idrossietil) isocianurato; tetra (allil carbonato) del pentaeritritolo; esa(allil carbonato) del dipentaeritritolo. tris (allyl carbonates) of triols such as glycerol, trimethylolpropane and tris (hydroxyethyl) isocyanurate; tetra (allyl carbonate) of pentaerythritol; hexa (allyl carbonate) of dipentaerythritol.
Fanno parte della presente invenzione anche quelle matrici organiche che derivano da poli(allil carbonati) misti, contenenti cioè nella stessa molecola radicali di due o più polioli diversi. The organic matrices deriving from mixed poly (allyl carbonates), ie containing radicals of two or more different polyols in the same molecule also form part of the present invention.
Secondo una forma preferita di attuazione, detta matrice organica è il prodotto della polimerizzazione del bis(allil carbonato) del glicole dietilenico monomero, definibile con la formula: According to a preferred embodiment, said organic matrix is the product of the polymerization of the bis (allyl carbonate) of the monomer diethylene glycol, which can be defined with the formula:
CH-2=CH-CH-2-0-C^-0-ZR-O-Cjj-0,-7'n-CH„Z-CH=CH-2 (I) CH-2 = CH-CH-2-0-C ^ -0-ZR-O-Cjj-0, -7'n-CH "Z-CH = CH-2 (I)
0 O 0 O
dove R è il radicale del glicole dietilenico e n = 1. where R is the radical of diethylene glycol and n = 1.
Il composto (I) può essere preparato per reazione di dietilenglicole bis(cloroformiato) con alcool allilico, come ad esempio descritto in "Encyclopedia of Chemical Technology", Kirk-Othmer, III Ed., Voi. 2, pagg. 111-112. Compound (I) can be prepared by reaction of diethylene glycol bis (chloroformate) with allyl alcohol, as described for example in "Encyclopedia of Chemical Technology", Kirk-Othmer, III Ed., Vol. 2, pp. 111-112.
Secondo un'altra forma preferita di attuazione la matrice organica è il prodotto della polimerizzazione di una miscela di bis(allil carbonato) del glicole dietilenico monomero (n = 1 nella formula (I)) con uno o più oligomeri del bis(allil carbonato) del glicole dietilenico (n da 2 a circa 10 nella formula (I)). In particolare possono essere utilizzate miscele monomero/oligomeri contenenti da 20 a 90% in peso di monomero . According to another preferred embodiment, the organic matrix is the product of the polymerization of a mixture of bis (allyl carbonate) of diethylene glycol monomer (n = 1 in formula (I)) with one or more oligomers of bis (allyl carbonate) of diethylene glycol (n from 2 to about 10 in formula (I)). In particular, monomer / oligomer mixtures containing from 20 to 90% by weight of monomer can be used.
Queste miscele possono essere preparate in modo semplice e conveniente mediante una reazione di transesterificazione tra diallil carbonato e glicole dietilenico, operando in presenza di un catalizzatore basico, ad esempio secondo quanto descritto nel brevetto Europa 35.304. These mixtures can be prepared in a simple and convenient way by means of a transesterification reaction between diallyl carbonate and diethylene glycol, operating in the presence of a basic catalyst, for example according to what is described in the European patent 35,304.
Secondo un'ulteriore forma preferita di attuazione la matrice organica è il prodotto della polimerizzazione di una miscela di: According to a further preferred embodiment, the organic matrix is the product of the polymerization of a mixture of:
(a) bis(allil carbonato) del glicole dietilenico monomero; (a) bis (allyl carbonate) of the monomer diethylene glycol;
(b) bis(allil carbonato) del glicole dietilenico oligomero (come sopra definito); e (b) bis (allyl carbonate) of the oligomer diethylene glycol (as defined above); And
(c) tris (allil carbonato) del tris (idrossietil) isocianurato . (c) tris (allyl carbonate) of tris (hydroxyethyl) isocyanurate.
Convenientemente una tale miscela conterrà da 10 a 50% in peso del componente (a); da 20 a 70% in peso del componente (b); e da 5 a 50% in peso del componente (c). Il componente (c) può essere parzialmente oligomerico (ad esempio fino a circa 30% in peso). Conveniently, such a mixture will contain from 10 to 50% by weight of component (a); from 20 to 70% by weight of component (b); and from 5 to 50% by weight of component (c). Component (c) can be partially oligomeric (for example up to about 30% by weight).
Miscele polimerizzabili di questo tipo sono ad esempio descritte nel brevetto U.S. 4.812.545. Polymerizable mixtures of this type are for example described in U.S. Pat. 4,812,545.
Secondo un'ulteriore forma preferita di attuazione la matrice organica è il prodotto della polimerizzazione di una di una composizione liquida polimerizzabile ottenuta sottoponendo a transesterificazione una miscela di diallil carbonato, glicole dietilenico tris (idrossietil) isocianurato, come ad esempio descritto nella domanda di brevetto Europa pubblicazione N. According to a further preferred embodiment, the organic matrix is the product of the polymerization of one of a polymerizable liquid composition obtained by subjecting to transesterification a mixture of diallyl carbonate, diethylene glycol tris (hydroxyethyl) isocyanurate, as for example described in the European patent application publication No.
302.537. 302.537.
La composizione liquida polimerizzabile, secondo la presente invenzione, può contenere quantità minori di un monomero monofunzionale vinilico o (met)acrilico, come ad esempio acetato di vinile, versatato di vinile e metacrilato di metile. The polymerizable liquid composition according to the present invention may contain minor amounts of a monofunctional vinyl or (meth) acrylic monomer, such as for example vinyl acetate, vinyl versate and methyl methacrylate.
Tale monomero monofunzionale può essere presente nella composizione liquida polimerizzabile in quantità da 0 a 40% in peso e preferibilmente da 0 a 20% in peso. This monofunctional monomer can be present in the polymerizable liquid composition in quantities from 0 to 40% by weight and preferably from 0 to 20% by weight.
In generale, il marmo artificiale secondo la presente invenzione può contenere da 10 a 90% in peso di matrice organica, da 10 a 90% in peso di cristobalite e da 0 a 80% in peso di allumina triidrata. In general, the artificial marble according to the present invention can contain from 10 to 90% by weight of organic matrix, from 10 to 90% by weight of cristobalite and from 0 to 80% by weight of alumina trihydrate.
Nella forma di attuazione preferita il marmo secondo la presente invenzione contiene da 25 a 50% in peso di matrice organica, da 25 a 75% in peso di cristobalite e da 0 a 50% in peso di allumina triidrata. In the preferred embodiment, the marble according to the present invention contains from 25 to 50% by weight of organic matrix, from 25 to 75% by weight of cristobalite and from 0 to 50% by weight of alumina trihydrate.
Secondo un'ulteriore forma di attuazione la cristobalite e/o l'allumina triidrata sono sostituite parzialmente (ad esempio fino a 50% del loro peso) con altre cariche minerali come: mica, talco, feldspato, wallostonite, carbonato di calcio, ossido di alluminio, solfato di bario, sferule di vetro (anche cave) triossido di antimonio e borato di zinco. According to a further embodiment, cristobalite and / or alumina trihydrate are partially replaced (for example up to 50% of their weight) with other mineral fillers such as: mica, talc, feldspar, wallostonite, calcium carbonate, oxide of aluminum, barium sulphate, glass spheres (also hollow), antimony trioxide and zinc borate.
Il marmo artificiale secondo la presente invenzione può contenere addizionalmente biossido di titanio e pigmenti coloranti di tipo organico, o preferibilmente inorganico, capaci di conferire al marmo stesso la tonalità cromatica desiderata. The artificial marble according to the present invention can additionally contain titanium dioxide and coloring pigments of an organic or preferably inorganic type, capable of giving the marble itself the desired chromatic tone.
Secondo un altro aspetto, la presente invenzione riguarda un procedimento per la preparazione del marmo artificiale che comprende: According to another aspect, the present invention relates to a process for the preparation of artificial marble which comprises:
la miscelazione della carica minerale di cristohalite, e degli eventuali altri ingredienti, con la composizione liquida polimerizzabile e con un iniziatore radicalico di polimerizzazione, fino a formare una miscela omogenea; mixing the cristohalite mineral filler, and any other ingredients, with the polymerizable liquid composition and with a radical polymerization initiator, to form a homogeneous mixture;
la versamento della miscela in uno stampo, e la polimerizzazione della composizione liquida polimerizzabile per effetto dei radicali liberi generati dall'iniziatore. the pouring of the mixture into a mold, and the polymerization of the polymerizable liquid composition due to the effect of the free radicals generated by the initiator.
In particolare la miscelazione dei componenti viene effettuata in un mescolatore adatto, preferibilmente sotto vuoto, fino a produrre una massa fluida omogenea, con comportamento reologico non newtoniano e con una viscosità dipendente dalla composizione, ma generalmente nell'intervallo da 500 a 10.000 cP, a velocità di taglio di 20 sec In particular, the mixing of the components is carried out in a suitable mixer, preferably under vacuum, until a homogeneous fluid mass is produced, with non-Newtonian rheological behavior and with a viscosity depending on the composition, but generally in the range from 500 to 10,000 cP, to cutting speed of 20 sec
Un vantaggio del procedimento della presente invenzione deriva dalla densità della cristobalite che è significativamente più bassa di quella del quarzo e pertanto presenta una scarsa tendenza alla sedimentazione nella miscela con la composizione liquida polimerizzabile. An advantage of the process of the present invention derives from the density of the cristobalite which is significantly lower than that of the quartz and therefore has a low tendency to sedimentation in the mixture with the polymerizable liquid composition.
Oltre la carica inorganica, la composizione liquida polimerizzabile e l'iniziatore di polimerizzazione, la miscela può comprendere uno o più silani in sostituzione o in aggiunta a quelli depositati sulla carica. Altri additivi che possono essere incorporati nella miscela sono: agenti disperdenti e bagnanti delle cariche minerali, agenti disaeranti, agenti depressori della viscosità, agenti antisedimentanti, agenti distaccanti interni (in particolare di tipo siliconico) per facilitare il distacco del manufatto dallo stampo, titanio biossido e pigmenti colorati di tipo organico o preferibilmente inorganico. L'iniziatore di polimerizzazione, che viene aggiunto alla miscela, viene scelto tra i composti perossidici e gli azocomposti e sarà preferibilmente un percarbonato, specialmente dicicloesil perossi dicarbonato o diisopropil perossi dicarbonato. La quantità di iniziatore varierà convenientemente da 1 a 10% in peso, e preferibilmente da 3 a 7% in peso, rispetto al peso della composizione liquida polimerizzabile . In addition to the inorganic filler, the polymerizable liquid composition and the polymerization initiator, the mixture can comprise one or more silanes in place of or in addition to those deposited on the filler. Other additives that can be incorporated into the mixture are: dispersing and wetting agents of the mineral fillers, deaerating agents, viscosity depressant agents, anti-settling agents, internal release agents (in particular of the silicone type) to facilitate the detachment of the product from the mold, titanium dioxide and colored pigments of the organic or preferably inorganic type. The polymerization initiator, which is added to the mixture, is selected from the peroxidic compounds and the azo compounds and will preferably be a percarbonate, especially dicyclohexyl peroxy dicarbonate or diisopropyl peroxy dicarbonate. The amount of initiator will conveniently vary from 1 to 10% by weight, and preferably from 3 to 7% by weight, with respect to the weight of the polymerizable liquid composition.
La miscela omogenea così ottenuta viene quindi versata in uno stampo chiuso (casting), preferibilmente predisposto alla compensazione del ritiro, e viene sottoposta a polimerizzazione ed indurimento, operando a temperature da circa 40 a circa 100°C. I tempi di polimerizzazione possono generalmente variare da 30 minuti a 20 ore. The homogeneous mixture thus obtained is then poured into a closed mold (casting), preferably designed to compensate for shrinkage, and is subjected to polymerization and hardening, operating at temperatures from about 40 to about 100 ° C. Curing times can generally range from 30 minutes to 20 hours.
Vengono così ottenuti i marmi artificiali della presente invenzione, che presentano elevate caratteristiche meccaniche abbinate ad eccellenti caratteristiche di colore. In questo modo vengono risolti i problemi della tecnica nota, derivanti dall'uso della forma cristallografica naturale della silice, che è il quarzo, che impartisce ai marmi una colorazione giallo brunastra, più o meno accentuata in funzione dell'origine del minerale. Questa colorazione è particolarmente accentuata quando i marmi sono preparati con matrici polimeriche formate in situ polimerizzando monomeri insaturi con iniziatori radicalici. Senza volersi legare ad una teoria particolare, si ritiene che il trattamento termico esercitato sul quarzo nella preparazione della cristobalite, induca una purificazione o quanto meno occulti i centri di impurezza o reattivi che impartiscono colorazioni indesiderate, specialmente in fase di polimerizzazione dei monomeri. The artificial marbles of the present invention are thus obtained, which have high mechanical characteristics combined with excellent color characteristics. In this way the problems of the known art are solved, deriving from the use of the natural crystallographic form of silica, which is quartz, which gives the marbles a brownish yellow color, more or less accentuated according to the origin of the mineral. This coloring is particularly accentuated when the marbles are prepared with polymeric matrices formed in situ by polymerizing unsaturated monomers with radical initiators. Without wishing to bind to a particular theory, it is believed that the heat treatment exerted on the quartz in the preparation of cristobalite induces a purification or at least hides the impurity or reactive centers that impart unwanted colors, especially in the polymerization phase of the monomers.
Inoltre la cristobalite consente l'ottenimento di marmi artificiali con tonalità cromatiche di elevata purezza, sia neutre che pastello, nel secondo caso con l'introduzione di pigmenti colorati. L'uso di quarzo quale carica minerale non consente l'ottenimento tonalità cromatiche, neutre o pastello, precise e programmate, a causa di evidenti sfumature di colore brunogiallo-rossastro, non occultabili completamente, neppure con 1'aggiunta di biossido di titanio o di altri pigmenti adatti. Furthermore, cristobalite allows to obtain artificial marbles with high purity chromatic shades, both neutral and pastel, in the second case with the introduction of colored pigments. The use of quartz as a mineral filler does not allow to obtain precise and programmed chromatic shades, neutral or pastel, due to evident shades of brown-yellow-reddish color, which cannot be completely concealed, not even with the addition of titanium dioxide or other suitable pigments.
L'invenzione viene ora ulteriormente illustrata tramite gli esempi sperimentali che seguono. The invention is now further illustrated by means of the following experimental examples.
In questi esempi quali materiali liquidi polimerizzabili vengono utilizzati i PRODOTTI A e B, aventi le seguenti composizioni e caratteristiche: In these examples, as polymerizable liquid materials, PRODUCTS A and B are used, having the following compositions and characteristics:
PRODOTTO A: PRODUCT A:
Prodotto liquido della transesterificazione tra diallil carbonato e glicole dietilenico, in rapporto molare tra di loro pari a 12/1. Questo prodotto è definibile con la formula (I) sopra riportata dove: R è il radicale del glicole dietilenico, e dove il monomero e gli oligomeri presentano la seguente distribuzione in percento in peso: 88,3% (n = 1), 10,5% (n = 2), 1,1% (n = 3), 0,1% (n = 4). Un tale prodotto presenta inoltre una densità di 1,15 g/ml a 20°C ed una viscosità di 14 c.stokes a 25°C. Liquid product of the transesterification between diallyl carbonate and diethylene glycol, in a molar ratio between them equal to 12/1. This product can be defined with the formula (I) reported above where: R is the radical of diethylene glycol, and where the monomer and oligomers have the following distribution in percent by weight: 88.3% (n = 1), 10, 5% (n = 2), 1.1% (n = 3), 0.1% (n = 4). Such a product also has a density of 1.15 g / ml at 20 ° C and a viscosity of 14 c.stokes at 25 ° C.
PRODOTTO B PRODUCT B
Prodotto liquido costituito da una miscela di: Liquid product consisting of a mixture of:
37% in peso di del PRODOTTO A sopra descritto; 37% by weight of the PRODUCT A described above;
37% in peso del prodotto della transesterificazione tra diallil carbonato e glicole dietilenico in rapporto molare tra di loro pari a 2/1, definibile con la formula (I) sopra riportata con la seguente distribuzione tra monomero ed oligomeri: 33,9% (n = 1), 25,1% (n = 2), 16,6% (n = 3), 10,2% (n = 4);13,7% (n > 4); 37% by weight of the product of the transesterification between diallyl carbonate and diethylene glycol in a molar ratio between them equal to 2/1, definable with the formula (I) reported above with the following distribution between monomer and oligomers: 33.9% (n = 1), 25.1% (n = 2), 16.6% (n = 3), 10.2% (n = 4); 13.7% (n> 4);
26% in peso di tris (allil carbonato) del tris (idrossietil ) isocianurato, inteso come il prodotto della transesterificazione tra diallil carbonato e tris (idrossietil) isocianurato, in rapporto molare tra di loro pari a 12/1, e consistente di circa 75% in peso di monomero e 25% in peso di oligomeri. Il PRODOTTO B presenta una densità di 1,209 g/ml a 20°C ed una viscosità di 81 c.stokes a 25°C. 26% by weight of tris (allyl carbonate) of tris (hydroxyethyl) isocyanurate, intended as the product of the transesterification between diallyl carbonate and tris (hydroxyethyl) isocyanurate, in a molar ratio between them equal to 12/1, and consisting of about 75 % by weight of monomer and 25% by weight of oligomers. PRODUCT B has a density of 1.209 g / ml at 20 ° C and a viscosity of 81 c.stokes at 25 ° C.
I materiali di cristobalite utilizzati negli esempi sperimentali sono: The cristobalite materials used in the experimental examples are:
CRISTOBALIT MEHL M0010, nome commerciale della Società Quarzwerke, avente le seguenti caratteristiche: dimensione delle particelle 90% < 60 area superficiale 1 m /g; assorbimento DOP 26 g/lOOg? densità apparente 0,80 g/cm<3>; CRISTOBALIT MEHL M0010, commercial name of the Quarzwerke Company, having the following characteristics: particle size 90% <60 surface area 1 m / g; DOP absorption 26 g / lOOg? apparent density 0.80 g / cm <3>;
SIKRON SF 6000, nome commerciale della Società Quarzwerke, avente le seguenti caratteristiche: dimensione delle particelle 90% < 6 pm; area superficiale 5 m /g; assorbimento DOP 29 g/lOOg; densità apparente 0,37 g/cm^; SIKRON SF 6000, trade name of the Quarzwerke Company, having the following characteristics: particle size 90% <6 pm; surface area 5 m / g; DOP absorption 29 g / 100g; apparent density 0.37 g / cm2;
SILBOND 3000 MST, nome commerciale della Società Quarzwerke, avente le seguenti caratteristiche: dimensione delle particelle 90% < 10 pm; area superficiale 2 SILBOND 3000 MST, trade name of the Quarzwerke Company, having the following characteristics: particle size 90% <10 pm; surface area 2
3,5 m /g; assorbimento DOP 23 g/100g; densità apparente 0,57 g/cm<3>. 3.5 m / g; DOP absorption 23 g / 100g; apparent density 0.57 g / cm <3>.
Le cristobaliti che portano la sigla MST sono quelle pretrattate con silano. The cristobalites bearing the initials MST are those pretreated with silane.
I materiali di quarzo utilizzati negli esempi sperimentali sono: The quartz materials used in the experimental examples are:
SIHELCO NW 12, nome commerciale della Società Sihelco, avente le seguenti caratteristiche: dimensione delle particelle 90% < 40 pm; area superficiale 0,9 2 SIHELCO NW 12, trade name of the Sihelco Company, having the following characteristics: particle size 90% <40 pm; surface area 0.9 2
m /g; assorbimento DOP 22 g/100g; densità apparente 0,9 3 m / g; DOP absorption 22 g / 100g; bulk density 0.9 3
g/cm ; g / cm;
SIKRON B 600, nome commerciale della Società Sihelco, avente le seguenti caratteristiche: dimensione delle particelle 90% < 7 pm; area superficiale 4 , 7 2 SIKRON B 600, trade name of the Sihelco Company, having the following characteristics: particle size 90% <7 pm; surface area 4, 7 2
m /g; assorbimento DOP 32 g/100g; densità apparente 0 , 48 g/cm ; m / g; DOP absorption 32 g / 100g; bulk density 0, 48 g / cm;
SILBOND W12 MST, nome commerciale della Società Quarzwerke, avente le seguenti caratteristiche: dimensione delle particelle 90% < 40 pm; area superficiale 1 2 SILBOND W12 MST, trade name of the Quarzwerke Company, having the following characteristics: particle size 90% <40 pm; surface area 1 2
m /g; assorbimento DOP 18 g/100g; densità apparente 1 g/cm<3>; m / g; DOP absorption 18 g / 100g; apparent density 1 g / cm <3>;
SILBOND 600 MST, nome commerciale della Società Quarzwerke, avente le seguenti caratteristiche: dimensione delle particelle 90% < 8 pm; area superficiale 3 2 SILBOND 600 MST, commercial name of the Quarzwerke Company, having the following characteristics: particle size 90% <8 pm; surface area 3 2
m /g; assorbimento DOP 24 g/lOOg; densità apparente 0,6 3 m / g; DOP absorption 24 g / 100g; bulk density 0.6 3
g/cm . g / cm.
I quarzi che portano la sigla MST sono quelli pretrattati con silano. The quartzes bearing the initials MST are those pre-treated with silane.
I materiali di allumina triidrata utilizzati negli esempi sperimentali sono: The trihydrate alumina materials used in the experimental examples are:
MARTINAL ON 320, nome commerciale della Società Martinwerke, avente le seguenti caratteristiche: dimensione media delle particelle 15-25 pm; assorbimento DOP 30 g/lOOg; densità apparente 0,90 g/cm ; MARTINAL ON 320, trade name of the Martinwerke Company, having the following characteristics: average particle size 15-25 pm; DOP absorption 30 g / 100g; apparent density 0.90 g / cm;
MARTINAL OL 104, nome commerciale della Società Martinwerke, avente le seguenti caratteristiche: dimensione media delle particelle 1,3-2,6 pm; area superficiale 4 m /g; assorbimento DOP 47 g/100g; densità apparente 0,25 g/cm ; MARTINAL OL 104, trade name of the Martinwerke Company, having the following characteristics: average particle size 1.3-2.6 µm; surface area 4 m / g; DOP absorption 47 g / 100g; bulk density 0.25 g / cm;
TREMIN 744-012 MST, nome commerciale della Società Quarzwerke, avente dimensione delle particelle 90% < 40 pm; TREMIN 744-012 MST, trade name of the Quarzwerke Company, having a particle size of 90% <40 pm;
TREMIN 744-600 MST, nome commerciale della Società Quarzwerke, avente dimensione delle particelle 90% < 4 TREMIN 744-600 MST, trade name of the Quarzwerke Company, with particle size 90% <4
Le allumine triidrate che portano la sigla MST sono quelle pretrattate con silano. The trihydrated aluminas bearing the MST abbreviation are those pretreated with silane.
Negli esempi sperimentali vengono preparate miscele dei PRODOTTI A o B, del dicicloesil perossi dicarbonato (DCPD),della cristobalite da sola o in miscela con allumina triidrata oppure, a scopo di confronto, con quarzo ed eventualmente con allumina triidrata. Queste miscele vengono sottoposte a polimerizzazione con produzione di lastre e sulle lastre così ottenute vengono determinate le seguenti caratteristiche: In the experimental examples, mixtures of PRODUCTS A or B, dicyclohexyl peroxy dicarbonate (DCPD), cristobalite alone or in a mixture with alumina trihydrate or, for comparison purposes, with quartz and optionally with alumina trihydrate are prepared. These mixtures are subjected to polymerization with the production of plates and the following characteristics are determined on the plates thus obtained:
peso specifico, determinato con bilancia idrostatica (ASTM D-792); specific gravity, determined with a hydrostatic balance (ASTM D-792);
durezza Rockwell, (ASTM D-785); Rockwell hardness, (ASTM D-785);
carico di rottura e modulo elastico a flessione, determinati con dinamometro Instron (ASTM D-790); resistenza all'urto Izod senza intaglio (ASTM tensile strength and flexural modulus of elasticity, determined with Instron dynamometer (ASTM D-790); Izod impact strength without notch (ASTM
D-256; modificato); D-256; modified);
temperatura di distorsione termica, (ASTM thermal distortion temperature, (ASTM
D-648 ); D-648);
resistenza al graffio (durezza matita) (ASTM scratch resistance (pencil hardness) (ASTM
D-3363 ); D-3363);
colore, espresso con unità E, parametro definito dalla colorimetria tristimolo come variazione di tono "HUE", luminosità "LIGHTNESS" e saturazione "CHROMA" rispetto ad uno standard bianco. La misura viene effettuata utilizzando uno spettrofotometro MACBETH 1500 PLUS nelle seguenti condizioni di misura: illuminante tipo C; specularità esclusa; UV esclusi. color, expressed with E unit, parameter defined by the tristimulus colorimetry as variation of tone "HUE", brightness "LIGHTNESS" and saturation "CHROMA" compared to a standard white. The measurement is carried out using a MACBETH 1500 PLUS spectrophotometer in the following measurement conditions: illuminant type C; specularity excluded; UV excluded.
Esempio 1. Example 1.
Vengono preparate le seguenti composizioni: The following compositions are prepared:
Composizione N. 1 2 3 Composition No. 1 2 3
PRODOTTO B (% peso) 28.5 33,25 33,25 DCPD (% peso) 1.5 1,75 1,75 CRISTOBALIT MEHL PRODUCT B (% weight) 28.5 33.25 33.25 DCPD (% weight) 1.5 1.75 1.75 CRISTOBALIT MEHL
M0Q10 (% peso) 58 54 M0Q10 (weight%) 58 54
SIKRON F 6000 (% peso) 12 11 SIKRON F 6000 (% weight) 12 11
SIHELCO NW12 (% peso) 54 SIKRON B 600 (% peso) 11 Più in particolare la miscelazione dei componenti viene effettuata secondo la seguente procedura. In un mescolatore planetario DRAIS vengono caricati in successione la miscela delle polveri di cristobalite (prove 1 e 2) o di quarzo (prova di confronto 3) ed una soluzione dell'iniziatore di polimerizzazione (DCPD) nel PRODOTTO B. La miscela viene omogeneizzata alla temperatura di 45°C, per 5 minuti, alla pressione ambiente e per ulteriori 5 minuti a pressione ridotta (circa 10 mm Hg). La miscela omogenea così ottenuta viene sottoposta a polimerizzazione per casting in stampi piani di vetro provvisti di una guarnizione centrale di polivinilcloruro plastificato con spessore di 3 mm. Il ciclo di polimerizzazione ha una durata di 10 ore, con temperatura iniziale di 40°C e finale di 80°C. Al termine lo stampo viene aperto e la lastra ottenuta viene sottoposta alle determinazioni riportate nella tabella 1 che segue. SIHELCO NW12 (% weight) 54 SIKRON B 600 (% weight) 11 More specifically, the mixing of the components is carried out according to the following procedure. The mixture of cristobalite powders (tests 1 and 2) or quartz (comparison test 3) and a solution of the polymerization initiator (DCPD) in PRODUCT B are loaded in succession into a DRAIS planetary mixer. temperature of 45 ° C, for 5 minutes, at ambient pressure and for a further 5 minutes at reduced pressure (about 10 mm Hg). The homogeneous mixture thus obtained is subjected to polymerization by casting in flat glass molds provided with a central gasket of plasticized polyvinyl chloride with a thickness of 3 mm. The polymerization cycle lasts 10 hours, with an initial temperature of 40 ° C and a final temperature of 80 ° C. At the end the mold is opened and the plate obtained is subjected to the determinations reported in the following table 1.
Tabella 1 Table 1
Composizione N. 1 2 3 Composition No. 1 2 3
Colore (AE) 31,39 30 , 26 58 , 6 Color (AE) 31,39 30, 26 58, 6
Durezza Rockwell (M) 110 108 110 Rockwell hardness (M) 110 108 110
Resist. urto Izod senza Resist. Izod bump without
intaglio (KJ/m^) 5,0 5.1 5, 3 notch (KJ / m ^) 5.0 5.1 5, 3
Durezza matita >9H >9H 9H Pencil hardness> 9H> 9H 9H
Peso specifico Specific weight
20°C (g/cm<3>) 1,906 1 , 846 1 , 870 20 ° C (g / cm <3>) 1.906 1,846 1,870
Carico rottura a flessione Bending breaking load
(MPa) 51,5 53.1 49 (MPa) 51.5 53.1 49
Modulo elastico a flessione Flexural modulus of elasticity
(MPa) 11.700 10.000 9.500 (MPa) 11,700 10,000 9,500
HDT (°C) >170 >170 >170 HDT (° C)> 170> 170> 170
Esempio 2. Example 2.
Si opera similmente all'esempio 1 nella preparazione delle composizioni 4 e 5 contenenti cristobalite ed allumina triidrata. A scopo di confronto viene preparata la composizione 6 nella quale la miscela di cristobalite della composizione 5 viene sostituita con una miscela di quarzi secondo la tecnica nota. One operates similarly to example 1 in the preparation of compositions 4 and 5 containing cristobalite and alumina trihydrate. For comparison purposes, composition 6 is prepared in which the cristobalite mixture of composition 5 is replaced with a quartz mixture according to the known art.
Composizione N. 4 5 6 Composition No. 4 5 6
PRODOTTO B (% peso) 28.5 33,25 33,25 PRODUCT B (% weight) 28.5 33.25 33.25
DCPD (% peso) 1.5 1,75 1,75 DCPD (weight%) 1.5 1.75 1.75
CRISTOBALIT MEHL CRISTOBALIT MEHL
M0010 (% peso) 25 22,9 M0010 (weight%) 25 22.9
SIKRON SF 6000 (% peso) 5 4,6 SIKRON SF 6000 (% weight) 5 4.6
MARTINAL ON 320 (% peso) 33,3 31,25 31,25 MARTINAL ON 320 (% weight) 33.3 31.25 31.25
MARTINAL OL 104 (3⁄4 peso) 6,7 6,25 6,25 MARTINAL OL 104 (3⁄4 weight) 6.7 6.25 6.25
SIHELCO NW12 (% peso) 22,9 SIHELCO NW12 (% weight) 22.9
SIKRON B 600 (% peso) 4,6 SIKRON B 600 (% weight) 4.6
Le composizioni vengono sottoposte a polimerizzazione nelle condizioni dell'esempio 1 e le caratteristiche delle lastre ottenute sono riportate nella tabella 2 che segue The compositions are subjected to polymerization under the conditions of Example 1 and the characteristics of the plates obtained are shown in Table 2 below.
Tabella 2 Table 2
Composizione N 4 5 6 Composition N 4 5 6
Colore (ΔΕ) 17,88 17,25 34,48 Color (ΔΕ) 17.88 17.25 34.48
Durezza Rockwell (M) 102 95 101 Rockwell hardness (M) 102 95 101
Resist. urto Izod senza Resist. Izod bump without
intaglio (KJ/m<3>) 6,0 6,1 6,0 notch (KJ / m <3>) 6.0 6.1 6.0
Durezza matita 8H/9H 7H/8H 7H Pencil hardness 8H / 9H 7H / 8H 7H
Peso specifico Specific weight
20°C (g/cm<3>) I,932 1,871 1,896 20 ° C (g / cm <3>) I, 932 1.871 1.896
Carico rottura a flessione Bending breaking load
(MPa) 40,6 50,0 52,4 (MPa) 40.6 50.0 52.4
Modulo elastico a flessione Flexural modulus of elasticity
(MPa) II.400 9.400 8.100 (MPa) II.400 9.400 8.100
HDT (°C) >170 >170 >170 HDT (° C)> 170> 170> 170
Esemplo 3. Example 3.
Si procede similmente all’esempio 1 nella preparazione delle composizioni 7 e 8 contenenti critobalite e allumina triidrata del tipo "MST" (methacryl silane treated) , cioè pretrattate superficialmente con un bonding agent. One proceeds similarly to example 1 in the preparation of compositions 7 and 8 containing critobalite and alumina trihydrate of the "MST" type (methacryl silane treated), i.e. surface pretreated with a bonding agent.
Composizione N. 7 8 Composition No. 7 8
PRODOTTO B (% peso) 28,5 33,25 PRODUCT B (% weight) 28.5 33.25
DCPD (% peso) 1,5 1,75 DCPD (weight%) 1.5 1.75
SILBOND 3000 MST (% peso) 30 27,5 TREMIN 744-012 MST (% peso) 33,3 31,25 SILBOND 3000 MST (% weight) 30 27.5 TREMIN 744-012 MST (% weight) 33.3 31.25
TREMIN 744-600 MST (% peso) 6,7 6,25 TREMIN 744-600 MST (% weight) 6.7 6.25
Le composizioni vengono sottoposte a polimerizzazione nelle condizioni dell'esempio 1 e le caratteristiche delle lastre ottenute sono riportate nella tabella 3 che segue. The compositions are subjected to polymerization under the conditions of Example 1 and the characteristics of the plates obtained are reported in Table 3 below.
Tabella 3 Table 3
Composizione N. 7 8 Composition No. 7 8
Colore (Δ Ε) 22,09 22,90 Color (Δ Ε) 22.09 22.90
Durezza Rockwell (M) 106 103 Rockwell hardness (M) 106 103
Resist. urto Izod Resist. Izod bump
senza intaglio (KJ/m^) 7,5 7,8 without notch (KJ / m ^) 7.5 7.8
Durezza matita 9H 9H Pencil hardness 9H 9H
Peso specifico, 20°C (g/cm<3>) 1,932 1,875 Specific gravity, 20 ° C (g / cm <3>) 1.932 1.875
Carico rottura a flessione (MPa) 85,9 98 Bending tensile strength (MPa) 85.9 98
Modulo elastico a flessione (MPa) 11.300 9.400 Flexural modulus of elasticity (MPa) 11,300 9,400
HDT (°C) >170 >170 HDT (° C)> 170> 170
A scopo di confronto vengono preparate le composizioni 9 e 10 contenenti quarzo e allumina triidrata del tipo "MST" (methacryl silane treated), cioè pretrattate superficialmente con un bonding agent. For comparison purposes, compositions 9 and 10 are prepared containing quartz and alumina trihydrate of the "MST" type (methacryl silane treated), ie surface pretreated with a bonding agent.
Composizione N. 9 10 Composition No. 9 10
PRODOTTO B (% peso) 28,5 33,25 DCPD (% peso) 1,5 1,75 PRODUCT B (% weight) 28.5 33.25 DCPD (% weight) 1.5 1.75
TREMIN 744-012 MST (% peso) 33,3 31.25 TREMIN 744-012 MST (% weight) 33.3 31.25
TREMIN 744-600 MST (% peso) 6,7 6.25 TREMIN 744-600 MST (% weight) 6.7 6.25
SILBOND W12 MST (% peso) 25 22,9 SILBOND W12 MST (% weight) 25 22.9
SILBOND 600 MST (% peso) 5 4,6 SILBOND 600 MST (% weight) 5 4.6
Le composizioni 9 e 10 vengono sottoposte a polimerizzazione nelle condizioni dell'esempio 1 e le caratteristiche delle lastre ottenute sono riportate nella tabella 4 che segue. The compositions 9 and 10 are subjected to polymerization under the conditions of example 1 and the characteristics of the plates obtained are reported in the following table 4.
Tabella 4 Table 4
Composizione N. 9 10 Composition No. 9 10
Colore (Δ.Ε) 36,92 38,14 Color (Δ.Ε) 36.92 38.14
Durezza Rockwell (M) 107 105 Rockwell hardness (M) 107 105
Resist. urto Izod Resist. Izod bump
2 2
senza intaglio {KJ/m ) 6,9 7,3 without notch {KJ / m) 6.9 7.3
Durezza matita 7H/8H 8H/9H Pencil hardness 7H / 8H 8H / 9H
Peso specifico, 20°C (g/cm<3>) 1,994 1,891 Specific gravity, 20 ° C (g / cm <3>) 1.994 1.891
Carico rottura a flessione (MPa) 78,1 72,2 Bending tensile strength (MPa) 78.1 72.2
Modulo elastico a flessione (MPa) 11.600 8.200 Flexural modulus of elasticity (MPa) 11,600 8,200
HDT (°C) >170 >170 HDT (° C)> 170> 170
Esempio 4. Example 4.
Viene preparata la composizione 11 contenente il PRODOTTO A, cristobalite ed allumina triidrata. A scopo confronto viene preparata la composizione 12 nella quale la cristobalite viene sostituita con quarzo. Composition 11 is prepared containing PRODUCT A, cristobalite and alumina trihydrate. For comparison purposes, composition 12 is prepared in which cristobalite is replaced with quartz.
Composizione N. 11 12 Composition No. 11 12
PRODOTTO A (% peso) 28.5 28.5 PRODUCT A (% weight) 28.5 28.5
DCPD (% peso) 1.5 1.5 DCPD (% weight) 1.5 1.5
CRISTOBALIT MEHL M0010 (% peso) 25 CRISTOBALIT MEHL M0010 (% weight) 25
SIKRON SF 6000 (% peso) 5 SIKRON SF 6000 (% weight) 5
MARTINAL ON 320 (% peso) 33,3 33,3 MARTINAL ON 320 (% weight) 33.3 33.3
MARTINAL OL 104 (% peso) 6,7 6,7 MARTINAL OL 104 (weight%) 6.7 6.7
SIHELCO NW 12 (% peso) - 25 SIHELCO NW 12 (% weight) - 25
SIKRON B 600 (% peso) - 5 SIKRON B 600 (% weight) - 5
Le composizioni 11 e 12 vengono sottoposte a polimerizzazione nelle condizioni dell'esempio 1 e le caratteristiche delle lastre ottenute sono riportate nella tabella 5 che segue. The compositions 11 and 12 are subjected to polymerization under the conditions of example 1 and the characteristics of the plates obtained are reported in the following table 5.
Tabella 5 Table 5
Composizione N. 11 12 Composition No. 11 12
Colore (Δ Ε) 15,66 32,62 Color (Δ Ε) 15.66 32.62
Durezza Rockwell (M) 98 100 Rockwell hardness (M) 98 100
Resist. urto Izod Resist. Izod bump
2 2
senza intaglio (KJ/m ) 5,8 6,0 without notch (KJ / m) 5.8 6.0
Durezza matita 7H 6H Pencil hardness 7H 6H
Peso specifico, 20°C (g/cm<3>) 1,909 1,974 Specific gravity, 20 ° C (g / cm <3>) 1,909 1,974
Carico rottura a flessione (MPa) 53,4 34,2 Modulo elastico a flessione (MPa) 11.000 10.200 HDT (°C) >170 >170 Bending tensile strength (MPa) 53.4 34.2 Flexural modulus of elasticity (MPa) 11,000 10,200 HDT (° C)> 170> 170
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