含多孔金属碎片的人造大理石及其制造方法

文档序号:1990472阅读:404来源:国知局
专利名称:含多孔金属碎片的人造大理石及其制造方法
技术领域
本发明涉及用于人造大理石的具有多孔(蜂窝,cellular)(闭孔或开孔(closedor open cell))结构的金属碎片,使用所述金属碎片的人造大理石及其制造方法。
背景技术
人造大理石是一种人工合成物,其中将添加剂,如天然石粉、金属、颜料和树脂碎片,混入基础树脂,如丙烯酸树脂、不饱和聚酯树脂、环氧树脂或胶合剂中。可选择添加剂模仿天然石的纹理。例如,丙烯酸人造大理石可以通过混合添加剂与浆液来制造,该浆液为单体如甲基丙烯酸甲酯和聚合物如聚甲基丙烯酸甲酯的混合物。可添加聚合引发剂至该混合物中,这种混合物可以在适当的温度下铸造。人造大理石一般可以分为两组:固体产品和加入碎片的花岗岩状产品。这些人造大理石的代表性类型包括丙烯酸人造大理石、聚酯人造大理石、三聚氰胺人造大理石,和E-石(工程石(Engineered stone,岗石))人造大理石。
人造大理石具有漂亮的外观,极好的加工性能,并且可以既重量轻又高强度。因此,人造大理石被广泛用于内部/外部装饰材料,例如表面顶部材料、梳妆台、柜台、墙体材料、地板和家具。为了使人造大理石具有各种颜色和图案,在人造大理石制造过程中可以引入不同类型的碎片。由于使用的大理石碎片的特性,人造大理石的外观可以在很大程度上影响产品的价值。可以通过固化材料形成碎片,例如使用丙烯酸树脂浆使人造大理石基体成为平面元件或制品,然后压碎固化制品以获得各种尺寸的颗粒。按照惯例,添加碎片至聚合物基体中以在人造大理石中提供不同图案。最近以来,颜料、金属粉末和珠光材料已被涂覆于用来制造人造大理石的热固性树脂或压碎的碎片上。金属也可以用作碎片用于人造大理石。然而,金属碎片可从大理石表面剥离。同样,金属碎片可增加人造大理石的重量,并且由于人造大理石和金属之间硬度的差异,金属颗粒可能不能均匀地分散在基体中。

发明内容
本发明的发明人已开发了用于人造大理石的带孔(闭孔或开孔)结构的金属碎片和含其的人造大理石。本发明所述的金属碎片可以解决与金属碎片脱离大理石表面相关的问题。本发明所述的金属碎片也可以帮组减少人造大理石的重量并且可以更均匀地分布在人造大理石的基体中。人造大理石包括通过固化热固性树脂和分散其中的具有多孔结构(在此也称为泡沫金属碎片)的金属碎片制备的人造大理石基体。所述金属碎片可以均匀地分散在整个人造大理石中并且可以在其中形成泡沫或开孔图案。在示范性实施例中,所述金属碎片可具有2至7mm (直径)的平均粒径,气孔位于金属碎片内和/或沿金属碎片的外表面,具有0.1至5mm的平均直径。在示范性实施例中,所述金属碎片可以具有20至55的巴氏硬度(GYZJ 934-1, Barber Colman Company)。可以用于形成人造大理石基体的热固性树脂的例子包括但不限于,丙烯酸树脂、不饱和聚酯树脂、环氧树脂,其共聚物等,及其组合。也可以添加一种或多种添加剂至所述人造大理石中。添加剂的例子包括但不限于,无机填料、颜料、交联剂、偶联剂、硬化加速剂、阻燃剂、抗静电剂、抗微生物剂、消泡剂、分散剂、紫外线吸收剂等,及其组合。在本发明中,所述人造大理石,基于100重量份的人造大理石基体,包括I至20重量份的金属碎片,40至220重量份的无机填料,和0.0001至5重量份的颜料。根据本发明所述的人造大理石可以通过混合发泡的金属碎片至热固性树脂中形成用于制造人造大理石的组合物并固化该组合物来制造。所述制造人造大理石的方法可以进一步包括对所述组合物进行消泡的步骤以制造人造大理石。固化可以在温度25至180°C下进行。本发明可以提供一种解决金属碎片剥离大理石表面的问题的人造大理石。所述人造大理石也可以为轻重量,并且可以包括在整个基体中均匀分散的金属碎片。


图1通过根 据本发明所述的示范性实施例2制造的人造大理石的图示。
具体实施例方式在本发明下面详细的描述中将更充分地描述本发明,其中描述本发明的一些,但不是所有实施例。事实上,本发明可以不同形式体现,且不应解释为限制到在此所阐述的实施例;而是,提供这些实施例使得本公开将满足适用的法律要求。本发明在人造大理石的制造中使用带孔结构(闭孔或开孔)的金属碎片。这可以使表面碎片的破坏(金属碎片沿人造大理石的外表面剥离)问题最小化或消除。所述人造大理石也可以是轻重量的并包括基本上均匀分布或分散于整个人造大理石基体的金属碎片。人诰大理石根据本发明所述的人造大理石包括分散在热固性树脂基体中的带孔(闭孔或开孔)金属碎片(这里也称为发泡金属碎片)。通过使用发泡金属碎片,可以解决表面碎片剥离的问题,可以减少所述人造大理石的重量,并且所述金属颗粒可均匀地分布在整个人造大
理石中。之前用于人造大理石制造的金属碎片可以从所述大理石表面剥离。此外,不能减少人造大理石的重量,并且也很难均匀地分散或分布传统的金属碎片在人造大理石基体中。根据本发明,可以通过使用发泡金属碎片解决上述问题。通常可用于制造人造大理石的碎片的金属的例子包括,但不限于,铜、铝、镍等,及其组合。然而,可以使用的金属类型不限于本文所列出的金属,同时可以使用可发泡或转化成具有孔结构的任何金属。
可以使用已知技术对金属进行发泡。市场上也可买到发泡金属碎片。本领域的技术人员将了解如何使用传统材料(金属、金属发泡剂),设备(炉、破碎机),和工艺条件(时间、温度)制造发泡金属碎片。因此,发泡金属碎片制造的详细描述没有包括在此。例如,可以将本领域内已知的板形式的金属和金属发泡剂加入本领域也已知的熔化炉中并且采用在金属板(使金属发泡)上产生多孔结构的条件(时间和温度)。然后,所述板切成特定厚度,并随后使用本领域已知的合适的设备压碎,如使用破碎机制造特定尺寸的金属碎片。在示范性实施例中,可以使用铝颗粒制造发泡的金属碎片。用作增强材料的发泡铝板也可以通过在破碎机中破碎来使用。所述金属碎片的平均直径可以为2至7_,所述碎片内侧以及外侧的气孔(室)的平均直径可以为0.1至5mm。当所述金属碎片的平均直径和位于所述金属碎片内侧和外侧部分的气孔的直径在这些范围内时,这些金属碎片的强度、轻重量特性,和磨损性能可以是极好的。此外,所述金属碎片具有20至55的巴氏硬度(GYZJ 934-1, Barber ColmanCompany)。如果所述金属碎片的巴氏硬度低于20,泡沫或开孔结构可被打破。如果巴氏硬度大于55,则在人造大理石抛光过程中,所述金属碎片颗粒可被剥离或砂纸会被破坏。根据本发明所述的用于制造人造大理石的热固性树脂没有特别限制。所述热固性树脂的例子包括但不限于,丙烯酸树脂、不饱和聚酯树脂、环氧树脂、其共聚物等、及其组
口 ο在示范性实施例中,所述热固性树脂可以包括丙烯酸树脂。所述热固性树脂也可以形成为含基于丙烯酸的单体和大分子的丙烯酸树脂衆(acrylic syrup)。低聚物或低聚物的聚合物可以用作 大分子。也可以使用单体和/或大分子的组合。丙烯酸单体的例子包括但不限于,丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸异丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸异丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯等,及其组合。在示范性实施例中,所述丙烯酸单体可包括甲基丙烯酸甲酯。丙烯酸大分子的例子包括但不限于,本文所述的丙烯酸单体的低聚物和/或多聚物,及其组合。在示范性实施例中,所述浆液可包括聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。在示范性实施例中,所述热固性树脂可以是浆液形式的丙烯酸树脂,包括熔融在一起的65至95%重量的丙烯酸单体和5至35%重量的丙烯酸聚合物。不饱和聚酯树脂的类型没有特别限制。不饱和聚酯树脂可以通过饱和的和/或不饱和的二元酸和多元醇缩合制得。饱和的和/或不饱和的二元酸的例子包括但不限于,马来酸酐、柠康酸、富马酸、衣康酸、邻苯二甲酸、邻苯二甲酸酐、异酞酸、对苯二酸、琥珀酸、己二酸、癸二酸、四氢邻苯二甲酸等,及其组合。多元醇的例子包括但不限于,乙二醇、二甘醇、三甘醇、丙二醇、二丙二醇、三丙二醇、聚丙二醇、1,3- 丁二醇、氢化双酚A、三羟乙基丙烷单芳基化物、新戊二醇、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇、甘油等,及其组合。另外,如果需要,一元酸例如但不限于,丙烯酸、丙酸、苯甲酸等,多元酸例如但不限于,偏苯三酸、苯的四碳酸等,也可以单独使用或组合使用。环氧树脂的类型没有特别限制,实际上可以使用任何双官能或多官能的环氧树月旨。双官能或多官能的环氧树脂的例子包括双酚A环氧树脂、双酚S环氧树脂、四苯基乙烷环氧树脂、苯酹酹醒型环氧树脂(phenol novolac type epoxy resin)等,及其组合。人造大理石,基于100重量份的人造大理石基体,包括含量为I至20重量份的发泡金属碎片。当所述人造大理石包含所述发泡金属碎片的量在上述范围内时,人造大理石的强度、磨损性能、成型性,和外观是极好的。根据本发明所述人造大理石也可以包括无机填料和/或颜料。所述无机填料可以包括本领域常用的任何无机粉末。可以用作无机填料的无机粉末的例子包括但不限于,碳酸钙、氢氧化铝、二氧化硅、氧化铝、硫酸钡、氢氧化镁等,及其组合。所述无机填料可具有I至ΙΟΟμπι的平均直径。在示范性实施例中,所述无机粉末可以包括氢氧化铝,因为它可使人造大理石透明并美观。所述人造大理石,基于100重量份的人造大理石基体,可以包括40至220重量份的无机填料。所述颜料包括有机颜料、无机颜料,及其组合,并没有特别地限制。所述颜料的例子包括但不限于,白氧化锌、黑氧化铁、炭黑等,及其组合。其它具有各种色彩的有机和/或无机颜料,也可以包括在内。所述人造大理石,基于100重量份的人造大理石基体,可包括0.0001至5.0重量份的颜料。 所述人造大理石进一步包括一种或多种添加剂。其它添加剂的例子包括但不限于,交联剂、聚合引发剂、偶联剂、硬化加速剂、阻燃剂、抗静电剂、抗微生物剂、消泡剂、分散齐U、紫外线吸收剂等,及其组合。这些添加剂在本领域中已知的,并且可以常规量使用。交联剂的例子包括但不限于,多官能甲基丙烯酸酯,例如乙二醇二甲基丙烯酸酯、丙二醇二甲基丙烯酸酯、甘油三甲基丙烯酸酯、三甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、双酚A 二甲基丙烯酸酯等,及其组合。所述交联剂的使用量,基于100重量份的人造大理石基体,可为0.1至5.0重量份。聚合引发剂的例子包括但不限于,过氧化物,例如过氧化苯甲酰、月桂酰过氧化物、过氧化丁基(butyl hydro peroxide),和过氧化异丙苯(cumyl hydroperoxide);偶氮化合物例如偶氮异丁腈;等等,及其组合。此外提高聚合速度的加速剂,例如但不限于,有机金属盐或有机胺,可以常规量添加。所述聚合引发剂使用量,基于100重量份的人造大理石基体,可为0.1至5.0重量份。所述偶联剂用于帮助无机填料和树脂之间的结合,并在本领域中是已知的。所述偶联剂的例子包括但不限于,3_(三甲氧基芳基)丙基甲基丙烯酸酯、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙基硅烷等,及其组合。所述偶联剂的使用量,基于100重量份的人造大理石基体,可为0.1至5.0重量份。根据本发明所述人造大理石可以包括100重量份的所述人造大理石基体,I至20重量份的所述金属碎片,40至220重量份的所述无机填料,和0.0001至5重量份的所述颜料。人造大理石的制造方法本发明还提供了一种制造人造大理石的方法。所述方法包括混合发泡金属碎片至树脂中,以制得组合物用于制造人造大理石,然后硬化(固化)所述组合物以制造人造大理
O基于100重量份的树脂,所述用于制造人造大理石的发泡金属碎片使用量可以为I至20重量份。当所述金属碎片的用量包含在此范围内时,人造大理石的强度、磨损性能、轻重量、成型性,和外观是极好的。人造大理石的组合物可以脱泡,然后固化。使用本领域中已知的常规技术进行脱泡步骤,例如,在740mm Hg真空下。在本发明的另一个实施方式中,也可以通过使用本领域内已知的消泡剂实现消泡步骤。硬化(固化)所述组合物的方法没有特别的限制。在示范性实施例中,所述组合物可以在温度25°C至180°C下固化足够长时间以得到期望的固化。另外,如本领域已知的,胺或磺酸可以和硬化剂,或铜、钴、钙、锆,或锌的皂化盐一起加入,以调节凝固性能。通过以下示范性实施例,将更好的理解本发明。下面的实施例仅仅是用于示例本发明,而不是为了限制保护范围。实施例人造大理石的碎片的制造

实施例1通过发泡招与发泡剂一起制备的发泡招板大小为600mmX I, 200mm,切成厚度6mm至9mm,然后再切成尺寸小于IOOmmXlOOmm的大小。所述切割的发泡招板被置入压碎机中并压碎以制造平均颗粒直径为2_至7_的泡沫铝碎片。比较例I将190重量份的氢氧化铝,7.0重量份的三甲基丙烷甲基丙烯酸酯,1.0重量份的氢氧化钙,0.4重量份的正十二硫醇,各0.1重量份的消泡剂和分散剂,和1.0重量份的引发剂加入通过熔融聚甲基丙烯酸甲酯至甲基丙烯酸甲酯中制备的100重量份的浆液中。充分搅拌所述混合物,真空脱泡,然后在将其压碎成用于制造人造大理石的碎片前,在60°C固化。人诰大理石的制诰实施例2将0.2重量份的消泡剂(BYK-A515来自BYK Chemie)和1.0重量份的黑颜料((KCBK19来自Hankuk Chemical)加入含16%重量份的聚甲基丙烯酸甲酯(IH830来自LG MMA)和74%重量份的甲基丙烯酸甲酯的100重量份的丙烯酸树脂浆中,并搅拌所述混合物。将平均颗粒大小为45 μ m的210重量份的氢氧化铝和10重量份的泡沫铝碎片(3至4目:5重量份,4至8目:5重量份)添加至该混合物中,并搅拌混合物。然后,所述混合物在740_ Hg真空下消泡3min。并在加入1.5重量份的聚合引发剂(CHEMEX-M0M来自Dongsung HiChem)后搅拌Imin以形成人造大理石浆液。将所述人造大理石浆液倒入成型模具,在烘箱内均匀分散并固化,温度设置为80°C进行I小时以提供人造大理石。所述得到的人造大理石用360号和400号砂纸进行抛光。比较例2按实施例2中相同方式制造人造大理石,除碎片是根据比较例I中使用的方法制备的。所述制造的人造大理石的物理性质测量如下,结果如表I所示。(I)比重:按照ASTM D 792规定的方法测量。(2)巴氏硬度:使用巴氏硬度测试仪(GYZJ 934-1, Barber Colman Company)测试巴氏硬度,样品大小为IOX 10cm2。(3)表面状态:人造大理石的表面通过裸眼进行检查。[表I]
权利要求
1.一种人造大理石,包含具有多孔结构的金属碎片。
2.根据权利要求1所述的人造大理石,其中多孔金属碎片具有2至7_的平均粒径和0.1至5mm的平均气孔直径。
3.根据权利要求1所述的人造大理石,其中所述多孔金属碎片具有20至55的巴氏硬度(GYZJ 934-1, Barber Colman Company)。
4.根据权利要求1所述的人造大理石,其中所述多孔金属碎片为铝。
5.一种人造大理石,包含通过固化热固性树脂组合物和具有多孔结构的金属碎片制得的人造大理石基体,其中所述多孔金属碎片均匀地分散在整个所述人造大理石中,并在其中形成泡沫或开孔图案。
6.根据权利要求5所述的人造大理石,其中所述热固性树脂包括丙烯酸树脂、不饱和聚酯树脂,或其组合。
7.根据权利要求5所述的人造大理石,其中所述人造大理石进一步包括无机填料和颜料。
8.根据权利要求5所述的人造大理石,其中所述人造大理石进一步包括交联剂、聚合弓丨发剂、偶联齐 、硬化加速齐 、阻燃齐 、抗静电剂、消泡齐 、分散齐 、紫外线吸收剂,或其组合。
9.根据权利要求7所述的人造大理石,基于100重量份的所述人造大理石基体,包含I至20重量份的具有多孔 结构的所述金属碎片,40至220重量份的所述无机填料,和0.0001至5重量份的所述颜料。
10.一种用于制造人造大理石的方法,包括形成含有混入热固性树脂的具有多孔结构的金属碎片的组合物和固化所述组合物。
11.根据权利要求10所述的制备人造大理石的方法,其中所述方法进一步包括在固化所述组合物之前对所述组合物进行消泡。
12.根据权利要求10所述的制备人造大理石的方法,其中所述固化在温度25至180°C下进行。
全文摘要
本发明涉及一种含多孔金属碎片的人造大理石及其制造方法。所述人造大理石包括由热固性树脂制得的人造大理石基体,和具有孔结构的金属碎片。所述金属碎片可以均匀地分散在整个所述人造大理石中,并可以形成泡沫或开孔图案。一种用于制造人造大理石的方法,包括形成含有混入热固性树脂的具有多孔结构的金属碎片的组合物和固化所述组合物。
文档编号C04B111/54GK103172400SQ20121057510
公开日2013年6月26日 申请日期2012年12月26日 优先权日2011年12月26日
发明者郑斗教, 朴应绪, 孙窓浩, 金成列 申请人:第一毛织株式会社
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