專利名稱：含多孔金屬碎片的人造大理石及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于人造大理石的具有多孔(蜂窩，cellular)(閉孔或開孔(closedor open cell))結(jié)構(gòu)的金屬碎片，使用所述金屬碎片的人造大理石及其制造方法。
背景技術(shù)：
人造大理石是一種人工合成物，其中將添加劑，如天然石粉、金屬、顏料和樹脂碎片，混入基礎(chǔ)樹脂，如丙烯酸樹脂、不飽和聚酯樹脂、環(huán)氧樹脂或膠合劑中。可選擇添加劑模仿天然石的紋理。例如，丙烯酸人造大理石可以通過混合添加劑與漿液來制造，該漿液為單體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?？商砑泳酆弦l(fā)劑至該混合物中，這種混合物可以在適當(dāng)?shù)臏囟认妈T造。人造大理石一般可以分為兩組:固體產(chǎn)品和加入碎片的花崗巖狀產(chǎn)品。這些人造大理石的代表性類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,崗石))人造大理石。
人造大理石具有漂亮的外觀，極好的加工性能，并且可以既重量輕又高強(qiáng)度。因此,人造大理石被廣泛用于內(nèi)部/外部裝飾材料,例如表面頂部材料、梳妝臺、柜臺、墻體材料、地板和家具。為了使人造大理石具有各種顏色和圖案，在人造大理石制造過程中可以引入不同類型的碎片。由于使用的大理石碎片的特性，人造大理石的外觀可以在很大程度上影響產(chǎn)品的價值?？梢酝ㄟ^固化材料形成碎片，例如使用丙烯酸樹脂漿使人造大理石基體成為平面元件或制品，然后壓碎固化制品以獲得各種尺寸的顆粒。按照慣例，添加碎片至聚合物基體中以在人造大理石中提供不同圖案。最近以來，顏料、金屬粉末和珠光材料已被涂覆于用來制造人造大理石的熱固性樹脂或壓碎的碎片上。金屬也可以用作碎片用于人造大理石。然而，金屬碎片可從大理石表面剝離。同樣，金屬碎片可增加人造大理石的重量，并且由于人造大理石和金屬之間硬度的差異，金屬顆?？赡懿荒芫鶆虻胤稚⒃诨w中。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的發(fā)明人已開發(fā)了用于人造大理石的帶孔(閉孔或開孔)結(jié)構(gòu)的金屬碎片和含其的人造大理石。本發(fā)明所述的金屬碎片可以解決與金屬碎片脫離大理石表面相關(guān)的問題。本發(fā)明所述的金屬碎片也可以幫組減少人造大理石的重量并且可以更均勻地分布在人造大理石的基體中。人造大理石包括通過固化熱固性樹脂和分散其中的具有多孔結(jié)構(gòu)(在此也稱為泡沫金屬碎片)的金屬碎片制備的人造大理石基體。所述金屬碎片可以均勻地分散在整個人造大理石中并且可以在其中形成泡沫或開孔圖案。在示范性實(shí)施例中，所述金屬碎片可具有2至7mm (直徑)的平均粒徑，氣孔位于金屬碎片內(nèi)和/或沿金屬碎片的外表面，具有0.1至5mm的平均直徑。在示范性實(shí)施例中，所述金屬碎片可以具有20至55的巴氏硬度(GYZJ 934-1, Barber Colman Company)?？梢杂糜谛纬扇嗽齑罄硎w的熱固性樹脂的例子包括但不限于，丙烯酸樹脂、不飽和聚酯樹脂、環(huán)氧樹脂，其共聚物等，及其組合。也可以添加一種或多種添加劑至所述人造大理石中。添加劑的例子包括但不限于，無機(jī)填料、顏料、交聯(lián)劑、偶聯(lián)劑、硬化加速劑、阻燃劑、抗靜電劑、抗微生物劑、消泡劑、分散劑、紫外線吸收劑等，及其組合。在本發(fā)明中，所述人造大理石，基于100重量份的人造大理石基體，包括I至20重量份的金屬碎片，40至220重量份的無機(jī)填料，和0.0001至5重量份的顏料。根據(jù)本發(fā)明所述的人造大理石可以通過混合發(fā)泡的金屬碎片至熱固性樹脂中形成用于制造人造大理石的組合物并固化該組合物來制造。所述制造人造大理石的方法可以進(jìn)一步包括對所述組合物進(jìn)行消泡的步驟以制造人造大理石。固化可以在溫度25至180°C下進(jìn)行。本發(fā)明可以提供一種解決金屬碎片剝離大理石表面的問題的人造大理石。所述人造大理石也可以為輕重量，并且可以包括在整個基體中均勻分散的金屬碎片。
圖1通過根 據(jù)本發(fā)明所述的示范性實(shí)施例2制造的人造大理石的圖示。
具體實(shí)施例方式在本發(fā)明下面詳細(xì)的描述中將更充分地描述本發(fā)明，其中描述本發(fā)明的一些，但不是所有實(shí)施例。事實(shí)上，本發(fā)明可以不同形式體現(xiàn)，且不應(yīng)解釋為限制到在此所闡述的實(shí)施例；而是，提供這些實(shí)施例使得本公開將滿足適用的法律要求。本發(fā)明在人造大理石的制造中使用帶孔結(jié)構(gòu)(閉孔或開孔)的金屬碎片。這可以使表面碎片的破壞(金屬碎片沿人造大理石的外表面剝離)問題最小化或消除。所述人造大理石也可以是輕重量的并包括基本上均勻分布或分散于整個人造大理石基體的金屬碎片。人誥大理石根據(jù)本發(fā)明所述的人造大理石包括分散在熱固性樹脂基體中的帶孔(閉孔或開孔)金屬碎片(這里也稱為發(fā)泡金屬碎片)。通過使用發(fā)泡金屬碎片，可以解決表面碎片剝離的問題，可以減少所述人造大理石的重量，并且所述金屬顆粒可均勻地分布在整個人造大
理石中。之前用于人造大理石制造的金屬碎片可以從所述大理石表面剝離。此外，不能減少人造大理石的重量，并且也很難均勻地分散或分布傳統(tǒng)的金屬碎片在人造大理石基體中。根據(jù)本發(fā)明，可以通過使用發(fā)泡金屬碎片解決上述問題。通?？捎糜谥圃烊嗽齑罄硎乃槠慕饘俚睦影ǎ幌抻?，銅、鋁、鎳等，及其組合。然而，可以使用的金屬類型不限于本文所列出的金屬，同時可以使用可發(fā)泡或轉(zhuǎn)化成具有孔結(jié)構(gòu)的任何金屬。
可以使用已知技術(shù)對金屬進(jìn)行發(fā)泡。市場上也可買到發(fā)泡金屬碎片。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將了解如何使用傳統(tǒng)材料(金屬、金屬發(fā)泡劑)，設(shè)備(爐、破碎機(jī))，和工藝條件(時間、溫度)制造發(fā)泡金屬碎片。因此，發(fā)泡金屬碎片制造的詳細(xì)描述沒有包括在此。例如，可以將本領(lǐng)域內(nèi)已知的板形式的金屬和金屬發(fā)泡劑加入本領(lǐng)域也已知的熔化爐中并且采用在金屬板(使金屬發(fā)泡)上產(chǎn)生多孔結(jié)構(gòu)的條件(時間和溫度)。然后，所述板切成特定厚度，并隨后使用本領(lǐng)域已知的合適的設(shè)備壓碎，如使用破碎機(jī)制造特定尺寸的金屬碎片。在示范性實(shí)施例中，可以使用鋁顆粒制造發(fā)泡的金屬碎片。用作增強(qiáng)材料的發(fā)泡鋁板也可以通過在破碎機(jī)中破碎來使用。所述金屬碎片的平均直徑可以為2至7_，所述碎片內(nèi)側(cè)以及外側(cè)的氣孔(室)的平均直徑可以為0.1至5mm。當(dāng)所述金屬碎片的平均直徑和位于所述金屬碎片內(nèi)側(cè)和外側(cè)部分的氣孔的直徑在這些范圍內(nèi)時，這些金屬碎片的強(qiáng)度、輕重量特性，和磨損性能可以是極好的。此外，所述金屬碎片具有20至55的巴氏硬度(GYZJ 934-1, Barber ColmanCompany)。如果所述金屬碎片的巴氏硬度低于20,泡沫或開孔結(jié)構(gòu)可被打破。如果巴氏硬度大于55，則在人造大理石拋光過程中，所述金屬碎片顆?？杀粍冸x或砂紙會被破壞。根據(jù)本發(fā)明所述的用于制造人造大理石的熱固性樹脂沒有特別限制。所述熱固性樹脂的例子包括但不限于，丙烯酸樹脂、不飽和聚酯樹脂、環(huán)氧樹脂、其共聚物等、及其組
口 ο在示范性實(shí)施例中，所述熱固性樹脂可以包括丙烯酸樹脂。所述熱固性樹脂也可以形成為含基于丙烯酸的單體和大分子的丙烯酸樹脂衆(zhòng)(acrylic syrup)。低聚物或低聚物的聚合物可以用作 大分子。也可以使用單體和/或大分子的組合。丙烯酸單體的例子包括但不限于，丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸異丙酯、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、甲基丙烯酸異丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯等，及其組合。在示范性實(shí)施例中，所述丙烯酸單體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，本文所述的丙烯酸單體的低聚物和/或多聚物，及其組合。在示范性實(shí)施例中，所述漿液可包括聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。在示范性實(shí)施例中，所述熱固性樹脂可以是漿液形式的丙烯酸樹脂，包括熔融在一起的65至95%重量的丙烯酸單體和5至35%重量的丙烯酸聚合物。不飽和聚酯樹脂的類型沒有特別限制。不飽和聚酯樹脂可以通過飽和的和/或不飽和的二元酸和多元醇縮合制得。飽和的和/或不飽和的二元酸的例子包括但不限于，馬來酸酐、檸康酸、富馬酸、衣康酸、鄰苯二甲酸、鄰苯二甲酸酐、異酞酸、對苯二酸、琥珀酸、己二酸、癸二酸、四氫鄰苯二甲酸等，及其組合。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、氫化雙酚A、三羥乙基丙烷單芳基化物、新戊二醇、2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇、甘油等，及其組合。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，也可以單獨(dú)使用或組合使用。環(huán)氧樹脂的類型沒有特別限制，實(shí)際上可以使用任何雙官能或多官能的環(huán)氧樹月旨。雙官能或多官能的環(huán)氧樹脂的例子包括雙酚A環(huán)氧樹脂、雙酚S環(huán)氧樹脂、四苯基乙烷環(huán)氧樹脂、苯酹酹醒型環(huán)氧樹脂(phenol novolac type epoxy resin)等,及其組合。人造大理石，基于100重量份的人造大理石基體，包括含量為I至20重量份的發(fā)泡金屬碎片。當(dāng)所述人造大理石包含所述發(fā)泡金屬碎片的量在上述范圍內(nèi)時，人造大理石的強(qiáng)度、磨損性能、成型性，和外觀是極好的。根據(jù)本發(fā)明所述人造大理石也可以包括無機(jī)填料和/或顏料。所述無機(jī)填料可以包括本領(lǐng)域常用的任何無機(jī)粉末。可以用作無機(jī)填料的無機(jī)粉末的例子包括但不限于，碳酸鈣、氫氧化鋁、二氧化硅、氧化鋁、硫酸鋇、氫氧化鎂等，及其組合。所述無機(jī)填料可具有I至ΙΟΟμπι的平均直徑。在示范性實(shí)施例中，所述無機(jī)粉末可以包括氫氧化鋁，因?yàn)樗墒谷嗽齑罄硎该鞑⒚烙^。所述人造大理石，基于100重量份的人造大理石基體，可以包括40至220重量份的無機(jī)填料。所述顏料包括有機(jī)顏料、無機(jī)顏料，及其組合，并沒有特別地限制。所述顏料的例子包括但不限于，白氧化鋅、黑氧化鐵、炭黑等，及其組合。其它具有各種色彩的有機(jī)和/或無機(jī)顏料，也可以包括在內(nèi)。所述人造大理石，基于100重量份的人造大理石基體，可包括0.0001至5.0重量份的顏料。 所述人造大理石進(jìn)一步包括一種或多種添加劑。其它添加劑的例子包括但不限于，交聯(lián)劑、聚合引發(fā)劑、偶聯(lián)劑、硬化加速劑、阻燃劑、抗靜電劑、抗微生物劑、消泡劑、分散齊U、紫外線吸收劑等，及其組合。這些添加劑在本領(lǐng)域中已知的，并且可以常規(guī)量使用。交聯(lián)劑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、雙酚A 二甲基丙烯酸酯等，及其組合。所述交聯(lián)劑的使用量，基于100重量份的人造大理石基體，可為0.1至5.0重量份。聚合引發(fā)劑的例子包括但不限于，過氧化物，例如過氧化苯甲酰、月桂酰過氧化物、過氧化丁基(butyl hydro peroxide),和過氧化異丙苯(cumyl hydroperoxide);偶氮化合物例如偶氮異丁腈；等等，及其組合。此外提高聚合速度的加速劑，例如但不限于，有機(jī)金屬鹽或有機(jī)胺，可以常規(guī)量添加。所述聚合引發(fā)劑使用量，基于100重量份的人造大理石基體，可為0.1至5.0重量份。所述偶聯(lián)劑用于幫助無機(jī)填料和樹脂之間的結(jié)合，并在本領(lǐng)域中是已知的。所述偶聯(lián)劑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，及其組合。所述偶聯(lián)劑的使用量，基于100重量份的人造大理石基體，可為0.1至5.0重量份。根據(jù)本發(fā)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體，I至20重量份的所述金屬碎片，40至220重量份的所述無機(jī)填料,和0.0001至5重量份的所述顏料。人造大理石的制造方法本發(fā)明還提供了一種制造人造大理石的方法。所述方法包括混合發(fā)泡金屬碎片至樹脂中，以制得組合物用于制造人造大理石，然后硬化(固化)所述組合物以制造人造大理
O基于100重量份的樹脂，所述用于制造人造大理石的發(fā)泡金屬碎片使用量可以為I至20重量份。當(dāng)所述金屬碎片的用量包含在此范圍內(nèi)時，人造大理石的強(qiáng)度、磨損性能、輕重量、成型性，和外觀是極好的。人造大理石的組合物可以脫泡，然后固化。使用本領(lǐng)域中已知的常規(guī)技術(shù)進(jìn)行脫泡步驟，例如，在740mm Hg真空下。在本發(fā)明的另一個實(shí)施方式中，也可以通過使用本領(lǐng)域內(nèi)已知的消泡劑實(shí)現(xiàn)消泡步驟。硬化(固化)所述組合物的方法沒有特別的限制。在示范性實(shí)施例中，所述組合物可以在溫度25°C至180°C下固化足夠長時間以得到期望的固化。另外，如本領(lǐng)域已知的，胺或磺酸可以和硬化劑，或銅、鈷、鈣、鋯，或鋅的皂化鹽一起加入，以調(diào)節(jié)凝固性能。通過以下示范性實(shí)施例，將更好的理解本發(fā)明。下面的實(shí)施例僅僅是用于示例本發(fā)明，而不是為了限制保護(hù)范圍。實(shí)施例人造大理石的碎片的制造
實(shí)施例1通過發(fā)泡招與發(fā)泡劑一起制備的發(fā)泡招板大小為600mmX I, 200mm,切成厚度6mm至9mm,然后再切成尺寸小于IOOmmXlOOmm的大小。所述切割的發(fā)泡招板被置入壓碎機(jī)中并壓碎以制造平均顆粒直徑為2_至7_的泡沫鋁碎片。比較例I將190重量份的氫氧化鋁，7.0重量份的三甲基丙烷甲基丙烯酸酯，1.0重量份的氫氧化鈣，0.4重量份的正十二硫醇，各0.1重量份的消泡劑和分散劑，和1.0重量份的引發(fā)劑加入通過熔融聚甲基丙烯酸甲酯至甲基丙烯酸甲酯中制備的100重量份的漿液中。充分?jǐn)嚢杷龌旌衔铮婵彰撆?，然后在將其壓碎成用于制造人造大理石的碎片前，?0°C固化。人誥大理石的制誥實(shí)施例2將0.2重量份的消泡劑(BYK-A515來自BYK Chemie)和1.0重量份的黑顏料((KCBK19來自Hankuk Chemical)加入含16%重量份的聚甲基丙烯酸甲酯(IH830來自LG MMA)和74%重量份的甲基丙烯酸甲酯的100重量份的丙烯酸樹脂漿中，并攪拌所述混合物。將平均顆粒大小為45 μ m的210重量份的氫氧化鋁和10重量份的泡沫鋁碎片(3至4目:5重量份，4至8目:5重量份)添加至該混合物中，并攪拌混合物。然后，所述混合物在740_ Hg真空下消泡3min。并在加入1.5重量份的聚合引發(fā)劑(CHEMEX-M0M來自Dongsung HiChem)后攪拌Imin以形成人造大理石漿液。將所述人造大理石漿液倒入成型模具，在烘箱內(nèi)均勻分散并固化，溫度設(shè)置為80°C進(jìn)行I小時以提供人造大理石。所述得到的人造大理石用360號和400號砂紙進(jìn)行拋光。比較例2按實(shí)施例2中相同方式制造人造大理石，除碎片是根據(jù)比較例I中使用的方法制備的。所述制造的人造大理石的物理性質(zhì)測量如下，結(jié)果如表I所示。(I)比重:按照ASTM D 792規(guī)定的方法測量。(2)巴氏硬度:使用巴氏硬度測試儀(GYZJ 934-1, Barber Colman Company)測試巴氏硬度，樣品大小為IOX 10cm2。(3)表面狀態(tài):人造大理石的表面通過裸眼進(jìn)行檢查。[表I]
權(quán)利要求
1.一種人造大理石，包含具有多孔結(jié)構(gòu)的金屬碎片。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的人造大理石，其中多孔金屬碎片具有2至7_的平均粒徑和0.1至5mm的平均氣孔直徑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的人造大理石，其中所述多孔金屬碎片具有20至55的巴氏硬度(GYZJ 934-1, Barber Colman Company)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的人造大理石，其中所述多孔金屬碎片為鋁。
5.一種人造大理石，包含通過固化熱固性樹脂組合物和具有多孔結(jié)構(gòu)的金屬碎片制得的人造大理石基體，其中所述多孔金屬碎片均勻地分散在整個所述人造大理石中，并在其中形成泡沫或開孔圖案。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的人造大理石，其中所述熱固性樹脂包括丙烯酸樹脂、不飽和聚酯樹脂，或其組合。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的人造大理石，其中所述人造大理石進(jìn)一步包括無機(jī)填料和顏料。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的人造大理石，其中所述人造大理石進(jìn)一步包括交聯(lián)劑、聚合弓丨發(fā)劑、偶聯(lián)齊 、硬化加速齊 、阻燃齊 、抗靜電劑、消泡齊 、分散齊 、紫外線吸收劑，或其組合。
9.根據(jù)權(quán)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體，包含I至20重量份的具有多孔 結(jié)構(gòu)的所述金屬碎片，40至220重量份的所述無機(jī)填料，和0.0001至5重量份的所述顏料。
10.一種用于制造人造大理石的方法，包括形成含有混入熱固性樹脂的具有多孔結(jié)構(gòu)的金屬碎片的組合物和固化所述組合物。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的制備人造大理石的方法，其中所述方法進(jìn)一步包括在固化所述組合物之前對所述組合物進(jìn)行消泡。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的制備人造大理石的方法，其中所述固化在溫度25至180°C下進(jìn)行。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種含多孔金屬碎片的人造大理石及其制造方法。所述人造大理石包括由熱固性樹脂制得的人造大理石基體，和具有孔結(jié)構(gòu)的金屬碎片。所述金屬碎片可以均勻地分散在整個所述人造大理石中，并可以形成泡沫或開孔圖案。一種用于制造人造大理石的方法，包括形成含有混入熱固性樹脂的具有多孔結(jié)構(gòu)的金屬碎片的組合物和固化所述組合物。
文檔編號C04B111/54GK103172400SQ20121057510
公開日2013年6月26日 申請日期2012年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月26日
發(fā)明者鄭斗教, 樸應(yīng)緒, 孫窓浩, 金成列 申請人:第一毛織株式會社