專利名稱：泡沫大理石制品及其加工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種泡沫大理石制品及其加工方法。具體說(shuō)，本發(fā)明涉及重量輕、可加工性好的泡沫人造大理石制品，其通過(guò)在經(jīng)放熱反應(yīng)的丙烯酸類樹(shù)脂固化過(guò)程中，使該丙烯酸類樹(shù)脂發(fā)泡而形成。
背景技術(shù)：
總的來(lái)說(shuō)，人造大理石根據(jù)基本樹(shù)脂材料類型分為兩類一類是丙烯酸型人造大理石；另一類是不飽和聚酯型人造大理石。與不飽和聚酯型人造大理石相比，丙烯酸型人造大理石因其具有優(yōu)美的外觀、高級(jí)的紋理和良好的耐候性而廣泛應(yīng)用于廚房臺(tái)面板、洗臉池、梳妝臺(tái)、浴盆、各種臺(tái)面、墻面材料、內(nèi)部制品等。
簡(jiǎn)單地說(shuō)，丙烯酸型人造大理石是通過(guò)將樹(shù)脂混合物注入模具并將該注入的樹(shù)脂混合物固化而加工成的。該樹(shù)脂混合物是通過(guò)將無(wú)機(jī)填充物、顏料、固化劑以及一些添加物如聚合引發(fā)劑、脫模劑、分散劑等加入到由甲基丙烯酸甲酯(MMA)和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)構(gòu)成的樹(shù)脂漿料中制成的。
通常，市售的人造大理石的厚度約為13mm。盡管人造大理石與天然大理石相比具有質(zhì)量輕、易加工的優(yōu)勢(shì)，但是還是比膠合板更重、更貴。因此，一種在人造大理石外附加一層3mm厚的膠合板構(gòu)成的復(fù)合板已經(jīng)商品化應(yīng)用了。
然而，由于使用了粘接劑，這種結(jié)合有膠合板的人造大理石生產(chǎn)成本高、耐久性差、以及用途受限制。
因此，本發(fā)明通過(guò)制造用于人造大理石的特殊的發(fā)泡組合物、使該發(fā)泡組合物中的丙烯酸類樹(shù)脂移到上半部形成上層、并通過(guò)放熱反應(yīng)固化該發(fā)泡組合物同時(shí)發(fā)泡上層的丙烯酸類樹(shù)脂層而開(kāi)發(fā)出一種重量輕、可加工性好的泡沫大理石制品。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一是提供輕質(zhì)泡沫大理石制品。
本發(fā)明的另一目的是提供具有良好可加工性的泡沫大理石制品。
本發(fā)明進(jìn)一步的目的是提供一種不使用發(fā)泡劑，而是通過(guò)丙烯酸酯聚合反應(yīng)中的放熱特性來(lái)制造泡沫大理石的方法。
本發(fā)明的其他目的和優(yōu)點(diǎn)會(huì)在后面的說(shuō)明書(shū)和所附權(quán)利要求中進(jìn)行說(shuō)明。
本發(fā)明的一個(gè)方面是提供一種用于泡沫人造大理石的組合物，包括約100重量份的丙烯酸類樹(shù)脂，約10到80重量份的固體顆粒，和約0.1到10重量份的引發(fā)劑。
在一些實(shí)施方式中，該固體顆?？蛇x自由無(wú)機(jī)填料、大理石碎片和它們的混合物組成的組。
在一些實(shí)施方式中，該無(wú)機(jī)填料可選自由碳酸鈣、氫氧化鋁、硅土、氧化鋁、氫氧化鎂和它們的混合物組成的組。
在一些實(shí)施方式中，通過(guò)將約100重量份的丙烯酸類樹(shù)脂，約100到200重量份的無(wú)機(jī)填料，約0.1到10重量份的交聯(lián)劑以及約0.1到10重量份的引發(fā)劑混合，固化該混合物以形成固化的人造大理石，然后再粉碎該固化的人造大理石，來(lái)制備該大理石碎片。
在一些實(shí)施方式中，該組合物的流度在約13cm/min到約20cm/min的范圍內(nèi)。
在一些實(shí)施方式中，該丙烯酸類樹(shù)脂是丙烯酸單體及聚丙烯酸酯的混合物。
另一個(gè)實(shí)施方式是用于制造泡沫大理石制品的方法，包括混合丙烯酸類樹(shù)脂、固體顆粒和引發(fā)劑，以形成用于人造大理石的可發(fā)泡漿料，放置該可發(fā)泡漿料一段時(shí)間，以使比重相對(duì)較小的丙烯酸類樹(shù)脂充分移到上半部形成上層，同時(shí)比重相對(duì)較高的固體顆粒充分移到下部形成下層，然后通過(guò)放熱反應(yīng)固化該可發(fā)泡漿料同時(shí)發(fā)泡上層的丙烯酸類樹(shù)脂。
在一些實(shí)施方式中，該固體顆?？蛇x自由無(wú)機(jī)填料、大理石碎片和它們的混合物組成的組。
在一些實(shí)施方式中，該組合物的流度在約13cm/min到約20cm/min的范圍內(nèi)。
在一些實(shí)施方式中，該丙烯酸類樹(shù)脂是丙烯酸單體及聚丙烯酸酯的混合物。
在一些實(shí)施方式中，該可發(fā)泡漿料被倒在傳統(tǒng)的固體人造大理石板的表面，然后放置一段時(shí)間以使丙烯酸類樹(shù)脂充分移到上層。
本發(fā)明的另一方面提供一種泡沫大理石制品，包括第一層的丙烯酸人造大理石，第二層的由丙烯酸類樹(shù)脂制成的具有不規(guī)則孔洞的發(fā)泡結(jié)構(gòu)，其中，第二層層壓在第一層的上并形成一體。
在一些實(shí)施方式中，該第二層由丙烯酸類樹(shù)脂發(fā)泡形成。


圖1是顯示在實(shí)施例1中得到的發(fā)泡人造大理石的側(cè)視圖的照片。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的泡沫大理石制品包括第一層的丙烯酸人造大理石，和第二層的由丙烯酸類樹(shù)脂制成的具有不規(guī)則孔洞的發(fā)泡結(jié)構(gòu)，其中，該第二層層壓在該第一層上形成一體。該第二層是通過(guò)發(fā)泡丙烯酸類樹(shù)脂形成。本發(fā)明的泡沫大理石制品可以由用于人造大理石的發(fā)泡組合物制造。
本發(fā)明的用于人造泡沫大理石的可發(fā)泡組合物包括丙烯酸類樹(shù)脂、固體顆粒和引發(fā)劑。
本發(fā)明所用的丙烯酸類樹(shù)脂是丙烯酸單體及其聚合物、聚丙烯酸酯的混合物。該丙烯酸單體的典型例包括丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸異丙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯等。該聚丙烯酸酯為上述單體的聚合物。其中，優(yōu)選聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。
優(yōu)選地，該丙烯酸類樹(shù)脂中丙烯酸單體的量以重量計(jì)約為80～95％，聚丙烯酸酯的量以重量計(jì)約為5～20％。如果該聚丙烯酸酯的含量以重量計(jì)超過(guò)20％，則不能獲得充分的發(fā)泡。
在一些實(shí)施方式中，每100重量份的丙烯酸類樹(shù)脂，固體顆粒的量約為從10重量份到約80重量份。如果固體顆粒量少于10重量份，那么漿料的黏度變低，使得過(guò)程往往難以控制。相反，如果該量超過(guò)了80重量份，丙烯酸類樹(shù)脂中的丙烯酸單體則不能擴(kuò)散。
該固體顆粒可選自由無(wú)機(jī)填料、大理石碎片和它們的混合物組成的組。
可以使用現(xiàn)有技術(shù)中熟知的任何無(wú)機(jī)填料。該無(wú)機(jī)填料的典型例包括碳酸鈣、氫氧化鋁、硅土、氧化鋁、氫氧化鎂等。其中，由于含有氫氧化鋁的人造大理石具有美的外觀，最優(yōu)選氫氧化鋁。
在一實(shí)施方式中，可以任選添加具有不同顏色的傳統(tǒng)人造大理石碎片。該大理石碎片可由傳統(tǒng)方法制備。如，大理石碎片這樣制備將100重量份的丙烯酸類樹(shù)脂、100到200重量份的無(wú)機(jī)填料、0.1到10重量份的交聯(lián)劑和0.1到10重量份的引發(fā)劑混合，固化該混合物并粉碎該固化的材料。作為交聯(lián)劑，可以使用現(xiàn)有技術(shù)中熟知的傳統(tǒng)交聯(lián)劑。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能識(shí)別用于該混合物的合適的交聯(lián)劑。在其它實(shí)施方式中，可以使用不飽和聚酯樹(shù)脂基的人造大理石碎片。
引發(fā)劑的例子包括過(guò)氧化物，如過(guò)氧化苯甲酰、過(guò)氧化十二(烷)酰、丁基過(guò)氧化氫、過(guò)氧化氫異丙苯等，以及偶氮化合物，如偶氮二異丁腈及其類似物。該引發(fā)劑的含量為每100重量份丙烯酸類樹(shù)脂在從約0.1到約10重量份的范圍內(nèi)，優(yōu)選從約0.5到約5重量份。為了提供充分的發(fā)泡，該引發(fā)劑可以過(guò)量使用。
在一實(shí)施方式中，用于人造大理石的該可發(fā)泡組合物的流度在約13cm/min到約20cm/min的范圍內(nèi)。
本發(fā)明的泡沫大理石制品由下述方法制備。
首先，將丙烯酸類樹(shù)脂、固體顆粒和引發(fā)劑混合形成人造大理石的可發(fā)泡漿料。其中，每100重量份丙烯酸類樹(shù)脂，該固體顆粒的量為從約10重量份到約80重量份，該引發(fā)劑的量為從約0.1到約10重量份。該固體顆?？蛇x自由無(wú)機(jī)填料，大理石碎片和它們的混合物組成的組。
人造大理石的可發(fā)泡組合物的流度在從約13cm/min到約20cm/min的范圍內(nèi)。如果流度超過(guò)了20cm/min，那么該漿料的黏度變低，使得過(guò)程往往難以控制。相反，如果流度低于13cm/min，難以產(chǎn)生發(fā)泡。
用于人造大理石的可發(fā)泡組合物的黏度不能用傳統(tǒng)的黏度計(jì)測(cè)量，這是因?yàn)榻M合物中無(wú)機(jī)填料和大理石碎片的緣故。作為替代方法，黏度可用流度來(lái)衡量。所以，這里用到的“流度”被定義為將30g的漿料滴在玻璃板上，使該漿料流動(dòng)1min所測(cè)得的該漿料直徑的值。流度的單位為長(zhǎng)度/時(shí)間。除非專門提示，“厘米/分鐘”(cm/min)在本發(fā)明中被用作流度的單位。盡管“流度”這種描述不是本領(lǐng)域使用的“黏度”的倒數(shù)，但是高的流度顯示出低的黏度。換言之，漿料的流度越高，該漿料的黏度越低。
一般地，當(dāng)丙烯酸單體聚合時(shí)，由于放熱聚合反應(yīng)的緣故，其易于起泡，類似于沸騰現(xiàn)象，并產(chǎn)生氣體。如果丙烯酸類樹(shù)脂連續(xù)固化，就會(huì)形成堅(jiān)固的泡沫結(jié)構(gòu)。
該可發(fā)泡漿料放置一段時(shí)間，以使比重相對(duì)較小的丙烯酸類樹(shù)脂充分移到上半部，同時(shí)比重相對(duì)較高的固體顆粒充分移到下部。這樣，形成雙層結(jié)構(gòu)，丙烯酸類樹(shù)脂為上層。在聚合和固化該可發(fā)泡漿料的過(guò)程中，上層的丙烯酸類樹(shù)脂通過(guò)放熱反應(yīng)起泡從而在上層形成泡沫結(jié)構(gòu)。另一方面，下層中的固體顆粒和微量丙烯酸類樹(shù)脂固化形成丙烯酸人造大理石層。發(fā)泡的上層為具有不規(guī)則孔洞的泡沫結(jié)構(gòu)。
在一些實(shí)施方式中，將該可發(fā)泡漿料倒在傳統(tǒng)固體人造大理石板的表面上，靜置使丙烯酸類樹(shù)脂移到上半部后固化，使得該最終的泡沫大理石制品具有發(fā)泡的上層和在該層之下的傳統(tǒng)固體人造大理石。這樣，就得到了具有一體化泡沫層的理想式樣的人造大理石。
在用于本發(fā)明的人造大理石的可發(fā)泡組合物中也可以加入其他添加物，這些添加物包括顏料、染料、光穩(wěn)定劑、熱穩(wěn)定劑、抗靜電劑、抗沖改性劑、增塑劑等。
本發(fā)明的泡沫人造大理石與傳統(tǒng)的同規(guī)格人造大理石相比在輕質(zhì)和可加工性方面具有優(yōu)勢(shì)，并且可以廣泛應(yīng)用。
通過(guò)下面的具體實(shí)施例能更好地理解本發(fā)明。具體實(shí)施例是為了更好地說(shuō)明本發(fā)明，而不能理解為在任何方面限制本發(fā)明的范圍，該范圍由所附的權(quán)利要求限定。在這些具體實(shí)施例中，除非專門說(shuō)明，所有份和百分比都以重量計(jì)。實(shí)施例實(shí)施例1將100重量份的丙烯酸類樹(shù)脂漿料(其中10重量份的聚甲基丙烯酸甲酯和90重量份的甲基丙烯酸甲酯)，10重量份的氫氧化鋁，10重量份的大理石碎片，2重量份的過(guò)氧化苯甲?；旌?，以得到用于制備泡沫人造大理石的漿料。該漿料的流度為13.8cm/min。將該漿料倒入模型中，靜置，使丙烯酸類樹(shù)脂移到上層。然后，該漿料緩慢固化。得到的固化后的泡沫人造大理石具有泡沫狀上層。圖1示出了固化后泡沫人造大理石的側(cè)視圖照片，被切成30cm×50cm×13mm的尺寸。該切割后的泡沫人造大理石重量為1810g。
比較實(shí)施例1將100重量份的丙烯酸類樹(shù)脂漿料(其中30重量份的聚甲基丙烯酸甲酯和70重量份的甲基丙烯酸甲酯)，100重量份的氫氧化鋁，60重量份的大理石碎片和2份過(guò)氧化苯甲?；旌蟻?lái)得到漿料。該漿料的流度為11.3cm/min。將該漿料倒入模型中，然后固化以獲得堅(jiān)硬的表面的制品。這種堅(jiān)硬的表面制品被切成與實(shí)施例1相同的尺寸，該制品重量為3330g。
本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以很容易地實(shí)施該發(fā)明。很多調(diào)整和變化均被認(rèn)為在本發(fā)明權(quán)利要求所限定的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于泡沫人造大理石的組合物，包括約100重量份的丙烯酸類樹(shù)脂；約10到80重量份的固體顆粒；以及約0.1到10重量份的引發(fā)劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其中所述固體顆粒選自由無(wú)機(jī)填料、大理石碎片及它們的混合物組成的組。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其中所述組合物的流度在約13cm/min到約20cm/min的范圍內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其中所述丙烯酸類樹(shù)脂為丙烯酸單體和聚丙烯酸酯的混合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的組合物，其中所述無(wú)機(jī)填料選自由碳酸鈣、氫氧化鋁、硅土、氧化鋁、氫氧化鎂及它們的混合物組成的組。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的組合物，其中所述大理石碎片這樣制備將約100重量份的丙烯酸類樹(shù)脂，約100到200重量份的無(wú)機(jī)填料，約0.1到10重量份的交聯(lián)劑和約0.1到10重量份的引發(fā)劑相混合，固化該混合物形成固化的人造大理石，然后再粉碎所述固化的人造大理石。
7.一種用于制備泡沫大理石制品的方法混合丙烯酸類樹(shù)脂、固體顆粒和引發(fā)劑，以形成制備人造大理石的可發(fā)泡漿料；靜置所述可發(fā)泡漿料一段時(shí)間，使比重相對(duì)較小的丙烯酸類樹(shù)脂充分移到上半部形成上層，同時(shí)比重相對(duì)較高的固體顆粒移到下部形成下層；以及通過(guò)放熱反應(yīng)固化所述可發(fā)泡漿料，同時(shí)使上層的所述丙烯酸類樹(shù)脂發(fā)泡。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述固體顆粒選自由無(wú)機(jī)填料、大理石碎片及它們的混合物組成的組。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述組合物的流度在約13cm/min到約20cm/min的范圍內(nèi)。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述丙烯酸類樹(shù)脂為丙烯酸單體和聚丙烯酸酯的混合物。
11.根據(jù)權(quán)利要求7中所述的方法，其中所述可發(fā)泡漿料被傾倒在傳統(tǒng)的固體人造大理石板的表面上，然后靜置所述可發(fā)泡漿料一段時(shí)間，以使所述丙烯酸類樹(shù)脂充分移到所述上部。
12.一種泡沫大理石制品，包括第一層的丙烯酸人造大理石；以及第二層的由丙烯酸類樹(shù)脂制成的具有不規(guī)則孔洞的泡沫結(jié)構(gòu)；其中所述第二層被層壓在所述第一層上以形成一體。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述泡沫大理石制品，其中所述第二層通過(guò)發(fā)泡所述丙烯酸類樹(shù)脂形成。
全文摘要
本發(fā)明披露一種泡沫大理石制品及其制備方法。用于制備泡沫大理石制品的組合物包括約100重量份的丙烯酸類樹(shù)脂，約10到80重量份的固體顆粒以及約0.1到10重量份的引發(fā)劑。這種泡沫大理石制品包括第一層的丙烯酸人造大理石，和第二層的由丙烯酸類樹(shù)脂制成的具有不規(guī)則孔洞的發(fā)泡結(jié)構(gòu)，其中第二層結(jié)構(gòu)被層壓在第一層之上以形成一體。本發(fā)明的泡沫大理石制品由于其輕質(zhì)和加工性的緣故要優(yōu)于同等規(guī)格的傳統(tǒng)人造大理石。
文檔編號(hào)C04B26/06GK101080371SQ200580042987
公開(kāi)日2007年11月28日 申請(qǐng)日期2005年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月17日
發(fā)明者樸應(yīng)緒, 羅燾春, 田宰旭 申請(qǐng)人:第一毛織株式會(huì)社