CN100566993C - 具有层叠的胶合板状层的人造大理石及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有层叠胶合板状层的人造大理石及其制备方法。这种人造大理石包括人造大理石的第一层，以及通过固化含有锯屑的可聚合组合物形成的第二层，其中第二层层叠在第一层上，以形成一体。本发明中的人造大理石与同等厚度的传统人造大理石相比具有重量轻和可加工性好的优点。

Description

具有层叠的胶合板状层的人造大理石及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种具有层叠胶合板状层的人造大理石及其制备方法。确切地说，本发明涉及通过在人造大理石表面层叠胶合板状层以形成一体的人造大理石，该人造大理石质量轻、可加工性好。
背景技术
总的来说，人造大理石根据基本树脂材料类型分为两类：一类是丙烯酸型人造大理石；另一类是不饱和聚酯型人造大理石。与不饱和聚酯型人造大理石相比，丙烯酸型人造大理石因其具有优美的外观、高级的纹理和良好的耐候性而广泛应用于厨房台面板、洗脸池、梳妆台、浴盆、各种台面、墙面材料、内部制品等。
简单地说，丙烯酸型人造大理石是通过将树脂混合物注入模具并将该注入的树脂混合物固化而加工成的。该树脂混合物是通过将无机填充物、颜料、固化剂以及一些添加物如聚合引发剂、脱模剂、分散剂等加入到由甲基丙烯酸甲酯(MMA)和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)构成的树脂浆料中制成的。
通常，市售的人造大理石的厚度约为13mm。尽管人造大理石与天然大理石相比具有质量轻、易加工的优势，但是还是比胶合板更重、更贵。因此，一种在人造大理石外附加一层3mm厚的胶合板构成的复合板已经商品化应用了。
然而，由于使用了粘接剂，这种结合有胶合板的人造大理石生产成本高、耐久性差、以及用途受限制。
因此，本发明通过在人造大理石表面压制胶合板状层以形成一体，开发出一种重量轻、可加工性好的人造大理石。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种胶合板状层与人造大理石层形成一体的人造大理石。
本发明的目的还在于提供一种轻质的人造大理石。
本发明的进一步目的在于提供具有良好可加工性的人造大理石。
本发明的进一步目的在于提供一种可以循环利用废弃锯屑制备人造大理石的方法。
本发明的进一步目的在于提供一种在不使用任何发泡剂的条件下，通过丙烯酸类树脂的发热性质制备带泡沫层的人造大理石的方法。
本发明的进一步目的在于提供一种在不使用任何粘合剂的条件下，使胶合板层和人造大理石层形成一体从而制备人造大理石的方法。
本发明的其他目的和优点会在后面的说明书和所附权利要求中进行说明。
本方明的一方面是提供一种人造大理石，这种人造大理石包括人造大理石的第一层，以及通过固化含有锯屑的可聚合组合物形成的第二层，其中第二层层叠在第一层上形成一体。
在一些实施方式中，该可聚合组合物可以包括：约100重量份的丙烯酸类树脂，约10到240重量份的锯屑和无机填料的混合物，以及约0.1到10重量份的引发剂。
在一些实施方式中，该锯屑和无机填料的混合物可以包括约5到160重量份的锯屑和约5到80重量份的无机填料。
在一些实施方式中，该丙烯酸类树脂为丙烯酸单体和聚丙烯酸酯的混合物。
在一些实施方式中，该无机填料可以为碳酸钙、氢氧化铝、硅土、氧化铝、氢氧化镁和它们的混合物。
在一些实施方式中，该可聚合组合物的流度在约13cm/min到约20cm/min范围内。
另一个实施方式是制备人造大理石的方法，包括部分固化可固化组合物以形成第一层，然后将含有锯屑的可聚合组合物倾倒在第一层之上，使得第二层的可聚合组合物压制在第一层上，并固化该第一层和第二层。
在一些实施方式中，该可固化组合物可以包括至少一种聚合树脂的基质和无机填料。
在一些实施方式中，该聚合树脂为丙烯酸类树脂。
在一些实施方式中，该可固化组合物可进一步包括大理石碎片。
在一些实施方式中，该可聚合组合物包括约100重量份的丙烯酸类树脂，约5到160重量份的锯屑，约5到80重量份的无机填料和约0.1到10重量份的引发剂。
在一些实施方式中，在固化第一层和第二层前，发泡该可聚合组合物。
附图说明
图1示出了根据本发明的人造大理石的层叠结构。
图2是分别示出从实施例1得到的人造大理石的人造大理石层(A)和胶合板状层(B)的照片。
具体实施方式
图1示出了根据本发明中人造大理石的层叠结构。
本发明的人造大理石包括第一层和第二层，其中该第二层层叠在第一层上形成一体。该第一层由传统的人造大理石构成，该第二层由含有锯屑的可聚合组合物固化形成。
可以通过混合丙烯酸类树脂、锯屑和无机填料的混合物、以及引发剂制备该可聚合组合物。在一实施方式中，该可聚合组合物可以包括约100重量份的丙烯酸类树脂，约10到240重量份的锯屑和无机填料混合物，以及约0.1到10重量份的引发剂。在一些实施方式中，该锯屑和无机填料的混合物可以包括约5到160重量份的锯屑和约5到80重量份的无机填料。
用于本发明的丙烯酸类树脂为丙烯酸单体和其聚合物，聚丙烯酸酯的混合物。该丙烯酸单体的典型的例子包括丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸异丙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸-2-乙基己酯等。
聚丙烯酸酯为该丙烯酸单体的聚合物。其中，优选聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。
优选地，丙烯酸单体在丙烯酸树酯中的量以重量计等于或大于65％，聚丙烯酸酯在丙烯酸树酯中的量以重量计等于或小于35％。
本发明中使用的锯屑没有特殊的限制。任何没有预处理的锯屑都可以使用。锯屑的含量为约5到160重量份。如果该含量超过160重量份，则浆料的黏度会变高，导致输送困难。如果该含量少于5重量份，由其制备的大理石则没有木质和轻质感。通过在可聚合组合物中添加锯屑，看起来像胶合板或贴面板的本发明的第二层类似于木或木纹的质地。
在一实施方式中，可以加入小木片、谷糠等，或代替锯屑。
可以使用现有技术中熟知的无机填料。该无机填料的典型的例子包括碳酸钙、氢氧化铝、硅土、氧化铝、氢氧化镁等。其中，考虑到外观是由人造大理石中使用的无机填料决定的，最优选的是氢氧化铝。
该无机填料的量为约5到80重量份。如果用量超过80重量份，由其制备的人造大理石不具备类似木质或木纹质地和轻质感，并且不会发泡。相反，如果用量小于5重量份，浆料的黏度变高，那么过程会难以控制，人造大理石的物理特性也会变差。
每100重量份丙烯酸类树脂，该锯屑和无机填料的混合物的用量约10到240重量份。如果用量少于了10重量份，浆料的黏度变低，过程难以控制。反之，如果用量超过240重量份，该丙烯酸单体在丙烯酸类树脂中难以扩散。
该引发剂的例子包括过氧化物，如过氧化苯甲酰、过氧化十二(烷)酰、丁基过氧化氢、过氧化氢异丙苯等，以及偶氮化合物，如偶氮二异丁腈及类似物。每100重量份的丙烯酸类树脂，该引发剂的量在约0.1到约10重量份，优选约0.5到约5重量份的范围。
在一实施方式中，该可聚合组合物的流度为约13cm/min到约20cm/min的范围。如果流度超过了20cm/min，浆料的黏度变低，使得过程往往难以控制。反之，如果流度低于13cm/min，不会产生发泡。这里用到的“流度”是指，将30g的浆料滴在玻璃板上，让浆料流动1min，测量该浆料的直径所得到的值。流度的单位为“长度/时间”。除非专门提示，厘米/分钟(cm/min)在此被用作流度的单位。尽管本申请中使用的“流度”不是现有技术中常用的“黏度”的倒数，但是高流度反映了低的黏度。换言之，浆料的流度越好，浆料的黏度越低。
为了能够充分发泡，在第二层的可聚合组合物中，引发剂的量可以大于第一层可固化组合物中的引发剂的量。
第一层的人造大理石可由现有技术中熟知的传统用于人造大理石的可固化组合物制备。在一些实施方式中，该可固化组合物可以包括至少一种聚合树脂的基质和无机填料。该聚合树脂可以是丙烯酸类树脂或不饱和聚酯树脂。二者中，优选丙烯酸类树脂。在一些实施方式中，该可固化组合物中还可包括大理石碎片。
本发明的人造大理石通过以下方法制备：
不完全的固化可固化组合物以形成第一层。然后，将含有锯屑的可聚合组合物倾倒在第一层的表面形成第二层。随后将第二层层叠在第一层之上，接着，被层叠的第一层和第二层一起固化。
在一实施方式中，该可固化组合物可以包括至少一种聚合树脂的基质和无机填料。该聚合树脂可以是丙烯酸类树脂或不饱和聚酯树脂。其中，优选丙烯酸类树脂。该可固化组合物中还可包括大理石碎片。
该可聚合组合物可以包括约100重量份的丙烯酸类树脂，约5到160重量份的锯屑，约5到80重量份的无机填料和约0.1到10重量份的引发剂。
可以发泡第二层的可聚合组合物。具体为，将可聚合组合物倾倒在第一层之上，然后通过丙烯酸单体自身的放热聚合反应进行发泡，然后固化。
如果该可聚合组合物要进行发泡，优选该可聚合组合物的流度在约13cm/min到约20cm/min的范围。如果流度超过20cm/min，浆料的黏度变低，使得过程往往难以控制。反之，如果流度低于13cm/min，不会产生发泡。这里用到的“流度”是指将30g的浆料滴在玻璃板上，让浆料体流动1min，测量该浆料的直径所得到的值。虽然，本申请中使用的“流度”不是现有技术中传统“黏度”的倒数，但是高流度反映了低的黏度。换言之，浆料的流动性越好，该浆料的黏度越低。
通常，当丙烯酸单体聚合时往往会起泡，类似于沸腾现象，并由于放热聚合反应产生气体。如果丙烯酸类树脂连续固化，就会形成坚固的泡沫结构。
将可聚合组合物倾倒在第一层人造大理石的表面上，然后固化，同时，丙烯酸单体自身放热聚合产生发泡。因此，得到的固化后的人造大理石具有双层层叠结构，其中一边为人造大理石层，另一边为胶合板状层。因为，胶合板状层中含锯屑，其类似于木或木纹质地。
本发明的人造大理石与传统的同规格人造大理石相比，在轻质和可加工性方面具有优势，并且可以广泛应用。
通过下面的具体实施例能更好地理解本发明。具体实施例是为了更好地说明本发明，而不能理解为在任何方面限制本发明的范围，该范围由所附的权利要求限定。在这些具体实施例中，除非专门说明，所有份和百分比都以重量计。
实施例
用于第一层的可固化组合物的制备：将由以重量计25％的聚甲基丙烯酸甲酯和85％的甲基丙烯酸甲酯组成的100重量份丙烯酸类树脂浆料，135重量份的氢氧化铝，20重量份的大理石碎片和2重量份的过氧化十二(烷)酰混合以得到可固化组合物。
可聚合组合物的制备：将由30重量份的聚甲基丙烯酸甲酯和70重量份甲基丙烯酸甲酯组成的100重量份丙烯酸类树脂浆料，10重量份的氢氧化铝，155重量份的锯屑和2重量份的过氧化苯甲酰混合以得到可聚合组合物。该可聚合组合物的流度为15.2cm/min。
人造大理石的制备：不完全固化前述制备的可固化组合物以形成第一层。然后，将前述制备的可聚合组合物倾倒在第一层上，然后缓慢固化。所得的固化后的人造大理石具有二层层叠结构，其中的胶合板状层和人造大理石层形成了一体。图2(a)和图2(b)示出了制备完成的人造大理石产品的各层的照片。
本领域普通技术人员可以很容易地实施该发明。很多调整和变化均被认为在本发明权利要求所限定的范围内。

Claims (11)

1.一种人造大理石，包括：
人造大理石的第一层；和
由含有锯屑的可聚合组合物固化形成的第二层，
其中，所述第二层层叠在所述第一层上以形成一体，
并且其中，所述可聚合组合物包括约100重量份的丙烯酸类树脂，约10到240重量份的锯屑和无机填料的混合物，以及约0.1到10重量份的引发剂。
2.根据权利要求1所述的人造大理石，其中所述锯屑和无机填料的混合物包括约5到160重量份的木屑和约5到80重量份无机填料。
3.根据权利要求1所述的人造大理石，其中所述丙烯酸类树脂为丙烯酸单体和聚丙烯酸酯的混合物。
4.根据权利要求1所述的人造大理石，其中所述无机填料选自由碳酸钙、氢氧化铝、硅土、氧化铝、氢氧化镁和它们的混合物组成的组。
5.根据权利要求1所述人造大理石，其中所述可聚合组合物的流度在约13cm/min到约20cm/min的范围。
6.一种用于制备人造大理石的方法，包括：
部分地固化一可固化组合物以形成第一层；
将含有锯屑的可聚合组合物倾倒在所述第一层上，使得第二层可聚合组合物层叠在所述第一层上；以及
固化所述第一层和第二层，
其中，所述可聚合组合物包括约100重量份的丙烯酸类树脂，约5到160重量份的锯屑，约5到80重量份的无机填料和约0.1到10重量份的引发剂。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述可固化组合物包括至少一种聚合树脂的基质和无机填料。
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述聚合树脂为丙烯酸类树脂。
9.根据权利要求6所述的方法，其中所述可固化组合物还包括大理石碎片。
10.根据权利要求6所述的方法，其中所述可聚合组合物的流度在约13cm/min到约20cm/min的范围。
11.根据权利要求6所述的方法，其中，在所述第一层和第二层固化前，发泡所述可聚合组合物。
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