泡沫大理石製品及其加工方法
2024-03-04 08:26:15
專利名稱：泡沫大理石製品及其加工方法
技術領域：
本發明涉及一種泡沫大理石製品及其加工方法。具體說，本發明涉及重量輕、可加工性好的泡沫人造大理石製品，其通過在經放熱反應的丙烯酸類樹脂固化過程中，使該丙烯酸類樹脂發泡而形成。
背景技術：
總的來說，人造大理石根據基本樹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美的外觀、高級的紋理和良好的耐候性而廣泛應用於廚房臺面板、洗臉池、梳妝檯、浴盆、各種臺面、牆面材料、內部製品等。
簡單地說，丙烯酸型人造大理石是通過將樹脂混合物注入模具並將該注入的樹脂混合物固化而加工成的。該樹脂混合物是通過將無機填充物、顏料、固化劑以及一些添加物如聚合引發劑、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)構成的樹脂漿料中製成的。
通常，市售的人造大理石的厚度約為13mm。儘管人造大理石與天然大理石相比具有質量輕、易加工的優勢，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厚的膠合板構成的複合板已經商品化應用了。
然而，由於使用了粘接劑，這種結合有膠合板的人造大理石生產成本高、耐久性差、以及用途受限制。
因此，本發明通過製造用於人造大理石的特殊的發泡組合物、使該發泡組合物中的丙烯酸類樹脂移到上半部形成上層、並通過放熱反應固化該發泡組合物同時發泡上層的丙烯酸類樹脂層而開發出一種重量輕、可加工性好的泡沫大理石製品。
發明內容
本發明的目的之一是提供輕質泡沫大理石製品。
本發明的另一目的是提供具有良好可加工性的泡沫大理石製品。
本發明進一步的目的是提供一種不使用發泡劑，而是通過丙烯酸酯聚合反應中的放熱特性來製造泡沫大理石的方法。
本發明的其他目的和優點會在後面的說明書和所附權利要求中進行說明。
本發明的一個方面是提供一種用於泡沫人造大理石的組合物，包括約100重量份的丙烯酸類樹脂，約10到80重量份的固體顆粒，和約0.1到10重量份的引發劑。
在一些實施方式中，該固體顆粒可選自由無機填料、大理石碎片和它們的混合物組成的組。
在一些實施方式中，該無機填料可選自由碳酸鈣、氫氧化鋁、矽土、氧化鋁、氫氧化鎂和它們的混合物組成的組。
在一些實施方式中，通過將約100重量份的丙烯酸類樹脂，約100到200重量份的無機填料，約0.1到10重量份的交聯劑以及約0.1到10重量份的引發劑混合，固化該混合物以形成固化的人造大理石，然後再粉碎該固化的人造大理石，來製備該大理石碎片。
在一些實施方式中，該組合物的流度在約13cm/min到約20cm/min的範圍內。
在一些實施方式中，該丙烯酸類樹脂是丙烯酸單體及聚丙烯酸酯的混合物。
另一個實施方式是用於製造泡沫大理石製品的方法，包括混合丙烯酸類樹脂、固體顆粒和引發劑，以形成用於人造大理石的可發泡漿料，放置該可發泡漿料一段時間，以使比重相對較小的丙烯酸類樹脂充分移到上半部形成上層，同時比重相對較高的固體顆粒充分移到下部形成下層，然後通過放熱反應固化該可發泡漿料同時發泡上層的丙烯酸類樹脂。
在一些實施方式中，該固體顆粒可選自由無機填料、大理石碎片和它們的混合物組成的組。
在一些實施方式中，該組合物的流度在約13cm/min到約20cm/min的範圍內。
在一些實施方式中，該丙烯酸類樹脂是丙烯酸單體及聚丙烯酸酯的混合物。
在一些實施方式中，該可發泡漿料被倒在傳統的固體人造大理石板的表面，然後放置一段時間以使丙烯酸類樹脂充分移到上層。
本發明的另一方面提供一種泡沫大理石製品，包括第一層的丙烯酸人造大理石，第二層的由丙烯酸類樹脂製成的具有不規則孔洞的發泡結構，其中，第二層層壓在第一層的上並形成一體。
在一些實施方式中，該第二層由丙烯酸類樹脂發泡形成。
圖1是顯示在實施例1中得到的發泡人造大理石的側視圖的照片。
具體實施例方式
本發明的泡沫大理石製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脂製成的具有不規則孔洞的發泡結構，其中，該第二層層壓在該第一層上形成一體。該第二層是通過發泡丙烯酸類樹脂形成。本發明的泡沫大理石製品可以由用於人造大理石的發泡組合物製造。
本發明的用於人造泡沫大理石的可發泡組合物包括丙烯酸類樹脂、固體顆粒和引發劑。
本發明所用的丙烯酸類樹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，優選聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。
優選地，該丙烯酸類樹脂中丙烯酸單體的量以重量計約為80～95％，聚丙烯酸酯的量以重量計約為5～20％。如果該聚丙烯酸酯的含量以重量計超過20％，則不能獲得充分的發泡。
在一些實施方式中，每100重量份的丙烯酸類樹脂，固體顆粒的量約為從10重量份到約80重量份。如果固體顆粒量少於10重量份，那麼漿料的黏度變低，使得過程往往難以控制。相反，如果該量超過了80重量份，丙烯酸類樹脂中的丙烯酸單體則不能擴散。
該固體顆粒可選自由無機填料、大理石碎片和它們的混合物組成的組。
可以使用現有技術中熟知的任何無機填料。該無機填料的典型例包括碳酸鈣、氫氧化鋁、矽土、氧化鋁、氫氧化鎂等。其中，由於含有氫氧化鋁的人造大理石具有美的外觀，最優選氫氧化鋁。
在一實施方式中，可以任選添加具有不同顏色的傳統人造大理石碎片。該大理石碎片可由傳統方法製備。如，大理石碎片這樣製備將100重量份的丙烯酸類樹脂、100到200重量份的無機填料、0.1到10重量份的交聯劑和0.1到10重量份的引發劑混合，固化該混合物並粉碎該固化的材料。作為交聯劑，可以使用現有技術中熟知的傳統交聯劑。本領域普通技術人員能識別用於該混合物的合適的交聯劑。在其它實施方式中，可以使用不飽和聚酯樹脂基的人造大理石碎片。
引發劑的例子包括過氧化物，如過氧化苯甲醯、過氧化十二(烷)醯、丁基過氧化氫、過氧化氫異丙苯等，以及偶氮化合物，如偶氮二異丁腈及其類似物。該引發劑的含量為每100重量份丙烯酸類樹脂在從約0.1到約10重量份的範圍內，優選從約0.5到約5重量份。為了提供充分的發泡，該引發劑可以過量使用。
在一實施方式中，用於人造大理石的該可發泡組合物的流度在約13cm/min到約20cm/min的範圍內。
本發明的泡沫大理石製品由下述方法製備。
首先，將丙烯酸類樹脂、固體顆粒和引發劑混合形成人造大理石的可發泡漿料。其中，每100重量份丙烯酸類樹脂，該固體顆粒的量為從約10重量份到約80重量份，該引發劑的量為從約0.1到約10重量份。該固體顆粒可選自由無機填料，大理石碎片和它們的混合物組成的組。
人造大理石的可發泡組合物的流度在從約13cm/min到約20cm/min的範圍內。如果流度超過了20cm/min，那麼該漿料的黏度變低，使得過程往往難以控制。相反，如果流度低於13cm/min，難以產生發泡。
用於人造大理石的可發泡組合物的黏度不能用傳統的黏度計測量，這是因為組合物中無機填料和大理石碎片的緣故。作為替代方法，黏度可用流度來衡量。所以，這裡用到的「流度」被定義為將30g的漿料滴在玻璃板上，使該漿料流動1min所測得的該漿料直徑的值。流度的單位為長度/時間。除非專門提示，「釐米/分鐘」(cm/min)在本發明中被用作流度的單位。儘管「流度」這種描述不是本領域使用的「黏度」的倒數，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，當丙烯酸單體聚合時，由於放熱聚合反應的緣故，其易於起泡，類似於沸騰現象，並產生氣體。如果丙烯酸類樹脂連續固化，就會形成堅固的泡沫結構。
該可發泡漿料放置一段時間，以使比重相對較小的丙烯酸類樹脂充分移到上半部，同時比重相對較高的固體顆粒充分移到下部。這樣，形成雙層結構，丙烯酸類樹脂為上層。在聚合和固化該可發泡漿料的過程中，上層的丙烯酸類樹脂通過放熱反應起泡從而在上層形成泡沫結構。另一方面，下層中的固體顆粒和微量丙烯酸類樹脂固化形成丙烯酸人造大理石層。發泡的上層為具有不規則孔洞的泡沫結構。
在一些實施方式中，將該可發泡漿料倒在傳統固體人造大理石板的表面上，靜置使丙烯酸類樹脂移到上半部後固化，使得該最終的泡沫大理石製品具有發泡的上層和在該層之下的傳統固體人造大理石。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。
在用於本發明的人造大理石的可發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、光穩定劑、熱穩定劑、抗靜電劑、抗衝改性劑、增塑劑等。
本發明的泡沫人造大理石與傳統的同規格人造大理石相比在輕質和可加工性方面具有優勢，並且可以廣泛應用。
通過下面的具體實施例能更好地理解本發明。具體實施例是為了更好地說明本發明，而不能理解為在任何方面限制本發明的範圍，該範圍由所附的權利要求限定。在這些具體實施例中，除非專門說明，所有份和百分比都以重量計。實施例實施例1將100重量份的丙烯酸類樹脂漿料(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重量份的過氧化苯甲醯混合，以得到用於製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，使丙烯酸類樹脂移到上層。然後，該漿料緩慢固化。得到的固化後的泡沫人造大理石具有泡沫狀上層。圖1示出了固化後泡沫人造大理石的側視圖照片，被切成30cm×50cm×13mm的尺寸。該切割後的泡沫人造大理石重量為1810g。
比較實施例1將100重量份的丙烯酸類樹脂漿料(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份過氧化苯甲醯混合來得到漿料。該漿料的流度為11.3cm/min。將該漿料倒入模型中，然後固化以獲得堅硬的表面的製品。這種堅硬的表麵製品被切成與實施例1相同的尺寸，該製品重量為3330g。
本領域普通技術人員可以很容易地實施該發明。很多調整和變化均被認為在本發明權利要求所限定的範圍內。
權利要求
1.一種用於泡沫人造大理石的組合物，包括約100重量份的丙烯酸類樹脂；約10到80重量份的固體顆粒；以及約0.1到10重量份的引發劑。
2.根據權利要求1所述的組合物，其中所述固體顆粒選自由無機填料、大理石碎片及它們的混合物組成的組。
3.根據權利要求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的範圍內。
4.根據權利要求1所述的組合物，其中所述丙烯酸類樹脂為丙烯酸單體和聚丙烯酸酯的混合物。
5.根據權利要求2所述的組合物，其中所述無機填料選自由碳酸鈣、氫氧化鋁、矽土、氧化鋁、氫氧化鎂及它們的混合物組成的組。
6.根據權利要求2所述的組合物，其中所述大理石碎片這樣製備將約100重量份的丙烯酸類樹脂，約100到200重量份的無機填料，約0.1到10重量份的交聯劑和約0.1到10重量份的引發劑相混合，固化該混合物形成固化的人造大理石，然後再粉碎所述固化的人造大理石。
7.一種用於製備泡沫大理石製品的方法混合丙烯酸類樹脂、固體顆粒和引發劑，以形成製備人造大理石的可發泡漿料；靜置所述可發泡漿料一段時間，使比重相對較小的丙烯酸類樹脂充分移到上半部形成上層，同時比重相對較高的固體顆粒移到下部形成下層；以及通過放熱反應固化所述可發泡漿料，同時使上層的所述丙烯酸類樹脂發泡。
8.根據權利要求7所述的方法，其中所述固體顆粒選自由無機填料、大理石碎片及它們的混合物組成的組。
9.根據權利要求7所述的方法，其中所述組合物的流度在約13cm/min到約20cm/min的範圍內。
10.根據權利要求7所述的方法，其中所述丙烯酸類樹脂為丙烯酸單體和聚丙烯酸酯的混合物。
11.根據權利要求7中所述的方法，其中所述可發泡漿料被傾倒在傳統的固體人造大理石板的表面上，然後靜置所述可發泡漿料一段時間，以使所述丙烯酸類樹脂充分移到所述上部。
12.一種泡沫大理石製品，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脂製成的具有不規則孔洞的泡沫結構；其中所述第二層被層壓在所述第一層上以形成一體。
13.根據權利要求12所述泡沫大理石製品，其中所述第二層通過發泡所述丙烯酸類樹脂形成。
全文摘要
本發明披露一種泡沫大理石製品及其製備方法。用於製備泡沫大理石製品的組合物包括約100重量份的丙烯酸類樹脂，約10到80重量份的固體顆粒以及約0.1到10重量份的引發劑。這種泡沫大理石製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脂製成的具有不規則孔洞的發泡結構，其中第二層結構被層壓在第一層之上以形成一體。本發明的泡沫大理石製品由於其輕質和加工性的緣故要優於同等規格的傳統人造大理石。
文檔編號C04B26/06GK101080371SQ200580042987
公開日2007年11月28日 申請日期2005年12月16日 優先權日2004年12月17日
發明者樸應緒, 羅燾春, 田宰旭 申請人:第一毛織株式會社