透閃石玉疊層複合材料及生產方法

2023-05-03 19:01:41

專利名稱：透閃石玉疊層複合材料及生產方法
技術領域：
本發明涉及一種透閃石玉疊層複合材料及生產方法，特別是涉及一種主要由透閃
石玉薄板、基板和粘合劑所組成的透閃石玉疊層複合材料及生產方法，本發明還涉及到一 種在其表面材料中包含這種透閃石玉疊層複合材料的製品，特別是家具。
背景技術：
透閃石玉，俗稱軟玉(英文名N印hrite)，是一種主要由透閃石和陽起石所構成 的礦物，數千年來主要用於佩飾品和玉雕的原材料。由於透閃石玉具有6.0以上的摩氏硬 度和大約3克/立方釐米的比重且韌性極高，因而加工很困難，而且透閃石玉來源稀少、價 格昂貴，這些條件限制了透閃石玉在其他領域的運用。例如曾有將透閃石玉切割成約12 毫米厚的板材、用於桌子或櫥櫃的臺面或者牆面及地板裝飾的嘗試，但由於兩個平方米的 這類的板材重達約72公斤，價格上的不現實不用說，在實際的應用上有很大的困難。近 年有將透閃石玉邊角廢料而製成的粉末與樹脂聚合物共混的提案(如發明專利公開號 CN1173308A、CN1217350A)。也有將這種透閃石玉粉末與環氧樹脂塗料混合用於家用電器等 的塗料的研究(如發明專利公開號CN1193034A)。也有通過與膠層、纖維網、砂粒層、水泥砼 等的複合將複數塊小塊的"玉石"拼接起來用於地面和牆面的裝飾的提案(如實用新型專 利公告號CN2844291Y)。然而到目前為止，因缺乏實用的技術，除了作為佩飾品和玉雕的原 材料外，透閃石玉在其他領域還沒有什麼顯著的應用。

發明內容
本發明的目的是提供一種可作為建築材料、裝飾材料、家具材料等廣泛使用的輕 質透閃石玉疊層複合材料及生產方法。本發明的另一目的是提供一種包含這種透閃石玉疊 層複合材料的製品特別是家具如桌子、椅子、和櫥櫃等。 本發明的技術方案是通過主要由下述組成的疊層複合來形成一種透閃石玉疊層 複合材料(1)摩氏硬度為6. 0以上的透閃石玉薄板；(2)基板；(3)將透閃石玉薄板固定於 基板上的粘合劑。 本發明所使用的透閃石玉是一種矽酸鈣鎂鐵的物質，其主要的礦物組成為透閃 石和陽起石。本發明所使用的透閃石玉的主要的化學組成介於C^Mg5(Si40nh(0H)2和 Ca2Fe5(SiA入(0H)2之間，其中的Mg、 Fe可以完全類質同像替代，此外根據產地的不同還 含有一些微量元素如鋁、銅、鈷、錳、鉻、錫、鈦、鎳、鈉、鉀等。本發明所使用的透閃石玉薄板 最好是含有鐵的透閃石玉薄板。含有鐵的透閃石玉根據鐵的含量的不同通常呈不同深淺 的綠色甚至褐色或黑色，所以含有鐵的綠色的透閃石玉又名碧玉(green n印hrite)。用 於本發明的含有鐵的透閃石玉(碧玉)的例子包括但不限於產自加拿大的碧玉、產自俄 羅斯的碧玉、產自中國新疆的碧玉、產自美國的碧玉等。本發明所使用的碧玉的密度介 於2. 8-3. 2克/立方釐米之間，。下述三篇文獻介紹了碧玉的性能等，作為本發明中所使 用的透閃石玉碧玉的介紹而引證於此(1)寶石和寶石學雜誌，第5巻第1期，11 (2003);(2)American Mineralogist, Vol. 58，727(1973) ;(3) Jade-Occurrence and Metasomatic Origin-extended abstract from InternationalGeological Congress 2000 (by Harlow， G. E. and Sorensen， S. S.)。 本發明所使用的透閃石玉更好是其結構中陽離子個數Mg27(Mg2++Fe2+)的比值 在0. 750至0. 990之間，最好是其Mg27(Mg2++Fe2+)的比值在0. 850至0. 985之間。Mg2+/ (Mg2++Fe2+)的比值的測定可通過電子探針分析(又名電子探針X射線顯微分析)來進行。 電子探針分析是利用聚集極細的電子束來轟擊樣品的表面，然後根據所產生的X射線的波 長和強度來定性和定量分析所含元素的種類和含量。 本發明所使用的透閃石玉的摩氏硬度通過摩氏硬度計來測定。"摩氏硬度計"的 概念是1822年由德國地質學家摩斯(Mohs)提出的。他用IO種礦物做標準，衡量世界上礦 物的相對硬度，這就是"摩氏硬度計"。摩氏硬度計如下所示l.滑石，2.石膏，3.方解石， 4.螢石，5.磷灰石，6.長石，7.石英，8.黃玉，9.剛玉，IO.金剛石。本發明所使用的透閃石 玉的摩氏硬度為6. 0以上，通常在6. 0到7. 0之間。換一句話說，本發明所使用的透閃石玉 的硬度比磷灰石硬，通常在長石和石英之間。 本發明所使用的透閃石玉薄板的厚度為0. 5毫米至5毫米，更好為0. 5毫米至3 毫米，最好為l毫米至2.8毫米。 本發明的透閃石玉疊層複合材料中的透閃石玉薄板可為一層，在這種場合，該透 閃石玉薄板處於該透閃石玉疊層複合材料的表面層。本發明的透閃石玉疊層複合材料中的 透閃石玉薄板也可為兩層，在這種場合，該兩層透閃石玉薄板分別處於該透閃石玉疊層復 合材料的上下兩個表面層。 本發明所用的基板是一種在加工或/和使用過程中能夠強化透閃石玉薄板乃至
透閃石玉疊層複合材料整體的加工性能或/和物理性能如抗衝強度、斷裂強度等的材料。
基板的形態可以是但不限於平板狀、蜂窩狀、網狀、不織布狀、織布狀、發泡狀等。 本發明所用的基板可以是一種有機材料，包含熱塑性材料和熱固性材料。該有機
材料最好是由下列聚合物而製成的材料聚甲基丙烯酸甲酯均聚物或共聚物、聚丙烯酸甲
酯均聚物或共聚物、聚乙烯均聚物或共聚物、聚丙烯均聚物或共聚物、聚氯乙烯均聚物或共
聚物、聚苯乙烯均聚物或共聚物、聚丁二烯均聚物或共聚物、聚丙烯腈均聚物或共聚物、聚
碳酸酯均聚物或共聚物、聚對苯二甲酸乙二醇酯均聚物或共聚物、聚對苯二甲酸丁二醇酯
均聚物或共聚物、聚苯醚均聚物或共聚物、聚氨酯均聚物或共聚物、聚碸、聚醯胺、酚醛樹
脂、或脲醛樹脂。這些聚合物以平板狀、蜂窩狀、網狀、不織布狀、織布狀、發泡狀等的形式可
以作為本發明所用的基板。 本發明所用的基板可以是一種無機材料，該無機材料最好是一種金屬材料、合金 材料、陶瓷材料、玻璃材料、強化玻璃材料、玻璃纖維材料、或碳纖維材料。這些無機材料以 平板狀、蜂窩狀、網狀、不織布狀、織布狀、發泡狀等的形式可以作為本發明所用的基板。本 發明所用的無機材料基板的例子包括但不限於鋁板、鋁蜂窩板、鍍鋅鋼板、鋁合金板、陶瓷 板、玻璃板、強化玻璃板、玻璃纖維板、碳纖維板、或玻璃纖維網等。 本發明所用的基板可以是一種由有機材料和無機材料而複合的複合基板。該複合 基板的例子包括但不限於鋁塑複合板。 本發明所用的基板可以是一種木質材料。該木質材料可以是天然木材板材，改性
4木材板材，或木材膠合板材。本發明所用的改性木材板材是一種經化學或物理處理而強化 其物理性能如強度、耐久性、耐候性、耐火性、防腐性、耐蟲性等的改性天然木材板材。本發 明所用的木材膠合板材是一種將原木切割形成的薄板或碎木，經乾燥、塗膠後組坯、膠合而 成的板材。 本發明所用的基板可以是一層，也可以是一層以上。本發明所用的基板最好是一 至五層。如果基板的層數過多，則最終形成的透閃石玉疊層複合材料的厚度可能過厚，加工 工藝也可能過於繁瑣。如果使用複數層的基板，在本發明的透閃石玉疊層複合材料中最好 使用不同形態和不同材質的基板以利獲得最佳的物理性能。 本發明所用的粘合劑(又名膠粘劑)是一種能將透閃石玉薄板固定於基板上形成
透閃石玉疊層複合材料的粘合劑。只要是能夠形成透閃石玉疊層複合材料並獲得所需要的
物理性能(如強度、耐熱性、耐久性、耐候性等)以及安全性和加工性，對於所使用的粘合劑
的種類、形態和使用量沒有限制。本發明所用的粘合劑的例子包括但不限於環氧樹脂類粘
合劑、聚乙烯醇縮丁醛類粘合劑、聚乙烯醇縮甲醛類粘合劑、脲醛樹脂類粘合劑、聚醋酸乙
烯酯類粘合劑、合成橡膠類粘合劑、聚氨酯類粘合劑、或玻璃纖維膠粘體等。 在將透閃石玉薄板與數層不同材質的基板複合時，根據不同的基板材質可使用不
同的、複數種類的粘合劑。 本發明的透閃石玉疊層複合材料的面積至少是400平方毫米，最好是10000平方 毫米以上。如果將透閃石玉疊層複合材料用於桌子的桌面、廚衛的臺面等，本發明的透閃石 玉疊層複合材料的面積可達0. 5平方米以上。 本發明的透閃石玉疊層複合材料的透閃石玉薄板的外表面最好是經過打磨拋光。 根據需要可將透閃石玉薄板的外表面打磨拋光成鏡面或亞光面。 本發明還涉及一種製品，該製品是在其表面材料裡含有本發明的透閃石玉疊層復 合材料的製品。該製品例如可以是家具，包括桌子、椅子、櫥櫃等，也可以是工藝裝飾品等。 透閃石玉疊層複合材料最好處於家具的外表面，透閃石玉疊層複合材料形成家具外表面的 一部或全部的表面積。例如透閃石玉疊層複合材料可以形成桌面的一部或全部的面積，可 以形成椅子的靠背、椅子的扶手、椅子的座位面上的一部或全體的表面積，可以形成櫥櫃的 與使用者肌膚接觸的外表面的一部或全部的表面積。 本發明還提供一種生產方法用於生產本發明的這種透閃石玉疊層複合材料。這種 生產本發明的透閃石玉疊層複合材料的方法包含以下的工藝步驟(l)將透閃石玉切割成 薄板；(2)塗布粘合劑；(3)將透閃石玉薄板和基板在粘合劑的作用下疊層複合。所使用的 鋸切機械為金剛石鋸切機。切割時，可將透閃石玉荒石直接切割成0. 5毫米至5. 0毫米的薄 板，也可經預切先將透閃石玉荒石切割成比較厚的石板，如8至12毫米厚，然後再經後續的 精切將該預切成的比較厚的石板切割成目標厚度的0. 5至5. 0毫米。在粘合劑的作用下透 閃石玉與基板的疊層複合可在切割成目標厚度後實施，也可在精切之前預切之後實施。若 在預切之後實施，可在經預切獲得的比較厚的石板的上下兩面疊層複合基板，然後通過對 剖式切割將該比較厚的透閃石玉疊層複合材料剖切而獲得兩塊較薄的透閃石玉疊層複合 材料，其中所含的透閃石玉薄板的厚度為0. 5至5. 0毫米。也可將經預切獲得的比較厚的 透閃石玉石板經對剖式切割而製成兩塊目標厚度為0. 5至5. 0毫米的透閃石玉薄板，然後 在粘合劑的作用下將該透閃石玉薄板與基板的疊層複合製得透閃石玉疊層複合材料。
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本發明的有益效果是通過與基板的疊層複合極大地強化了透閃石玉薄板的強度 和加工性，由此可提供一種輕質而高性能的透閃石玉疊層複合材料，因而可使透閃石玉在 建築材料、裝飾材料、家具材料等領域裡得到廣泛的應用。


下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。
圖1是本發明的一個實施例的透閃石玉疊層複合材料的結構示意
圖。 圖2是本發明的另一實施例的透閃石玉疊層複合材料的結構示意
圖。 圖3是本發明的另一實施例的透閃石玉疊層複合材料的結構示意
圖。 圖中，l.透閃石玉薄板，2.粘合劑，3.透明強化玻璃基板，4.鋁蜂窩材基板，5.木 質板材基板，6.鋁板。
具體實施例方式
下面以實施例來具體闡述和例示本發明的具體實施方式

。
實施例1 本實施例使用產自加拿大的碧玉作為透閃石玉薄板。該碧玉的摩氏硬度為 6.0-6.5，含有鐵，其Mg"(Mg"+Fe"的比值為0.973。本實施例使用的基板為透明強化玻 璃。將上述產自加拿大的碧玉切割成厚度為2.8毫米的碧玉薄板，然後與透明強化玻璃通 過透明的粘合劑複合，製得如附圖1所示的半透明的透閃石玉疊層複合材料，可作為透光 板使用。 實施例2 本實施例使用的透閃石玉薄板與實施例1同樣，為產自加拿大的碧玉。該碧玉的 摩氏硬度為6.0-6.5，含有鐵，其Mg"(Mg"+Fe"的比值為0.971。本實施例所使用的碧玉 薄板的厚度為2. 5毫米，所使用的第一基板為鋁蜂窩材，第二基板為木質板材，通過粘合劑 的複合，製得如附圖2所示的透閃石玉疊層複合材料。該透閃石玉疊層複合材料的表面為 透閃石玉薄板，而底面為木質材料，可作為家具的材料使用。
實施例3 本實施例使用的透閃石玉薄板為產自俄羅斯的碧玉。與產自加拿大的碧玉同樣， 該產自俄羅斯西伯利亞的碧玉的摩氏硬度為6. 0-6.5，含有鐵，其Mg"/(Mg"+Fe"的比值為 0. 976。本實施例的碧玉的厚度為2. 5毫米，通過與第一基板鋁板、第二基板鋁蜂窩材在粘 合劑作用下的複合，製得如附圖3所示的透閃石玉疊層複合材料，可作為建材或裝飾材料 使用。 上述的實施例是用來例示本發明的具體實施方式

，本發明的具體實施方式

並不限 於上述的實施例。
權利要求
一種透閃石玉疊層複合材料，其特徵是該透閃石玉疊層複合材料主要由下述部分所組成(1)摩氏硬度為6.0以上的透閃石玉薄板；(2)基板；(3)將透閃石玉薄板固定於基板上的粘合劑。
2. 根據權利要求1所述的透閃石玉疊層複合材料，其特徵是所述透閃石玉薄板是含有 鐵的透閃石玉薄板。
3. 根據權利要求2所述的透閃石玉疊層複合材料，其特徵是所述透閃石玉薄板的Mg27 (Mg2++Fe2+)的比值在0. 750至0. 990之間。
4. 根據權利要求1至3中任一權利要求所述的透閃石玉疊層複合材料，其特徵是所述 透閃石玉薄板的厚度為0. 5毫米至5. 0毫米。
5. 根據權利要求4所述的透閃石玉疊層複合材料，其特徵是所述透閃石玉薄板的厚度 為1. 0毫米至2. 8毫米。
6. 根據權利要求1至3中任一權利要求所述的透閃石玉疊層複合材料，其特徵是所 述基板是由選自下列有機材料中的至少一種製成的材料聚甲基丙烯酸甲酯均聚物或共聚 物、聚丙烯酸甲酯均聚物或共聚物、聚乙烯均聚物或共聚物、聚丙烯均聚物或共聚物、聚氯 乙烯均聚物或共聚物、聚苯乙烯均聚物或共聚物、聚丁二烯均聚物或共聚物、聚丙烯腈均聚 物或共聚物、聚碳酸酯均聚物或共聚物、聚對苯二甲酸乙二醇酯均聚物或共聚物、聚對苯二 甲酸丁二醇酯均聚物或共聚物、聚苯醚均聚物或共聚物、聚氨酯均聚物或共聚物、聚碸、聚 醯胺、酚醛樹脂、或脲醛樹脂。
7. 根據權利要求1至3中任一權利要求所述的透閃石玉疊層複合材料，其特徵是所述 基板是由選自下列無機材料中的至少一種製成的材料金屬材料、合金材料、陶瓷材料、玻 璃材料、強化玻璃材料、玻璃纖維材料、或碳纖維材料。
8. 根據權利要求1至3中任一權利要求所述的透閃石玉疊層複合材料，其特徵是所述基板是由選自下列木質材料中的至少一種製成的板材天然木材材料、改性木材材料、或木材膠合材料。
9. 根據權利要求1至3中任一權利要求所述的透閃石玉疊層複合材料，其特徵是所述 透閃石玉疊層複合材料的面積至少是400平方毫米。
10. —種製品，其特徵是所述製品的表面材料中包含權利要求1-9中任一權利要求所 述的透閃石玉疊層複合材料。
11. 根據權利要求io所述的製品，其特徵是所述製品為家具。
12. —種根據權利要求1至9中任一權利要求所述的透閃石玉疊層複合材料的生產 方法，其特徵是所述方法包括以下工藝步驟(1)將透閃石玉切割成薄板；(2)塗布粘合劑； (3)將透閃石玉薄板和基板在粘合劑的作用下疊層複合。
全文摘要
一種主要由摩氏硬度6.0以上的透閃石玉薄板、基板、以及將透閃石玉薄板固定於基板上的粘合劑而組成的透閃石玉疊層複合材料及生產方法。該透閃石玉疊層複合材料中的透閃石玉薄板的厚度為0.5至5.0毫米。所使用的基板為有機材料、無機材料、木質材料或這些材料的複合物。該透閃石玉疊層複合材料可用於建築材料、裝飾材料、家具材料等。
文檔編號B32B7/12GK101786349SQ20101000339
公開日2010年7月28日 申請日期2010年1月19日 優先權日2010年1月19日
發明者王林 申請人:北極玉實業股份有限公司