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人造石制造技术

技术编号:41244844 阅读:4 留言:0更新日期:2024-05-09 23:55
本发明专利技术涉及包含微粉化长石的人造石以及涉及其制造方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】

本专利技术涉及由人造石制成的用于建造、装饰和建筑的材料,以及涉及其制造和加工。特别地,本专利技术落入人造石制品的,所述人造石制品由选自石、类石或陶瓷材料的无机填料和硬化的有机树脂构成,通过包括真空振动压实和使未硬化的附聚混合物硬化的方法来制造。


技术介绍

1、通常模拟天然石材的人造石制品(也称为工程石材制品)常见于建造、装饰、建筑和设计领域中。如今,其工业规模制造工艺已得到较好确立。

2、最受欢迎的人造石材料之一是所谓的石英烧结表面,因其美观、硬度以及耐污性和耐磨性而受到高度赞赏。其广泛用于台面、覆层、地板、水槽和淋浴盘等数种应用。其更通常被称为人造石,并且其应用与天然石材例如大理石或花岗岩的应用部分重叠。其可以模拟天然石材的颜色和图案来制造,或者其也可以具有完全人造的外观,例如具有亮红色或紫红色。其组成和目前用于其制造的技术的基础追溯到20世纪70年代末,如由意大利公司breton spa开发,并且如今在该领域以名称在商业上已知。例如,在专利us4,204,820中描述了其一般概念。在该生产过程中,具有不同颗粒尺寸的石英石粒状物(有时与合成方石英和/或其他矿物粒状物混合)首先与可硬化粘结剂(通常为液体有机树脂)混合。将所得混合物均质化并分配到临时模具中或者一张纸上,在那里然后通过在真空下振动压实来将其压实并随后硬化。

3、已经提出了具有不同商业成功的石粒状物填料和粘结剂的其他组合。因此,例如,已经尝试将大理石和花岗岩与有机树脂一起用作附聚物的粒状物,但是其导致材料用作建筑材料的性能显著低于石英表面,并且导致材料在其外观方面高度有限的可能性。已经(大多数在专利文献中)描述了大量的其他矿物和非矿物粒状物填料,例如再生玻璃、玻璃料、玻璃珠、长石、斑岩、无定形二氧化硅、陶瓷、白云石、玄武岩、碳酸盐、金属硅、粉煤灰、壳、刚玉、碳化硅等等。另一方面,已经在用于建筑应用的商业附聚人造石中使用无机粘结剂例如水硬性水泥代替有机树脂。

4、用于人造石表面的无机填料,并且特别是通过方法制造的那些,通常根据其颗粒尺寸和功能分成至少两部分,第一部分已知为粒料颗粒,以及第二部分已知为微粉化粉末。粒料颗粒由通常为0.1mm至2.0mm的较大颗粒尺寸的粒状物所限定。粒料颗粒形成产品支架,并且大大有助于产品的机械特性。另一方面,微粉化粉末为具有较小颗粒尺寸,通常小于100微米,或甚至<65微米的粒状物。微粉化粉末与树脂一起填充粒料颗粒之间的间隙。有时,微粉化粉末和树脂的混合物称为“糊料”。形成人造石表面的粒料颗粒和微粉化粉末可以由相同或不同的材料制成。

5、石英石和合成方石英虽然是不同的材料,但其具有使其作为粒料颗粒或微粉化粉末二者的用于制造耐用建筑/装饰表面中的应用的理想填料的数个共同特性,例如高丰度和可用性、硬度、半透明度、白度和化学惰性。然而,其具有至少一个严重的缺点。在包含石英或方石英的人造石的制造期间,或者在对该附聚材料进行机械加工时,所产生的可吸入结晶二氧化硅粉尘的细小部分对工人或制造者具有职业健康风险。例如,长期或反复吸入结晶二氧化硅粉尘的小颗粒尺寸部分与尘肺病(硅肺病)和其他严重疾病相关。为了避免这种危险,潜在地暴露于高水平的结晶二氧化硅粉尘的可吸入部分的工人需要佩戴个人防护设备(例如带颗粒过滤器的呼吸器),在通风条件下工作以有效更新空气,并使用对抗粉尘来源的措施(例如带供水或除尘的处理工具)。

6、为了从原材料方面应对该缺点,可以提出丰富的天然材料例如长石来作为石英表面中的石英的替代品。实际上,长石已经被描述为这类产品中的合适填料,例如在ep2011632a2实施例1或2、ep2216305a1实施例2、wo2009068714a1和wo2007014809a1中。

7、文献wo 2021/069464公开了包含硬化有机树脂和作为无机填料的长石颗粒的人造石材料,以降低人造石中的结晶二氧化硅含量。

8、存在将进一步有助于解决在上述领域或任何其他地方发现的任何缺点的持续的改进需求。


技术实现思路

1、本专利技术基于当微粉化长石与少量微粉化碳酸钙材料结合时,可以更有效地制造包含微粉化长石的人造石的本专利技术人的发现。

2、文献wo 2021/069464公开了长石作为无机填料在人造石材料的制造中的用途,包括其作为微粉化粉末的用途。本专利技术的专利技术人现在已经惊奇地发现,在人造石材料或制品的制造中,少量的微粉化碳酸钙材料可以有利地用作长石微粉化粉末的添加剂或与长石微粉化粉末组合使用。特别地,已经发现向包含长石微粉化粉末的微粉化混合物添加少量的微粉化碳酸钙材料产生与有机树脂的混合物,其与不含碳酸钙材料的相同混合物相比,由于粘度显著降低或流动性较高,因此显示出改善的可混性。

3、包含微粉化长石和微粉化碳酸钙材料的混合物的增强的可混性有利于例如人造石的制造期间的均质化。其也有利于更有效的真空振动压实。因此,所生产的板较不易于出现视觉缺陷或机械故障,保持了优异的物理性能和外观,和/或可以以较高的生产率制造。

4、最后,本专利技术人还在某些实施方案中发现了协同效应,即除了改善的可混性和以上提及的其他优点之外,在人造石的制造中,将少量微粉化碳酸钙材料与微粉化长石一起添加导致所得产品的色度中的l*(亮度)值增加。l*的增加意指较高的白度。因此,在期望高白度的人造石的情况下,与使用包含大部分微粉化长石而没有微粉化碳酸钙材料的混合物相比,当使用包含微粉化长石和微粉化碳酸钙材料的混合物作为微粉化无机填料时,将需要较少量的增白颜料(典型地tio2)来实现期望的白度。

5、因此,在第一方面中,本专利技术涉及人造石,基于人造石的重量,所述人造石包含:

6、a)5重量%至15重量%的硬化有机树脂,

7、b)50重量%至90重量%的颗粒尺寸为0.1mm至2.0mm的无机填料,和

8、c)5重量%至32重量%的颗粒尺寸<100微米的微粉化无机填料;

9、其中基于微粉化无机填料的重量,微粉化无机填料包含:

10、c’)50重量%至98重量%的长石,和

11、c”)2重量%至30重量%的碳酸钙材料。

12、在第二方面中,本专利技术涉及用于制备人造石的方法,包括:

13、i)基于组合物的重量,混合包含以下成分的组合物以获得未硬化的混合物:

14、a)5重量%至15重量%的可硬化有机树脂,

15、b)50重量%至90重量%的颗粒尺寸为0.1mm至2.0mm的无机填料,和

16、c)5重量%至32重量%的颗粒尺寸<100微米的微粉化无机填料,其中基于微粉化无机填料的重量,微粉化无机填料包含:

17、c’)50重量%至98重量%的长石,和

18、c”)2重量%至30重量%的碳酸钙材料;

19、ii)对i)中获得的未硬化的混合物进行真空振动压实,以获得压实的混合物,以及

20、iii)本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种人造石,包含:

2.根据权利要求1所述的人造石,其中所述微粉化无机填料包含:

3.根据权利要求1至2中任一项所述的人造石,其中所述微粉化长石c’)的颗粒尺寸D90<50微米或颗粒尺寸D90<40微米,优选颗粒尺寸D90为2微米至40微米。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的人造石,其中所述微粉化碳酸钙材料c”)的颗粒尺寸D90<30微米或颗粒尺寸D90<20微米,优选D90为0.2微米至20微米。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的人造石,其中所述微粉化长石c’)为钠长石。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的人造石,其中基于所述微粉化长石的重量,所述微粉化长石c’)包含60.0重量%至73.0重量%的SiO2、17.0重量%至22.0重量%的Al2O3和8.0重量%至12.0重量%的Na2O。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的人造石,其中基于所述微粉化长石的重量,所述微粉化长石c’)包含以下氧化物的组合:

8.根据权利要求1至7中任一项所述的人造石,其中微粉化长石c’)与微粉化碳酸钙材料c”)的重量比为75:25至97:3,优选80:20至95:5。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的人造石,其中颗粒尺寸为0.1mm至2.0mm的所述无机填料b)选自石、类石材料和陶瓷材料及其混合物,优选石英、长石、硅酸盐玻璃、硅酸盐玻璃料、硅砂、长石砂、云母、花岗岩、玄武岩、方石英、白云石、大理石、陶瓷和/或其混合物。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的人造石,其中基于所述碳酸钙材料的重量,所述碳酸钙材料的CaCO3含量为至少80重量%,优选至少90重量%。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的人造石,其中基于所述人造石的重量,无机填料b)和c)的总量为85重量%至95重量%。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的人造石,包含5重量%至12重量%的有机树脂。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的人造石,其中所述有机树脂选自不饱和聚酯树脂、基于丙烯酸酯的树脂、基于甲基丙烯酸酯的树脂、环氧树脂或其混合物。

14.根据权利要求1至13中任一项所述的人造石,其中所述有机树脂为不饱和聚酯树脂。

15.根据权利要求1至14中任一项所述的人造石,其中相对于所述人造石的重量,所述人造石的结晶二氧化硅含量≤50重量%,优选≤40重量%。

16.一种用于制备根据权利要求1至15中任一项所述的人造石的方法,包括:

17.根据权利要求16所述的方法,其中所述有机树脂选自不饱和聚酯树脂、基于丙烯酸酯的树脂或基于甲基丙烯酸酯的树脂、环氧树脂或其混合物。

18.根据权利要求16或17中任一项所述的方法,其中所述有机树脂为不饱和聚酯树脂。

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【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

1.一种人造石,包含:

2.根据权利要求1所述的人造石,其中所述微粉化无机填料包含:

3.根据权利要求1至2中任一项所述的人造石,其中所述微粉化长石c’)的颗粒尺寸d90<50微米或颗粒尺寸d90<40微米,优选颗粒尺寸d90为2微米至40微米。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的人造石,其中所述微粉化碳酸钙材料c”)的颗粒尺寸d90<30微米或颗粒尺寸d90<20微米,优选d90为0.2微米至20微米。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的人造石,其中所述微粉化长石c’)为钠长石。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的人造石,其中基于所述微粉化长石的重量,所述微粉化长石c’)包含60.0重量%至73.0重量%的sio2、17.0重量%至22.0重量%的al2o3和8.0重量%至12.0重量%的na2o。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的人造石,其中基于所述微粉化长石的重量,所述微粉化长石c’)包含以下氧化物的组合:

8.根据权利要求1至7中任一项所述的人造石,其中微粉化长石c’)与微粉化碳酸钙材料c”)的重量比为75:25至97:3,优选80:20至95:5。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的人造石,其中颗粒尺寸为0.1mm至2.0mm的所述无机填料b)选自石、类石材料和陶瓷材料及其混合物,优选石英...

【专利技术属性】
技术研发人员:比阿特丽斯·阿尔瓦雷斯巴拉德隆丹尼尔·里苏埃尼奥莫雷诺
申请(专利权)人:科森蒂诺研究与开发有限公司
类型:发明
国别省市:

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