КОМПОЗИТНОЕ ИЗДЕЛИЕ С ТВЕРДОЙ ПОВЕРХНОСТЬЮ, СОДЕРЖАЩЕЕ ОХРУ Российский патент 2009 года по МПК C04B26/06 C04B14/10 C04B14/04 C04B14/02 C04B24/04 C04B24/02 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к композиции для изготовления композитного изделия (т.е. изделия из композитного материала) с твердой поверхностью, которая содержит охру или лесс. Более конкретно, настоящее изобретение относится к экологически безопасной композиции для изготовления изделия из композитного материала с твердой поверхностью, имеющего уникальную охристую текстуру благодаря добавлению к акриловой смоле определенного количества порошкообразного лесса с определенным размером частиц.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Искусственный мрамор широко используется в качестве строительного материала. Искусственный мрамор подразделяют на две группы в зависимости от базовой смолы: одну группу представляет искусственный мрамор на основе акриловой смолы, другую - искусственный мрамор на основе ненасыщенных полиэфиров. В последнее время искусственный мрамор на основе акриловой смолы используется очень широко из-за его превосходного внешнего вида, высококлассной текстуры и хорошей атмосферостойкости по сравнению с искусственным мрамором на основе ненасыщенных полиэфиров.

Акриловый искусственный мрамор используют, например, в качестве материала для кухонных столешниц, моек, туалетных столиков, ванн, различных столов, стеновых материалов, предметов интерьера и т.п.

Однако производство стандартного искусственного мрамора сфокусировано на воспроизведении текстуры натурального камня, так что стандартный искусственный мрамор не выходит за пределы рисунков, напоминающих камень, и не является экологически безопасным материалом.

В целом, охра или лесс оказывает превосходное детоксифицирующее и антибактериальное действие. Поэтому ее широко используют в пищевых продуктах, косметических средствах, тканях и т.п. Поскольку существует тенденция к использованию лесса, любой продукт, содержащий лесс, становится популярным.

Кроме того, охра или лесс обладает способностью регулировать температуру и влажность. Таким образом, она действует как изолятор и обеспечивает прохладу летом и тепло зимой. Ее также использовали в качестве традиционного строительного материала в Корее.

Поэтому искусственный мрамор, содержащий лесс, может особенно хорошо подходить для использования в различных строительных материалах для внутренних работ или в различных предметах интерьера. Однако такие материалы или изделия, обладающие одновременно хорошей механической прочностью и элегантной охристой текстурой, не были разработаны из-за плохой совместимости между лессом или охрой и акриловой смолой матрикса и плохой технологической стабильности.

В Патенте Кореи No 272421 описан способ изготовления искусственного мрамора, включающий в себя получение формованного лессового слоя, состоящего из смеси лесса и ненасыщенной полиэфирной смолы, наслоения цеолитного поверхностного слоя, состоящего из смеси цеолита и ненасыщенной полиэфирной смолы, на формованный слой и отверждения ламинированных слоев. Однако этот способ проявляет плохую технологическую стабильность, а результирующий искусственный мрамор, полученный таким способом, обладает низкой механической прочностью из-за высокого содержания лесса.

В связи с этим авторы настоящего изобретения разработали экологически чистое изделие из композитного материала с твердой поверхностью, обладающее хорошей механической прочностью и уникальной охристой текстурой благодаря добавлению определенного количества лесса с определенным размером частиц к композиции искусственного мрамора на основе акриловой смолы.

ЗАДАЧИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Задачей настоящего изобретения является получение композиции для производства изделия из композитного материала с твердой поверхностью, обладающего специфической охристой текстурой.

Другой задачей настоящего изобретения является получение экологически чистой композиции для производства изделия из композитного материала с твердой поверхностью.

Следующей задачей настоящего изобретения является получение композиции для производства изделия из композитного материала с твердой поверхностью, обладающего хорошей механической прочностью.

Другие задачи и преимущества настоящего изобретения будут очевидны из последующего описания и прилагаемой формулы изобретения.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Один из аспектов настоящего изобретения предусматривает изделие из композитного материала с твердой поверхностью, содержащее: (а) приблизительно 100 массовых частей акриловой смолы; (b) приблизительно от 1 до 30 массовых частей порошка охры или лесса с размером частиц приблизительно от 1 до 50 мкм; (с) приблизительно от 100 до 200 массовых частей неорганического наполнителя; (а) приблизительно от 0,1 до 10 массовых частей сшивающего агента; и (е) приблизительно от 0,1 до 10 массовых частей инициатора полимеризации. В некоторых формах осуществления изобретения изделие из композитного материала с твердой поверхностью может также содержать приблизительно от 0,1 до 150 массовых частей мраморной крошки.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

Чертеж является фотографией, демонстрирующей рисунок на поверхности изделия из композитного материала с твердой поверхностью, полученного согласно Примеру 1.

СВЕДЕНИЯ, ПОДТВЕРЖДАЮЩИЕ ВОЗМОЖНОСТЬ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изделие из композитного материала с твердой поверхностью содержит: (а) приблизительно 100 массовых частей акриловой смолы; (b) приблизительно от 1 до 30 массовых частей порошка охры или лесса с размером частиц порядка от 1 до 50 мкм; (с) приблизительно от 100 до 200 массовых частей неорганического наполнителя; (а) приблизительно от 0,1 до 10 массовых частей сшивающего агента; и (е) приблизительно от 0,1 до 10 массовых частей инициатора полимеризации.

(а) Акриловая смола

Акриловая смола, используемая в настоящем изобретении, представляет собой жидкую синтетическую смолу, содержащую смесь акрилового мономера и его полимера - полиакрилата.

Характерными примерами акриловых мономеров являются сложные эфиры метакриловой кислоты, такие как метилметакрилат, этилметакрилат, изопропилметакрилат, n-бутилметакрилат, 2-этилгексилметакрилат и т.д.

В одной из форм осуществления настоящего изобретения количество акрилового мономера больше или равно 65 массовых %, а количество полиакрилата больше или равно 35 массовых % от общей массы акриловой жидкой синтетической смолы.

(b) Порошок охры или лесса

В некоторых формах осуществления изобретения порошок лесса имеет средний размер частиц приблизительно от 1 до 50 мкм. Предпочтительно, чтобы порошок лесса имел средний размер частиц в диапазоне приблизительно от 5 до 40 мкм, что обеспечивает еще лучшие механические свойства.

Если используется порошок лесса, имеющий размер частиц менее 1 мкм, трудно контролировать технологический процесс. Если используется порошок лесса, имеющий размер частиц более 50 мкм, возникает тенденция к снижению механической прочности изделия из композитного материала с твердой поверхностью.

Изделие из композитного материала с твердой поверхностью согласно настоящему изобретению является экологически чистым и может иметь своеобразную охристую текстуру благодаря использованию порошкообразного лесса.

Содержание порошкообразного лесса лежит в диапазоне от приблизительно 1 до приблизительно 30 массовых частей, предпочтительно - от приблизительно 5 до приблизительно 25 массовых частей на 100 массовых частей акриловой смолы.

Если содержание лесса превышает 30 массовых частей, может возникнуть проблема, так как может ухудшиться механическая прочность изделия из композитного материала с твердой поверхностью. С другой стороны, если содержание лесса меньше 1 массовой части, изделие из композитного материала с твердой поверхностью, изготовленное из такой композиции, может потерять уникальный лессовый рисунок.

(c) Неорганический наполнитель

В качестве неорганического наполнителя можно использовать любой неорганический наполнитель, известный в данной области техники. Характерными примерами неорганического наполнителя являются карбонат кальция, гидроксид алюминия, диоксид кремния (кремнезем), оксид алюминия (глинозем), сульфат бария, гидроксид магния и т.п. Неорганический наполнитель согласно настоящему изобретению предпочтительно должен иметь размер частиц от приблизительно 1 до 100 мкм.

Наиболее предпочтительным из этих наполнителей является гидроксид алюминия из-за прозрачного и элегантного внешнего вида искусственного мрамора, получаемого в этом случае.

Содержание неорганического наполнителя может лежать в диапазоне от приблизительно 100 до приблизительно 200 массовых частей, предпочтительно - от приблизительно 120 до приблизительно 160 массовых частей на 100 массовых частей акриловой смолы.

(d) Сшивающий агент

В качестве сшивающего агента можно использовать полифункциональный метакрилат. Примерами полифункционального метакрилата являются этиленгликоля ди(мет)акрилат, пропиленгликоля ди(мет)акрилат, глицерина три(мет)акрилат, триметилолпропана три(мет)акрилат, бисфенола А ди(мет)акрилат и т.д.

Содержание сшивающего агента может находиться в диапазоне от приблизительно 0,1 до 10 массовых частей, предпочтительно - от приблизительно 0,3 до 10 массовых частей на 100 массовых частей акриловой смолы.

(e) Инициатор полимеризации

Примерами инициаторов полимеризации могут быть пероксиды, такие как пероксид бензоила, пероксид лауроила, гидропероксид бутила, гидропероксид кумена и т.п., и азосоединения, такие как азобисизобутилонитрил и т.п.

Содержание инициатора полимеризации может быть в диапазоне от приблизительно 0,1 до 10 массовых частей на 100 массовых частей акриловой смолы.

(f) Мраморная крошка

В некоторых формах осуществления изобретения по выбору может быть добавлена крошка стандартного искусственного мрамора различных цветов. В характерном случае такая мраморная крошка может иметь размер частиц от приблизительно 0,1 мм до приблизительно 5 мм. Мраморную крошку можно приготовить стандартным способом. Например, мраморную крошку готовят путем смешивания 100 массовых частей акриловой смолы, от 120 до 200 массовых частей неорганического наполнителя, от 0,1 до 10 массовых частей сшивающего агента и от 0,1 до 10 массовых частей инициатора полимеризации, отверждения смеси и измельчения отвержденного материала.

В другой форме осуществления настоящего изобретения такая мраморная крошка может иметь размеры частиц от приблизительно 0,1 мм до приблизительно 1,0 мм.

Мраморную крошку можно добавить в количестве, приблизительно равном от 0 до 200 массовых частей, предпочтительно - приблизительно равном от 0,1 до 150 массовых частей, более предпочтительно - приблизительно равном от 0,1 до 70 массовых частей, на 100 массовых частей акриловой смолы с получением искусственного мрамора с различными рисунками.

Искусственный мрамор согласно настоящему изобретению может быть изготовлен стандартным способом. Например, все компоненты и добавки смешать друг с другом с получением суспензии искусственного мрамора. Затем суспензию наливают в форму и отверждают с получением изделия из искусственного мрамора.

Изобретение можно лучше понять, обратившись к следующим примерам, которые предназначены исключительно для иллюстрации, и их ни в коем случае не следует считать каким-либо образом ограничивающими объем настоящего изобретения, который определен в формуле изобретения, приложенной к данной заявке. В приведенных ниже примерах все части и проценты являются массовыми, если не указано иное.

ОПИСАНИЕ ПРИМЕРОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Пример 1

100 массовых частей метилметакрилатной жидкой синтетической смолы, состоящей из смеси 30% полиметилметакрилата и 70% метилметакрилата, 20 массовых частей порошкообразного лесса со средним размером частиц, равным 30 мкм, 155 массовых частей смеси, состоящей из мраморной крошки с размером частиц от 0,1 до 5 мм и гидроксида алюминия, 2 массовые части триметилолпропана три(мет)акрилата и 2 массовые части пероксида лауроила смешивали и перемешивали при помощи мешалки до получения перемешанной суспензии. Перемешанную суспензию заливали в стеклянную форму, имевшую размеры 300 мм × 600 мм × 15 мм, и отверждали в сушильном шкафу при 45°С, затем перемешанную суспензию постепенно нагревали до 100°С. Отвержденную перемешанную суспензию охлаждали до комнатной температуры с получением изделия с твердой поверхностью в форме плоской плиты. Полученное изделие с твердой поверхностью имело уникальную и изысканную охристую текстуру. Фотография изделия с твердой поверхностью приведена на чертеже.

Пример 2

Пример 2 был выполнен так же, как Пример 1, за исключением того, что было использовано 10 массовых частей порошкообразного лесса со средним размером частиц, равным 10 мкм.

Сравнительный пример 1

Сравнительный пример 1 был выполнен так же, как Пример 1, за исключением того, что было использовано 50 массовых частей порошкообразного лесса.

Сравнительный пример 2

Сравнительный пример 2 был выполнен так же, как Пример 2, за исключением того, что был использован порошкообразный лесс со средним размером частиц, равным 80 мкм.

Прочность на изгиб и ударную прочность изделий с твердой поверхностью, изготовленных согласно Примерам 1-2 и Сравнительным примерам 1-2, определяли методами ASTM 790 и ASTM 256 соответственно, и они оказались следующими:

Таблица 1   Примеры Сравнительные примеры 1 2 1 2 Прочность на изгиб (кг силы/см²) 680 672 489 320 Ударная вязкость по Изоду (кг·см/см) 1,6 1,4 0,8 1,0

Как показано в Таблице 1, Сравнительный пример 1, в котором было использовано избыточное количество лесса, демонстрирует, что прочность на изгиб и ударная прочность снизились. Сравнительный пример 2, в котором использованы слишком крупные частицы, имеющие диаметр более 50 мкм, демонстрирует, что прочность на изгиб и ударная прочность в этом случае также снизились.

Настоящее изобретение легко может быть осуществлено любым специалистом в данной области техники. Можно представить себе множество модификаций и изменений в пределах объема настоящего изобретения, который определен в приведенной ниже формуле изобретения.

Изобретение относится к композиции для получения искусственного мрамора и изделию из этого композитного материала. Композиция содержит (а) приблизительно 100 массовых частей акриловой смолы; (b) приблизительно от 1 до 30 массовых частей порошкообразного лесса или охры с размером частиц от 1 до 50 мкм; (с) приблизительно от 100 до 200 массовых частей неорганического наполнителя; (d) приблизительно от 0,1 до 10 массовых частей сшивающего агента; и (е) приблизительно от 0,1 до 10 массовых частей инициатора полимеризации. Полученное путем отверждения указанной композиции изделие обладает хорошей механической прочностью и имеет охристую структуру. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 ил.

1. Композиция для получения искусственного мрамора, содержащая
(a) приблизительно 100 мас.ч. акриловой смолы;
(b) приблизительно от 1 до 30 мас.ч. порошкообразного лесса или охры с размером частиц от 1 до 50 мкм;
(c) приблизительно от 100 до 200 мас.ч. неорганического наполнителя;
(d) приблизительно от 0,1 до 10 мас.ч. сшивающего агента; и
(e) приблизительно от 0,1 до 10 мас.ч. инициатора полимеризации.

2. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит приблизительно от 0,1 до 150 мас.ч. мраморной крошки (f).

3. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что акриловая смола (а) является смесью акрилового мономера, выбранного из группы, состоящей из метилметакрилата, этилметакрилата, изопропилметакрилата, n-бутилметакрилата и 2-этилгексилметакрилата, и полиакрилата.

4. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что неорганический наполнитель (с) выбран из группы, состоящей из карбоната кальция, гидроксида алюминия, диоксида кремния, оксида алюминия, сульфата бария и гидроксида магния.

5. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что сшивающий агент выбран из группы, состоящей из этиленгликоля ди(мет)акрилата, пропиленгликоля ди(мет)акрилата, глицерина три(мет)акрилата, триметилолпропана три(мет)акрилата и бисфенола А ди(мет)акрилата.

6. Композиция по п.2, отличающаяся тем, что мраморную крошку (f) получают путем смешивания 100 мас.ч. акриловой смолы, от 100 до 200 мас.ч. неорганического наполнителя, от 0,1 до 10 мас.ч. сшивающего агента и от 0,1 до 10 мас.ч. инициатора полимеризации, отверждения смеси с получением отвержденного искусственного мрамора и измельчения отвержденного материала до частиц, размер которых равен от 0,1 до 5 мм.

7. Изделие из композитного материала с твердой поверхностью, изготовленное посредством отверждения композиции, как она определена в любом из пп.1-6.