[发明专利]工程石

说明书

技术领域

本发明涉及浇铸工程石(cast engineered stone)和所述工程石的制造方法。

背景技术

合成石产品广为人知，并且由于可以制造具有在自然界不能发现的多种图案和颜色的合成石产品，所以合成石产品有很大的需求。这样的组合物例如描述于美国专利4,664,954、4,085,246、4,678,819、4,734,452、5,043,377和5,055,327中。所描述的合成石组合物的缺点在于，如果模压(mold)，所述合成石组合物会产生体现所述组合物中包含的树脂的性质超过体现骨料的性质的表面。本发明的工程石在更大程度上类似天然石，但具有更好的可加工成形性，并且以板状或模压形状用于建筑物的内墙和外墙、室内地板和室外地板、壁炉、桌子和工作台面、瓷砖和天然石的多种其它用途。典型地，合成石表面或制品通过使用含无机的和/或有机的填料、颜料和其它添加剂的可固化的合成树脂进行喷雾、浇铸或模压来制造，从而得到石的外观。

本发明提供具有优于天然石的改进的性质，并且在耐磨损性、硬度和耐化学品性和耐气候性方面优于迄今的仿造石的石组合物。这些性质对于地板和室外应用是特别重要的。通常，基于高比例树脂的合成石组合物不适于这种用途。天然石难以切成适于饰面用途的薄片，并且非常脆和容易裂。本发明的合成石组合物可以切成薄片而不会撕裂或破裂。

发明内容

本发明涉及工程石复合物，并且特别涉及适合用于饰面的薄的石板或薄片。本发明的复合物是通过以下的模压方法获得的：其中将含硅或含钙的无机骨料与3～10％的可交联树脂和粘合剂组合，然后将其共混为均匀的混合物，振动以压缩体积，然后同时经受高的外部模压压力和模具内减少的压力，从而形成本发明的工程石复合物。在本发明的优选实施方式中，无机物颗粒本身是交联的树脂基体和含硅或含钙的无机物颗粒的复合物，优选通过相同的模压过程然后粉碎获得。

在制备本发明的工程石时，将含硅或含钙的无机物粉碎成所需大小，将其与可交联的树脂混和，从而形成用于工程石的基体。该基体包含粘合剂和树脂用的聚合催化剂，并且可以包含少量的各种其它添加剂，例如颜料或抗氧化剂。混合物通过振动压缩，然后在高压下模压成优选的板，同时对模具施加真空以将模具中的骨料的大小减少约一半。然后加热已压缩的复合物，使树脂聚合和交联，从而获得工程石。在本发明的优选实施方式中，将所得的初始复合物粉碎，并在重复第一模压步骤的条件的第二模压过程中用作无机物颗粒。因此，模压的产物被破碎，然后粉碎成细骨料，并与不饱和的基体树脂、粘合剂、催化剂和添加剂再次组合。然后通过初始模压过程中使用的压缩和聚合步骤在模具中使混合物再次经受第二模压过程，从而将混合物形成为所需的最终结构如板、饰面、槽或盆。当模压成薄板时，所得产物可以容易层合到硬质基质如金属表面，特别是金属蜂窝结构、木或增强的或硬质的塑料。

本发明人发现，如果不使用本发明的粘合剂和三步机械模压法，所得复合物中的骨料的结合不充分，并不能得到具有用于所需应用的必需强度的复合物。

具体实施方式

本发明基于使用粘合剂和三步模压法获得具有高的石含量的工程石。因此，加入模具时，压缩将石骨料的体积减少至少其初始体积的40％。骨料、树脂和粘合剂在彻底共混后被放在能够经受振动、真空和压缩的模具中。这三个步骤优选同时进行，但也可以以振动和真空步骤在压缩步骤前的顺序进行。作为该步骤的结果，模具中的骨料的密度典型地增加约100％，尽管实际密度变化会随所使用的骨料而有所改变。

然后，将缩的材料在模具中充分加热，通过初始的混合物中包含的催化剂引发可交联树脂的聚合。实际温度和加热时间会随所使用的树脂和催化剂而改变，但应当使树脂完全交联。据信添加到组合物中的粘合剂与骨料物理结合，但在基体树脂的交联聚合时也参与。在冷却至室温后，将已模压的片从模具移去，直接使用或粉碎成粒径为0.2～2mm的骨料。然后，将基本上是无机骨料的所得碎屑与树脂、催化剂和其它添加剂组合，并共混直到获得均匀的混合物，然后将其放到完成的产品形状用的模具中。然后通过对模具的振动、真空和压力使模具中共混的材料再次经过第二压缩步骤。当压缩的骨料加热时会使混合物中的树脂聚合。在模具中的聚合完成并冷却后，将已模压的制品从模具中移去，并且可以切割成或抛光成所需的形状和表面。