[发明专利]工程复合材料和由其生产的产品

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2012年10月25日提交的美国临时专利申请第61/718,514号的权益和优先权，该美国临时专利申请的全部公开内容通过引用并入本文。

背景技术

本申请涉及用于生产可以受益于具有硬的、非多孔的表面外观和感觉且尤其是可以在厨房和沐浴产品中找到实用性的产品的材料，厨房和沐浴产品例如厨房水槽、洗手间水槽、工作台面、浴缸、淋浴底盆和类似物。更特别地，本公开内容涉及用于生产这样的产品的工程复合材料。

在许多应用中，期望具有硬的、通常非多孔的表面。例如，消费者可能偏好厨房工作台面和类似物具有这样的表面以抵抗由于由每日使用引起的磨损造成的染色和破坏。天然石(例如，花岗岩、石灰石等)常常用于这样的应用中，但受各种材料性质限制。例如，石可能在材料中具有许多天然缺陷，这可以导致脆性材料倾向于在制造和安装过程期间破裂或断裂。材料的脆性可以导致材料在冲击时碎裂或破裂(例如，冲击石厨房柜台的盘或碟)。天然石还通常具有相对高的孔隙率和吸水率，这从实际观点来看，意味着这样的材料必需经常被密封，这导致显著的另外的维持成本和努力。另外，已知机器加工产品的困难，以及石的有限可用性，石是使用昂贵的材料。天然石还具有其他局限性，包括在没有显著的努力的情况下石不能容易地形成复杂的形状。例如，如果期望生产由天然石材料制成的水槽，则在机械加工过程中将浪费相对大量的材料，因为制造将以大块的石开始且显著量的石将在形成工艺中被除去以产生所需的形状。

已知在家庭应用中使用天然石的许多缺点，对工程复合材料存在需求，工程复合材料可以用于这些应用中且具有意图抵抗染色和提供增加的防沾污性、耐磨性、耐化学性和减少的脆性的增强的材料性质。这样的材料将理想地是生产相对简单的和有效的，且可以结合可容易得到的材料。

发明内容

示例性的实施方案涉及包括聚合物基质材料和包括玻璃瓷的填料材料的复合材料。复合材料具有小于约百分之一的吸水率。

另一个示例性的实施方案涉及包括组合物的制品，组合物包括聚合物基质材料和包括玻璃瓷的填料材料。制品具有小于约百分之一的吸水率。

另一个示例性的实施方案涉及制造制品的方法，该方法包括混合填料材料和聚合物基质材料以产生复合材料，将通过混合产生的复合材料引入所需形状的模具，和从模具除去具有所需形状的制品。所得到的制品具有小于约百分之一的吸水率，且填料材料包括玻璃瓷。

根据本申请中所描述的前述示例性的实施方案或其他实施方案中的任一个，填料材料可以包括具有在1和2000微米之间的范围内的尺寸的颗粒。

根据本申请中所描述的前述示例性的实施方案或其他实施方案中的任一个，复合材料可以包括按重量计在10％和70％之间的聚合物基质材料和按重量计在30％和90％之间的填料材料。

根据本申请中所描述的前述示例性的实施方案或其他实施方案中的任一个，填料材料还可以包括砂。

根据本申请中所描述的前述示例性的实施方案或其他实施方案中的任一个，砂可以是回收的芯型砂。

根据本申请中所描述的前述示例性的实施方案或其他实施方案中的任一个，聚合物基质材料可以包括聚合物树脂材料或聚合物树脂材料的混合物。

根据本申请中所描述的前述示例性的实施方案或其他实施方案中的任一个，玻璃瓷可以包括按重量计在50％和80％之间的SiO₂，按重量计在10％和30％之间的Al₂O₃，按重量计在0％和4％之间的Na₂O₃，按重量计在0％和4％之间的K₂O，按重量计在0％和3％之间的TiO₂，和按重量计在0％和5％之间的MgO。

根据本申请中所描述的前述示例性的实施方案或其他实施方案中的任一个，复合材料可以具有在莫氏硬度表上在4和9之间的硬度。

根据本申请中所描述的前述示例性的实施方案或其他实施方案中的任一个，填料材料可以具有小于百分之一的吸水率。

根据本申请中所描述的前述示例性的实施方案或其他实施方案中的任一个，复合材料和由其生产的任何制品可以具有小于百分之一的吸水率。

根据本申请中所描述的前述示例性的实施方案或其他实施方案中的任一个，复合材料可以用于形成水槽、淋浴底盆、浴缸、工作台面、或集成的顶部和碗状物单一结构。