[发明专利]具有天然石外观的复合材料

说明书

本申请是申请号为200480019809.3、申请日为2004年1月30日、发明名称为“具有天然石外观的复合材料”的中国发明专利申请的分案申请，原申请为要求申请日为2003年7月11日、申请号为60/486,313的美国临时申请的优先权的中国发明专利申请。

发明背景

本发明涉及制备包含填料和聚合材料的复合材料，其显示出抗菌性。本发明更特别地涉及具有大理石和/或花岗岩外观的材料，与其它天然或合成材料相比具有改善的性质。该材料通常用于提供表面，例如桌面和柜台面，其易受不希望的细菌生长的影响。

磨光的天然石，例如大理石或花岗岩和其它火成形式的结晶二氧化硅或硅质岩，通常用作装饰和功能面和耐用结构应用中的表面。然而，这些产物需要昂贵的成型和抛光处理，并且仅可从相对很少的地理区域获得。这些因素显著增加了使用该材料已经存在的高成本。另外，由于天然缺陷，处理天然石的施工人员可能遇到裂缝和通常的破碎。

用天然石的另一个问题在于它可能是相当多孔的，并可以吸收接触到它的液体。该吸收液体的倾向可能导致使用时污染和形成水印。此外吸收液体提供了有利于细菌繁殖的潮湿环境。

避免天然石产品固有问题的努力中，已经发展多种合成填充聚合组合物，用于应用例如柜台面、地面和建筑饰面。这些合成材料是可商购的。通常，这些材料包括聚合树脂和无机填料，并使用在室温下或在高温下激活的固化体系固化。这些组合物的一个缺点是它们缺乏吸引一些消费者的美感，这类消费者考虑天然石外观来例示其高质量和品位。

因此，已经作出许多努力，研制具有令人喜欢的天然产品美感外观的产品。某些已成为可用的合成制品提供了天然石特别是大理石和花岗岩的外观，而成本是固体石料成本的一小部分。这些所谓的人造石产品是人造模制品，通常由天然集料、无机颗粒和/或颜料高填充的树脂组成。

一种该产品描述于Mangrum的美国专利号3,278,662中。该参考文献描述了可以大量生产的含石料砖瓦产品，并用于避免通常水磨石产品安装者面对的问题。其中公开的砖瓦产品包含约7至约25wt％的热固性聚酯树脂，和约93至约75wt％的石料颗粒。在模具中压缩成分并固化；得到的产品本质上是刚性的，并具有类似于称为陶瓷和大理石砖瓦产品的缺点。

由Breton S.p.A.of Castello di Godego，Italy提出的另一种商业化方法，通常被称为Breton Stone方法，已在该领域中商业上获得成功。该技术中，以低重量百分数共混常规聚酯树脂前体与集料，以提供相对干燥的材料物质，将其在真空下振动压缩，然后固化得到刚性砖瓦产品。用于实践该技术的方法由Toncelli公开于美国专利号4,698,010中。可以用于该技术的具体聚酯树脂由Slocum公开于美国专利号5,321,055中。其它与该技术有关的专利是美国专利5,264,168；5,800,752；和6,387,985。

人造石产品的普及发展导致家庭和商业建筑中该产品的应用增加。最常见的人造石应用是作为固体石料柜台面和桌面的替代物。此外人造石用于建筑饰面、走廊、家庭装璜、庭院设施、饰面石、室内和室外面砖、地面、墙面覆盖材料、罩子、浴室装置和人造石建筑。

全部这些用途的一个共同点是将人造石置于审美重要领域，并且非常接近人类的活动。这些也是非常不希望细菌、霉菌、霉病和真菌生长的领域。柜台面和桌面是特别不希望该生长的两个用途，因为它们非常接近食物加工。

尽管这些人造石替代物在许多方面优越于石料，它们仍然具有一些由天然石制成产品的固有缺点。一种该缺点是天然石的多孔性。天然石和其集料是多孔的，倾向于吸水，其可以导致类似于天然石片发生的污染。石料颗粒吸收的水也提供了适于可能污染产品的微生物生长的潮湿环境，产生光滑和危险的表面，产生不希望有的气味、污染食物，起交叉污染媒介的作用，并引起疾病。

天然集料的多孔性和粗糙表面使得许多人造石的制造者加入凝胶涂层至其产品表面。尽管这些凝胶涂层增加制成品的防水性，但它们可能被粗糙的清洁化学试剂损害，并且它们不可能完全密封下层多孔集料。

简而言之，柜台面、桌面和其它人类高度接触的领域中，需要增加人造石产品的应用，以减少或排除人造石表面上微生物生长的可能性。

因此，本发明的一个目的是提供一种改善的复合材料，具有类似于天然石的外观，减少或排除材料表面上存在的微生物。本发明的另一个目的是以适于普遍商业用途的经济有效方式提供该材料。

详细说明