透闪石玉叠层复合材料及生产方法 【技术领域】
本发明涉及一种透闪石玉叠层复合材料及生产方法，特别是涉及一种主要由透闪石玉薄板、基板和粘合剂所组成的透闪石玉叠层复合材料及生产方法，本发明还涉及到一种在其表面材料中包含这种透闪石玉叠层复合材料的制品，特别是家具。
背景技术
透闪石玉，俗称软玉(英文名Nephrite)，是一种主要由透闪石和阳起石所构成的矿物，数千年来主要用于佩饰品和玉雕的原材料。由于透闪石玉具有6.0以上的摩氏硬度和大约3克/立方厘米的比重且韧性极高，因而加工很困难，而且透闪石玉来源稀少、价格昂贵，这些条件限制了透闪石玉在其他领域的运用。例如曾有将透闪石玉切割成约12毫米厚的板材、用于桌子或橱柜的台面或者墙面及地板装饰的尝试，但由于两个平方米的这类的板材重达约72公斤，价格上的不现实不用说，在实际的应用上有很大的困难。近年有将透闪石玉边角废料而制成的粉末与树脂聚合物共混的提案(如发明专利公开号CN1173308A、CN1217350A)。也有将这种透闪石玉粉末与环氧树脂涂料混合用于家用电器等的涂料的研究(如发明专利公开号CN1193034A)。也有通过与胶层、纤维网、砂粒层、水泥砼等的复合将复数块小块的“玉石”拼接起来用于地面和墙面的装饰的提案(如实用新型专利公告号CN2844291Y)。然而到目前为止，因缺乏实用的技术，除了作为佩饰品和玉雕的原材料外，透闪石玉在其他领域还没有什么显著的应用。
【发明内容】
本发明的目的是提供一种可作为建筑材料、装饰材料、家具材料等广泛使用的轻质透闪石玉叠层复合材料及生产方法。本发明的另一目的是提供一种包含这种透闪石玉叠层复合材料的制品特别是家具如桌子、椅子、和橱柜等。
本发明的技术方案是通过主要由下述组成的叠层复合来形成一种透闪石玉叠层复合材料：(1)摩氏硬度为6.0以上的透闪石玉薄板；(2)基板；(3)将透闪石玉薄板固定于基板上的粘合剂。
本发明所使用的透闪石玉是一种硅酸钙镁铁的物质，其主要的矿物组成为透闪石和阳起石。本发明所使用的透闪石玉的主要的化学组成介于Ca2Mg5(Si4O11)2(OH)2和Ca2Fe5(Si4O11)2(OH)2之间，其中的Mg、Fe可以完全类质同像替代，此外根据产地的不同还含有一些微量元素如铝、铜、钴、锰、铬、锡、钛、镍、钠、钾等。本发明所使用的透闪石玉薄板最好是含有铁的透闪石玉薄板。含有铁的透闪石玉根据铁的含量的不同通常呈不同深浅的绿色甚至褐色或黑色，所以含有铁的绿色的透闪石玉又名碧玉(green nephrite)。用于本发明的含有铁的透闪石玉(碧玉)的例子包括但不限于产自加拿大的碧玉、产自俄罗斯的碧玉、产自中国新疆的碧玉、产自美国的碧玉等。本发明所使用的碧玉的密度介于2.8-3.2克/立方厘米之间，。下述三篇文献介绍了碧玉地性能等，作为本发明中所使用的透闪石玉碧玉的介绍而引证于此：(1)宝石和宝石学杂志，第5卷第1期，11(2003)；(2)American Mineralogist，Vol.58，727(1973)；(3)Jade：Occurrence and Metasomatic Origin-extended abstract from InternationalGeological Congress 2000(by Harlow，G.E.and Sorensen，S.S.)。
本发明所使用的透闪石玉更好是其结构中阳离子个数Mg2+/(Mg2++Fe2+)的比值在0.750至0.990之间，最好是其Mg2+/(Mg2++Fe2+)的比值在0.850至0.985之间。Mg2+/(Mg2++Fe2+)的比值的测定可通过电子探针分析(又名电子探针X射线显微分析)来进行。电子探针分析是利用聚集极细的电子束来轰击样品的表面，然后根据所产生的X射线的波长和强度来定性和定量分析所含元素的种类和含量。
本发明所使用的透闪石玉的摩氏硬度通过摩氏硬度计来测定。“摩氏硬度计”的概念是1822年由德国地质学家摩斯(Mohs)提出的。他用10种矿物做标准，衡量世界上矿物的相对硬度，这就是“摩氏硬度计”。摩氏硬度计如下所示：1.滑石，2.石膏，3.方解石，4.萤石，5.磷灰石，6.长石，7.石英，8.黄玉，9.刚玉，10.金刚石。本发明所使用的透闪石玉的摩氏硬度为6.0以上，通常在6.0到7.0之间。换一句话说，本发明所使用的透闪石玉的硬度比磷灰石硬，通常在长石和石英之间。
本发明所使用的透闪石玉薄板的厚度为0.5毫米至5毫米，更好为0.5毫米至3毫米，最好为1毫米至2.8毫米。
本发明的透闪石玉叠层复合材料中的透闪石玉薄板可为一层，在这种场合，该透闪石玉薄板处于该透闪石玉叠层复合材料的表面层。本发明的透闪石玉叠层复合材料中的透闪石玉薄板也可为两层，在这种场合，该两层透闪石玉薄板分别处于该透闪石玉叠层复合材料的上下两个表面层。
本发明所用的基板是一种在加工或/和使用过程中能够强化透闪石玉薄板乃至透闪石玉叠层复合材料整体的加工性能或/和物理性能如抗冲强度、断裂强度等的材料。基板的形态可以是但不限于平板状、蜂窝状、网状、不织布状、织布状、发泡状等。
本发明所用的基板可以是一种有机材料，包含热塑性材料和热固性材料。该有机材料最好是由下列聚合物而制成的材料：聚甲基丙烯酸甲酯均聚物或共聚物、聚丙烯酸甲酯均聚物或共聚物、聚乙烯均聚物或共聚物、聚丙烯均聚物或共聚物、聚氯乙烯均聚物或共聚物、聚苯乙烯均聚物或共聚物、聚丁二烯均聚物或共聚物、聚丙烯腈均聚物或共聚物、聚碳酸酯均聚物或共聚物、聚对苯二甲酸乙二醇酯均聚物或共聚物、聚对苯二甲酸丁二醇酯均聚物或共聚物、聚苯醚均聚物或共聚物、聚氨酯均聚物或共聚物、聚砜、聚酰胺、酚醛树脂、或脲醛树脂。这些聚合物以平板状、蜂窝状、网状、不织布状、织布状、发泡状等的形式可以作为本发明所用的基板。
本发明所用的基板可以是一种无机材料，该无机材料最好是一种金属材料、合金材料、陶瓷材料、玻璃材料、强化玻璃材料、玻璃纤维材料、或碳纤维材料。这些无机材料以平板状、蜂窝状、网状、不织布状、织布状、发泡状等的形式可以作为本发明所用的基板。本发明所用的无机材料基板的例子包括但不限于铝板、铝蜂窝板、镀锌钢板、铝合金板、陶瓷板、玻璃板、强化玻璃板、玻璃纤维板、碳纤维板、或玻璃纤维网等。
本发明所用的基板可以是一种由有机材料和无机材料而复合的复合基板。该复合基板的例子包括但不限于铝塑复合板。
本发明所用的基板可以是一种木质材料。该木质材料可以是天然木材板材，改性木材板材，或木材胶合板材。本发明所用的改性木材板材是一种经化学或物理处理而强化其物理性能如强度、耐久性、耐候性、耐火性、防腐性、耐虫性等的改性天然木材板材。本发明所用的木材胶合板材是一种将原木切割形成的薄板或碎木，经干燥、涂胶后组坯、胶合而成的板材。
本发明所用的基板可以是一层，也可以是一层以上。本发明所用的基板最好是一至五层。如果基板的层数过多，则最终形成的透闪石玉叠层复合材料的厚度可能过厚，加工工艺也可能过于繁琐。如果使用复数层的基板，在本发明的透闪石玉叠层复合材料中最好使用不同形态和不同材质的基板以利获得最佳的物理性能。
本发明所用的粘合剂(又名胶粘剂)是一种能将透闪石玉薄板固定于基板上形成透闪石玉叠层复合材料的粘合剂。只要是能够形成透闪石玉叠层复合材料并获得所需要的物理性能(如强度、耐热性、耐久性、耐候性等)以及安全性和加工性，对于所使用的粘合剂的种类、形态和使用量没有限制。本发明所用的粘合剂的例子包括但不限于环氧树脂类粘合剂、聚乙烯醇缩丁醛类粘合剂、聚乙烯醇缩甲醛类粘合剂、脲醛树脂类粘合剂、聚醋酸乙烯酯类粘合剂、合成橡胶类粘合剂、聚氨酯类粘合剂、或玻璃纤维胶粘体等。
在将透闪石玉薄板与数层不同材质的基板复合时，根据不同的基板材质可使用不同的、复数种类的粘合剂。
本发明的透闪石玉叠层复合材料的面积至少是400平方毫米，最好是10000平方毫米以上。如果将透闪石玉叠层复合材料用于桌子的桌面、厨卫的台面等，本发明的透闪石玉叠层复合材料的面积可达0.5平方米以上。
本发明的透闪石玉叠层复合材料的透闪石玉薄板的外表面最好是经过打磨抛光。根据需要可将透闪石玉薄板的外表面打磨抛光成镜面或亚光面。
本发明还涉及一种制品，该制品是在其表面材料里含有本发明的透闪石玉叠层复合材料的制品。该制品例如可以是家具，包括桌子、椅子、橱柜等，也可以是工艺装饰品等。透闪石玉叠层复合材料最好处于家具的外表面，透闪石玉叠层复合材料形成家具外表面的一部或全部的表面积。例如透闪石玉叠层复合材料可以形成桌面的一部或全部的面积，可以形成椅子的靠背、椅子的扶手、椅子的座位面上的一部或全体的表面积，可以形成橱柜的与使用者肌肤接触的外表面的一部或全部的表面积。
本发明还提供一种生产方法用于生产本发明的这种透闪石玉叠层复合材料。这种生产本发明的透闪石玉叠层复合材料的方法包含以下的工艺步骤：(1)将透闪石玉切割成薄板；(2)涂布粘合剂；(3)将透闪石玉薄板和基板在粘合剂的作用下叠层复合。所使用的锯切机械为金刚石锯切机。切割时，可将透闪石玉荒石直接切割成0.5毫米至5.0毫米的薄板，也可经预切先将透闪石玉荒石切割成比较厚的石板，如8至12毫米厚，然后再经后续的精切将该预切成的比较厚的石板切割成目标厚度的0.5至5.0毫米。在粘合剂的作用下透闪石玉与基板的叠层复合可在切割成目标厚度后实施，也可在精切之前预切之后实施。若在预切之后实施，可在经预切获得的比较厚的石板的上下两面叠层复合基板，然后通过对剖式切割将该比较厚的透闪石玉叠层复合材料剖切而获得两块较薄的透闪石玉叠层复合材料，其中所含的透闪石玉薄板的厚度为0.5至5.0毫米。也可将经预切获得的比较厚的透闪石玉石板经对剖式切割而制成两块目标厚度为0.5至5.0毫米的透闪石玉薄板，然后在粘合剂的作用下将该透闪石玉薄板与基板的叠层复合制得透闪石玉叠层复合材料。
本发明的有益效果是通过与基板的叠层复合极大地强化了透闪石玉薄板的强度和加工性，由此可提供一种轻质而高性能的透闪石玉叠层复合材料，因而可使透闪石玉在建筑材料、装饰材料、家具材料等领域里得到广泛的应用。
【附图说明】
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的一个实施例的透闪石玉叠层复合材料的结构示意
图。
图2是本发明的另一实施例的透闪石玉叠层复合材料的结构示意
图。
图3是本发明的另一实施例的透闪石玉叠层复合材料的结构示意
图。
图中，1.透闪石玉薄板，2.粘合剂，3.透明强化玻璃基板，4.铝蜂窝材基板，5.木质板材基板，6.铝板。
【具体实施方式】
下面以实施例来具体阐述和例示本发明的具体实施方式。
实施例1
本实施例使用产自加拿大的碧玉作为透闪石玉薄板。该碧玉的摩氏硬度为6.0-6.5，含有铁，其Mg2+/(Mg2++Fe2+)的比值为0.973。本实施例使用的基板为透明强化玻璃。将上述产自加拿大的碧玉切割成厚度为2.8毫米的碧玉薄板，然后与透明强化玻璃通过透明的粘合剂复合，制得如附图1所示的半透明的透闪石玉叠层复合材料，可作为透光板使用。
实施例2
本实施例使用的透闪石玉薄板与实施例1同样，为产自加拿大的碧玉。该碧玉的摩氏硬度为6.0-6.5，含有铁，其Mg2+/(Mg2++Fe2+)的比值为0.971。本实施例所使用的碧玉薄板的厚度为2.5毫米，所使用的第一基板为铝蜂窝材，第二基板为木质板材，通过粘合剂的复合，制得如附图2所示的透闪石玉叠层复合材料。该透闪石玉叠层复合材料的表面为透闪石玉薄板，而底面为木质材料，可作为家具的材料使用。
实施例3
本实施例使用的透闪石玉薄板为产自俄罗斯的碧玉。与产自加拿大的碧玉同样，该产自俄罗斯西伯利亚的碧玉的摩氏硬度为6.0-6.5，含有铁，其Mg2+/(Mg2++Fe2+)的比值为0.976。本实施例的碧玉的厚度为2.5毫米，通过与第一基板铝板、第二基板铝蜂窝材在粘合剂作用下的复合，制得如附图3所示的透闪石玉叠层复合材料，可作为建材或装饰材料使用。
上述的实施例是用来例示本发明的具体实施方式，本发明的具体实施方式并不限于上述的实施例。