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分析人造石实体面材的生产及发展前景

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  人造石是以树脂为粘结剂,配以天然大理石或方解石、白云石、硅砂、玻璃粉等无机矿物粉料,以及适量的阻燃剂、稳定剂、颜料等,经配料混合、浇铸、真空成型、打磨抛光等成型固化及加工制成的一种人造石材。

  实体面材人造石外观表面光洁,色彩美丽,具有一定的透明度;有足够的强度、刚度、硬度,耐冲击性、抗划痕性好;有耐气候老化,抗变形以及骤冷骤热性;由底至面实心一体,无毛细孔,不藏污纳垢,容易清理,历久常新;拼接无缝,表面光滑平顺;耐热、耐冷、耐腐蚀;可切割及加热弯曲,塑造各种不同形状。人造石保留了天然石材的高贵、典雅气质,克服了天然石中常有的毛细孔、裂纹、色差、放射性等方面的缺陷,迅速成为国际流行的高档环保装饰材料。

  实体面材按基体材料可分为丙烯酸类(PMMA)和不饱和聚酯类(UPR)两大类,国内企业普遍生产的为UPR类。UPR类实体面材是由不饱和聚酯树脂与氢氧化铝或碳酸钙石粉复合而成,生产工艺为平板浇铸成型。其生产主要工艺控制点:①树脂与填料的搭配和混合效果;②凝胶时间的控制;③真空排气泡效果;④固化温度与时间的控制;⑤后处理技术等。

  人造石实体面材的生产及发展前景

  在石材的成型过程中,最重要也是基本的成型过程是树脂的固化,树脂从液态转变为固态的过程,这个过程可以在不通过加压和常温下完成,从化学原理上看,是从线型结构转变为体型结构的过程。树脂经过固化反应后,液体树脂即变成固态的体型结构,不溶不熔的交联共聚物,并且有了一定的强度、硬度和韧性。

  1、不饱和聚酯类实体面材的生产工艺

  生产聚酯石材的主要原料不饱和聚酯树脂是不饱和二元羧酸或它们与饱和二元羧酸组成的混合酸与多元醇缩聚而成的,具有酯键和不饱和双键的线型高分子化合物。通常聚酯化缩聚反应是在190~220℃进行,直至达到预期的粘度。在聚酯化缩聚反应结束后,趁热加入一定量的乙烯基单体,配成粘稠的液体,即人造石材的主要原料——面漆。

  人造石是用面漆与色浆、颗粒、填料、颜料混合,经一定的加工程序制成的。

  1.1实体面材浇注工艺流程图

  实体面材浇注工艺流程图

  1.2工艺过程中的影响因素

  1.2.1配料过程

  配料的过程中要注意各种原料的添加是否准确。因为色浆加多加少会影响板材的底色,颗粒、填料、面漆都会影响到关键的工艺参数———粘度的高低,其中对色尤为重要,否则不能满足客户的要求,失去应用价值。加入的填料通常为氢氧化铝,其与UP树脂混合后制成的台板有玛瑙般的质感,调色后制品色泽鲜艳,受到消费者的青睐。

  1.2.2脱泡过程

  由于在配料搅拌的过程中溶进了大量的气体,若不能排除产品内部的气泡,产品质量会受到影响,因此脱泡过程是非常重要的。脱泡分为两步:一次脱泡和二次脱泡。首先是一次脱泡,具体实施方法为在真空搅拌罐中,控制真空度为0.9~1MPa的条件下抽真空,在这种真空度下,微小气泡难以排净。在此过程中,体系的粘度会因搅拌时间,反应时间的延长而增高,而粘度的高低会影响到板材的质量。粘度太低会使颗粒沉淀,粘度太高会使气泡脱不干净使得原料聚合后产生大量的气孔。

  倒料过程是将真空条件下脱泡完全的料注入模具的过程,在此过程中要注意控制倒料速度和拉模具的速度,避免出现色团和色分。为了排除倒料过程中带入的空气,需要进行二次脱泡。二次脱泡即振动架振动脱泡:该方法的使用应注意平台的振幅、频率及振动时间,振幅过大会使填料沉积到模板的表面,造成一面贫树脂,固化慢、收缩小,放热温度低;而另一面因富树脂,固化快,收缩慢,放热温度高,容易出现翘曲现象。在这个工段振动的同时还要用刮板进行处理刚注入模具的料使其达到一定的水平度,便于后处理。

  1.2.3固化过程

  固化过程是在烘箱中进行的,控制烘箱的温度是关键,而且环境温度的高低也是影响人造石板材制作的一个重要因素。所以冬天和夏天的烘箱设定温度就有一定的差别,冬天环境温度较低聚合时间较长液体料增粘速度较慢,所以相应提高烘箱温度可以缩短聚合时间(大约40℃左右);夏天温度高粘度增得较快,要严格控制室内温度及烘箱温度防止板材出现质量上的问题。从烘箱内出来的板材温度不可达到最高发热温度,否则板材就会出现弓翘、裂纹、龟纹等质量问题。

  板材聚合的时间也要严格控制,过早会使板材有“水印”,当板材用压板玻璃压起来后由于板材并没有完全聚合,处在聚合后期,既要克服玻璃的压力又要克服自身的内应力就会出现细小的裂纹。

  1.2.4脱模过程

  脱模过程是将板材从烘箱里取出并将其从模具中取出的过程。离模时要注意观察板材的硬度是否达到可以离模的程度,离模太早会在一定程度上损伤模具减少模具(玻璃钢制作)的寿命;取板太晚会导致板材弓翘,故给它施加一定的外力强制其收缩,板材取出后要用钢化玻璃将其压起来,这样在一定程度上保持板材的平整度。

  2、发展前景

  随着人造石生产技术的不断提高,一个能适应多方位、多功效、多用途需求的人造石市场正面临发展壮大的契机,人造石产品由单一的传统产品,正向着双色、多色、拼花、超薄型、多样化方向发展。

  人造石中的石英岗石已有厚度仅为3mm的产品面世。人造石超薄板具有重量轻、普通粘合剂就可以将其固定在墙壁上,既节省了运输成本,也可以大量节省和有效利用石材资源。同时,人造石英岗石具有放射性低、抗腐蚀、耐风化、坚固耐用、光泽度高、颜色均匀一致等优点,是其他建筑装饰装修材料难以比拟的。

  根据行业专家分析,天然石材与人造石材相比,未来几年中,天然石材一大块市场份额将让位给人造石材,微晶石的成功就是一个很好的证明。

  3、结语

  综上所述,优质实体面材人造石的制造绝非一项简单的技术,而是涉及多方面综合性知识,技术含量较高,必须具有丰富的专业知识和实际经验,熟知固化机理、材料性能、工艺控制,才能制造出更新、更优的产品。

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