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9007 实体面材

1 引言
  
目前市场中广泛应用的橱柜、吧台、卫浴等实体面板都是以树脂辅以填料、颜料等制成的。通过一定的工艺过程生产的这种实体面材可以制备出具有天然大理石、花岗石、云石等花纹,在市场被广泛称为人造石。
   树脂基实体面材结构坚实,具有石材特性,并且在使用中有不易褪色、容易清洁保养、耐水、耐热、防油、防腐、防潮、防蛀、防火等诸多优点。早期流行的天然石材面板易断裂、难加工,放射性超标,而树脂基实体面材采用的树脂基体材料,易加工,不易断裂,并且可以任意拼接弯曲制作成各种形状,做到无缝拼接的效果,制作出丰富多样的色彩。树脂基实体面材作为一种新型的装饰材料,发展迅速,应用越来越广泛。
   一般的树脂基实体面材根据树脂基体可划分为:纯聚甲基丙烯酸甲酯实体面材、聚酯实体面材、聚酯/聚甲基丙烯酸甲酯实体面材。其中最早期的“杜邦石”就是纯聚甲基丙烯酸甲酯实体面材,后来国内逐步开发出聚酯实体面材和混合实体面材。就三类实体面材而言,纯聚甲基丙烯酸甲酯实体面材性能比较全面,价格也相对较高,属高档产品,在出口市场上见的较多。

2 纯聚甲基丙烯酸甲酯实体面材原材料
2.1 树脂及固化剂
   聚甲基丙烯酸甲酯实体面材是以聚甲丙烯酸甲酯 (PMMA) 为基体,以超细氢氧化铝为填料的纯亚克力实体面材。因 PMMA 是流淌性树脂,压制工艺复杂,难度大,该实体面材具有比较好的硬度、韧性,可以做弯曲加工,而且具有优良的耐候性和机械力学性能,在温差较大的情况下也不会产生自然开裂现象。
   选用的聚甲基丙烯酸甲酯原料树脂,通常是甲基丙烯酸甲酯单体通过本体预聚合到一定程度的预聚体树脂,在浇铸之后再进行聚合硬化得到实体面材。实际生产中利用聚甲基丙烯酸甲酯能溶解在其单体中的特性,将粉碎的聚甲基丙酸甲酯溶在其单体中调节预聚物的粘度。
   在生产中所用的固化剂实际是引发剂,生产时将引发剂偶氮二异丁腈 (AIBN) 或过氧化苯甲酰 (BPO) 溶在单体中在浇铸时混入预聚体中。

2.2 骨填料
   做实体面材的填料通常有超细碳酸钙、天然石粉、氢氧化铝粉等。根据实体面材的应用场合、比重要求等可选用合适的填料
   聚甲基丙烯酸甲酯实体面材浇铸时,预聚体粘度较低,一般天然石粉比重大,在浇铸时容易沉积,造成实体面材上下密度不一样,使产品发生翘曲变形。纯聚甲基丙烯酸甲酯实体面材使用的填料一般是超细碳酸钙、氢氧化铝粉等。
   超细碳酸钙吸油量大、不耐酸,但比较价廉,在实体面材要求不苛刻时可以充当部分填料。氢氧化铝粉作填料的实体面材,其耐水性及耐污性好,具有良好的阻燃性能与较理想的比重,而且具有玉石的质感。如果要求有更好的表观性能可选用磷酸氢钙做填料的,玉石感非常好,综合性能也非常优异好,是优良的人造石填充料,但价格昂贵。一般采用 150 ~ 320 目的 A1 2 (OH) 3 粉。
   生产使用中由于填料界面结合原因,树脂与石粉结合的界面处易发生脱开和变形,造成产品表面开裂或产品力学性能、耐腐蚀性能等下降。因此,填料在使用前可预先用偶联剂处理。

2.3 颜料
   实体面材大部分使用在厨卫、吧台场所,选用颜料必须注意避免选用含重金属类颜料,如铅、镉、钼、砷类型的色粉。
   根据实体面材的要求可选用各种不同颜色的透明或不透明的有机或无机色浆。可以将艳丽的染料和无机的颜料配合使用,增强实体面材的光泽感。

2.4 助剂
   纯聚甲基丙烯酸甲酯实体面材生产中使用到的助剂常有增塑剂、消泡剂、分散剂、抗氧化剂和抗菌剂等。
   使用增塑剂防止实体面材在使用中出现银纹缺陷,也可适当增韧,加入消泡剂帮助浇铸树脂气泡消除,增强实体面材密实度,为使色浆与树脂混合均匀,并具有更好的耐候性,以防止产品在短期内变色,有时可考虑在树脂中加入分散剂与抗氧化剂。

3 纯聚甲基丙烯酸甲酯实体面材的生产设备
  
纯聚甲基丙烯酸甲酯实体面材的生产制造中设备比较关键。设备的好坏能直接影响到最终制品的性能。尤其是抽的真空度,一般要达到 -0.1MPa 左右。其中主要的生产设备有树脂原料桶、模具、真空搅拌机、震动台、粉碎机、烘箱、砂光机、抛光机、切割机等。
   树脂在原料桶中溶解成一定粘度的树脂。生产实体板材时通常使用表面平整、光滑的钢化玻璃作模具底板,再以橡胶条和铝合金框作模具边框。也可以选用不锈钢金属模或玻璃钢模具,但要求玻璃钢的表层胶衣有相当耐热性和冲击韧性。搅拌机要选用真空搅拌机,在搅拌物料的同时启动真空,消除高速搅拌所带入的大量气泡。搅拌机的容量则可根据生产规模的大小来选定。真空度要求能达到 -0.1MPa 左右。为了使达到浇铸面材的密度达到要求,也要有振动台设备。粉碎机是将固化好的色料粉碎成色颗粒的设备,和分级筛配合使用,为的是制备不同分布的各色颗粒填料。一般的剪切式塑料粉碎机就能满足使用。烘房 或烘箱是实体板材固化成型的场所,对纯聚甲基丙烯酸甲酯实体面材的质量影响很大。一般要求温度均匀,能达到 80 ~ 100 ℃才能满足使用。砂光和抛光设备是将实体面材定厚,光亮的设备,一般石材用设备都可以使用。

4 纯聚甲基丙烯酸甲酯实体面材生产工艺
4.1 不同分布的色颗粒料的制做
   将预聚体浆料和色浆,再加 60 %左右的氢氧化铝粉和适量助剂搅拌混合,抽真空除泡,浇铸模具中固化,等固化完成后用粉碎机粉碎,通过分级筛分级备用。为了搭配出比较大方协调的色泽,要做不同色料和不同分布的颗粒料。

4.2 纯聚甲基丙烯酸甲酯实体面材的生产过程
   将聚甲基丙烯酸甲酯粉加到甲基丙烯酸甲脂单体中溶解调粘,预聚料要充分溶解,粘度要达 40s 左右,为了溶解充分和排除其中空气泡,最好隔夜溶解静置。
   把模具表面清理干净,涂刷脱模蜡或脱模剂,涂刷要均匀,不要留死角。脱模剂用石蜡、 PVA 胶水等。
   将适量预聚料和底色浆料放到在真空搅拌机中。树脂中加入 2 %左右消泡剂,适量引发剂,再加入 30 %左右氢氧化铝粉末。低速混合匀后再加入不同粒径的色颗粒料,再真空搅拌,以 -0.08 — -0.1MPa 的真空度抽 10min ,将气泡抽尽。将混合好的搅拌料缓慢、均匀地倒入模具中,用刮刀将树脂料刮平整。在浇注好树脂的模具进入烘箱前应在振动台上再抽一次真空,确保产品中没有气泡存在。
   实体面材产品在低温固化 12h 后达到一定脱模强度,可以脱模,然后置于夹板中,在 100 ℃ 条件充分固化 2h 定型。
充分固化后的面材可以进行后处理。将面材上下表面粗砂磨掉部分,再精磨、抛光,抛光后的板材覆膜保护,防止产品表面在装卸和运输过程中被擦伤或磨毛。
   在面材砂磨时如出现缺陷可以用取样的浆料进行修补、固化、再打磨。其过程见图 1 。

1 纯亚克力实体面材生产工艺流程

5 纯聚甲基丙烯酸甲酯实体面材特性及应用
  
纯聚甲基丙烯酸甲酯实体面材之所以深受广大消费者的喜爱,在使用中纯聚甲基丙烯酸甲酯实体面材具有很多优点:具有整体性能与周围环境的吻合;可担当造型复杂、无规则的结构;能承受高温和冷热的交替作用;不怕环境潮湿;能做到无缝拼接,使细菌和污秽无藏身之处,此外它本身还有一定的抑制细菌繁殖的功能。
   纯聚甲基丙烯酸甲酯实体面材具有的这些优点使其常应用于机场的检票柜、酒店与银行的柜台、标志牌、墙板、办公桌面、餐桌面、茶几面、橱柜等场合,或是用于热成型生产各种异型的卫生洁具,如洗脸盆、浴缸、马桶等。




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