多色树脂基人造岗石产品的开发

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摘要：近几年，随着石材产业的飞速发展，人造石材扮演着越来越重要的角色。人造石材以其特有的优越性，市场前景慰为可观。人造石材的自主开发是整个石材行业的命脉，公司为了满足市场的需求，进行了该系列新产品的开发。

关键词：产品；开发；树脂

中图分类号： Q946.86 文献标识码： A 文章编号：

1.填料的选择

本系列产品填料的化学成分要满足以下要求：碳酸钙含量≥98.5% ，盐酸不溶物含量≤0.2% ，铁（Fe）含量≤0.03% ，游离碱含量≤0.05% ，105℃挥发物含量≤0.40% ，氧化镁（MgO）含量≤0.49% ，锰含量≤0.006% ，重金属（以Pb计）%≤0.003% 等指标。

填料的选择与配比直接影响产品的质量优劣。填料可以降低产品的收缩率，提高制品的尺寸稳定性、表面光洁度、平滑性以及平光性或无光性等。本产品的填料选择色泽浅、理化性能优异的粉料。是直接利用天然碎石制取的微粉，由于目数越细其产品的纹路越美观本产品要求其粒度达到800~1250目，真密度≥2.7g/cm3，比表面积≥6.0cm2/g，其吸油率不能超过25%，白度达到95以上。这样才能保证产品的纹理自然。

2.骨料的选择

本系列产品骨料的化学成分要满足以下要求：CaCO3+MgCO3≥85% ,SiO2≤10% ,P2O5≤0.5% , FeO3≤1% ,H2O≤0.2% 。其中SiO2≤10%的要求是为了保证加工的快速性，FeO3≤1%的要求是FeO3具有明显的促凝作用以及色彩纯正度，P2O5 含量较大时会影响产品的固化严重时会照成固化不完全，H2O含量超标会引起产品质量问题。

本系列产品骨料的颗粒大小要求80目以上并，其吸油率不能超过5%，并且对树脂反应不明显。这样才能保证产品质量稳定便于工业化生产。

3.树脂、固化剂、促进剂的选择

本系列产品采用不饱和聚酯树脂因为其可以在室温下固化，常压下成型，

工艺性能灵活，方便工业化生产。

本系列产品要求不饱和聚酯树脂的理化性质达到以下要求：相对密度在1.16～1.18左右，固化时体积收缩率要小。其热变形温度在80℃以上。热膨胀系数＜140×10-6℃。抗拉强度（MPa）＞75，抗压强度（MPa）＞90，抗拉强度（MPa）＞65，冲击强度（KJ/㎡）＞5，巴氏硬度＞46。要具有较高的拉伸、弯曲、压缩强度。 要具有良好的耐水、耐稀酸、耐稀碱能力。80℃水浴放热峰要求在170℃～210℃之间，粘度（25℃ pa.s）＜0.6，酸值 mgKOH/g在25～30之间，固体含量%在60%～70%，热稳定性80℃≥24h，吸水率%≤0.20等指标。

不饱和聚酯树脂固化一般分为三个阶段一阶段：从加入固化剂、促进剂以后算起，直到树脂凝结成胶冻状而失去流动性的阶段 。二阶段硬化阶段：从树脂凝胶以后算起，直到变成具有足够硬度，达到基本不粘手状态的阶段。 三阶段熟化阶段：在室温下放置，从硬化以后算起，达到制品要求硬度，具有稳定的物理与化学性能可供使用的阶段。树脂在交联网络固化初期，交联剂苯乙烯转化率高于不饱和聚酯，而凝胶化之后不饱和聚酯的转化率反而越居于苯乙烯之上。固化过程聚合度降低是由于苯乙烯的自聚聚合缩短了分子链，降低分子量，而且苯乙烯分子链上的自由端比不饱和聚酯分子链上的自由基更容易终止，不容易产生长寿命的自由基，导致固化后期交联剂自由基已基本消耗殆尽，使得固化程度不够完全。由此可见固化剂、促进剂的选用尤为重要。为了达到较高的固化度

本系列产品选用过氧化甲乙酮做固化剂要求其活性氧%在9～11之间，占树脂的用量为1%～2%。选用环烷酸钴做促进剂其中钴的含量在0.5%～1.0%。促进剂可以使引发剂活化，在较低的温度下分解产生自由基。促进剂可以使引发剂的分解速度加快，使树脂的凝胶、固化时间缩短，使放热峰温度升高。在同样的促进剂用量下固化剂的用量增加会提高放热峰温度，减少固化时间。放热峰在固化过程中会严重影响产品的质量。在本产品中通过实验最终选取如下用量：固化剂用量为树脂的1.2%促进剂的用量为树脂的0.1% 。另外固化剂和促进剂绝对不能直接混合，以免引起爆炸。保存时也应分开放置。配制树脂时切勿将固化剂和促进剂同时加入，必须将促进剂先和树脂混匀，再加入固化剂混匀。不然会引起爆炸。

不饱和聚酯树脂的性能直接影响产品的性能对其选择非常重要只有达到以上标准才能保证产品的质量，能稳定生产。

4.颜料的选择

颜料是人造石产品中很重要的辅助原料，可以随意的调配出不同的色彩，配合仿真技术可以极大的提高产品价值。

加入的颜料必须不与固化剂发生化学反应，也不能与产品加入的其他成分发生反应同时也不会影响不饱和聚酯树脂的胶凝时间。如加入氧化钛、氧化锌等对树脂会有影响，而氧化铁颜料则为惰性颜料。为了保证产品颜色的稳定性本款产品采用无机色料，主要是氧化铁的颜料，颜色为铁黑，铁红，铁黄，钛白粉等。其中钛白粉可以吸收紫外线提高产品的耐候性，其用量一般占产品质量的0.5%～0.8%。

5.配方的确定

为了减少固化收缩率，增大弹性模量，增加产品硬度，提高电性能和降低产品成本通过实验最终确定配比如下：填料占产品质量份数32%～40% ，这种比例可以使产品具有良好的稳定性、表面光洁度、平滑性。并且规模化生产时具有较好的流动性。骨料占产品质量份数45%～50%，并且目数配比满足60目：80目：100目=2:3:2的比例。这样配比可以增加产品的耐看性，减少成本，增加生产的重复性，增加产品的硬度。树脂占产品质量份数8%～10%并且固化剂用量为树脂的1.2%促进剂的用量为树脂的0.1%。这样配比即保证了产品的质量，又减少了成本，使产品具有较好的理化性能。颜料占的比例为1%～2%，因为颜料会影响不饱和聚酯树脂的胶凝时间其比例不能过多。所用颜料为氧化铁的颜料铁黄，铁红，铁黑和钛白粉。

6.生产成型

利用配方和实验设备做出3~4种色团，利用特殊工艺将3~4种色团做成具有高仿真的云石图案。最后利用柯达成型设备经过抽真空高频振荡成型。参数调试最终定板推向市场。

虽然人造石与天然石相比, 仍存在一些差距, 尤其是在制品表面硬度及其应力固化翘曲性、工艺操作的简单化、规范化上尚待进一步提高。但是树脂基人造石近年来发展很快, 出现了不少高性能高装饰性的新品，必将逐步取代天然石材。