劉建平

    (山西省五臺(tái)縣益通節(jié)能技術(shù)研究所，山西五臺(tái)035500)

 

摘要：采用陶瓷或石灰石為基體，并用聚酯樹(shù)脂與石英石粒及陶瓷粉的混合料為表體，經(jīng)真空振動(dòng)成型與固化后的研磨過(guò)程而成生產(chǎn)成本較低的復(fù)合型合成石。

 

 

      目前合成石的生產(chǎn)規(guī)模從其近20臺(tái)的方料型成型機(jī)和相當(dāng)數(shù)量的薄板成型機(jī)的生產(chǎn)能力來(lái)看，大概要接近于1800萬(wàn)平米/年的可以引起其市場(chǎng)http://www.stonebuy.com/enterprise/FuJian/QuanZhouShi.html發(fā)生變化的水平。雖然其面對(duì)的建筑裝飾市場(chǎng)http://www.stonebuy.com/enterprise/FuJian/QuanZhouShi.html是廣闊的，但其較高的生產(chǎn)成本及其較高的價(jià)格很難同瓷磚與天然大理石等相對(duì)的低價(jià)產(chǎn)品http://www.stonebuy.com/sample/相抗衡而爭(zhēng)奪市場(chǎng)http://www.stonebuy.com/enterprise/FuJian/QuanZhouShi.html份額。合成石以其耐磨與耐滑及其高貴典雅的裝飾效果而在地面裝飾范圍成為佼佼者，但其所用的6％一12％的不飽和聚酯樹(shù)脂的用量，使其生產(chǎn)成本在現(xiàn)行的工藝下不可能明顯下降。如何提高其市場(chǎng)http://www.stonebuy.com/enterprise/FuJian/QuanZhouShi.html價(jià)值或大幅度降低其生產(chǎn)成本，尤其是將材料費(fèi)用較高的樹(shù)脂基混合料設(shè)法用于裝飾地面磚表層的課題，無(wú)疑是合成石或稱(chēng)為崗石的研發(fā)重點(diǎn)。

 

      從使用石英砂與樹(shù)脂混合料的薄板成型來(lái)看，它以等同于花崗巖的硬度與很小的滲透性，在廚柜臺(tái)面領(lǐng)域以明顯的優(yōu)勢(shì)而使實(shí)體面材人造石處于不利的局面。雖然在其成型及固化中大多存在其毛板大于5mm的翹曲，并在研磨中存在石粒周邊微量燒焦等問(wèn)題。但用增加其毛板的厚度而用超過(guò)6mm的磨削量等辦法。使其在較高的成本下仍具有相當(dāng)?shù)?a >市場(chǎng)http://www.stonebuy.com/enterprise/FuJian/QuanZhouShi.html潛力。采用大理石為骨料的方料成型在其石料粒徑趨于細(xì)微與其花紋也趨于細(xì)微的工藝下，確實(shí)使得早期投產(chǎn)的企業(yè)http://www.stonebuy.com/enterprise/取得了較豐厚的利潤(rùn)回報(bào)。

 

 

      對(duì)于建筑裝飾材料采用表層復(fù)合而提高其觀(guān)賞性的工藝，可以說(shuō)是一種與科技發(fā)展水平相關(guān)聯(lián)的并具傳統(tǒng)性的做法。從占有很大市場(chǎng)http://www.stonebuy.com/enterprise/FuJian/QuanZhouShi.html份額的瓷磚來(lái)看，它采用了在燒結(jié)成的基體上進(jìn)行表面施釉的工序，用印制的花紋與其光澤度來(lái)提高其裝飾效果�，F(xiàn)時(shí)的石材http://www.stonebuy.com/生產(chǎn)企業(yè)http://www.stonebuy.com/enterprise/已有在普通石灰?guī)r基體上粘合名貴石材http://www.stonebuy.com/的做法．也是用表層復(fù)合工藝來(lái)降低其成本。

 

      采用大理石為骨料的尤其是其粒徑小于40網(wǎng)目的合成石，因其采用奠氏硬度為3.5及其以下的CaCO3，與MgCO3成份為主的石料，不可避免地形成了耐磨性較差與吸水性較大的問(wèn)題。對(duì)此采用的類(lèi)如增硬、上光、防水和水晶護(hù)理等化學(xué)劑進(jìn)行其表層處理的做法，從化學(xué)石材http://www.stonebuy.com/這一觀(guān)念來(lái)看是無(wú)可非議的。但其對(duì)本身是樹(shù)脂基的合成石來(lái)說(shuō)，對(duì)其表層進(jìn)行封閉式的復(fù)合做法就有可能產(chǎn)生其負(fù)面的影響。從微觀(guān)的角度看，合成石也同大理石一樣存在密布的細(xì)小孔洞而具有柔性。似于填充孔隙的處理后，其中層及底層依然具有的孔洞必然存在吸水與水分蒸發(fā)的條件。尤其是用濕法鋪設(shè)時(shí)，其水泥漿中的堿性液體勢(shì)必要被吸收，并在其細(xì)微料的攪拌及固化不完全均勻、氣溫變化和酸性的防護(hù)劑對(duì)其鈣、鎂成份的溶解而形成并集聚水的綜合作用下，其封閉的表層受堿性水的集聚應(yīng)力作用而使板面產(chǎn)生起泡或局部的鼓肚現(xiàn)象。因此，對(duì)方料成型的合成石進(jìn)行其表層防護(hù)，必須要采取防止其下部吸水與上部酸性防護(hù)劑溶解生成水的雙重措施。并盡可能采用低酸性的防護(hù)劑。曾經(jīng)的在合成石板面上產(chǎn)生的水印之謎，也是在混勻與制水的主體思路下具體用細(xì)微填充的做法而有所成效。防護(hù)劑中的酸溶解鈣產(chǎn)生的水及飽和溶液與樹(shù)脂在縮聚中產(chǎn)生酯和水的原理有相似之處。這種水對(duì)樹(shù)脂的縮聚反應(yīng)的不利影響，對(duì)我們采取的雙層復(fù)合工藝提供了反面的借鑒之處。

 

 

      現(xiàn)行的瓷磚是用石英為主的礦物原料，經(jīng)壓制和高溫熔融的燒成工序制作的裝飾面磚。雖然其具有低造價(jià)的明顯優(yōu)勢(shì)，但其表層易破損和防滑性差的問(wèn)題也使其產(chǎn)生負(fù)面的影響。我們對(duì)同為SiO2為主體成份的合成石與瓷磚不妨進(jìn)行一體性的組合，并在合在石的薄板成型與其用料趨向于細(xì)微的前提條件，將此黏性的料體與未加釉面的瓷磚進(jìn)行聚合而成整體。

 

      在瓷磚用作新型合成石的基體材料時(shí)，要以較高的SiO2與Al2O3，含量提高其抗彎強(qiáng)度的指標(biāo)。在其燒燒成的方型薄板以組合拼裝方式排布于薄板成型的模具中．將樹(shù)脂基的微晶料均勻鋪放于其上部，并用真空、振動(dòng)和壓制而成246×125cm的大規(guī)格薄板。因其粘性的料體要擠入或填充于拼裝瓷磚之間的縫隙之中．雖然可用后續(xù)的磨邊工序進(jìn)行處理，但在其間的縫隙擴(kuò)大至15~40mm時(shí)，既方便于用流水線(xiàn)的縱切與橫切設(shè)備進(jìn)行其規(guī)格板的分切，還使其構(gòu)成四周邊為邊框的結(jié)構(gòu)。一般而言，作為其表層的樹(shù)脂基混合料宜將其壓實(shí)的表層厚度選擇為5-10mm，其研磨后的表層厚度在3~8mm之間。現(xiàn)以18mm厚度的合成石為例，生產(chǎn)復(fù)合產(chǎn)品http://www.stonebuy.com/sample/較現(xiàn)行產(chǎn)品http://www.stonebuy.com/sample/使用的聚酯樹(shù)脂量將下降60％以上，以此使得生產(chǎn)成本降低40％以上。

 

 

      這種用于瓷磚表面的松散材料體，宜用1～2臺(tái)雙行星攪拌器進(jìn)行快速混合，其基本的配方為:

    表中的陶瓷粉采用色彩近于白色的高硅質(zhì)的碎陶瓷片磨制而成，也可用石英粉搭配使用而作為填充料。所用的改性樹(shù)脂與NG一1、JRl96、CB996等牌號(hào)的不飽和聚酯樹(shù)脂分別混合，使其合成產(chǎn)品http://www.stonebuy.com/sample/具有一定的韌性。對(duì)不飽和樹(shù)脂的改性是個(gè)難度較大的課題，如何提高柔韌性、防火性、堅(jiān)硬性和光亮性，都需要從高分子的理論和具體的合成石產(chǎn)品http://www.stonebuy.com/sample/試驗(yàn)中予以探索。

 

      采用石英石的石粒及石粉的混合料，以單色或雙色分別攪拌后再粗略混勻，并在陶瓷板的半成品備料完成后，便可進(jìn)行雙層復(fù)合的壓制成型，其工藝過(guò)程是：在設(shè)置邊框的模具鋼板上鋪放纖維板或厚紙板，并在對(duì)應(yīng)瓷磚的拼接的縫隙處可涂刷脫模劑以利于重復(fù)使用；以相同的間隔距離將8塊或10塊的瓷磚毛板逐塊鋪放，并用與縫隙距離相等寬度的合成石小條塊卡入其縫隙之間；模具傳輸至布料位置，按設(shè)定的6~12mm的散狀料體的厚度均勻進(jìn)行料體的鋪放，其間可用配制紋理器具進(jìn)行其花紋配置；將布料后的模具傳送至薄板成型機(jī)內(nèi)，關(guān)閉兩端的密封門(mén)或下降整體的箱體后，以接近于一0.1Mpa的參數(shù)進(jìn)行真空抽制；用氣動(dòng)的或電磁的作用力傳動(dòng)壓具下降．其壓具的壓強(qiáng)為O.1～0.5kg·f／cm2;；啟動(dòng)振動(dòng)頻率為45~300Hz的振動(dòng)器進(jìn)行1.5~5min的高頻振動(dòng)，并及時(shí)調(diào)節(jié)其壓具四個(gè)邊角的壓制力而保證其薄板厚度的均勻性；升起壓具并釋放真空后，將完成壓制的料體及模具輸出．并將其邊框拆除；將模具板整體送入固化箱，以65°C～120°C的溫度進(jìn)行固化。在此后用水加工的定厚、粗磨、精磨、縱切、橫切和倒角的工序與現(xiàn)行的加工流程基本相同。該復(fù)合型產(chǎn)品http://www.stonebuy.com/sample/的檢驗(yàn)仍可應(yīng)用現(xiàn)行的人造合成石標(biāo)準(zhǔn)。

 

      雙層復(fù)合的成型過(guò)程僅是對(duì)基體之上的用聚酯樹(shù)脂混合的黏性料體進(jìn)行粘接性的壓制，其固化中的翹曲力可在其較薄的表體厚度及基體重力的作用下基本消除，因此其包括研磨在內(nèi)的料體裕量可由現(xiàn)行的6～7mm減小至2～3mm。對(duì)其厚度較薄的混合料進(jìn)行振動(dòng)壓制應(yīng)采取相應(yīng)的措施是：用專(zhuān)用的器具對(duì)鋪設(shè)的料體或二次配色后的料體進(jìn)行其均勻的布料；薄板成型機(jī)要改制成其四個(gè)邊角的壓制力可調(diào)節(jié)的結(jié)構(gòu)，并增設(shè)壓制厚度的檢測(cè)環(huán)節(jié)。如果用實(shí)體面材人造石的復(fù)合成型方式，其成型設(shè)備可延用現(xiàn)行不具備振動(dòng)壓制功能的設(shè)備，但其生產(chǎn)成本因樹(shù)脂量較高而有所升高。

 

      我們提出的采用電磁鐵與彈簧配合并用組合變流器控制的電磁振動(dòng)成型方式、利用其推移與交替的兩種振動(dòng)及壓制力，并用其可以單獨(dú)調(diào)節(jié)某一電磁鐵的吸引力而調(diào)節(jié)某一邊角的壓制力的特點(diǎn)，較適宜在lOO-300E[z的高頻振動(dòng)中進(jìn)行復(fù)合型合成石的薄板成型。

 

 

      普通石灰?guī)r因其色彩與花紋暫時(shí)還不為市場(chǎng)http://www.stonebuy.com/enterprise/FuJian/QuanZhouShi.html接受，或是受一種物以稀為貴的心理影響使其很少作為建筑飾面材料使用，但其遍布各地的儲(chǔ)量與其容易鋸切的特點(diǎn)為我們采用復(fù)合工藝倒是提供了一種較適宜的基體材料。只要是使用金剛石刀頭的框架式排鋸或簡(jiǎn)易的繩鋸，均可保證其加工厚度誤差的需要。一般選擇其鋸切毛板的厚度為9~15mm，其方形的邊長(zhǎng)為57~59cm或77～79cm。將石灰?guī)r鋸切成的基體薄板仍用多塊組合排布方式，再用樹(shù)脂基的混合料作為表層而進(jìn)行其一體的壓制成型。這種復(fù)合型合成石的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與視覺(jué)效果是與常規(guī)合成石完全一樣的，但其較低的生產(chǎn)成本使其具有了較強(qiáng)的市場(chǎng)http://www.stonebuy.com/enterprise/FuJian/QuanZhouShi.html競(jìng)爭(zhēng)力。

 

      采用廉價(jià)的石灰石作為基體的復(fù)合產(chǎn)品http://www.stonebuy.com/sample/，無(wú)論從原料還是從成型原理及其最終的效果，都無(wú)可非議地屬于合成石的范疇。對(duì)于某些名貴的莎安娜、松香玉、丹東綠和金鉆等板狀的邊角料，可對(duì)其碎板的邊角稍加修整并采用藝術(shù)性的拼接方法而壓制成復(fù)合板后．可對(duì)其翻過(guò)來(lái)的石材http://www.stonebuy.com/面進(jìn)行研磨，以此作為高檔次的墻面裝飾材料。www.stonebuy.com 中國(guó)http://www.stonebuy.com石材http://www.stonebuy.com/網(wǎng)

 

 

      采用白水泥為粘合劑的合成石產(chǎn)品http://www.stonebuy.com/sample/，受其強(qiáng)度與光澤度均較低的影響而暫時(shí)缺乏市場(chǎng)http://www.stonebuy.com/enterprise/FuJian/QuanZhouShi.html的競(jìng)爭(zhēng)力。包括水磨石在內(nèi)的不少生產(chǎn)廠(chǎng)家，對(duì)其產(chǎn)品http://www.stonebuy.com/sample/的研發(fā)雖費(fèi)力不少，但終歸因其粘接強(qiáng)度不夠而效果不大。對(duì)于深顏色的水泥來(lái)說(shuō)，類(lèi)如硫鋁酸鹽等特種水泥，其產(chǎn)品http://www.stonebuy.com/sample/強(qiáng)度就大不一樣了。

 

      滲透復(fù)合是在水泥基體經(jīng)過(guò)定厚與粗磨及加溫工序后。利用其干燥與高溫膨脹產(chǎn)生的微孔效應(yīng)，再用液體的高分子材料對(duì)其表面進(jìn)行滲透性的處理，大致可形成1～3mm的滲透層。在其固化后隨即進(jìn)行精磨性的加工，可使其光澤度接近于樹(shù)脂基合成石的效果。

 

      水泥板的分層復(fù)合與前述的陶瓷板的復(fù)合方案是基本一致的�，F(xiàn)在已出現(xiàn)的同水泥配合使用的水性粘合劑，對(duì)水泥型合成石產(chǎn)品http://www.stonebuy.com/sample/具有一定的增強(qiáng)作用。無(wú)論用其加入基料中與水泥一同進(jìn)行攪拌，還是在水泥板成型后再浸入水性粘合劑中形成表層的滲透，均有一定的研發(fā)價(jià)值。

 

      滲透復(fù)合采用的干燥及高溫形成微孔的做法，同樣可延伸于對(duì)木材滲透聚脂而成高檔次合成石。但對(duì)木材滲透須采用專(zhuān)用裝置對(duì)浸漬的樹(shù)脂液施加一定壓強(qiáng)的強(qiáng)制壓力，使其在木質(zhì)纖維及其空隙中充分滲透。浸透樹(shù)脂的木材經(jīng)高溫固化而具有的耐磨性與觀(guān)賞性，不論在其作為復(fù)合合成石的表層，還是作為大粒徑的石料使用，都將以其非木非石的特點(diǎn)而提高合成石的使用效果。

 

 

      莎安娜米黃合成石產(chǎn)品http://www.stonebuy.com/sample/能走俏一時(shí)，無(wú)非是其采用了較細(xì)的石料與攪拌后期二次染色而具有了觀(guān)賞性。由于薄板成型在配制細(xì)條花紋方面目前還進(jìn)展不大，因此其雙層復(fù)合的薄板成型配制花紋工藝也屬于研發(fā)的內(nèi)容。薄板成型設(shè)備配用的雙行星攪拌機(jī)，對(duì)配制花崗巖的雙色產(chǎn)品http://www.stonebuy.com/sample/具有便捷之處。在其垂直的攪拌桿以外擺線(xiàn)的運(yùn)動(dòng)軌跡快速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，其料體會(huì)自然形成團(tuán)粒狀，并在二至三個(gè)攪拌機(jī)混合的不同顏色的散狀料拌合后，其壓制成的板面上自然形成漸變與滲透的色彩效果。具體在其混料中的原、輔料的加人順序與配比的變化也對(duì)其效果產(chǎn)生影響。

 

      薄板成型具有在非真空F進(jìn)行料體混合與人為布料的有利條件，也有一些可以套用或組合運(yùn)用的方案。例如運(yùn)用預(yù)制型體、傳輸輥壓、條帶仿線(xiàn)、紋版布料、動(dòng)態(tài)噴涂和轉(zhuǎn)向布料等具有創(chuàng)意的工藝而達(dá)到仿真效果。再比如用氫氧化鋁粉仿制其透明的線(xiàn)條；用雙水平軸混料與雙行星混料組合的混料及其二次染色等工藝均可達(dá)到較好的觀(guān)賞效果。

 

      合成石的生態(tài)化是個(gè)包括有廢物利用、環(huán)保要求、抗菌性能、養(yǎng)生效應(yīng)和磁場(chǎng)效應(yīng)等多方面的研發(fā)課題。例如其磁場(chǎng)效應(yīng)應(yīng)考慮具有100A／m的場(chǎng)強(qiáng)指標(biāo)，使其與地面一般具有的約為40A／m的磁場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)相配合，從而使其潛在地具有生存環(huán)境凈化的性能。

 

 

      多層次及多元化的合成，尤其是用高溫熔結(jié)與縮聚反應(yīng)兩種成型方式組合而成的產(chǎn)品http://www.stonebuy.com/sample/，在本質(zhì)上仍然是合成石。合成石作為以地面鋪設(shè)為主的裝飾材料，設(shè)法將其造價(jià)降低至瓷磚的水平，是其充分發(fā)展的重要條件，也是其更新?lián)Q代的主導(dǎo)性的方案�？v觀(guān)臺(tái)成石的發(fā)展及其產(chǎn)品http://www.stonebuy.com/sample/研發(fā)的動(dòng)態(tài)，更高檔次的新品種及其新花色，只有對(duì)其成型設(shè)備進(jìn)行改造才可能有所突破。

 

      本文討論的用廉價(jià)材料作為基體的復(fù)合方案，包括在其板面上預(yù)制花紋和采用電磁力的薄板成型在內(nèi)，是在對(duì)合成石概念的充分理解和多年的生產(chǎn)中摸索出的可行方案。對(duì)合成石的混合、布料和成型三道主要工序，我們有必要重新審視其各工序與其傳遞過(guò)程中可以利用的條件，并用抽象思維與立體性的手法對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)或改造。采用耐磨性較好的石莢石，并用粘結(jié)性較好的不飽和樹(shù)脂作為其表層及其粘合面的復(fù)合做法，可在其研磨后仍具有足夠耐磨性的表層厚度下滿(mǎn)足耐用與美觀(guān)的裝飾需求。復(fù)合成型的難點(diǎn)在其薄板成型裝置與其配制花紋的工藝。如果其復(fù)合產(chǎn)品http://www.stonebuy.com/sample/的造價(jià)較現(xiàn)時(shí)的瓷磚等裝飾材料略高一點(diǎn)時(shí)，合成石以其較高的性?xún)r(jià)比和一定時(shí)間的市場(chǎng)http://www.stonebuy.com/enterprise/FuJian/QuanZhouShi.html考驗(yàn)后可能在建筑裝飾領(lǐng)域中占據(jù)主導(dǎo)地位。