Изготовление искусственного мрамора и полимербетона

Искусственный мрамор
Полимербетон
Дизайн
Матрицы
Разделительные агенты (антиадгезивы)
Нанесение гелькоата
Сорта полиэфирных смол
Системы отверждения

Наполнители

Искусственный мрамор
Полимербетон
Дополнительная информация

Пигменты
Отверждение и съем с матрицы
Оборудование для приготовления раствора
Свойства искусственного мрамора и полимербетона
Примеры изделий из искусственного мрамора и полимербетона

Искусственный мрамор

Диапазон выбора практически безграничен. Можно изготовить любое изделие, в котором будут сохранены природные качества и внешний вид мрамора.

Использование искусственного мрамора дает множество практических преимуществ в сравнении с природным материалом. Он дает большую свободу в выборе дизайна, более широкий цветовой спектр, улучшение физических и механических характеристик, более высокую химическую и абразивостойкость. Иными словами, раковина из искусственного мрамора более долговечна, чем аналогичное изделие, изготовленное из природного материала.

Полимербетон

Полимербетон также получил широкое распространение. Во многих областях он является удобной заменой традиционному бетону. В сравнении с натуральным материалом, полимербетон обладает массой преимуществ таких как улучшенные механические характеристики, повышенная химическая и атмосферостойкость, низкое водопоглощение.

Дизайн

При разработке дизайна будущего изделия необходимо принимать во внимание как возможности материала, так и ограничения, связанные с его составом и процессом изготовления

Матрицы

Матрицы для этого рода изделий могут быть изготовлены из различных материалов. Конечно же, их конструкция должна быть такой, чтобы они не теряли своей формы под воздействием реактивного тепла, выделяемого в процессе отверждения.

Конструкция матрицы должна иметь выпускные углы по краям и в углах.

Материалы из которых делают матрицы для изделий из полимербетона и искусственного мрамора:

  • Ненасыщенные полиэфирные смолы, армированные стекловолокном
  • Эпоксиды
  • Сталь
  • Алюминий (для плоских, несложных деталей)
  • Дерево (ламинаты высокого давления)
  • Полимербетон с гелькоатом
  • Силикон

Разделительные агенты (антиадгезивы)

Для обеспечения гладкой, глянцевой поверхности и легкого съема изделия с матрицы, следует внимательно подходить к вопросу выбора разделительного агента. На сегодняшний день, на рынке существует несколько хороших систем антиадгезивов, однако в выборе следует руководствоваться показателем их стойкости к теплу, выделяемому в результате процесса отверждения.

Нанесение гелькоата

Для придания поверхности изделия из искусственного мрамора повышенной прочности и долговечности следует применять высококачественный гелькоут NGA на основе Неопентильгликоль / изофталиевокислого ангидрида. Гелькоат NGA обладает превосходным показателем водостойкости и химостойкости в комбинации с высокими термо и абразивостойкостью, что делает его наиболее подходящим для производства изделий из искусственного мрамора. После того, как матрица покрыта атиадгезивом и отполирована, наносится гелькоат толщиной 0.4 - 0.7 mm (сухая пленка).

Предпочтение отдается методу напыления гелькоата. Для получения хорошего отверждения, рекомендуется добавлять 1.3-2.0 % МЕК Пероксида и подвергать готовое изделие постотверждению при повышенной температуре.

Сорта полиэфирных смол

В принципе, любая базовая смола NORPOL может быть использована в производстве искуственного мрамора и полимербетона. Однако, исключительно важным является правильный выбор сорта смолы, исходя из предполагаемого изделия и его практических функций, а также используемого оборудования. В тех случаях, когда к конечному изделию не предъявляются какие либо особые требования по части тепло или химостойкости, рекомендуется применять сорта смол, которые сводят к минимуму риск появления внутренних напряжений, трещин, явлений усадки и т.д. Такими являются смолы 360-й и 420-й серий, рецептуры которых тщательно разрабатывались с тем, чтобы обеспечить хорошие характеристики желатинизации и отверждения, при условии применения правильной системы отвердителей и наполнителей.

На основе двух вышеупомянутых базовых смол, в зависимости от требуемых вязкости, времени желатинизации, степени отверждения и вида готового изделия, было разработано несколько модифицированных типов смол. Иными словами, Reichhold может произвести смолу на основе спецификаций заказчика.

Релаксационная способность матрицы (раствора) полиэфирной смолы является важным элементом в производстве изделий из искусственного мрамора и полимербетона. Благодаря высокому содержанию наполнителя, раствор должен обладать низкой подвижностью. В случае недостаточной вибрации, у поверхности гелькоутного слоя может собираться воздух.

C другой стороны, продолжительная вибрация может приводить к отделению смолы от наполнителя; в конечном результате, готовое изделие может иметь перекосы и трещины.

Системы отверждения

Важным является сделать правильный выбор системы смола - отвердитель, которая обеспечит желаемое время желатинизации и съема с матрицы, а также удовлетворительное отверждение без дисколорации или избыточного выделения тепла в процессе формования. Последние могут приводить к образованию трещин и т.п. и, более того, могут служить причиной ненужных напряжений в матрице. Поэтому рекомендуется использовать предварительно ускоренные системы смол, при разработке которых учитываются вышеуказанные факторы.

При выборе смолы, руководствуйтесь рекомендациями NORPOL.

Для достижения наилучших результатов, обращайтесь за консультациями к специалистам Reichhold перед тем, как приступать к процессу изготовления изделия.

Наполнители

Искусственный мрамор

В производстве изделий из искусственного мрамора наиболее часто используют Карбонат кальция или схожие с ним нейтральные наполнители.

Альтернативным является тригидрат алюминия как в чистом виде, так и в комбинации с карбонатом кальция для получения изделий ониксообразного вида и пожаростойких изделий.

Полимербетон

В производстве полимербетона процент содержания наполнителя более высок, при этом используются крупнозернистые наполнители. Наиболее распространенными наполнителями полимербетона являются: кварц, известняк, песчаник, доломит в виде гравия, песка или пудры. Другими удобными наполнителями могут служить измельченный сланец, тальк, слюда.

Дополнительная информация

Основными Факторами, которые нужно принимать во внимание при выборе наполнителя, являются цена, размер зерна способность создавать хорошую композицию со смолой. Для получения непористых изделий, не содержащих в своей структуре воздушных пустот, производитель должен ставить своей целью получение композиции с оптимальным содержанием наполнителя, при этом наполнитель должен обеспечивать высокую концентрацию зерен в растворе.

Используя наполнители, состоящие из двух или более размеров зерен, можно добиться наиболее плотного контакта зерен друг с другом и, таким образом, более качественного раствора. Для получения оптимальных соотношений между различными размерами зерен с целью добиться равномерного распределения в растворе, следует применять Формулу Фуллера:

Где

S=вес в % каждой размерной фракции зерен

 

d=макс. размер зерна в каждой из фракций

 

D=макс. желаемый размер зерна

 

Пример:

Толщина изделия:

12мм

 

Макс. желаемый размер зерна:

4мм (1/3 толщины изделия)

В наличии имеются наполнители следующих фракций:

1 фракция:

0.0-0.1mm

2 фракция:

0.1-0.25mm

3 фракция:

0.25-1.0mm

4 фракция:

1.0-4.0mm

Решение:

Фракция 0.0-0.1mm:

100\/0.1/4 = 16-0 = 16%

Фракция 0.1-0.25mm:

100\/0.25/4 = 25-16 = 9%

Фракция 0.25-1.0mm:

100\/1.0/4 = 50-25 = 25%

Фракция 1.0-4.0mm:

100\/4.0/4 = 100-50 = 50%

 

100%

Эта формула наиболее удобна для расчета наполнителя в полимербетонах с крупными размерами зерен. Как уже отмечалось, правильно выбранная пропорция наполнителя в растворе имеет важнейшее значение.

Избыточное содержание наполнителя, а также слишком мелкозернистый наполнитель, могут служить причиной излишней вязкости раствора и скопления воздуха у поверхности гелькоатного слоя, независимо от периода релаксации.

Чрезмерно высокое содержание крупнозернистого наполнителя станет причиной его ненормального смачивания смолой или неравномерного распределения, что в свою очередь может стать причиной дефектов благодаря неравномерной усадке. Адгезия смолы с наполнителем может быть улучшена путем обработки поверхности наполнителя силановым компаундом.

Добавление силанового компаунда к смоле также способствует улучшению адгезии, хотя и в меньшей степени.

Мелкозернистые наполнители требуют более высокого содержания смолы в растворе чем крупнозернистые типы, поскольку площадь поверхности наполнителя увеличивается в обратной пропорции к размеру зерна.

Для искусственного мрамора нормальное содержание наполнителя -75-80%, для полимербетона оно может быть увеличено до 85-90%.

Повышенная влажность наполнителя может стать причиной неполного отверждения, плохой химостойкости готового изделия, а также ухудшения механических свойств.

Пигменты

Пигментирование играет важнейшую роль в приобретении готовым изделием требуемого внешнего вида. Обычно существует две стадии процесса пигментирования, первичная и вторичная, в зависимости от применяемого оборудования и желаемого эффекта.

Рисунок мрамора может быть получен путем применения сухих пигментов и паст.

Прозрачные пигменты также могут быть использованы, преимущественно для имитации оникса. Основной или первичный пигмент добавляется в смолу вместе с наполнителем, тогда как вторичный пигмент добавляется в раствор в конце процесса его приготовления, непосредственно перед тем, как залить его в матрицу. Эта операция имеет очень важное значение и не случайно ее часто зачисляют в разряд искусства. Придание готовому изделию конечной окраски и рисунка мрамора будут в большой степени зависеть от мастерства оператора.

Отверждение и съем с матрицы

Обычно изделие отверждается при комнатной температуре. В тех случаях, когда процессы желатанизации и отверждения проходят при чрезмерно высоких температурах, возникает риск получения деформаций и трещин.

Грубое отверждение приводит к образованию внутренних напряжений, которые вероятнее всего проявятся в изделиях, подвергаемых растяжению или ударам.

Съем с матрицы обычно начинают сразу же, как только края изделия отошли от краев матрицы. На этой стадии изделие еще не достигло состояния полного отверждения и поэтому нуждается в бережном обращении. Как правило, изделие помещают на поддерживающую раму по форме повторяющую само изделие, с целью предотвращения деформаций, возникающих в процессе окончательного отверждения.

Оборудование для приготовления раствора

Выбор перемешивающего оборудования для приготовления густого раствора смолы и наполнителя варьируется от производителя к производителю в зависимости от производственного плана, серийности производства, типа изделия, и т.д. Диапазон применяемого оборудования включает в себя как высокотехнологичные автоматические смесители высокой мощности для перемешивания больших объемов, так и небольшие смесители для замеса теста на небольших производствах. Оборудование должно отвечать основным требованиям: тщательно перемешивать раствор в течение небольшого периода времени и работать с относительно высокими вязкостями.

Смесители самых разных размеров для приготовления раствора получили широкое применение. Вращательное движение лопастей обеспечивает хорошее перемешивание независимо от оператора, тогда как продолжительность процесса перемешивания и достижение желаемой вязкости раствора - вопрос компетентности оператора.

Свойства искусственного мрамора и полимербетона в сравнении с натуральным мрамором и обычным бетоном

Продукция, изготавливаемая посредством применения вышеописанных процессов, по своим механическим и физическим характеристикам совершенно очевидно опережает натуральные материалы, что прекрасно иллюстрирует нижеприведенная таблица:

Свойства

Натур. мрамор

Искус. мрамор

Полимер бетон

Бетон

Прочность на растяжение, N/mm2

 

15

15

05.06.01

Модуль растяжения, N/mm2

 

19000

19000

-

Прочность на изгиб, N/mm2

 

30 - 40

30 - 40

08.10.01

Модуль изгиба, N/mm2

 

16000 - 17000

16000 - 17000

-

Ударная вязкость, mJ/mm2

 

3

3

-

Прочность на сжатие, N/mm2

 

9

9

04.05.01

Тест на статическую нагрузку*

120 кг

350 кг

-

-

Тест на удар, падающий шарик**

трещины с 30 см

трещины с 90 см

-

-

Стойкость к образованию пятен***

серьезные

отсутствие или едва заметные

-

-

* нагрузка прикладывается к центру испытуемого образца, размером 10х40х20 см до точки разрушения.

** 0.9 кг веса. Для сравнения керамическая плитка разбивается шариком, отпущенным с высоты 3 см.

*** Воздействию подвергается поверхность гелькоатного слоя

Некоторые примеры изделий из искусственного мрамора и полимербетона:

Искусственный мрамор

        Панели для ванных

        Половая плитка

        Лестницы

        Ванны

        Горшки для цветов

        Столешницы

        Биде

        Раковины/умывальники

        Столешницы для настольного тенниса

        Декоративные плитки

        Нагревательные секции

        Подоконники

        Дверные рамы

        Мусорные емкости

 

Полимербетон

        Абразивы

        Нагревательные секции

        Столешницы для настольного тенниса

        Балконные ящики для цветов

        Канализационные шахты/колодцы

        Элементы трансформаторов

        катушки под эл/кабель

        Изоляторы

        Емкости для воды

        Плитка для каминов

        Соединительные коробки 

        Бетонные кольца для колодцев

        Оросительные каналы в с/х

        Емкости для мусора

        Фундаменты для больших весов

        Облицовочные панели в строительстве

        Фундаменты под станки

        Шифер

        Крышки компрессоров

        Масляные сепараторы

        Основания шкафов

        Элементы строительных конструкций

        Трубы разных размеров

        Дренажные системы гоночных треков

        Барабаны конвейеров

        Ж/д шпалы

        Оболочки для подземных трубопроводов

        Дверные рамы

        Дорожные дренажные колодцы

        Коньки крыш

        Дренажные канализации химических предприятий

        Дорожные разделительные барьеры, бордюры

        Отстойники

        Подземные емкости

        Дорожные указатели, фундаменты рекламных щитов

        Сепараторы грязи

        Кормушки для животных

        Многослойные трубы

        Стойла для коровников и кормушки

        Половые покрытия для помещений химических предприятий

        Канализационные трубы

        Корпуса для аккумуляторов

        Половая плитка

        Лестницы

 

Это всего лишь некоторые из огромного множества возможностей, которые открывает использование полимербетона и искусственного мрамора.

 

 

 
 

 

Автор: ...                                                                                                                                2008 г.