Umetni kamen (vključno s kremenčevim kamnom in trdnimi površinskimi materiali) je postal glavna izbira na trgu vrhunskih dekorativnih materialov zaradi svojih odličnih fizikalnih lastnosti, bogatih dekorativnih in okoljskih lastnosti.Aluminijev hidroksid (ATH)je ključno funkcionalno polnilo in zaviralec gorenja v formulacijah umetnega kamna, njegove fizikalno-kemijske lastnosti pa neposredno določajo kakovost in tržno konkurenčnost končnega izdelka. Med njimi sta belina in porazdelitev velikosti delcev dva najbolj bistvena in medsebojno povezana tehnična parametra, ki močno vplivata na estetsko vrednost in mehansko zmogljivost izdelkov z vidika optike in fizikalne mehanike. Ta članek bo poglobljeno analiziral posebne zahteve in osnovna načela aluminijevega hidroksida za umetni kamen z vidika znanosti o materialih.
Belina ni le stopnja beline, temveč kvantitativni indikator, ki celovito meri sposobnost materiala, da razprši vidno svetlobo. Njegova številčna vrednost neposredno določa čistost, živost in natančnost kasnejšega barvanja osnovnih barv iz umetnega kamna.
· Vrednost beline: Visokokakovostna proizvodnja umetnega kamna običajno zahteva Hunter belino najmanj 92 % za aluminijev hidroksid, z idealno vrednostjo nad 94 %. Vsaka ena odstotna točka povečanja beline je ključnega pomena za izboljšanje barve končnega izdelka.
·Nadzor odtenka: visokokakovosten ATH mora predstavljati čisto nevtralno belo barvo, pri čemer se izogiba porumenelosti (pozitivna b-vrednost) ali zamegljenosti (negativna b-vrednost). Odstopanje odtenka lahko razkrije barvne razlike v serijah ali vpliva na učinek barvnega upodabljanja barvnega prahu, ko se nanese na veliko površino.
Belina je v bistvu odraz optičnega obnašanja površin prahu:
·Odboj in sipanje: Visoka belina izvira iz učinkovitega in enotnega difuznega odboja (sipanja) vpadne vidne svetlobe (valovna dolžina približno 400–700 nm) saluminijev hidroksiddelcev, namesto zrcalne refleksije ali absorpcije. To zahteva, da ima sam material izjemno visoko kemično čistost.
·Ključni nadzor nečistoč: kovinski ioni v sledovih so "sovražnik" beline.
·Železo (Fe₂O₃): je najbolj kritična omejujoča nečistoča, z vsebnostjo običajno pod 30 ppm (0,003 %). Železovi ioni močno absorbirajo modro-zeleno svetlobo, zaradi česar se material obarva rumeno rdeče.
· Druge nečistoče, kot so titan, mangan in drugi elementi prehodnih kovin, je treba prav tako strogo nadzorovati.
·Kristalna struktura in stanje površine: Popolna in pravilna kristalna struktura vodi do rednega sipanja svetlobe. Postopek žganja (nadzor stopnje dehidracije) in površinska obdelava (ali pride do kontaminacije) med proizvodnim procesom neposredno vplivata na belino.
·Sive in temne osnovne barve: ni mogoče izdelati vrhunskih izdelkov, ki so čisto beli in svetli.
·Popačenje barve: Dodani barvni prah je treba zmešati z "belim platnom" podlage. Podlaga z nizko belino in mešanimi barvami lahko kontaminira ciljno barvo, kar povzroči netočno ujemanje barv in motne barve.
·Razlika v barvi serije: Nihanja v belini so eden od glavnih razlogov za vidne razlike v barvi v različnih serijah izdelkov.
Velikost delcev in njihova porazdelitev sta jedro prašnega inženiringa, saj določata obnašanje pri polnjenju, vezno stanje vmesnika in mikrostrukturo aluminijevega hidroksida v smolnih sistemih.
·Tipičen razpon velikosti delcev: Srednja velikost delcev (D50) aluminijevega hidroksida, ki se uporablja za umetne kamne (zlasti kremen), je običajno med 20-40 μm. Če je pregrob (>50 μm), lahko zlahka povzroči hrapavost površine in vidne delce; Preveč fin (<10 μm) znatno poveča viskoznost, zmanjša količino polnila in lahko povzroči napake zaradi aglomeracije.
· Porazdelitev velikosti delcev (PSD): Pomembnejša kot ena sama vrednost D50. Idealna porazdelitev je "ozka porazdelitev" ali "razumno ocenjevanje".
· Ozka porazdelitev: Koncentrirana velikost delcev je koristna za doseganje enotnega in doslednega videza in delovanja.
·Učinek grobih delcev: Ustrezna količina grobih delcev lahko služi kot "okostna" podpora, vendar lahko preveč ali pregrobi delci postanejo točke koncentracije napetosti, zmanjšajo trdnost in lahko po poliranju tvorijo "jamice" ali "peščene luknje".
·Površinska tekstura in sposobnost obdelave:
·Enotna in zmerna velikost delcev je predpogoj za doseganje nežne in svilnate teksture na polirani površini umetnega kamna.
· Razumna porazdelitev velikosti delcev lahko optimizira reološke lastnosti zmesi, kar ji omogoča dobro pretočnost in kompaktnost med stiskanjem z vakuumsko vibracijo, pri čemer se izogiba razslojevanju ali mehurčkom.
Za proizvajalce umetnega kamna pri izbirialuminijev hidroksidpolnila, belino in velikost delcev je treba sistematično ocenjevati kot brezkompromisne ključne kazalnike:
1. Dajte prednost zagotavljanju visoke beline in čistosti: belina ≥ 92 % (high-end ≥ 97 %), srednja velikost delcev D50=5-50 μm (glavni tok 8-14 μm), enakomerna porazdelitev velikosti delcev in strog nadzor nečistoč so ključne zahteve, ki se običajno uporabljajo na svetovnem trgu.
2. Drobnozrnata analiza podatkov o velikosti delcev: ne oglejte si samo D50, ampak zahtevajte tudi popolne krivulje porazdelitve velikosti delcev (po možnosti D10, D50, D90 itd.) in razpravljajte o najprimernejši shemi velikosti delcev z dobavitelji na podlagi njihove lastne formule in značilnosti procesne opreme.
