Штучний камінь (включаючи кварцовий камінь і тверді поверхневі матеріали) став основним вибором на ринку високоякісних декоративних матеріалів завдяки своїм відмінним фізичним властивостям, багатим декоративним і екологічним характеристикам.Гідроксид алюмінію (ATH)є ключовим функціональним наповнювачем і антипіреном у композиціях зі штучного каменю, а його фізико-хімічні властивості безпосередньо визначають якість і ринкову конкурентоспроможність кінцевого продукту. Серед них білизна та розподіл частинок за розміром є двома основними та взаємопов’язаними технічними параметрами, які глибоко впливають на естетичну цінність та механічні характеристики виробів з точки зору оптики та фізичної механіки. У цій статті буде детально проаналізовано конкретні вимоги та основні принципи використання гідроксиду алюмінію для штучного каменю з точки зору матеріалознавства.
Білизна — це не просто ступінь білизни, а кількісний показник, який комплексно вимірює здатність матеріалу розсіювати видиме світло. Його числове значення безпосередньо визначає чистоту, яскравість і точність подальшого фарбування базових кольорів штучного каменю.
· Значення білизни: виробництво високоякісного штучного каменю зазвичай вимагає білизни Hunter не менше 92% для гідроксиду алюмінію, з ідеальним значенням понад 94%. Кожен відсоток збільшення білизни має вирішальне значення для покращення кольору кінцевого продукту.
·Контроль відтінку: високоякісний ATH має мати чистий нейтральний білий колір, уникаючи пожовтіння (позитивне b-значення) або розмитості (негативне b-значення). Відхилення відтінку може виявити різницю в кольорі партії або вплинути на ефект передачі кольору кольорового порошку при нанесенні на велику площу.
Білизна, по суті, є відображенням оптичної поведінки порошкових поверхонь:
·Відбиття та розсіювання: висока білість виникає внаслідок ефективного та рівномірного дифузного відбиття (розсіювання) падаючого видимого світла (довжина хвилі приблизно 400-700 нм)гідроксид алюмініючастинок, а не дзеркальне відбиття чи поглинання. Це вимагає від самого матеріалу надзвичайно високої хімічної чистоти.
·Ключовий контроль домішок: кольорові іони металу є «ворогом» білизни.
· Залізо (Fe₂O₃): є найбільш критичною обмежувальною домішкою, із вмістом зазвичай нижче 30 ppm (0,003%). Іони заліза сильно поглинають синьо-зелене світло, в результаті чого матеріал стає жовто-червоним.
· Інші домішки, такі як титан, марганець та інші елементи перехідних металів, також потребують суворого контролю.
· Кристалічна структура та стан поверхні: повна та регулярна кристалічна структура сприяє регулярному розсіюванню світла. Процес випалювання (контроль ступеня зневоднення) і обробка поверхні (незабруднення) під час виробничого процесу безпосередньо впливають на білизну.
·Сірий і темний базові кольори: неможливо виготовити високоякісні продукти, які є чисто білими та яскравими.
· Спотворення кольору: доданий кольоровий порошок потрібно змішати з «білим полотном» основи. Основа з низьким рівнем білизни та змішаними кольорами може забруднити цільовий колір, що призведе до неточного підбору кольорів і тьмяних кольорів.
· Різниця в кольорі партії: коливання білизни є однією з основних причин видимих різниць кольорів у різних партіях продуктів.
Розмір частинок і їх розподіл є основою порошкової інженерії, що визначає поведінку заповнення, стан зв’язку між поверхнею та мікроструктуру гідроксиду алюмінію в системах смол.
·Типовий діапазон розміру частинок: середній розмір частинок (D50) гідроксиду алюмінію, який використовується для виготовлення штучного каменю (особливо кварцу), зазвичай становить 20-40 мкм. Занадто грубий (>50 мкм) може легко призвести до шорсткості поверхні та видимих часток; Занадто дрібний (<10 мкм) значно підвищує в’язкість, зменшує кількість наповнювача та може викликати дефекти через агломерацію.
·Розподіл частинок за розміром (PSD): важливіше, ніж одне значення D50. Ідеальний розподіл – це або «вузький розподіл», або «розумна оцінка».
· Вузький розподіл: концентрований розмір часток є корисним для отримання однорідного та стабільного зовнішнього вигляду та ефективності.
·Ефект грубих частинок: відповідна кількість грубих частинок може служити опорою для «скелета», але занадто велика або занадто грубі частинки можуть стати точками концентрації напруги, знизити міцність і можуть утворювати «ямки» або «піщані отвори» після полірування.
· Текстура поверхні та здатність до обробки:
·Рівномірний і помірний розмір частинок є необхідною умовою для досягнення ніжної та шовковистої текстури на полірованій поверхні штучного каменю.
· Розумний розподіл частинок за розміром може оптимізувати реологічні властивості суміші, дозволяючи їй мати хорошу текучість і компактність під час вакуумного вібраційного стиснення, уникаючи розшарування або бульбашок.
Для виробників штучного каменю при виборігідроксид алюмініюнаповнювачі, білість і розмір часток повинні систематично оцінюватися як безкомпромісні основні показники:
1. Пріоритет забезпечення високої білизни та чистоти: білизна ≥ 92% (високий клас ≥ 97%), середній розмір частинок D50=5-50 мкм (основний 8-14 мкм), рівномірний розподіл частинок за розміром і суворий контроль домішок є основними вимогами, які зазвичай використовуються на світовому ринку.
2. Дрібнозернистий аналіз даних про розмір частинок: не тільки дивіться на D50, але також вимагайте повних кривих розподілу частинок за розміром (бажано D10, D50, D90 тощо) і обговорюйте з постачальниками найбільш прийнятну схему розміру частинок на основі їхньої власної формули та характеристик технологічного обладнання.
