硬质聚氨酯泡沫文化石及其生产方法 【技术领域】
本发明涉及一种适用于室内外装饰用的文化石及其生产方法。
背景技术
文化石是指用于室内外装饰用的板材，分为天然文化石或人造文化石。天然文化石是开采于自然界的石材，其中的板岩、砂岩、石英石，经过加工，成为一种装饰建材。天然文化石虽然色彩纹理最自然，但由于材质所限，一般重量较大，且生产成本较高，应用范围有限。人造文化石一般采用硅钙、石膏等材料制成的，它模仿天然石材的外形纹理，具有质地轻、不霉、不燃、便于安装等特点。但是目前市场上人造文化石的保温性能不够好，与砌块、砖石等材料的黏结性不好，易剥落，使用寿命较短。
【发明内容】
本发明的目的就是针对上述现有技术的不足，提供一种黏结性能好、耐老化、材料轻便、耐腐蚀的硬质聚氨酯泡沫文化石及其生产方法。
本发明采用的技术方案如下：
一种硬质聚氨酯泡沫文化石，其特征是文化石的材质为硬质聚氨酯泡沫，文化石的外表面为与天然石料相同的色彩及形状，其用于施工的内表面经过刨边处理。
上述硬质聚氨酯泡沫文化石可以采用如下生产方法制得：
(1)采用天然真石为模版制作模种翻制模具，使产品外观看起来最像真实的石头；
(2)将聚醚、辅助小分子、硅油、催化剂和发泡剂混合成组合料后静置消泡；
(3)将上述混合后的组合料与聚合MDI分别加入发泡机的两储存罐中，并根据环境温度选择对两储存罐中的物料进行升温或降温，控制物料温度保持在20-25℃；
(5)将步聚(1)做好的模具温度升温，控制模具温度在45-55℃，加热的目的是控制产品质量，硬质聚氨酯反应时对接触到的东西温度有一定的要求，不同的模具温度做出的产品表皮和产品的硬度强度不同；
(6)将模具模腔内均匀涂上脱模剂后吹干；
(7)将定好量的物料浇注到模具内后将模具闭合；此时调节物料的量有两种方式，一种是调整组合料与聚合MDI的比例(通过改变此两者的流量阀的转速来实现)，此种调节可以略微调节产品的表面硬度，便调整范围较小，一般组合料与聚合MDI的比例为组合料∶聚合MDI＝1∶1～1∶1.1。第二种调节方式是调整浇注到模具内的混合料的重量，两种料由储存罐中经管道由计量泵泵到机器前部的浇注头中，并由浇注头中的旋转片进行搅拌将两种料进行混合，混合后的料从浇注头进入到模具内，由于模腔中的容积量是固定的，而浇注的物料量可以调节，不同重量的料加到固定容积量的模具内发泡后均充满整个模腔，但密度和硬度却不相同；
(8)等物料固化反应完全后打开模具将制作好的文化石取出；
(9)对成型后的文化石去除多余的边角料；
(10)将去边后的文化石进行清洗，去除表面残留的脱模剂后晾干；
(11)将晾干后的文化石用于施工用的面的自结皮去除；
(12)选用相应的油漆或涂料在上一步聚得到的文化石上进行喷漆或彩绘，即得所需产品。
上述步聚(2)中混合料的各组分重量比加入量为聚醚80～90％、辅助小分子0.5～3％、硅油1.5～2.5％、催化剂2～5％和发泡剂3～10％，各组份之和为100％。各组分的加入量优选为聚醚85.5％，辅助小分子1.5％，硅油2％，催化剂3％，发泡剂8％。
所述催化剂优选为三乙烯二胺。
所述发泡剂优选为141B/水。141B为一氟二氯乙烷(HCFC-141B)简称，该发泡剂为141B和水共同作用，比例根据工艺环境进行微调，一般为141B∶水＝2∶1～4∶1。
所述辅助小分子为小分子聚醚、N乙酯胺(如一乙醇胺、二乙醇胺或三乙醇胺)或小分子二元醇类中的一种或它们的任意混合。
本发明中的聚合MDI是二苯基甲烷二异氰酸酯(纯MDI)与多苯基多亚甲基多异氰酸酯的混合物，市场上常见的品牌有巴斯夫、拜耳、陶氏和烟台万华等。
本发明的有益效果有：
1)导热系数低，保温隔热效果好
聚氨酯文化石闭孔率高，当硬质聚氨酯泡沫密度为35～40kg/m3时，导热系数仅为0.018～0.023W/(m·K)，在目前所有保温材料中导热系数最低，其热工性能优越。
2)黏结性能好
聚氨酯文化石与砌块、砖石等各种材料均能牢固黏结，其黏结强度大于其自身的抗拉强度。
3)防水性能好
本发明文化石采用的硬质聚氨酯泡沫材质属憎水材料，吸水率低，抗水蒸气性好，闭孔率达95％以上，是结构致密的微孔泡沫材料，不易透水，施工连续，整体性能好，防水效果好，且不会因吸潮而增大导热系数，防水性能可靠。
4)耐老化、化学稳定性好
本发明文化石耐老化性能较好，化学性能稳定；低温-50℃不脆裂，高温+150℃不流淌，不粘连，可正常使用；耐弱酸、弱碱等化学物质地侵蚀，使用寿命长。同时，硬质聚氨酯泡沫在阻燃剂的作用下，可达到国家阻燃标准B2级，燃烧中不出现融熔物质滴落现象。
5)材料轻便，成型后的产品密度为160～300kg/m3，黏结在产品表面后建筑自重增加不多，不影响建筑的使用安全性。
【具体实施方式】
下面结合具体实施例对本发明作进一步地说明：
实施例1：
(1)采用天然真石板材为模版制作模种翻制模具；
(2)将80Kg聚醚、3Kg一乙醇胺、2.5Kg硅油、5Kg三乙烯二胺和9.5Kg141B与水的混合物混合成组合料后静置消泡，其中141B与水的混合质量比例为2∶1。
(3)将上述混合后的组合料与聚合MDI分别加入发泡机的两储存罐中，并根据环境温度选择对两储存罐中的物料进行升温或降温，控制物料温度保持在20-25℃；发泡机采用市场上购买的型号为PU20F-Y4发泡机，物料加入发泡机储存罐后的出料量由机器前部的流量转速阀控制。
(5)将步聚(1)做好的模具温度升温，控制模具温度在45-55℃；模具可以是使用制作时在模具内部安装U型水管的模具，U型水管连接到如锅炉等加热装置上，通入热水，用热水循环的方式对模具进行加热。
(6)将模具模腔内均匀涂上腊性脱模剂后吹干，腊性脱模剂选用市场上购买的通用性产品即可；
(7)根据产品的实际需要，调节组合料与聚合MDI的比例为组合料∶聚合MDI＝1∶1～1∶1.1，并将定好量的物料浇注到模具内后将模具闭合；(8)等物料固化反应完全后打开模具将制作好的文化石取出；
(9)对成型后的文化石去除多余的边角料；
(10)将去边后的文化石进行清洗，去除表面残留的脱模剂后晾干；
(11)将晾干后的文化石用于施工用的面的自结皮去除；
(12)选用相应的油漆或涂料在上一步聚得到的文化石上进行喷漆或彩绘，即得所需产品。使用于室内的文化石可以使用环保型油漆，室外文化石喷涂耐侯型油漆。
实施例2：
(1)采用天然真石板材为模版制作模种翻制模具；
(2)将90Kg聚醚、0.5Kg小分子聚醚、1.5Kg硅油、2Kg三乙烯二胺和6Kg发泡剂混合成组合料后静置消泡。发泡剂为141B与水的混合物，它们的质量混合比为3∶1。
(3)将上述混合后的组合料与聚合MDI分别加入发泡机的两储存罐中，并根据环境温度选择对两储存罐中的物料进行升温或降温，控制物料温度保持在20-25℃；发泡机采用市场上购买的型号为PU20F-Y4发泡机，物料加入发泡机储存罐后的出料量由机器前部的流量转速阀控制。
(5)将步聚(1)做好的模具温度升温，控制模具温度在45-55℃；模具可以是使用制作时在模具内部安装U型水管的模具，U型水管连接到如锅炉等加热装置上，通入热水，用热水循环的方式对模具进行加热。
(6)将模具模腔内均匀涂上腊性脱模剂后吹干，腊性脱模剂选用市场上购买的通用性产品即可；
(7)根据产品的实际需要，调节组合料与聚合MDI的比例为组合料∶聚合MDI＝1∶1～1∶1.1，并将定好量的物料浇注到模具内后将模具闭合；(8)等物料固化反应完全后打开模具将制作好的文化石取出；
(9)对成型后的文化石去除多余的边角料；
(10)将去边后的文化石进行清洗，去除表面残留的脱模剂后晾干；
(11)将晾干后的文化石用于施工用的面的自结皮去除；
(12)选用相应的油漆或涂料在上一步聚得到的文化石上进行喷漆或彩绘，即得所需产品。使用于室内的文化石可以使用环保型油漆，室外文化石喷涂耐侯型油漆。
实施例3：
(1)采用天然真石板材为模版制作模种翻制模具；
(2)将85.5Kg聚醚、1.5Kg二乙醇胺、2Kg硅油、3Kg三乙烯二胺和8Kg发泡剂混合成组合料后静置消泡，其中辅助小分子采用市购产品，发泡剂为141B与水的混合物，它们的质量混合比例为4∶1。
(3)将上述混合后的组合料与聚合MDI分别加入发泡机的两储存罐中，并根据环境温度选择对两储存罐中的物料进行升温或降温，控制物料温度保持在20-25℃；发泡机采用市场上购买的型号为PU20F-Y4发泡机，物料加入发泡机储存罐后的出料量由机器前部的流量转速阀控制。
(5)将步聚(1)做好的模具温度升温，控制模具温度在45-55℃；模具可以是使用制作时在模具内部安装U型水管的模具，U型水管连接到如锅炉等加热装置上，通入热水，用热水循环的方式对模具进行加热。
(6)将模具模腔内均匀涂上腊性脱模剂后吹干，腊性脱模剂选用市场上购买的通用性产品即可；
(7)根据产品的实际需要，调节组合料与聚合MDI的比例为组合料∶聚合MDI＝1∶1～1∶1.1，并将定好量的物料浇注到模具内后将模具闭合；(8)等物料固化反应完全后打开模具将制作好的文化石取出；
(9)对成型后的文化石去除多余的边角料；
(10)将去边后的文化石进行清洗，去除表面残留的脱模剂后晾干；
(11)将晾干后的文化石用于施工用的面的自结皮去除；
(12)选用相应的油漆或涂料在上一步聚得到的文化石上进行喷漆或彩绘，即得所需产品。使用于室内的文化石可以使用环保型油漆，室外文化石喷涂耐侯型油漆。
实施例4：
(1)采用天然真石板材为模版制作模种翻制模具；
(2)将88.Kg聚醚、2Kg辅助小分子、2.2Kg硅油、4Kg三乙烯二胺和3Kg发泡剂混合成组合料后静置消泡，其中辅助小分子和发泡剂均采用市场购买的现有产品。
(3)将上述混合后的组合料与聚合MDI分别加入发泡机的两储存罐中，并根据环境温度选择对两储存罐中的物料进行升温或降温，控制物料温度保持在20-25℃；发泡机采用市场上购买的型号为PU20F-Y4发泡机，物料加入发泡机储存罐后的出料量由机器前部的流量转速阀控制。
(5)将步聚(1)做好的模具温度升温，控制模具温度在45-55℃；模具可以是使用制作时在模具内部安装U型水管的模具，U型水管连接到如锅炉等加热装置上，通入热水，用热水循环的方式对模具进行加热。
(6)将模具模腔内均匀涂上腊性脱模剂后吹干，腊性脱模剂选用市场上购买的通用性产品即可；
(7)根据产品的实际需要，调节组合料与聚合MDI的比例为组合料∶聚合MDI＝1∶1～1∶1.1，并将定好量的物料浇注到模具内后将模具闭合；(8)等物料固化反应完全后打开模具将制作好的文化石取出；
(9)对成型后的文化石去除多余的边角料；
(10)将去边后的文化石进行清洗，去除表面残留的脱模剂后晾干；
(11)将晾干后的文化石用于施工用的面的自结皮去除；
(12)选用相应的油漆或涂料在上一步聚得到的文化石上进行喷漆或彩绘，即得所需产品。使用于室内的文化石可以使用环保型油漆，室外文化石喷涂耐侯型油漆。
实施例5：
(1)采用天然真石板材为模版制作模种翻制模具；
(2)将82.7Kg聚醚、1Kg三乙醇胺、1.8Kg硅油、4.5Kg三乙烯二胺和10Kg发泡剂混合成组合料后静置消泡，其中发泡剂采用一氟二氯乙烷与水的混合物，它们的质量混合比例为3∶1。
(3)将上述混合后的组合料与聚合MDI分别加入发泡机的两储存罐中，并根据环境温度选择对两储存罐中的物料进行升温或降温，控制物料温度保持在20-25℃；发泡机采用市场上购买的型号为PU20F-Y4发泡机，物料加入发泡机储存罐后的出料量由机器前部的流量转速阀控制。
(5)将步聚(1)做好的模具温度升温，控制模具温度在45-55℃；模具可以是使用制作时在模具内部安装U型水管的模具，U型水管连接到如锅炉等加热装置上，通入热水，用热水循环的方式对模具进行加热。
(6)将模具模腔内均匀涂上腊性脱模剂后吹干，腊性脱模剂选用市场上购买的通用性产品即可；
(7)根据产品的实际需要，调节组合料与聚合MDI的比例为组合料∶聚合MDI＝1∶1～1∶1.1，并将定好量的物料浇注到模具内后将模具闭合；(8)等物料固化反应完全后打开模具将制作好的文化石取出；
(9)对成型后的文化石去除多余的边角料；
(10)将去边后的文化石进行清洗，去除表面残留的脱模剂后晾干；
(11)将晾干后的文化石用于施工用的面的自结皮去除；
(12)选用相应的油漆或涂料在上一步聚得到的文化石上进行喷漆或彩绘，即得所需产品。使用于室内的文化石可以使用环保型油漆，室外文化石喷涂耐侯型油漆。
本发明涉及的其它未说明部分与现有技术相同。