CN113183375A - 一种内含三维内饰物的水晶生态板材的制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及建筑材料生产技术领域，针对现有技术的亚克力板二维内饰物在浇注过程中易移位和变形的问题，公开了一种内含三维内饰物的水晶生态板材的制作方法，将干燥三维饰物预定型，在模具中通过浇注方式注入液态聚甲基丙烯酸甲酯，形成生态形板材。本发明具有如下有益效果：制备得到内饰物多样化，视觉效果好的水晶生态板，具有形体丰满，曲线流畅，立体感强等特点；该亚水晶生态板的内饰物位置和形状可预先成型，尤其对于质地柔软的三维内饰物，同时增强亚水晶生态板内部材料之间的相容性和结合力，使板具有较好的抗老化性和优异的力学性能；采用中空的网状支撑结构来对内饰物进行预成型，简化制备工艺，优质成品率高，延长制品的使用寿命。

Description

一种内含三维内饰物的水晶生态板材的制作方法
技术领域
本发明涉及建筑材料生产技术领域，尤其涉及一种内含三维内饰物的水晶生态板材的制作方法。
背景技术
聚甲基丙烯酸甲酯也叫PMMA，也就是有机玻璃，化学名称为聚甲基丙烯酸甲酯，是一种重要的热塑性塑料，具有较好的透明性、化学稳定性和耐候性，易染色，易加工，外观优美，在建筑业中有着广泛的应用，有机玻璃产品通常可以分为浇注板、挤出板和模塑料。为增强聚甲基丙烯酸甲酯板的观赏效果，现有的聚甲基丙烯酸甲酯板多利用柔软二维物品如干燥植物为内饰物，以浇注形式成型，然而在浇注过程中，预定位的内饰物容易发生移位，而对于尤其是较为柔软或抗高温能力较弱的内饰物极易发生变形。
专利号CN201310334821.4，专利名称“工艺玻璃”本发明公开了一种工艺玻璃，包括：表面透明层、中间装饰层和背面固定层，所述的中间装饰层位于表面透明层和背面固定层之间，所述的表面透明层为普通平板玻璃或者钢化玻璃，所述的中间装饰层包括粘胶和装饰物，所述的装饰物包括在粘胶之中，所述的装饰物为剪纸、绘画图案或者金属薄片制成的人物或者图案造型，所述的背面固定层为普通平板玻璃或者聚甲基丙烯酸甲酯板。通过上述方式，本发明指出的一种工艺玻璃，利用玻璃的通透性和超薄装饰品的多样性，装饰品夹在两侧透明的玻璃或者亚克力板之间，利用玻璃对光线的折射作用，立体视觉效果出色，装饰性强，而且双层门窗的隔音、保温效果，实用性好。
其不足之处在于，其三层是通过多层粘结而成，其整体性较差，且仅为二维装饰物，玻璃的立体效果差，观赏价值不高。
发明内容
本发明是为了克服现有技术的亚克力板二维内饰物在浇注过程中易移位和变形的问题，提供一种内含三维内饰物的水晶生态板材的制作方法，制备得到内饰物多样化，视觉效果好的水晶生态板，该水晶生态板的内饰物位置和形状可预先成型，同时具有较好的抗老化性和优异的力学性能，制备工艺简单，优质成品率高。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种内含三维内饰物的水晶生态板材的制作方法，将干燥三维饰物预定型，在模具中通过浇注方式注入液态聚甲基丙烯酸甲酯，形成生态形板材，具体地包括以下步骤：
(1)用聚甲基丙烯酸甲酯线材制备中空的网状支撑结构；
(2)在上述网状支撑结构内部固定干燥三维饰物，制得预定型内饰物支撑结构；
(3)在聚甲基丙烯酸甲酯原液中加入阻燃剂、稳定剂及硬化剂混合均匀，制得液态聚甲基丙烯酸甲酯；
(4)在下模具上放置步骤(2)所得预定型内饰物支撑结构，合上上模具；
(5)从上模具的浇注口中注入配制的液态聚甲基丙烯酸甲酯；
(6)振动排气；
(7)把步骤(6)所得的模具进行聚合膨胀；
(8)将步骤(7)所得的模具进行降温稳定；
(9)脱模。
下文中称液态聚甲基丙烯酸甲酯为树脂，聚甲基丙烯酸甲酯线材用于制备中空的网状支撑结构，当浇注填充树脂的时候，聚甲基丙烯酸甲酯线材与液态聚甲基丙烯酸甲酯为同种材料能够保证材料之间的融合特性，促进板材的均一性，减少板材中的杂质感，也能够使生态板材整体性和力学性能更强。本发明中预先将三维内饰物固定在中空的网状支撑结构内，其固定方式依然采用聚甲基丙烯酸甲酯线材固定，三维方向上将三维内饰物固定稳，然后合模后进行浇注成型，因为树脂在流动过程中具有一定的冲击力，容易将内饰物冲走移位，同时树脂具有一定的液压，树脂成型过程中还会发生体积膨胀，容易使质地较柔软的是三维内饰物受压变形，本发明中采用中空的网状支撑结构来对内饰物进行预成型，中空的网状支撑结构除了可以适用于任何形状的内饰物，内饰物能够实现任意角度、任意位置的放置，在树脂浇注及成型的过程中可以保证内饰物的形状和位置更加稳定。
预定型内饰物支撑结构与模具贴合较好，使得树脂在浇注的时候，预定型内饰物不受树脂流向的影响；步骤(6)中的振动排气采用手工或振动机上进行充分排气，避免成品中内部出现气泡缺陷，振动排气可以在浇注过程中进行，也可以在注射后进行，排气后视模具内饱满情况或进行补注；步骤(7)中的聚合膨胀在高温池内进行，高温膨胀过程对模具内的产品再次进行排气、充实，使板材各部分密度均匀；通过本发明方法制得的板材具有观赏价值高、形体丰满、曲线流畅、内饰物更加逼真及立体感强的特点，还具有较强的抗老化性和优异的力学性能。
作为优选，所述干燥三维饰物包括工艺制品、动物、木本植物或草本植物进行干燥采用化学脱水法或自然干燥法进行所得的三维饰物。
所述干燥三维饰物包括手工艺品、动物标本及植物标本等。
作为优选，所述三维内饰物为质地柔软的三维内饰物。
树脂在填充具有一定的液压，树脂成型过程中还会发生体积膨胀，容易使质地较柔软的三维内饰物受压变形，所以需要对质地柔软的三维内饰物进行预定型，得到视觉上立体美观的聚甲基丙烯酸甲酯生态板材；所述质地柔软的三维内饰物包括蝴蝶标本及心形软球等。
作为优选，所述网状支撑结构与模具的形状相适配。
网状支撑结构与模具的形状相适配既能保证网状支撑结构与模具的固定效果，又能保证在网状支撑结构的任意位置都能固定相关的三维内饰物，即在制得成品的任意位置都能够固定任意角度的三维内饰物，最终制得成品都可栩栩如生，视觉效果生动感形象。
作为优选，所述稳定剂的添加量为液态聚甲基丙烯酸甲酯重量的2-5％。
所述稳定剂为三盐基硫酸铅及水杨酸苯酯，稳定剂能够延长聚甲基丙烯酸甲酯板的使用寿命，增强其耐老化性能和光稳定性。
作为优选，所述阻燃剂的添加量为液态聚甲基丙烯酸甲酯重量的1-2％。
所述阻燃剂为KH-560偶联剂处理过的纳米级的碳酸钙或氢氧化铝粉末，填料在有机材料中最重要的是界面问题，粉填充的材料选用上述阻燃剂作为填料，密度适中，又能满足材料的阻燃性能，采用偶联剂处理过填料的材料，偶联剂能增强Al(OH)3，填料与材料有机体的粘合力，材料综合性能上升，表面光泽改善，有较好的手感。
作为优选，所述硬化剂的添加量为液态聚甲基丙烯酸甲酯重量的1.5-3％。
硬化剂又名固化剂，所述硬化剂为过氧化苯甲酰或偶氮二异丁腈，此处硬化剂促进液态聚甲基丙烯酸甲酯的交联固化，加速其反应进程，最终形成结构紧密及力学性能良好的板材结构。
作为优选，步骤(7)的膨胀温度为90-150℃，膨胀时间为1-1.5h，步骤(8)所述的稳定温度≤60℃，稳定时间30-50min。
作为优选，步骤(4)与步骤(5)之间增加一个步骤，即对模具进行预热，所述的预热温度为50-60℃。
对模具进行预热能够保证预定型内饰物本身具有一定的温度，在树脂浇注过程中树脂流动填充的时候，树脂粘度和流动性得以保持，增加树脂的浸润性，不会出现因为预定型内饰物温度过低，树脂在填充得时候发生局部骤冷，进而降低树脂流动性和浸润性，不利于气泡的排出。
作为优选，所述步骤(3)中还可以再加入液态聚甲基丙烯酸甲酯重量的1～3％的颜料。
所述颜料为色料颗粒，采用色料颗粒填充，一方面可以改善材料外观，制作不同风格的实体面材；另一方面是因为PMMA聚合固化会有较大的收缩率，采用色颗粒填料可以降低很大部分的收缩，增强材料的密实度。
因此，本发明具有如下有益效果：
(1)制备得到内饰物多样化，视觉效果好的水晶生态板，具有观赏价值高，形体丰满，曲线流畅，立体感强等特点；
(2)该水晶生态板的内饰物位置和形状可预先成型，尤其对于质地柔软的三维内饰物，同时增强水晶生态板内部材料之间的相容性和结合力，使板具有较好的抗老化性和优异的力学性能；
(3)本发明中采用中空的网状支撑结构来对内饰物进行预成型，在树脂浇注及成型的过程中可以保证内饰物的形状和位置更加稳定，简化制备工艺，优质成品率高，延长制品的使用寿命。
附图说明
图1是内含树枝结构的水晶生态板材结构示意图。
图2是内含动物羽毛的水晶生态板材结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明做进一步的描述。
实施例1
一种内含三维内饰物的水晶生态板材的制作方法，将干燥三维饰物预定型，在模具中通过浇注方式注入液态聚甲基丙烯酸甲酯，形成生态形板材，具体地包括以下步骤：
(1)用聚甲基丙烯酸甲酯线材制备中空的网状支撑结构；
(2)在上述中空的网状支撑结构内部嵌入干燥三维饰物蝴蝶标本，制得预定型内饰物；所述三维内饰物为质地柔软的三维内饰物；
(3)在聚甲基丙烯酸甲酯原液中加入1％阻燃剂KH-560偶联剂处理过的纳米级的碳酸钙、2％稳定剂三盐基硫酸铅及1.5％硬化剂氧化苯甲酰混合均匀，制得液态聚甲基丙烯酸甲酯；
(4)在下模具上放置步骤(2)所得预定型内饰物支撑结构，合上上模具；
(5)从上模具的浇注口中注入配制的液态聚甲基丙烯酸甲酯；
(6)振动排气；
(7)将步骤(6)所得的模具90℃聚合膨胀1h；
(8)将步骤(7)所得的模具在60℃降温稳定30min；
(9)脱模。
实施例2
一种内含三维内饰物的水晶生态板材的制作方法，将干燥三维饰物预定型，在模具中通过浇注方式注入液态聚甲基丙烯酸甲酯，形成生态形板材，具体地包括以下步骤：
(1)用聚甲基丙烯酸甲酯线材制备中空的网状支撑结构；
(2)在上述中空的网状支撑结构内部嵌入干燥三维饰物小尺寸心形气球，制得预定型内饰物；
(3)在聚甲基丙烯酸甲酯原液中加入1.5％阻燃剂KH-560偶联剂处理过的纳米级的氢氧化铝粉末、3％稳定剂水杨酸苯酯及2.2％硬化剂偶氮二异丁腈合均匀，制得液态聚甲基丙烯酸甲酯；
(4)在下模具上放置步骤(2)所得预定型内饰物支撑结构，合上上模具；
(5)从上模具的浇注口中注入配制的液态聚甲基丙烯酸甲酯；
(6)振动排气；
(7)将步骤(6)所得的模具125℃聚合膨胀1.3h；
(8)将步骤(7)所得的模具在50℃降温稳定40min；
(9)脱模。
实施例3
一种内含三维内饰物的水晶生态板材的制作方法，将干燥三维饰物预定型，在模具中通过浇注方式注入液态聚甲基丙烯酸甲酯，形成生态形板材，具体地包括以下步骤：
(1)用聚甲基丙烯酸甲酯线材制备中空的网状支撑结构；
(2)在上述中空的网状支撑结构内部嵌入干燥三维饰物折叠千纸鹤，制得预定型内饰物；
(3)在聚甲基丙烯酸甲酯原液中加入2％阻燃剂KH-560偶联剂处理过的纳米级的氢氧化铝粉末、5％稳定剂水杨酸苯酯及3％硬化剂氧化苯甲酰混合均匀，制得液态聚甲基丙烯酸甲酯；
(4)在下模具上放置步骤(2)所得预定型内饰物支撑结构，合上上模具；
(5)从上模具的浇注口中注入配制的液态聚甲基丙烯酸甲酯；
(6)振动排气；
(7)将步骤(6)所得的模具150℃聚合膨胀1.5h；
(8)将步骤(7)所得的模具在40℃降温稳定50min；
(9)脱模。
实施例4
与实施例2的区别在于，步骤(4)与步骤(5)之间增加一个步骤，即对模具进行50℃的预热。
实施例5
与实施例2的区别在于，步骤(4)与步骤(5)之间增加一个步骤，即对模具进行55℃的预热。
实施例6
与实施例3的区别在于，步骤(4)与步骤(5)之间增加一个步骤，即对模具进行60℃的预热。
实施例7
与实施例2的区别在于，步骤(3)中加入2％的色料颗粒。
实施例1-7所得成品的测试结果见表1。
表1各项目与滚塑成品相关性能评价指标
Figure BDA0002366523370000061
结论：图1是内含狗尾巴草的聚甲基丙烯酸甲酯生态板材结构示意图；图2是内含动物羽毛的聚甲基丙烯酸甲酯生态板材结构示意图。从图中可以看出，内饰物的立体结构均得以完美的展示，未发生形状的改变，同时，内饰物在固化前和固化后未发生移位，该制备工艺具有较好的防变形与防移位能力。
由实施例1-7的数据可知，只有在本发明权利要求范围内的方案，才能够在各方面均能满足上述要求，得出最优化的方案，得到最逼真、最美观及力学性能优异的三维内饰物的聚甲基丙烯酸甲酯生态板材。而对于配比的改动、原料的替换/加减，或者加料顺序的改变，均会带来相应的负面影响。
本发明中所用原料、设备，若无特别说明，均为本领域的常用原料、设备；本发明中所用方法，若无特别说明，均为本领域的常规方法。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变换，均仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种内含三维内饰物的水晶生态板材的制作方法，其特征在于，将干燥三维饰物预定型，在模具中通过浇注方式注入液态聚甲基丙烯酸甲酯，形成生态形板材，具体地包括以下步骤：
（1）用聚甲基丙烯酸甲酯线材制备中空的网状支撑结构；
（2）在上述网状支撑结构内部固定干燥三维饰物，制得预定型内饰物支撑结构；
（3）在聚甲基丙烯酸甲酯原液中加入阻燃剂、稳定剂及硬化剂混合均匀，制得液态聚甲基丙烯酸甲酯；
（4）在下模具上放置步骤（2）所得预定型内饰物支撑结构，合上上模具；
（5）从上模具的浇注口中注入配制的液态聚甲基丙烯酸甲酯；
（6）振动排气；
（7）把步骤（6）所得的模具进行聚合膨胀；
（8）将步骤（7）所得的模具进行降温稳定；
（9）脱模。
2.根据权利要求1所述的一种内含三维内饰物的水晶生态板材的制作方法，其特征在于，所述干燥三维饰物包括工艺制品、动物、木本植物或草本植物进行干燥采用化学脱水法或自然干燥法进行所得的三维饰物。
3.根据权利要求1所述的一种内含三维内饰物的水晶生态板材的制作方法，其特征在于，所述三维内饰物为质地柔软的三维内饰物。
4.根据权利要求1所述的一种内含三维内饰物的水晶生态板材的制作方法，其特征在于，所述网状支撑结构与模具的形状相适配。
5.根据权利要求1所述的一种内含三维内饰物的水晶生态板材的制作方法，其特征在于，所述稳定剂的添加量为液态聚甲基丙烯酸甲酯重量的2-5%。
6.根据权利要求1所述的一种内含三维内饰物的水晶生态板材的制作方法，其特征在于，所述阻燃剂的添加量为液态聚甲基丙烯酸甲酯重量的1-2%。
7.根据权利要求1所述的一种内含三维内饰物的水晶生态板材的制作方法，其特征在于，所述硬化剂的添加量为液态聚甲基丙烯酸甲酯重量的1.5-3%。
8.根据权利要求1或3所述的一种内含三维内饰物的水晶生态板材的制作方法，其特征在于，步骤（7）的膨胀温度为90-150℃，膨胀时间为1-1.5h，步骤（8）所述的稳定温度≤60℃，稳定时间30-50min。
9.根据权利要求1所述的一种内含三维内饰物的水晶生态板材的制作方法，其特征在于，步骤（4）与步骤（5）之间增加一个步骤，即对模具进行预热，所述的预热温度为50-60℃。
10.根据权利要求1所述的一种内含三维内饰物的水晶生态板材的制作方法，其特征在于，所述步骤（3）中还可以再加入液态聚甲基丙烯酸甲酯重量的1-3%的颜料。
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