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無機(jī)玻璃鋼成型工藝
（表面有花紋的異形制品）
目 錄
一. 成型工藝選擇
二. 模具
三. 成型原理及分析
四. 原材料的選擇
五. 提高抗水性措施
六. 抗膨脹和抗變形措施
七. 抗返潮和反鹵措施
八. 抗泛霜措施
九. 提高穩(wěn)定性和抗開裂措施
十. 增強(qiáng)材料
十一. 原料配制
十二. 抗壓強(qiáng)度分析
十三. 產(chǎn)品養(yǎng)護(hù)
一. 成型工藝選擇
對(duì)模成型，即手工糊制，對(duì)模加壓成型。
在陰模上糊制大部分厚度，在陽模上糊制小部分厚度，合模加壓成型。
二. 模具
陰模：硅膠軟模外加FRP或FRIM固定。
陽模：FRP
三. 成型原理及分析
在FRIM體系中，反應(yīng)產(chǎn)物有三個(gè)：
1． 5•1•8分子團(tuán)
重要的穩(wěn)定的結(jié)晶相，是構(gòu)成FRIM的基本產(chǎn)物，是強(qiáng)度的保證。
2. 3•1•8分子團(tuán)
不穩(wěn)定相，對(duì)強(qiáng)度不利。
3. 氫氧化鎂
中間過渡相，對(duì)強(qiáng)度不利。
反應(yīng)可分為五個(gè)時(shí)期：
1. 誘導(dǎo)前期
放熱快，可持續(xù)5~10分鐘，達(dá)到最大速率。
2. 誘導(dǎo)期
放熱率降低，反應(yīng)減慢，可持續(xù)幾小時(shí)。
3. 加速期
放熱率增長，反應(yīng)加快，重新達(dá)到最大植。
4. 中間期
放熱率隨時(shí)間延長而降低。
5. 受控期
放熱率逐漸穩(wěn)定。
也可視為六個(gè)階段：
溶解階段、膠化階段、凝膠階段、再結(jié)晶階段、干燥階段、碳化階段。
四．原料選擇
1.氧化鎂
選用煅燒菱鎂礦而獲得的輕燒粉，而不是煅燒白云石獲得的灰粉。
目前市場(chǎng)上的氧化鎂有三種：
氧化鎂含量75%，又稱75粉
氧化鎂含量80%，又稱80粉
氧化鎂含量85%，又稱85粉
最好選用80粉或85粉，含量大于90%的氧化鎂是化工原料，不好選用。
選擇氧化鎂時(shí)，可按照以下標(biāo)準(zhǔn)：
① 細(xì)度越細(xì)越好，最低細(xì)度不小于170目，最好選用190~200目的產(chǎn)品；
② 活性氧化鎂的含量應(yīng)適中，一般為60%左右；
③ 過燒氧化鎂含量應(yīng)小于3%；
④ 氧化鈣含量應(yīng)小于2%；
⑤ 三氧化二鐵含量應(yīng)小于1.5%；
⑥ 氧化鎂自出廠之日起，儲(chǔ)運(yùn)期不超過4個(gè)月，最好在3個(gè)月以內(nèi)。
注意：
① 所購買的氧化鎂要避免和空氣接觸；
② 可采用簡易測(cè)定方法“水合測(cè)定法”測(cè)定氧化鎂的活性含量。
2. 氯化鎂
國內(nèi)的氯化鎂主要有兩個(gè)來源：
① 沿海地區(qū)的鹽場(chǎng)副產(chǎn)品，稱鹵片，黃色片狀，氯化鎂含量為45%左右；
② 青海湖產(chǎn)品，稱鹵塊，白色顆粒狀或塊狀，氯化鎂含量為44%~45%。
氯化鎂選材標(biāo)準(zhǔn)：
① 氯化鎂含量不小于44%；
② 氯化鈉含量不大于1%，氯化鈉和氯化鉀總含量不大于2%；
③ 氯化鈣含量不大于1%；
④ 硫酸鎂含量不大于3%。
3. 填料（其中百分?jǐn)?shù)以氧化鎂為基數(shù)）
活性填充料是僅次于氧化鎂和氯化鎂溶液的第三大材料，可有效的改善FRIM的性能和降低成本。下面有幾種選擇：
選擇一：
2%多磷酸鈉 + 3%硅灰 + 6%粉煤灰，采用“預(yù)攪拌工藝”。此法可有效降低變形性、提高FRIM的抗水性、降低成本，但有一個(gè)缺點(diǎn)，就是產(chǎn)品成黑色，如果對(duì)顏色不做過多要求，可采用此方法。
選擇二：
2%多磷酸鈉 + 3%硅灰 + 5%漂珠，可有效降低產(chǎn)品密度，增強(qiáng)抗水性，降低變形性，產(chǎn)品為白色。所謂漂珠，就是從火力發(fā)電廠的粉煤灰中提取的空心鋁硅玻璃體，市場(chǎng)上漂珠有供不應(yīng)求的狀況，價(jià)格不便宜，而且質(zhì)量普遍不高。如果漂珠來源穩(wěn)定，質(zhì)量可靠而且價(jià)格合理，可選用此方法。
選擇三：
收購FRP廠切割下的FRP邊角料，研磨成粉，加入量為6%左右?？捎行岣逨RIM的強(qiáng)度，降低成本。目前FRP廠的邊角料大部分是交錢請(qǐng)垃圾回收站處理，因此，收購FRP邊角料，可降低成本。
選擇四：
將自廠在生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢料和報(bào)廢產(chǎn)品打碎，研磨成粉，細(xì)度為用0.8毫米方孔篩篩余率不超過5%。可以提高產(chǎn)品強(qiáng)度、耐水性能。
五．提高抗水性措施
FRIM的抗水性一般用軟化系數(shù)K來衡量：
K = P1 / P0
其中P1指浸水48小時(shí)后的抗彎強(qiáng)度，P0指浸水前的軟化系數(shù)，軟化系數(shù)K應(yīng)小于1，最大值為1，也有大于1的特殊情況。國標(biāo)JC646—1996中合格品的軟化系數(shù)定為0.7，不過，很多生產(chǎn)廠家達(dá)不到這個(gè)要求。
增強(qiáng)抗水性的措施：
① 氧化鎂的活性要適中，太大會(huì)降低抗水性；
② 氧化鎂的細(xì)度應(yīng)越細(xì)越好；
③ 在“填料”節(jié)中已提到，“選擇一和選擇二”可提高FRIM抗水性；
④ 若抗水性達(dá)不到要求，可添加脲醛樹脂或正磷酸鹽來提高抗水性。最好不要采用磷酸作為抗水劑，因?yàn)榱姿釙?huì)使固化時(shí)間延長，影響生產(chǎn)效率。
六. 抗膨脹和抗變形措施
FRIM在固化過程中，體積膨脹，這是其固有的特性，28天的線膨脹率為0.06%，120天的膨脹率為0.12%，120~150天才穩(wěn)定。
抗膨脹措施：
① 養(yǎng)護(hù)期避免潮濕養(yǎng)護(hù)；
② 加入砂、石料。
抗變形措施：
① 控制原料中氧化鈣和過燒氧化鎂的含量，已在前面提及；
② 控制原料中三氧化二鐵的含量，非常重要；
③ 前面“填料”節(jié)中選擇一和選擇二已可降低變形性；
④ MgO/MgCl2分子比控制好；
⑤ 采用“預(yù)水化工藝” ；
⑥ 加入調(diào)熱劑水楊酸或酒石酸；
⑦ 養(yǎng)護(hù)溫度最好控制在18~25℃自然養(yǎng)護(hù)，若加熱養(yǎng)護(hù)，溫度不可以大于50℃（加熱配料法除外）；
⑧ 可將產(chǎn)品設(shè)計(jì)成帶翻邊或異形或加大厚度或加入預(yù)埋件；
⑨ 料的攪拌一定要均勻，不可產(chǎn)生夾生料，最好使用剪切式攪拌機(jī)攪拌。
七．抗返潮和反鹵措施
返潮看似出水，實(shí)為吸水。FRIM中殘存的MgCl2會(huì)吸附空氣中的水蒸汽形成水，而水又將FRIM中的氫氧根離子吸收變成黏性的堿溶液稱為返鹵。
措施：
① 將成型的產(chǎn)品用滌綸薄膜覆蓋上；
② 將產(chǎn)品放在桌子上或架子上，不要放在地面上，因?yàn)榈孛婵諝獾臐穸缺瓤罩械臐穸却螅?br />
③ 加入添加劑，在抗水性添加劑中已提到，其實(shí)，產(chǎn)品能做到防水也就基本上解決了返潮和返鹵；
④ 浸漬疏水材料（成本高）。
八．抗泛霜措施
FRIM在不同時(shí)期，會(huì)泛不同的霜，有氯化鈉霜、水氯鎂石霜、5•1•8霜、1•1•2•6霜。
措施：
① 調(diào)整好原料配比
② 加入添加劑；
③ 選擇最佳養(yǎng)護(hù)制度。
實(shí)際上，同過填料和其它添加劑的加入，已能將FRIM的毛細(xì)孔封閉，也能解決泛霜。
九. 提高穩(wěn)定性和抗開裂措施
產(chǎn)品合格標(biāo)準(zhǔn)：自然養(yǎng)護(hù)條件下，試餅7天內(nèi)不開裂，視為穩(wěn)定性合格，或28天后，浸入室溫水中，試餅3天內(nèi)不開裂，也視為穩(wěn)定性合格。
提高穩(wěn)定性措施：
① 原料的選擇控制上，前面已經(jīng)提到；
② MgO/MgCl2分子比為10左右，可以為13左右，有利于強(qiáng)度；
③ 加入添加劑，如檸檬酸。
④ 攪拌要均勻，使用剪切式切割機(jī)，避免夾生料的產(chǎn)生。
十．增強(qiáng)材料
選擇① 0.2MM或0.4MM大孔眼玻纖布，或粗紗，用量為氧化鎂的4%左右；
選擇② 用鋸沫、竹纖維等。
十一.原料配制
MgO/MgCl2/H2O比例：
MgO/MgCl2/H2O應(yīng)采用較高的分子比，例如12：1：18，以利于產(chǎn)生5•1•8相分子團(tuán)。
氧化鎂的“預(yù)水化工藝”：
預(yù)水化可提高產(chǎn)品的耐水性、抗變形性和強(qiáng)度。
MgCl2溶液（鹵水）的配制：
制品的防潮性與鹵水的加入量及鹵水的濃度有很大關(guān)系，應(yīng)控制鹵水的波美度在20°至 30°之間，不可大于30°，通常為27°。可按照鹵片：水=55：45配制，此時(shí)波美度在27°左右，若低于27°，加些MgCl2，反之加水，調(diào)到需要的濃度。也可根據(jù)公式144.3/（144.3±波美度）來計(jì)算鹵水濃度。水灰H2O/MgCl2質(zhì)量比的標(biāo)準(zhǔn)定位為0.37，但實(shí)際上，為了方便操作，通常作到0.85，延長了固化時(shí)間，最好做到0.5~0.7。
FRIM漿料的配制：
FRIM的用液量即MgCl2溶液（鹵水）的用量。配料時(shí)，鹵水可按照氧化鎂的60~70%加入，要“先粗加，后微調(diào)”，以方便操作為佳（操作要先攪拌后再用）。在微調(diào)時(shí)，注意鹵水不可多加，否則再加氧化鎂就會(huì)造成比例失調(diào)。因此，微調(diào)特別敏感，要控制好。冬天增加鹵水用量，夏天減少鹵水用量。FRIM的稠度可用錐形稠度儀來測(cè)試，當(dāng)H值在18±1MM時(shí)，F(xiàn)RIM的稠度定為標(biāo)準(zhǔn)稠度，但是在實(shí)際生產(chǎn)中，通常把稠度控制在標(biāo)準(zhǔn)稠度的1.1~1.2倍。
FRIM漿料在混合攪拌后，形成了一種粘稠的漿料：
① 1h后膠化，有觸變性，便于操作，使表面具有平順性；
② 2h后，出現(xiàn)了5•1•8相特征，稠度增加；
③ 15h內(nèi)穩(wěn)定增長，此后轉(zhuǎn)慢；
④ 20h固化后，成為白色均勻，具有光澤的人造石，具備一定的強(qiáng)度。
室溫配料、室溫固化周期太長，可采用“加熱配料法”減少固化周期。
十二.抗壓強(qiáng)度分析
在FRIM成型以后的前3天，MgO/MgCl2分子比比H2O/MgCl2分子比影響大，更為重要，MgO/MgCl2分子比的增大有利于FRIM的強(qiáng)度，但是FRIM漿料的稠度也會(huì)增大，所以要以有利于糊制為主；而7天后，H2O/MgCl2分子比比MgO/MgCl2分子比影響大，更為重要，H2O/MgCl2分子比越大，F(xiàn)RIM的毛細(xì)孔徑也就越大。因此，3天前，F(xiàn)RIM的強(qiáng)度首先取決于相組成，其次取決于孔結(jié)構(gòu)，而7天后，F(xiàn)RIM的強(qiáng)度首先取決于孔結(jié)構(gòu)，其次取決于相組成。
十三.產(chǎn)品養(yǎng)護(hù)
① 自然養(yǎng)護(hù)，冬天不能低于15℃；
② 加溫養(yǎng)護(hù)，溫度不能大于50℃；
③ 控制好空氣濕度，勿干燥勿潮濕，濕度適中，地面勿灑水；
④ 養(yǎng)護(hù)時(shí)，產(chǎn)品最好防在桌子或架子上，不要放在地面上。 |
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發(fā)表于 2007-5-8 17:51:49
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