設(shè)計(jì)配料的配方時,不能以重量比配制,應(yīng)以摩爾比計(jì)算出MgO和 MgCl2的重量,一般MgO:MgCl2的摩爾比在6.5-8:1的范圍內(nèi),能滿足不同工藝品的需要,常用的摩爾比為7-7.5:1。
編號 1 2 3 4
MgO KG 10 10 10 10
MgO/MgCl2摩爾比
6.5 7 7.5 8
MgCl2含量不同時用量
① 21% 9.64
② 22% 9.91
③ 23% 8.80 7.70
④ 24% 9.09 7.87
⑤ 25% 8.1
4、必要的外加劑
⑴在上述1、2、3的基礎(chǔ)上,還需加入一定的外加劑,使氯氧鎂晶相結(jié)構(gòu)致密、穩(wěn)定、抗分解。外加劑大致有兩類,一類是必需加入的,如以磷酸和磷酸鹽、硫酸鹽為主的復(fù)合型外加劑,一類是根據(jù)制造環(huán)境和產(chǎn)品需要加入的,如夏季加入的緩凝劑,冬季加入的促凝劑,室外用的產(chǎn)品加入的水溶性高分子成分,輕質(zhì)體需加入的發(fā)泡劑等。
⑵外加劑不能任意加大或取消,比如有些磷酸和磷酸鹽有緩凝的副作用,有的人就夏季多加,冬季不加,硫酸鹽有促凝的副作用,有的人就夏季不加,冬季大量加,這都是錯誤的。
⑶如果不清楚什么情況下加什么外加劑,山東建筑科學(xué)研究院化學(xué)建材廠生產(chǎn)和配制的各種外加劑,可去電咨詢。
5、正確的使用填料
在上述1、2、3、4的基礎(chǔ)上,再加上適當(dāng)?shù)奶盍希磐瓿闪嘶旌狭系慕M成。填料分為重質(zhì)填料和輕質(zhì)填料,重質(zhì)填料如滑石粉、石英粉、石英砂、粉煤灰、河沙,硅灰石粉、碳酸鈣、礦渣粉等,其中含有活性SiO2、AL2O3成分的優(yōu)先選用。填料的加入有助于增加強(qiáng)度、減少變形,一般填料粉末細(xì)度在180-250目之間為好。輕質(zhì)填料如珍珠巖、陶粒、 木屑、 竹屑、聚苯乙烯顆粒等,輕質(zhì)填料的加入有助于減輕重量、降低成本。也可以采取加入發(fā)泡劑與輕體填料共用的方式來減輕重量, 一般發(fā)泡劑有松香皂、雙氧水、十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉,配以發(fā)泡穩(wěn)定劑等。表面積大、產(chǎn)品薄壁的還可以加入加強(qiáng)材料如聚丙烯纖維、維尼龍纖維、玻璃短切纖維。[-page-]
6、嚴(yán)格工藝要求
根據(jù)產(chǎn)品的形狀、大小、重量、品質(zhì)要求確定配方后,并不代表可以把產(chǎn)品做好,須有嚴(yán)格的合理工藝要求,須從以下8方面規(guī)范和要求。
⑴設(shè)計(jì)配方。相對而言,生產(chǎn)防火板、墻板有一、二個相對固定的配方就可以連續(xù)生產(chǎn),而工藝品則不同。當(dāng)有了合格的MgO,合適的MgCl2溶液、合理的摩爾比和必要的外加劑與填料后,要根據(jù)產(chǎn)品的制作需求來確定配方,比如要手工糊制一個多層玻璃纖維布的無機(jī)玻璃鋼產(chǎn)品,MgO和MgCl2的組合可以選擇表2中的1-①、1-②、1-③、1-④、2-①、2-②中的組合,再配以外加劑和填料。如1-①。
MgO 10KG(活性60%時)
MgCl2溶液 10.38KG(MgCl2含量21%)
外加劑總量50-200g(MgO重量的0.5-2%)
粉末填料 1-3KG(MgO重量的10-30%)
選擇這樣的配方,既保證了MgO/MgCl2的摩爾比,MgCl2溶液的濃度又考慮到多層糊制玻璃纖維布應(yīng)使料漿有足夠的流動性,滿足對玻纖布充分的浸漬性,此外還要求玻纖布的面密度適中,使料漿能穿透網(wǎng)眼,充分浸漬玻纖絲。有金屬質(zhì)感的可選擇石英粉、硅灰等硬度大的粉末做填料;中、高檔的產(chǎn)品好選用無堿、耐堿玻纖布、氈。再如:澆灌料生產(chǎn)的園雕,可選擇1-④、 1-⑤、 2-④、2-⑤和3-①、3-②、4-①、4-②,雖然這兩大組中加入的MgCl2溶液量相近,但因摩爾比不同,MgCl2溶液的濃度不同,產(chǎn)品的強(qiáng)度、收縮率會略有差異(當(dāng)然還與外加劑、填料、稠度有關(guān)),后者的收縮變形率可能會大于前者,就不適合制作帶有平面和線條的造型,生產(chǎn)者在實(shí)踐中要探索總結(jié)什么樣的摩爾比和濃度適合什么樣的產(chǎn)品。
又比如1-①和4-④這兩組,MgO用量相同,因摩爾比不同MgCl2溶液濃度不同,使MgCl2溶液加入量相關(guān)3KG,這時加入的填料重量尤其是輕質(zhì)填料重量就大不相同,發(fā)泡效果和容重也不相同,生產(chǎn)者可根據(jù)制品的容重、制作方法,把經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和技術(shù)指標(biāo)結(jié)合起來,去選擇合適的配方組合。
⑵ 正確配料。 凡是不與MgCl2起化學(xué)反應(yīng)的外加劑可直接加入到MgCl2溶液中充分溶解,也可將外加劑配成溶液加入,配料時要注意。
①拌料順序:可以有以下2種:MgCl2溶液--外加劑-MgO--填料;MgCl2溶液--外加劑-混合后的MgO填料--后補(bǔ)外加劑。不管采用那種都必須攪拌均勻后在攪拌情況下加入下一種為好。
②攪拌時間:在連續(xù)攪拌加料的情況下,當(dāng)加完后一種料時,要有足夠的充分?jǐn)嚢杈鶆驎r間,一般不小于10分鐘,使料上下翻滾,不留死角,確保實(shí)質(zhì)性的均勻度和分散性,攪拌不均勻的料,在制品中體現(xiàn)在密度不同、化學(xué)組成不同,反應(yīng)速度不同,收縮膨脹不同尤其是制作有平面、線條的產(chǎn)品,要保證料漿充分的均勻度。
③料漿稠度:料漿稠度對于凝結(jié)時間、強(qiáng)度、收縮率都有影響。相對而言,摩爾比適中的,MgCl2濃度稍大的,填料稍多的,外加劑種類全的,變形收率就相對小一些。有的澆灌園雕,表面要求光潔無氣泡,生產(chǎn)者往往先配凈漿涂一層,然后再澆灌混合料或輕體混合料,結(jié)果產(chǎn)品表面會龜裂,其原因或配比不對,或凈漿太稀、或涂層太厚所致。在確定了氧化鎂和氯化鎂的配方后,產(chǎn)品的稠度與加入的填料數(shù)量和種類有關(guān),可以增加減填料。
④配料數(shù)量:配料要采用隨配隨用,隨用隨配的原則,拌好的料要及時用掉,需要用的時候再拌料,在夏季料的初凝時間有時僅20分鐘左右就會初凝,初凝的料不應(yīng)再用,更不能強(qiáng)力攪拌變稀,或加水加MgCl2溶液攪拌后再用,這樣的產(chǎn)品一定出問題,要根據(jù)半小時內(nèi)生產(chǎn)的數(shù)量所需要的混合料(包括凈漿)來確定一次的攪拌量為準(zhǔn)。[-page-]
⑶制作
工藝品因品種、造型不同,制作方法也不同,大致有以下幾種,有用混合料一次性澆灌的,有的涂一層凈漿,再澆灌混合料或發(fā)泡料的,有用凈漿多層糊玻纖布的,有用凈漿糊玻纖布后再澆灌的,有用凈漿涂層后,再涂一層加短切絲混合料,有涂凈漿,再涂混合料加竹筋后糊玻纖布的,不管采用那種方法,都是根據(jù)產(chǎn)品的需求設(shè)計(jì)的,配料都需要采用隨配隨用,隨用隨配的原則,其中空心密封的產(chǎn)品應(yīng)在底部扎一孔洞,以便內(nèi)部氣體受熱膨脹逸出,避免產(chǎn)品膨脹變形。
⑷脫模
人們往往用不飽和聚酯的凝膠時間來衡量氯氧鎂的凝結(jié)時間,這是認(rèn)識上的一大誤區(qū)。這兩者的反應(yīng)原理不一樣,不飽和聚酯樹脂由于加進(jìn)了引發(fā)劑,改變了化學(xué)鍵,使線形分子結(jié)構(gòu)變成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),短時間實(shí)現(xiàn)了由液體變固體的過程。氯氧鎂膠凝過程是靠水化反應(yīng),MgO、MgCl2和H2O逐步形成了一定形狀的晶相結(jié)構(gòu)的過程,這是一個若干天的過程。通常的認(rèn)為是形成了5?8?1相,3?1?8相和Mg(OH)2的混合晶相,其中以5?1?8相為主。假定理論上全形成了5?1?8相,以表2中的2-②組配方為例。
MgO 10KG(活性含量60%)
MgCl2溶液 9.20KG(含MgCl2 22%)
總外加劑 0.5KG(其中0.3KG是水)
總填料 3KG
上述混合料22.7KG,制作二件產(chǎn)品全部用完料,環(huán)境溫度20-25℃,產(chǎn)品自身微發(fā)熱至25-30℃,5小時脫模后稱重22.1KG,少了0.6KG。可以看成是混合料膠凝過程中失去了0.6KG水(由于產(chǎn)品表面積大并自身微發(fā)熱而使水揮發(fā)),假定此產(chǎn)品養(yǎng)護(hù)后仍保持8%的含水率,通過理論計(jì)算得知產(chǎn)品中 MgO、 MgCl2、 H2O的摩爾數(shù)和比例。產(chǎn)品脫模后,參與反應(yīng)的MgO、MgCl2和H2O的摩爾比為0.14888∶0.02126∶0.2838=7∶1∶13.35 產(chǎn)品中的MgO、MgCl2摩爾比為7∶1是讓MgCl2充分反應(yīng)以利用生成5?1?8相,不返鹵。(請加入會員查看詳情)可見,此配方中MgCl2濃度的溶液配制成的混合料中,除產(chǎn)品自身揮發(fā)0.6KG水和產(chǎn)品將保持8%含水率1.768KG外,從理論上講,H2O和MgCl2的摩爾比為13.35∶1,所含水量正好夠生成5?1?8的需要,而不能再跑掉,更何況產(chǎn)品在養(yǎng)護(hù)過程中還會失去水分,所以要保持濕度養(yǎng)護(hù)。這樣的產(chǎn)品即使發(fā)熱到35℃就要脫模降溫,更不能在養(yǎng)護(hù)時二次發(fā)熱。從實(shí)際生產(chǎn)來看,有些人夏季不注意產(chǎn)品在模具中發(fā)熱和脫模后繼續(xù)發(fā)熱帶來的危害, 冬季(主要是12月至第二年的3月份) 建立加溫室一味加溫,尤其是夜間生產(chǎn)的產(chǎn)品, 第二天才脫模, 究竟一晚上產(chǎn)品在模具中熱到什么程度無從知曉,水分揮發(fā)了多少也不知道, 發(fā)熱溫度高, 時間長, 水分揮發(fā)多使MgO、MgCl2無法得到水形成晶相結(jié)構(gòu)而單獨(dú)存在于產(chǎn)品中,產(chǎn)品就變成了5?1?8相,3?1?8相,Mg(OH)2、MgO、MgCl2 和其他成分的混合體, 各占多少成分也不清楚。 MgCl2隨空氣潮解,MgO逐步反應(yīng)生成Mg(OH)2,產(chǎn)品返鹵、開裂、變形,強(qiáng)度下降的一系列弊端接踵而來。
氯氧鎂有溫度越高反應(yīng)越快,高到一定程度就無法控制的特征,越厚的產(chǎn)品,越要注意,既使空心的產(chǎn)品因其壁厚往往也在幾厘米, 況且是密封的, 控制溫度升高就非常重要,不是要求必須發(fā)熱,而是產(chǎn)品自己會發(fā)熱, 一旦發(fā)熱, 必須控制,以免失去水分,破壞產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。因此,掌握溫度和脫模時間至關(guān)重要。[-page-]
①產(chǎn)品已終凝,雖未發(fā)熱,可以脫模時要及時脫模。
②產(chǎn)品微發(fā)熱,特別是實(shí)心、團(tuán)狀的制品微發(fā)熱量是正常現(xiàn)象,待產(chǎn)品發(fā)熱時,就到了能脫模和快到脫模的時候了,應(yīng)及時脫模并通風(fēng)控制繼續(xù)升溫,一旦恢復(fù)至室溫就停止通風(fēng)。并保濕養(yǎng)護(hù),同時密切注意不要二次升溫,尤其是夏季,如無法控制升溫要考慮在料中加入調(diào)節(jié)溫高的外加劑。
③:冬季原料、模具好置于>15℃的環(huán)境中,濕度太低時,產(chǎn)品在模具中可以置于保濕房中促凝,一定要控制溫度和時間,不要被假象迷惑,要依模具中的產(chǎn)品溫度控制加溫時間,而不是以模具表面的溫度來判斷。
由于有機(jī)硅模具費(fèi)用較高,模具的數(shù)量和膠模的快慢涉及到模具的周轉(zhuǎn),生產(chǎn)的成本,勞動生產(chǎn)率和交貨期等多項(xiàng)內(nèi)容,生產(chǎn)者不能違背氯氧鎂的反應(yīng)原理來要求達(dá)到不飽和聚酯樹脂的脫模時間,接單時應(yīng)充分考慮這一點(diǎn),同時從管理的角度來平衡成本和勞動生產(chǎn)率,如:提前接單,延長交貨期,單一品種數(shù)量多應(yīng)多開模具;單一品種數(shù)量少要多品種同時進(jìn)行,以廉價模具替代砂利康以便多開模具如FRP、PVC、MgO模具等。
(5)修補(bǔ)
脫模后的產(chǎn)品硬度不高,便于剔除和修補(bǔ),此時修補(bǔ),加工容易,粘結(jié)牢固,加接縫的地方,多余的料立即剔除, 鏟平, 缺料的要和與原配方相近的凈漿(可加稠)補(bǔ)料,若養(yǎng)護(hù)后再修補(bǔ),則費(fèi)力,也不理想。
(6)養(yǎng)護(hù)
根據(jù)生成5?1?8相結(jié)晶的原理,產(chǎn)品須在室溫下養(yǎng)護(hù),初3-5天,不能風(fēng)干,好在>15℃的條件下保濕養(yǎng)護(hù),濕度在50-70%為好,空氣干躁情況下,用塑料布罩下養(yǎng)護(hù),養(yǎng)護(hù)時要注意兩點(diǎn):
①產(chǎn)品在搬運(yùn)過程中不要損壞,尤其是平面、長條制品,避免折損和隱傷;
②若用塑料布罩,要避免產(chǎn)品發(fā)熱, 尤其是大型和實(shí)心制品及需要堆放的制品, 在脫模后的36小時內(nèi)有可能會集中放熱, 不能等閑視之,一旦升溫,就要分散放之及時降溫,在養(yǎng)護(hù)初期,任其持續(xù)發(fā)熱的產(chǎn)品,大部分會變形,嚴(yán)重的會返鹵、開裂。
(7)表面處理
工藝品大部分都要表面處理,即噴涂和彩繪。
①有此產(chǎn)品已在原料中加入了顏料, 產(chǎn)品本身帶有顏色, 室外用的產(chǎn)品宜在原料中加入耐曬型氧化鐵顏料, 上海一品、 廣州拜耳、 湖南三環(huán)等品牌的氧化鐵顏料目前有 紅、黃、黑、藍(lán)、綠、棕等色,生產(chǎn)者可根據(jù)需要配制復(fù)色,室內(nèi)用的產(chǎn)品可用氧化鐵顏料、也可用有機(jī)顏料,相比而言有機(jī)顏料的鮮艷度要比無機(jī)氧化鐵顏料強(qiáng),也可以二者混用。[-page-]
②凡是發(fā)熱的產(chǎn)品,脫模后又風(fēng)干的,表面極易不規(guī)則的泛白,影響美觀,凡是未發(fā)熱,脫模后又保濕養(yǎng)護(hù)的,表面泛白就少,不管哪種情況,凡脫模后數(shù)小時內(nèi)及時噴涂一層水性高分子透明液的。(如純丙乳液、苯丙乳液),就可以有效的防止泛白,室外用的產(chǎn)品在養(yǎng)護(hù)數(shù)天后再噴涂一遍。
③未在原料中加顏料,需要產(chǎn)品表面彩繪和著色可選用丙烯酸涂料,有機(jī)硅涂料,聚氨酯涂料等,選水性涂料,養(yǎng)護(hù)后含水率不高的也可選用油性涂料。
④有些產(chǎn)品在制作時,因模具中的脫模劑未擦光、擦亮,或是脫模劑太多,多余的脫模劑殘留在產(chǎn)品表面,使涂料附著力降低或有油縮、掉漆的現(xiàn)象,解決的辦法,一是再擦脫模劑時要少而光亮,不要將脫模劑帶入產(chǎn)品表面;二是可在涂料中補(bǔ)加些乳化劑,如OP-10等以增加乳化后的附加能力。這種情況極少出現(xiàn)在有機(jī)硅橡膠制的模具中(即矽利康模具),而出現(xiàn)在FRP、PVC、無機(jī)玻璃鋼等需擦脫模劑的模具生產(chǎn)的產(chǎn)品中。
⑤某些室外用品, 如花臺、 花盆、 椅凳等,不僅表面的圖案和浮雕彩繪成不同顏色后,再噴或涂一層啞光、半啞光透明漆,其背面、里面也要噴涂至少一遍透明漆,不需彩繪的但室外使用的產(chǎn)品也需要噴涂一層無色透明漆,使產(chǎn)品整體用涂料封閉毛細(xì)孔,可增加產(chǎn)品的耐水性、耐侯性、延長使用壽命。
(8)原始記錄
①很多產(chǎn)品的經(jīng)驗(yàn)是從實(shí)踐中得來的, 要想總結(jié)經(jīng)驗(yàn), 就必須做好各種原始記錄,管理者應(yīng)該設(shè)計(jì)各種表格,將經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)工藝參數(shù)真實(shí)、準(zhǔn)確、全面記錄下來,從原料分析(MgO活性含量,MgCl2 濃度),配料組成(摩爾比及各種重量、比例),攪抖時間、均勻度、制作方法(用料時間、有無初凝),脫模時間、有無發(fā)熱、發(fā)熱溫度、養(yǎng)護(hù)方式、 養(yǎng)護(hù)天數(shù)、 環(huán)境狀態(tài)、 質(zhì)量結(jié)果等等, 必須有非常詳細(xì)的記錄才便于總結(jié)經(jīng)驗(yàn)。初做工藝品的企業(yè),一定會遇到這樣的情況:同一批料這組人做的可以,那組人做的就不行了,同一種產(chǎn)品,同一個配方,這次配的料做出來的行,下次配的料做出來的就不行,同一批料做這個產(chǎn)品可以,做另一個產(chǎn)品就出問題,同一種產(chǎn)品,同配方,用這個 MgO 可以,換另一種 MgO 就出問題;同一種產(chǎn)品,加同樣量的顏色,這一批料可以,下一批產(chǎn)品顏色就變了,如果有詳細(xì)的記錄,“不怕不識貨,就怕貨比貨”和好的產(chǎn)品的記錄比較,一定是能找出其中的不同點(diǎn),如果沒有記錄,就會胡亂猜測,輕信他言,只抓一點(diǎn),不及其余,終仍不知問題癥結(jié)所在,甚至于把正確作法當(dāng)錯誤的作法。[-page-]
②成功的產(chǎn)品和不成功的產(chǎn)品至少各備一件,做長期觀察,其成功產(chǎn)品的詳細(xì)記錄,做為指導(dǎo)下次生產(chǎn)產(chǎn)品的依據(jù),沒有理論指導(dǎo)的實(shí)踐是盲目實(shí)踐,脫離了實(shí)踐的理論是空洞的理論,只有明白了氯氧鎂的反應(yīng)機(jī)理,配料原則,影響因素基本理論后,在實(shí)踐中不斷總結(jié),反復(fù)分析研究,才能不斷對氯氧鎂加深認(rèn)識。筆者2001年制作的一塊人造石,置于樓頂草坪上自然放置經(jīng)風(fēng)吹日曬、雨淋至2005年,產(chǎn)品表面未見細(xì)小龜裂,完好如初,翻閱原始記錄MgO活性含量63%,MgCl2溶液濃度23%,配料摩爾比MgO/MgCl2=7∶1,外加劑為磷酸和硫酸鹽,木屑為15%(均以MgO計(jì)),滑石粉10%,輕質(zhì)活性SIO2、AL2O3混合粉0.5%(150-200目)當(dāng)日溫度25℃(4月份),產(chǎn)品微微發(fā)熱時脫模(未超過35℃),脫模后數(shù)分鐘降溫不再發(fā)熱,自然養(yǎng)護(hù)2天,當(dāng)日濕度顯示計(jì)顯示50-85%, 2天后表面用丙烯 酸水泥漆上色后, 又噴一層純丙乳液清漆,20天后置于樓頂。那個因素起了質(zhì)量保證的關(guān)鍵作用很難說清,但有一點(diǎn)肯定,這是綜合作用的結(jié)果。除MgO活性適中(可能死燒過燒MgO未過量),MgCl2濃度適中,摩爾比合適,外加劑正確外,與產(chǎn)品未發(fā)熱過頭,能使反應(yīng)正常進(jìn)行,有活性SIO2、AL2O3,產(chǎn)品表面噴二遍丙稀酸漆封閉毛細(xì)孔都有關(guān)系。一個成功的產(chǎn)品必定是多種因素結(jié)合的結(jié)果,用氯氧鎂制作工藝品比不飽和聚酯樹脂制作,看似簡單,其實(shí)難度要大,涉及的因素很多。一個失敗的產(chǎn)品往往是其中一個因素沒注意到就會失敗,一個氯氧鎂產(chǎn)品小企業(yè)也至少應(yīng)有一、二名盡責(zé)的技術(shù)管理人員,對產(chǎn)品全過程監(jiān)控,擔(dān)負(fù)起總結(jié)經(jīng)驗(yàn),修正工藝,培訓(xùn)員工,指導(dǎo)生產(chǎn)的責(zé)任。
我公司制作的工藝品、工藝裝飾品、工藝建材出口到一些和地區(qū),有中東阿聯(lián)酋迪拜所建的個七星級酒店廳、房內(nèi)裝飾所用的異型仿意大利砂巖板,有美國住宅和花園擺設(shè)的仿樹皮桌椅、動物園雕,有臺灣裝修用的仿石線板、線條,這些產(chǎn)品都獲得客戶的好評,說明氯氧鎂工藝品在國外市場有良好的前景和廣闊的市場。在堅(jiān)持環(huán)境保護(hù),發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì),提但可持續(xù)發(fā)展,實(shí)行資源綜合利用的今天,同行業(yè)要不斷地總結(jié)經(jīng)驗(yàn),有所發(fā)現(xiàn),有所發(fā)明,有所創(chuàng)造,有所前進(jìn),使氯氧鎂工藝產(chǎn)品健康、有序的發(fā)展。

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