工藝品制作條件分析(二)

 3、合理的摩爾比配料
  設計配料的配方時,不能以重量比配制,應以摩爾比計算出MgO和 MgCl2的重量,一般MgO:MgCl2的摩爾比在6.5-8:1的范圍內,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
?、旁谏鲜?、2、3的基礎上,還需加入一定的外加劑,使氯氧鎂晶相結構致密、穩定、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、硫酸鹽為主的復合型外加劑,一類是根據制造環境和產品需要加入的,如夏季加入的緩凝劑,冬季加入的促凝劑,室外用的產品加入的水溶性高分子成分,輕質體需加入的發泡劑等。
?、仆饧觿┎荒苋我饧哟蠡蛉∠热缬行┝姿岷土姿猁}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。
?、侨绻磺宄裁辞闆r下加什么外加劑,山東建筑科學研究院化學建材廠生產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的基礎上,再加上適當的填料,才完成了混合料的組成。填料分為重質填料和輕質填料,重質填料如滑石粉、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成分的優先選用。填料的加入有助于增加強度、減少變形,一般填料粉末細度在180-250目之間為好。輕質填料如珍珠巖、陶粒、 木屑、 竹屑、聚苯乙烯顆粒等,輕質填料的加入有助于減輕重量、降低成本。也可以采取加入發泡劑與輕體填料共用的方式來減輕重量, 一般發泡劑有松香皂、雙氧水、十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉,配以發泡穩定劑等。表面積大、產品薄壁的還可以加入加強材料如聚丙烯纖維、維尼龍纖維、玻璃短切纖維。[-page-]
 6、嚴格工藝要求
  根據產品的形狀、大小、重量、品質要求確定配方后,并不代表可以把產品做好,須有嚴格的合理工藝要求,須從以下8方面規范和要求。
 ⑴設計配方。相對而言,生產防火板、墻板有一、二個相對固定的配方就可以連續生產,而工藝品則不同。當有了合格的MgO,合適的MgCl2溶液、合理的摩爾比和必要的外加劑與填料后,要根據產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玻璃鋼產品,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,使料漿能穿透網眼,充分浸漬玻纖絲。有金屬質感的可選擇石英粉、硅灰等硬度大的粉末做填料;中、高檔的產品好選用無堿、耐堿玻纖布、氈。再如:澆灌料生產的園雕,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,產品的強度、收縮率會略有差異(當然還與外加劑、填料、稠度有關),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,生產者在實踐中要探索總結什么樣的摩爾比和濃度適合什么樣的產品。
  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3KG,這時加入的填料重量尤其是輕質填料重量就大不相同,發泡效果和容重也不相同,生產者可根據制品的容重、制作方法,把經濟指標和技術指標結合起來,去選擇合適的配方組合。
?、?正確配料。 凡是不與MgCl2起化學反應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。
?、侔枇享樞颍嚎梢杂幸韵?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。
?、跀嚢钑r間:在連續攪拌加料的情況下,當加完后一種料時,要有足夠的充分攪拌均勻時間,一般不小于10分鐘,使料上下翻滾,不留死角,確保實質性的均勻度和分散性,攪拌不均勻的料,在制品中體現在密度不同、化學組成不同,反應速度不同,收縮膨脹不同尤其是制作有平面、線條的產品,要保證料漿充分的均勻度。
?、哿蠞{稠度:料漿稠度對于凝結時間、強度、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,結果產品表面會龜裂,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,產品的稠度與加入的填料數量和種類有關,可以增加減填料。
?、芘淞蠑盗浚号淞弦捎秒S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,初凝的料不應再用,更不能強力攪拌變稀,或加水加MgCl2溶液攪拌后再用,這樣的產品一定出問題,要根據半小時內生產的數量所需要的混合料(包括凈漿)來確定一次的攪拌量為準。[-page-]
?、侵谱?BR>  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,都是根據產品的需求設計的,配料都需要采用隨配隨用,隨用隨配的原則,其中空心密封的產品應在底部扎一孔洞,以便內部氣體受熱膨脹逸出,避免產品膨脹變形。
?、让撃?BR>  人們往往用不飽和聚酯的凝膠時間來衡量氯氧鎂的凝結時間,這是認識上的一大誤區。這兩者的反應原理不一樣,不飽和聚酯樹脂由于加進了引發劑,改變了化學鍵,使線形分子結構變成網狀結構,短時間實現了由液體變固體的過程。氯氧鎂膠凝過程是靠水化反應,MgO、MgCl2和H2O逐步形成了一定形狀的晶相結構的過程,這是一個若干天的過程。通常的認為是形成了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,制作二件產品全部用完料,環境溫度20-25℃,產品自身微發熱至25-30℃,5小時脫模后稱重22.1KG,少了0.6KG??梢钥闯墒腔旌狭夏z凝過程中失去了0.6KG水(由于產品表面積大并自身微發熱而使水揮發),假定此產品養護后仍保持8%的含水率,通過理論計算得知產品中 MgO、 MgCl2、 H2O的摩爾數和比例。產品脫模后,參與反應的MgO、MgCl2和H2O的摩爾比為0.14888∶0.02126∶0.2838=7∶1∶13.35 產品中的MgO、MgCl2摩爾比為7∶1是讓MgCl2充分反應以利用生成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,除產品自身揮發0.6KG水和產品將保持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,更何況產品在養護過程中還會失去水分,所以要保持濕度養護。這樣的產品即使發熱到35℃就要脫模降溫,更不能在養護時二次發熱。從實際生產來看,有些人夏季不注意產品在模具中發熱和脫模后繼續發熱帶來的危害, 冬季(主要是12月至第二年的3月份) 建立加溫室一味加溫,尤其是夜間生產的產品, 第二天才脫模, 究竟一晚上產品在模具中熱到什么程度無從知曉,水分揮發了多少也不知道, 發熱溫度高, 時間長, 水分揮發多使MgO、MgCl2無法得到水形成晶相結構而單獨存在于產品中,產品就變成了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逐步反應生成Mg(OH)2,產品返鹵、開裂、變形,強度下降的一系列弊端接踵而來。
  氯氧鎂有溫度越高反應越快,高到一定程度就無法控制的特征,越厚的產品,越要注意,既使空心的產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,不是要求必須發熱,而是產品自己會發熱, 一旦發熱, 必須控制,以免失去水分,破壞產品結構。因此,掌握溫度和脫模時間至關重要。[-page-]
?、佼a品已終凝,雖未發熱,可以脫模時要及時脫模。
 ②產品微發熱,特別是實心、團狀的制品微發熱量是正?,F象,待產品發熱時,就到了能脫模和快到脫模的時候了,應及時脫模并通風控制繼續升溫,一旦恢復至室溫就停止通風。并保濕養護,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節溫高的外加劑。
?、郏憾驹?、模具好置于>15℃的環境中,濕度太低時,產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。
  由于有機硅模具費用較高,模具的數量和膠模的快慢涉及到模具的周轉,生產的成本,勞動生產率和交貨期等多項內容,生產者不能違背氯氧鎂的反應原理來要求達到不飽和聚酯樹脂的脫模時間,接單時應充分考慮這一點,同時從管理的角度來平衡成本和勞動生產率,如:提前接單,延長交貨期,單一品種數量多應多開模具;單一品種數量少要多品種同時進行,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
  脫模后的產品硬度不高,便于剔除和修補,此時修補,加工容易,粘結牢固,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)補料,若養護后再修補,則費力,也不理想。
(6)養護
  根據生成5?1?8相結晶的原理,產品須在室溫下養護,初3-5天,不能風干,好在>15℃的條件下保濕養護,濕度在50-70%為好,空氣干躁情況下,用塑料布罩下養護,養護時要注意兩點:
?、佼a品在搬運過程中不要損壞,尤其是平面、長條制品,避免折損和隱傷;
?、谌粲盟芰喜颊?,要避免產品發熱, 尤其是大型和實心制品及需要堆放的制品, 在脫模后的36小時內有可能會集中放熱, 不能等閑視之,一旦升溫,就要分散放之及時降溫,在養護初期,任其持續發熱的產品,大部分會變形,嚴重的會返鹵、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有此產品已在原料中加入了顏料, 產品本身帶有顏色, 室外用的產品宜在原料中加入耐曬型氧化鐵顏料, 上海一品、 廣州拜耳、 湖南三環等品牌的氧化鐵顏料目前有 紅、黃、黑、藍、綠、棕等色,生產者可根據需要配制復色,室內用的產品可用氧化鐵顏料、也可用有機顏料,相比而言有機顏料的鮮艷度要比無機氧化鐵顏料強,也可以二者混用。[-page-]
 ②凡是發熱的產品,脫模后又風干的,表面極易不規則的泛白,影響美觀,凡是未發熱,脫模后又保濕養護的,表面泛白就少,不管哪種情況,凡脫模后數小時內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,室外用的產品在養護數天后再噴涂一遍。
  ③未在原料中加顏料,需要產品表面彩繪和著色可選用丙烯酸涂料,有機硅涂料,聚氨酯涂料等,選水性涂料,養護后含水率不高的也可選用油性涂料。
?、苡行┊a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品表面,使涂料附著力降低或有油縮、掉漆的現象,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品表面;二是可在涂料中補加些乳化劑,如OP-10等以增加乳化后的附加能力。這種情況極少出現在有機硅橡膠制的模具中(即矽利康模具),而出現在FRP、PVC、無機玻璃鋼等需擦脫模劑的模具生產的產品中。
?、菽承┦彝庥闷?, 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品也需要噴涂一層無色透明漆,使產品整體用涂料封閉毛細孔,可增加產品的耐水性、耐侯性、延長使用壽命。
(8)原始記錄
 ①很多產品的經驗是從實踐中得來的, 要想總結經驗, 就必須做好各種原始記錄,管理者應該設計各種表格,將經濟技術指標工藝參數真實、準確、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、有無發熱、發熱溫度、養護方式、 養護天數、 環境狀態、 質量結果等等, 必須有非常詳細的記錄才便于總結經驗。初做工藝品的企業,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,同一批料做這個產品可以,做另一個產品就出問題,同一種產品,同配方,用這個 MgO 可以,換另一種 MgO 就出問題;同一種產品,加同樣量的顏色,這一批料可以,下一批產品顏色就變了,如果有詳細的記錄,“不怕不識貨,就怕貨比貨”和好的產品的記錄比較,一定是能找出其中的不同點,如果沒有記錄,就會胡亂猜測,輕信他言,只抓一點,不及其余,終仍不知問題癥結所在,甚至于把正確作法當錯誤的作法。[-page-]
?、诔晒Φ漠a品和不成功的產品至少各備一件,做長期觀察,其成功產品的詳細記錄,做為指導下次生產產品的依據,沒有理論指導的實踐是盲目實踐,脫離了實踐的理論是空洞的理論,只有明白了氯氧鎂的反應機理,配料原則,影響因素基本理論后,在實踐中不斷總結,反復分析研究,才能不斷對氯氧鎂加深認識。筆者2001年制作的一塊人造石,置于樓頂草坪上自然放置經風吹日曬、雨淋至2005年,產品表面未見細小龜裂,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),滑石粉10%,輕質活性SIO2、AL2O3混合粉0.5%(150-200目)當日溫度25℃(4月份),產品微微發熱時脫模(未超過35℃),脫模后數分鐘降溫不再發熱,自然養護2天,當日濕度顯示計顯示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。那個因素起了質量保證的關鍵作用很難說清,但有一點肯定,這是綜合作用的結果。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,與產品未發熱過頭,能使反應正常進行,有活性SIO2、AL2O3,產品表面噴二遍丙稀酸漆封閉毛細孔都有關系。一個成功的產品必定是多種因素結合的結果,用氯氧鎂制作工藝品比不飽和聚酯樹脂制作,看似簡單,其實難度要大,涉及的因素很多。一個失敗的產品往往是其中一個因素沒注意到就會失敗,一個氯氧鎂產品小企業也至少應有一、二名盡責的技術管理人員,對產品全過程監控,擔負起總結經驗,修正工藝,培訓員工,指導生產的責任。
  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,有中東阿聯酋迪拜所建的個七星級酒店廳、房內裝飾所用的異型仿意大利砂巖板,有美國住宅和花園擺設的仿樹皮桌椅、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。在堅持環境保護,發展循環經濟,提但可持續發展,實行資源綜合利用的今天,同行業要不斷地總結經驗,有所發現,有所發明,有所創造,有所前進,使氯氧鎂工藝產品健康、有序的發展。