高性能無機復合材料古雕防火裝飾門制作工藝
1 引 言
高性能無機復合材料是以氧化鎂和氯化鎂溶液制成的水泥漿料為基體,玻璃纖維為增強材料,經一定工藝復合而制成的一種復合材料,也稱無機玻璃鋼。
50年代末到70年代初,在國內不少地區曾用該種復合材料做門窗框、包裝箱、波形瓦、地板磚、煙道等,但由于一些技術難題尚未解決,產品的強度低,耐水性差,出現翹曲變形、裂紋、表面吸潮返鹵等現象,影響了產品的正常使用。
80年代后,不少單位用竹筋、鋸末、珍珠巖和玻璃纖維增強氯氧鎂復合材料制造了不少新的產品,這一時期的產品仍然存在不少問題,在一些技術難題上沒有突破性進展。為此將這種復合材料列入“七五”攻關計劃。“八五”期間,國內許多學者、工程技術人員,對無機復合材料的力學性能、介面狀態、耐水、翹曲變形、吸潮返鹵及纖維被浸蝕、裂紋、潮解風化等問題,進行了大量系統的研究,并從原材料選擇、工藝配比、生產工藝、制品的養護等方面作了深入的探討,基本上解決了無機復合材料存在的諸多弊病,使我國無機復合材料研究和產品開發有了突破性進展。
近年來,已開發了不少實用的新產品,如古雕防火裝飾門、通風管道、高位水箱、落水管、耐磨地磚、輕質墻板、天花板、壓力管、波形瓦、冷卻塔殼體、拉圾道、糧倉、無煙灶臺、活動房屋以及各種規格的裝飾板等。本文著重介紹古雕防火裝飾門的制作工藝。
2 原材料選擇
(1)氧化鎂選擇
外觀為白色或淺黃色粉末,比重為3.15左右,容重比水泥稍輕,為800~900kg/m3,是用富含碳酸鎂的菱鎂礦在800℃左右的高溫下煅燒,使其分解成氧化鎂,然后磨細而成的氣硬性膠凝材料,氧化鎂含量的高低決定該輕燒粉的質量,含量越高,質量越好;一般生產高質量的氯氧鎂復合材料,要求氧化鎂含量不低于90%,細度不低于170目,初凝不早于40min,終凝不遲于7h,燒失量<10%。
確定配比量的氧比鎂,應明確活性含量,即能在常溫18℃~35℃和特定的時間內發生水化反應而膠凝結硬。故在采購氧化鎂的時候,應特別注意以下幾點:
?、僖私馍a廠家是否是旋密、采用氣或油煅燒,礦石質量、化驗設施是否齊備等;
?、谘趸V容易吸潮,吸收空氣中的水份形成氫氧化鎂,造成結塊,活性降低,影響產品的機械強度與使用性能,所以輕燒粉應采用密封包裝、外面為編織袋,內用塑料袋包裝,并保證運輸和儲存時干燥;存放時間不允許超過三個月。
(2)氯化鎂(MgCl2.6H2O)
氯化鎂主要是含有6個結晶水和少量4個結晶水的晶體,它是制鹽的副產物。由鹽鹵(精制MgCl2)提煉而得,含量必須大于55%。雜質KCl和NaCl含量不大于2%,MgSO4和CaSO4不大于2%。
鹵干、鹵塊不宜選用,鈉鹽含量過高會使制品的性能降低,而且容易返霜,一般精制氯化鎂,鈉鹽含量較低。
氯化鎂為白色或無色結晶,味苦,吸潮性極強,比重1.56,118℃分解,易溶于水和乙醇。
(3)玻纖方格布
它在制品中起增強作用,應注意二個問題,一是它的形態,二是它的質地。形態必須是絞織的,其規格為50tex4根,經緯密度為3×3(根/cm),如經緯太稀或不是絞織的,容易使制品局部無玻纖布而導制產品強度低和變形。它的質地要求無堿或中堿,好無堿,高堿慎用。
3 模板的制作
制作一個高質量的古雕防火裝飾門板,其模板的制作質量是至關重要的一環。模板常采用如下兩種制作方法:
(1)按一般玻璃鋼產品制模法:先按門的設計尺寸和花紋圖案制木?;蚴嗄#僭谄渖戏撇Aт撃?;
(2)采用塑鋼皮制模板:
選用的塑鋼皮應:①花紋圖案完整、清晰,適合使用要求;②表面光滑平整;③外形尺寸與門板的規格尺寸相符。
制作工藝為:
將塑鋼皮平放在一塊刨花板上(規格為2440×1220×19mm),花紋凸面向上,在塑鋼皮四周釘上木條(木條規格為2cm厚,3cm寬),其尺寸略大于門板的尺寸。然后在木框內灌注玻纖復合材料或石膏、水泥,待其凝膠、干燥,將整板翻面,置于一平臺上,在塑鋼皮四周邊上,釘上一層三合板寬條,并粘一層封箱紙即可。此種制模板的方法簡單、方便、質量好。
4 原材料配制工藝
4.1 鹵液配制
鹵液配方如下:
氯化鎂∶自來水∶軟水劑∶改性助劑(A)
=100∶50∶2.5∶1.8
在大容器中攪拌溶化,用波美計測波美度,氣溫在15℃以下,波美度為29~30度;氣溫在15~25℃,波美度為27~28度;氣溫25~28℃,波美度25~26度;氣溫在30℃以上,波美度為22~23度;波美度高加水,反之加氯化鎂,達到標準即可備用。
4.2 配料
原料配方如下:
氧化鎂∶鹵液∶增強粉∶改性助劑(B)∶分散劑
=100∶50∶1.3∶5∶0.7
4.3 配制工藝
(1)漿料調制的工藝流程圖如圖1。

(2)攪拌是工藝控制過程中的重要一環,為了達到充分分散粉末填料,得到均勻漿料體系的目的,可采用電動攪拌,攪拌速度為100~150r/min,攪拌時間宜控制在20min左右。
5 制作工藝
5.1 生產工藝流程圖如圖2所示
5.2 制作
在模板上涂擦脫模劑(蠟、皂類或它們的混合液),待干燥30min,即可施工。先倒部分漿料至花形中,為了增強花形的強度,可在漿料中拌入約3%的短切纖維(長度約6~12mm),用泥工板子將漿料刮平(漿料不宜太多,花形填滿即可),排除空氣。鋪一層玻纖網格布,拉直放平,倒上剩余料,刮平,再鋪一層同樣的網格布,再刮平,使網格布浸入漿料中即可。再用直徑約Φ200mm外包橡膠的鋼輥壓平、壓光,干燥24h。
5.3 脫模
待干燥24h后,用手指輕劃,以不出現劃痕為干燥標準,否則,必須再干燥。如發現有粘模情況或脫模時花型損壞,則是本身干燥固化不實所至。或采取延長脫模時間,或是調整配方,增加氯化鎂量或減少填料。
5.4 養護
產品的養護是質量控制的一個重要環節。剛脫模的產品只干燥了40%,水化反應進行了不到一半,因此脫模后的產品在養護期不能層層疊放,否則,使制品在水化反應期間,濕度不能散發而導致產品酥脆;夏天養護10天,冬天養護20天后方可疊放。脫模后的制品應花紋向上用架子單獨放好,存放溫度不超過40℃,若用烘房,溫度應控制在20℃~35℃之間。好是保濕養護。
5.5 整體門制作
先按照門的外形尺寸制作一木框,安裝門鎖的位置予設大塊木板,在門的正面用聚氨酯高粘高強膠粘貼古雕花紋無機復合材料板,并加壓貼牢,其門的反面粘貼玻璃纖維增強氯氧鎂水泥建筑裝飾板,待兩面板粘牢固化后,可對整門拋光,后噴涂聚酯王漆。
6 結束語
我國每年需要門板約1.2~1.8億m2,市場巨大。用高性能無機復合材料制作的防火裝飾門板,可帶有浮雕圖案,立體感覺高雅華貴并具有隔熱、耐溫、防火等優異性能,水浸48h不變形,梅雨季節,無翹曲變形,特別適用于現代化高層建筑及住宅建筑。其生產成本低,可以節約大量木材,保護生態環境,值得大力發展、推廣應用。










































