菱镁复合材料工艺品生产中几项关键技术的探讨及解决措施朱玉杰 朱效甲 刘蓉梅 刘念杰 朱效兵（济南市杰美菱镁建材研究所 济南 250031）摘 要1.本文论述了菱镁复合材料工艺品的特点及发展前景；2.本文对目前影响菱 镁复合材料工艺品生产效率及产品质量的几项弊病：即脱模时间长、易吸潮返卤、不 耐水、产品易脆化、外涂饰效果差产生的原因进行了分析并提出了解决措施；3.提出 了菱镁复合材料工艺品的企业标准（JM0072008），并对建立生产质量保证体系的 重要性进行阐述。关键词菱镁复合材料工艺品脱模时间吸潮返卤耐水脆化 涂饰1 前言 随着人们生活水平不断提高，其消费水平也越来越高，菱镁复合材料工艺品因其具有观赏性及装饰艺术性，同时价格低廉、装饰效果好、绿色环保，得到了国内外人士的青睐，因 此生产和销售扩展很快。不仅如此，菱镁复合材料工艺品还具有生产工艺简单、原材料易得、 生产成本低、销路广等特点，因此生产菱镁复合材料工艺品的企业如雨后春笋。但目前生产 企业生产的菱镁复合材料工艺品的质量良莠不齐，很多企业生产的产品普遍存在着：生产 脱模时间长，模具周转慢，生产效率低；产品易吸潮返卤；产品不耐水；产品易脆化； 产品外表面涂饰（包括各类油漆）附着力差、易爆皮等严重影响其装饰效果等弊病。现就 上述几项技术问题进行分析，并提出解决措施。2 菱镁复合材料工艺品生产中存在的几项技术难题及解决措施2.1 生产中脱模时间太长及其解决措施 目前很多菱镁工艺品厂因生产中脱模时间太长影响了模具的周转率，降低了产量，提高了生产成本。有些厂在探索解决这一难题时由于缺乏得力的技术支持，盲目添加某些速凝剂， 改变了制品硬化过程中的硬化历程，给产品质量带来了更多的弊病。根据我们的实践，要解 决这一技术难题，应采取以下几项措施：2.1.1 选择合理的技术配方 各种菱镁制品配方中的主要组份是：主体材料、改性剂、填充材料、增强材料、顔料等， 由于菱镁产品种类很多，各种产品的功能要求不同，因此应各有各的不同配方。在配方设计 时要充分考虑生产工艺和产品质量的要求。在保证产品质量的前提下，要充分考虑缩短脱模 时间，以加快模具周转，提高产量。其实影响脱模时间的因素很多，其中改性剂及主体材料 的质量，尤其MgO粉的质量对脱模时间的影响是很敏感的，一定要重视。产品配方与脱模时 间及产品质量的相关性见表1。表1菱镁工艺品脱模时间、产品质量、涂饰效果比较产品型号脱模时间（h）脱模效果产品质量外涂饰效果南方某工艺品厂大于5初始强度低，破 损率大表面粗糙，变形，吸潮返卤， 遇水软化外涂饰层爆皮，产品浸 水后鼓泡、软化JM1# （小型）不大于2.5初始强度咼，破 损率极低表面细腻，无气孔，强度咼， 不变形，毛坯不返卤外涂饰精致细腻，产品 浸水7天无变化JM2# （大型）3左右初始强度咼，不 变形，破损率低表面细腻，无气孔，不变形， 不返卤外涂饰精致细腻，产品装水7天无异常变化 参加本专题研究的还有：张秀娟、朱效涛、朱燕凤、刘霞2.1.2 掌握合理的养护工艺以缩短脱模时间菱镁制品属无机胶凝材料范畴，有其自身的硬化特点，必须在养护机理的指导下，抓好 养护工艺，严格遵循养护工艺三要素，即温度、湿度、时间（已有专文论述，可查网站） 对于菱镁复合材料工艺品尤其要抓好脱模前短暂的几小时的养护。脱模后的半成品仍不能忽 视养护问题，疏忽了这些要求，必然出现产品质量问题。有不少厂出现的菱镁工艺品的质量 问题往往由于养护工艺不合理造成。2.1.3 工艺品毛坯的早期表面处理是缩短脱模时间的有效措施目前的菱镁工艺品多数采取内糊法生产，糊制完毕短暂静停后，要尽快在内表面喷涂或 刷涂一层界面剂，使在产品的内表面形成一层极薄的不透水的连续薄膜，这样既阻断了水分 的蒸发，有利于产品的硬化，同时也防止了因水分蒸发带走热量降低毛坯的本体温度，从而 保障了制品硬化条件，这样就促进了菱镁复合材料工艺品的硬化速度，尽快的产生初始强度， 使脱模时间缩短。当脱模后的毛坯也同样重复上述的操作，使毛坯进入二次养护阶段，这一 操作工序不论大件或小件都要认真进行，只有这样才能既缩短脱模时间又能保证产品的养护 质量。通过以上几项措施，可以使菱镁复合材料工艺品的脱模时间控制在2.53小时左右，这样既保证了产品质量也满足了生产工艺的要求。22 制品吸潮返卤问题及解决措施2.2.1吸潮返卤是菱镁制品的三大固有弊病之首。其原因主要是制品中游离MgCl2含量超标 造成的，目前有关菱镁材料方面的行业标准及企业标准皆规定了制品中游离MgCl2或Cl-含 量的限定量，玻镁平板JC6882006中规定Cl-含量10%,济南市杰美菱镁建材研究所的企 业标准规定制品中游离MgCl22%（折合Cl-含量1.49%）。由此证明，菱镁制品中游离MgCl2 含量的高低是倍受专业人士关注的。2.2.2 解决菱镁制品吸潮返卤的措施2.2.2.1尽量减少制品中Cl-含量，使制品中Cl-含量控制在标准要求的范围之内，从而使菱 镁制品失去吸潮返卤的能力，达到制品不吸潮、不返卤的要求。为此必须建立健全质量保证 体系，原材料必须检验合格方可使用,控制好生产中各项工艺参数，规范养护工艺，从而使 整个生产过程每一个环节紧紧相扣，采取这些综合措施即可以解决吸潮返卤问题。2.2.2.2 采取双管齐下的措施在制品中添加憎水改性剂，能够在制品表面及内部空隙、空洞、毛细孔壁形成一层极薄 的憎水薄膜，当空气中的CO2对其作用时又形成憎水性更强而且特别耐久的碳化憎水膜，这 层憎水薄膜阻断了水分的传输途径，并将游离的MgCl2屏闭在制品内部，使游离的MgCl2失 去了吸收水分的机会，因此使制品失去了吸潮返卤的能力。添加憎水改性剂的菱镁制品在潮湿环境中的疏水效果见表2。表2在潮湿环境中改性剂对菱镁制品的疏水效果编号改性剂加量02天5天15天30天100天200天300天R10结露结露普遍结露水流淌潮湿潮湿潮湿R95干燥干燥干燥干燥干燥干燥干燥R1110干燥干燥干燥干燥干燥干燥干燥说明：a.试件产生水流淌后就不容易再粘住水珠，所以至此以后观察就变成了表面潮湿；b. 成型试块的料浆稠度按普通水泥的标准稠度控制；c. 试件所用卤水比重d=1.22g/cm3。2.2.2.3菱镁制品中的主要硬化反应为：5MgO+MgCl +13H 0=5Mg(0H) MgCl8H0(即5182 2 2 2 2结晶相)。 518 结晶相是制品技术性能的来源，抓好养护工艺，使上述的硬化反应尽量进行 的更完全，使游离的MgCl2尽量进入518结晶相，使其失去吸潮能力。通过以上综合措施，菱镁制品吸潮返卤的弊病是完全可以解决的。2.3 菱镁复合材料工艺品不耐水原因及解决措施2.3.1 菱镁复合材料工艺品不耐水的原因耐水性能的好坏直接影响到工艺品的耐久性能，而菱镁复合材料工艺品材质本身是不耐 水的，不通过改性是不能使用到潮湿的环境中。究其不耐水的原因是：菱镁胶结料的硬化产 物 518 结晶相多数是以针棒状结晶体搭接粘连形式存在的，这种结晶体较粗大，不够致密， 遇水后水很容易渗透到结晶体内部，造成结晶体的溶蚀，使产品失去耐水性。2.3.2 解决菱镁复合材料工艺品不耐水的措施2.3.2.1 在生产配方中加入某些改性剂，如磷酸及其盐类等改变菱镁制品硬化物相的结构形 态，促使形成更多的518 凝胶，使结晶相变得细小紧密，使水不容易渗透到内部，避免或减 少了结晶相的溶蚀，从而提高了制品耐水性。2.3.2.2 在生产配方中添加适量憎水剂，使其在制品表面、内部毛细孔壁、孔洞内壁形成极 薄的憎水薄膜，阻断水分的传输，阻止了水对结晶相的溶蚀，提高了制品的耐水性。2.3.2.3 在菱镁体系中加入某些活性混合材料，在菱镁材料硬化过程中参与了其硬化过程， 形成新的硬化体，或自身硬化和菱镁硬化体形成伴生物互相穿插搭接，从而提高了制品的强 度及耐水性。通过以上几项措施的实施，解决了菱镁制品的耐水性，使菱镁复合材料工艺品可以任意 放置在比较潮湿或露天环境中，也可以在菱镁工艺花盆中栽培花草，使工艺品不受破坏。2.4 菱镁复合材料工艺品易脆化的弊病及解决措施菱镁复合材料工艺品一个突出的质量问题就是脆化问题，刚生产出的产品柔韧性比较好 但经过一段时间后却变得很脆，用锐器一捅就破一个窟窿，产品倒地后即出现裂纹或破碎， 破碎后的断面看不到藕断丝连的现象。我们认为，其产品易脆化的原因有两条：即生产配方 不合理和增强材料选择的种类及加量不合理。2.4.1 因生产配方不合理引起的制品脆化菱镁材料属无机材料范畴，其韧性无法和有机材料相比拟，但是通过优化生产配方，在 配方中添加适量的增韧材料，可明显地提高产品韧性，降低或避免其脆化弊病。其结果见表 3。表3复合增韧剂的增韧效果编号复合增韧剂的加量受弯试件表面产生 初始裂纹挠度值122120812213添加适量增韧剂1508083添加适量增韧剂25由表 3 可以看出，在菱镁复合材料工艺品生产时，添加适当的增韧材料，能够显著的提 高制品的韧性，克服了脆化弊病。2.4.2 增强材料欠佳引起的制品脆化及解决措施 菱镁复合材料工艺品大部分用玻璃纤维布或玻璃纤维毡做增强材料，有些企业为降低成 本采用高碱玻璃纤维布或毡作增强材料,导致了产品脆化。我们做过不同增强材料的菱镁制品的韧性比较试验，结果见表4。表4不同增强材料的菱镁制品的韧性比较编号试件种类制品表面初始裂纹挠度值制品断裂挠度值9152高碱玻纤布配方未采取增韧措施1.11.58214中碱玻纤布配方未采取增韧措施4.611.68212中碱玻纤布配方采取增韧措施6.213.8制品的初始裂纹挠度值和断裂挠度值可以确切的显示板类菱镁制品的韧性。由表 4 可以 看出，在菱镁复合材料工艺品生产配方中添加适量的增韧剂，再使用中碱或耐碱的玻璃纤维 布或毡作增强材料，能够明显地提高产品的韧性，防止产品脆化。2.4.3在正常的生产过程中，我们严格执行企业标准JM0072008），其中在企业标准中 的跌落试验指标和脆化系数指标是评价制品脆性的重要指标。2.5 菱镁复合材料工艺品外表面涂饰附着力差、易爆皮的弊病及解决措施 菱镁复合材料工艺品的质量可分为两部分，一部分为内在质量，另一部分为外观质量。内在质量的好坏很难用肉眼看得出来，需要设备仪器来测试，内在质量的好坏，直接影响到 产品的耐久性能。而外观质量是人们看的见、摸得着的东西，往往给人以直观印象。一些商 品往往有一个漂亮的外表，就能卖出好价钱，可是菱镁复合材料工艺品由于种种原因，很容 易出现外表涂饰层附着力差、易爆皮的现象，使制品价值大打折扣。我们分析由以下几个原 因造成的。2.5.1 菱镁复合材料工艺品坯体本身质量问题引起的外表涂层附着力差、易爆皮 很多生产厂家由于不注重原材料质量，生产配方不合理，没有改性措施，养护不得力， 生产的产品极易吸潮返卤和泛霜，由于制品坯体吸潮返卤或泛霜直接影响到坯体与外涂饰材 料的粘附性，很快在表面出现鼓泡、爆皮现象。2.5.2 由外涂饰材料本身质量问题引起的涂层附着力差、易爆皮 市面上的涂饰材料总体分油性（溶剂型）和水性（水溶型）两大类，品牌繁多，在菱镁制品 上我们多数采用水性涂料，但要认真筛选，选择漆膜附着力强、美观、耐久的产品，选择不 当同样会出现漆膜起鼓、爆皮问题。2.5.3 解决菱镁复合材料工艺品外涂