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1、發(fā)泡技術(shù)在菱鎂制品生產(chǎn)中的應(yīng)用北京中科筑誠建材科技有限公司閆振甲一、發(fā)泡技術(shù)在菱鎂制品生產(chǎn)中的作用(1)采用鋸末、珍珠巖等高吸水性材料降低密度的弊端為了降低制品的密度,同時提高制品的韌性,目前,在許多菱鎂制品的生產(chǎn)中,常常摻用一定比例的鋸末,珍珠巖等輕集料或木纖維。這些輕集料或木纖維的使用,雖然達(dá)到了降密增韌的目的,但卻加大了鹵液的用量。珍珠巖的吸水量為本體重的4倍左右,鋸末的吸水量為本體重的3倍左右。如此大的吸水性,可大幅增加鹵液用量。鹵液用量的大幅增加,帶來了三個問題:①由于氯化鎂用量的增加,使制品的成本提高;②鋸末和珍珠巖等高吸水性輕集料大量吸取鹵液,而又不與氯化鎂產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng),就
2、造成氯化鎂的大量過剩,從而引發(fā)返鹵、泛霜等弊端,增加了改性的難度。許多企業(yè)的菱鎂制品出現(xiàn)返鹵,這是一個重要的原因。③鋸末和珍珠巖使鹵液用量增加,導(dǎo)致水料比過大,使大量水分在反應(yīng)后過剩,這些過剩水分的蒸發(fā),造成了大量的毛細(xì)孔,為鹵和霜的泛出開辟了通道,加劇了返鹵、泛霜。(2)采用發(fā)泡降密增韌的優(yōu)點(diǎn)為了解決上述問題,我們近年開展了以發(fā)泡取代鋸末,珍珠巖等高吸水性材料的研究,并進(jìn)行了工業(yè)化生產(chǎn)應(yīng)用。實(shí)踐證明,以發(fā)泡取代鋸末和珍珠巖,對菱鎂材料進(jìn)行降密是可行的。不論從經(jīng)濟(jì)性考慮,還是從改善菱鎂性能考慮,采用發(fā)泡降密均是較理想的方法,比采用珍珠巖,鋸末降密更有優(yōu)勢。它的突出優(yōu)勢有三個:①菱鎂弊病大
3、大減少,有利改性經(jīng)我們反復(fù)進(jìn)行對比試驗(yàn),在同樣條件下,采用發(fā)泡降密,菱鎂制品返鹵、泛鹵、變形等弊病均有不同程度的減少或克服,表l是我們的試驗(yàn)結(jié)果。注:1、試驗(yàn)采用FP-1發(fā)泡劑、稀釋30倍發(fā)泡、泡沫密度228g/L;2、試樣為200×200×50mm板。②可大幅降低制品密度北京某防火板廠采用我們的發(fā)泡降密技術(shù)后,降密效果十分明顯。他們原產(chǎn)品密度為1129kg/m3,采用發(fā)泡后,降為820kg/m3。我們在實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn),發(fā)泡配合輕集料,密度最低可降至300kg/m3。如果發(fā)泡技術(shù)繼續(xù)完善,配合適當(dāng)?shù)妮p集料,有望實(shí)驗(yàn)菱鎂制品的超輕化。③有利于降低菱鎂制品的成本發(fā)泡劑l公斤僅10多元,可制出2~
4、3m3的泡沫,每m3僅幾元,遠(yuǎn)低于珍珠巖及鋸末的造價,鋸末也要幾十元。以發(fā)泡取代鋸末及珍珠巖可直接降低制品成本。另外,以發(fā)泡取代珍珠巖和鋸末,可大幅降低鹵水用量。目前,氯化鎂價格仍在攀升。降低氯化鎂用量,也可間接降低制品成本。二、主要技術(shù)原理(1)發(fā)泡原理菱鎂發(fā)泡同水泥、石膏的發(fā)泡原理相同,有化學(xué)發(fā)泡與物理發(fā)泡兩種方法。化學(xué)發(fā)泡是采用化學(xué)發(fā)泡劑與菱鎂體系產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)釋發(fā)氣體而發(fā)泡,物理發(fā)泡則是采用表面活性劑發(fā)泡劑,通過發(fā)泡機(jī)把發(fā)泡劑水溶液制成泡沫,再把泡沫與菱鎂漿體混合,化學(xué)發(fā)泡不需發(fā)泡機(jī),物理發(fā)泡則必須使用發(fā)泡機(jī)。化學(xué)發(fā)泡的優(yōu)點(diǎn)是制品強(qiáng)度高于物理發(fā)泡(在同等密度時),而且可形成較大的氣
5、孔。它的缺點(diǎn)是工藝不易控制,對氣溫十分敏感,規(guī)?;a(chǎn)必須配備恒溫車間或養(yǎng)護(hù)窯,而且發(fā)泡劑用量大,發(fā)泡成本較高(每立方需幾十元)。另外,它不適合于輥壓工藝。物理發(fā)泡的優(yōu)點(diǎn)是發(fā)泡成本低,發(fā)泡劑用量少(每立方只需0.3~0.7kg)、對氣溫不敏感,10℃以上均可生產(chǎn)、工藝易于控制,生產(chǎn)難度小,可適合于各種工藝。它的缺點(diǎn)是強(qiáng)度不如化學(xué)發(fā)泡,硬化速度也低于化學(xué)發(fā)泡,且只能制出泡徑小于lmm以下的微孔制品,不能形成大泡徑制品。綜合考慮,物理發(fā)泡的優(yōu)勢更多一些,目前,在菱鎂行業(yè)工業(yè)化應(yīng)用的多是物理發(fā)泡,化學(xué)發(fā)泡在小規(guī)模手工生產(chǎn)中也有少量應(yīng)用。生產(chǎn)防火板和菱鎂墻板,大多選擇物理發(fā)泡。因此,下面將重點(diǎn)介
6、紹物理發(fā)泡。(2)降低密度原理發(fā)泡劑所產(chǎn)生的泡沫,可在漿體硬化后形成封閉氣孔,根據(jù)泡沫加入量的大小,氣孔率可達(dá)10%~80%。泡沫加入量越大,氣孔率越高,則制品越輕。在生產(chǎn)時,可根據(jù)密度的需要,來選擇合適的泡沫加入量。(3)改善菱鎂性能原理①降低鹵液用量減少返鹵和泛霜采用發(fā)泡降低密度,與采用鋸末、珍珠巖降低密度相比,鹵液用量可降低30%~40%。在我們進(jìn)行的對比試驗(yàn)中,采用鋸末、珍珠巖,鹵液用量為654g,而采用發(fā)泡,鹵液用量僅為350g。鹵液用量的大幅降低,可防止因鹵液過剩而導(dǎo)致返鹵和泛霜。②降低毛細(xì)孔率而抑鹵、抑霜、抑水發(fā)泡降低密度,鹵液用量少,料液比低,過剩水份的蒸發(fā)量少,由水分蒸
7、發(fā)造成的毛細(xì)孔也隨之減少。毛細(xì)孔減少后,鹵、霜、水相應(yīng)也減少了通道。這在一定程度上也起到了抑制返鹵和泛霜,并提高了耐水性。③發(fā)泡劑的憎水作用抑鹵、抑霜、抑水我們研制的FP—l菱鎂專用發(fā)泡劑,是一種憎水性的化學(xué)制劑。它在發(fā)泡的同時,還可封閉毛細(xì)孔,減少鹵、霜、水的通道,從而也產(chǎn)生了抑鹵抑霜抑水的作用。④氣泡的抗?jié)B作用抑鹵、抑霜、抑水微氣泡有著較強(qiáng)的抗?jié)B作用。大量的微氣泡占據(jù)了菱鎂硬化體的自由空間,切斷了毛細(xì)管的通道。另外,它可以使泌水