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專注浮雕 多年經(jīng)驗(yàn) 品質(zhì)保障

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玻璃鋼浮雕后期如何保護(hù)

來源:admin發(fā)布時(shí)間:2022/12/21 19:32:11

   


  因?yàn)椴Aт摳〉竦妮p質(zhì)高強(qiáng)、耐腐性能高、電性能好、熱性能好、可設(shè)計(jì)性好、工藝性優(yōu)良等特點(diǎn),成為城市廣場(chǎng)浮雕公司的寵兒,但玻璃鋼浮雕質(zhì)保期有多長(zhǎng),成為很多人關(guān)心的問題。

  專業(yè)的浮雕廠家不斷在玻璃鋼材質(zhì)、漆面、保護(hù)措施等方面研究實(shí)驗(yàn),了解到玻璃鋼浮雕質(zhì)保期主要與以下方面有重要影響。
 
 

  玻璃鋼浮雕質(zhì)保期的三大要素

  我們所看到的玻璃鋼浮雕內(nèi)部都是有玻璃纖維、樹脂、界面所組成,所以在這三方面一定要在質(zhì)量與制作上非常精良,才能夠延長(zhǎng)玻璃鋼浮雕質(zhì)保期,當(dāng)然漆面也非常重要,我們放在后面講解。

  (一)玻璃纖維對(duì)玻璃鋼浮雕質(zhì)保期影響

  玻璃纖維是玻璃鋼中的主要承力部分,它不僅能夠提高玻璃鋼的強(qiáng)度和彈性模量,而且能夠減少收縮變形,提高熱變形溫度和低溫沖擊強(qiáng)度等.列如306#聚酯樹脂澆鑄體,在加入50%的玻璃布后.拉伸強(qiáng)度可由50MPa提高到200MPa,拉伸模量可由3.9GPa提高到14GPa.

  (二)合成樹脂對(duì)玻璃鋼浮雕質(zhì)保期影響

  合成樹脂是玻璃鋼的基體,松散的玻璃纖維靠它粘接成整體。合成樹脂的好壞直接影響玻璃鋼浮雕質(zhì)保期限。

  樹脂主要起傳遞應(yīng)力作用,因此樹脂對(duì)玻璃鋼的強(qiáng)度起重要作用,尤其是抗壓、彎曲、扭轉(zhuǎn)、剪切強(qiáng)度更為顯著。

  由于樹脂是基體材料,它對(duì)玻璃鋼的彈性模量、耐熱性、電絕緣性、頭電磁波性、耐化學(xué)腐蝕性、耐氣候性、耐老化性等都有影響。

  列如玻璃鋼的耐化學(xué)液體侵蝕性和耐水性,主要取決于樹脂基體的性能。通常不飽和聚酯樹脂197#耐化學(xué)腐蝕較好,而1289#耐水較好。不同類型、不同牌號(hào)樹脂其性能是不相同的。

  樹脂含量對(duì)玻璃鋼性能也有影響,通常樹脂含量為20%-35%,這和成型方法、曾強(qiáng)材料品種有關(guān)。列如,纏繞和模壓成型,樹脂含量偏低,而手糊成型、樹脂含量則稍高。強(qiáng)度層樹脂含量稍低,通常可在25%-40%之間;耐腐蝕、防滲層樹脂含量較高一般要超過50%用玻璃布作增強(qiáng)材料,樹脂含量低于用玻璃氈。

  用玻璃纖維表面氈作增強(qiáng)材料時(shí)。可達(dá)85%以上的富樹脂含量。

  (三)界面對(duì)玻璃鋼浮雕質(zhì)保期影響

  所謂界面就是任何兩相物質(zhì)間的分界面。

  玻璃鋼浮雕質(zhì)保期的性能不僅與所用的增強(qiáng)材料、合成樹脂有關(guān),同時(shí),很大程度上還和纖維與樹脂之間界面粘合的好壞及耐久性有關(guān)。

  眾所周知,玻璃纖維是一種圓柱狀玻璃,表面也像玻璃那樣光滑,而且表面還常牢固地吸附著一層薄的水膜,這當(dāng)然要影響玻璃纖維和樹脂的粘接性能。

  尤其是玻璃纖維在拉絲紡織過程中,為了達(dá)到集束、潤(rùn)滑、消除靜電等目的,常涂上一層侵潤(rùn)劑,這種侵潤(rùn)劑多數(shù)是石蠟類物質(zhì),它們存留在玻璃纖維表面上,對(duì)合成樹脂與玻璃纖維起隔離作用,妨礙兩者粘接?梢娊缑鎸(duì)玻璃鋼的性能影響很大。

  界面有問題就需要處理。如在玻璃纖維表面覆蓋一層表面處理劑,從而使玻璃纖維和樹脂可以牢固地粘接在一起。這種方法是提高玻璃鋼基本性能很有效的途徑,國(guó)內(nèi)外都在大力研究和采用。實(shí)踐證明,玻璃纖維及其織物,在經(jīng)過表面處理劑處理后,不僅改善了玻璃纖維的耐磨、耐水、電絕緣性能,對(duì)玻璃鋼的強(qiáng)度,特別是潮濕情況下的強(qiáng)度提高更為顯著。

  此外,玻璃鋼與其它材料或玻璃鋼本身多次鋪層粘貼等也都有界面問題。

  列如往金屬罐里層做玻璃鋼防腐貼襯,就需要把金屬罐內(nèi)表面處理干凈,如去掉污垢、油污、水分和銹蝕層等,常采用噴砂、酸洗等處理辦法。

  如果金屬表面處理不好,玻璃鋼貼襯就會(huì)失敗。有時(shí),還會(huì)遇到固化了的玻璃鋼層,再行粘接玻璃鋼,也會(huì)有界面問題。如采用分層固化工藝或者玻璃鋼破損維修等,都需要把玻璃鋼層表面進(jìn)行處理,除去掉污垢、油、水等外,還需要把表面用的砂紙打毛以增大粘貼面積,否則,就會(huì)出現(xiàn)分層疵病。

  由此可見,影響玻璃鋼及其制品質(zhì)量的因素,除了玻璃纖維和樹脂這兩大組分之外,界面也是非常重要的。這三大要素,缺一不可,它們之間是密切關(guān)聯(lián)的,不可分割。我們所以稱它們?yōu)槿笠?這是長(zhǎng)期實(shí)踐總結(jié)出來的,這也是玻璃鋼浮雕質(zhì)保期長(zhǎng)短的核心問題。

  玻璃鋼浮雕質(zhì)保期與彈性影響

  由于玻璃鋼材質(zhì)的彈性模量低,所以導(dǎo)致玻璃鋼浮雕會(huì)容易變形損壞,(FRP的彈性模量比木材大兩倍,但比鋼(E=2.1E5)小10倍,因此在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中常感到剛性不足,容易變形。)

  解決方法:我們可以將玻璃鋼浮雕做成薄殼結(jié)構(gòu)、夾層結(jié)構(gòu),也可通過高模量纖維或者做加強(qiáng)筋等形式來彌補(bǔ)變形情況。

  玻璃鋼輕質(zhì)高強(qiáng)的性能,來源于較低的樹脂密度(澆鑄體密度1.27左右)以及玻璃纖維的高抗伸強(qiáng)度(普通鋼材的5倍以上)。玻璃鋼的密度隨著樹脂含量的不同而有所不同。從高樹脂含量的玻璃氈制品到低樹脂含量的玻璃鋼纏繞制品(密度2.2),玻璃鋼的密度只有普碳鋼的1/4-1/5,比鋁還輕1/3左右。玻璃經(jīng)高溫熔融、快速拉成細(xì)絲時(shí),由于比表面積增大,玻璃纖維內(nèi)部及表面就難以存在大缺陷,所以玻璃纖維的強(qiáng)度就非常高,常用的是無堿鋁硼硅酸鹽纖維。

  長(zhǎng)期耐溫性與玻璃鋼浮雕質(zhì)保期

  一般玻璃鋼材質(zhì)(FRP)不能在高溫下長(zhǎng)期使用,通用聚酯FRP在50℃以上強(qiáng)度就明顯下降,一般只在100℃以下使用;通用型環(huán)氧FRP在60℃以上,強(qiáng)度有明顯下降。

  我們?cè)谥谱鞑Aт摳〉駮r(shí)可以選擇耐高溫樹脂,使長(zhǎng)期工作溫度在200~300℃是可能的,但比起金屬材質(zhì)還是有很大差別。

  選用碳纖維,有機(jī)硅樹脂,雙馬等樹脂復(fù)合耐溫比較高,環(huán)氧樹脂+玻璃纖維復(fù)合耐溫200度以下,不飽和聚酯樹脂+玻璃纖維復(fù)合耐溫100度以下。與所接觸介質(zhì)還有密切關(guān)系。

  老化現(xiàn)象與玻璃鋼浮雕質(zhì)保期

  老化現(xiàn)象是塑料的共同缺陷,F(xiàn)RP也不例外,在紫外線、風(fēng)沙雨雪、化學(xué)介質(zhì)、機(jī)械應(yīng)力等作用下容易導(dǎo)致性能下降。

  為防止或延緩玻璃鋼制品的老化,延長(zhǎng)制品的使用壽命,通常有兩種方法:

  一為在制品表面進(jìn)行涂裝,使其表面有一種保護(hù)層,可抵抗光、氧、風(fēng)吹雨打的侵蝕,從而延長(zhǎng)制品的使用壽命;

  二為在基體樹脂中添加穩(wěn)定劑(紫外線吸收劑、抗氧劑等)使樹脂穩(wěn)定化。無論那種方法都需要穩(wěn)定劑。用于玻璃鋼的穩(wěn)定劑大多為傳統(tǒng)的有機(jī)穩(wěn)定劑。

  玻璃鋼制品的耐候性、耐磨性較差,硬度低,限制了其應(yīng)用范圍。某些特殊應(yīng)用環(huán)境,例如,外殼、容器、蓋子、貼面板等,對(duì)其表面質(zhì)量的要求很高。

  隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,市場(chǎng)上要求外觀美、性價(jià)比高的玻璃鋼制品。表面涂裝可使其表面美觀,經(jīng)久耐用,提高產(chǎn)品的附加值,因此該類技術(shù)受到國(guó)內(nèi)外的重視,成為該領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)。

  聚三氟乙烯涂層、防老化薄膜、富樹脂保護(hù)層對(duì)透明玻璃鋼的老化性能的影響。

  結(jié)果表明,聚三氟乙烯涂層對(duì)紫外線的防護(hù)效果最好,防老化薄膜次之,富樹脂保護(hù)層最差。

  熱塑性丙烯酸纖維素聚酯漆用于汽車、摩托車的面漆,取得良好的效果,涂層與基體樹脂粘合牢固,并通過一系列物理、化學(xué)指標(biāo)的測(cè)驗(yàn),可滿足行業(yè)的要求,已工業(yè)化應(yīng)用。

  聚烯烴降解歷程主要是熱氧游離基歷程,而聚酯除熱氧降解外,還發(fā)生醇解、水解等反應(yīng),這些反應(yīng)在一定條件下可能成為主要因素。

  不飽和聚酯樹脂的玻璃鋼制品是一類通用型結(jié)構(gòu)材料,其綜合性能好,用途廣泛,由于其耐候性較差,限制了其戶外應(yīng)用,研究改善其老化性,延緩其老化進(jìn)程,提高其附加值,擴(kuò)大其應(yīng)用范圍是提高其經(jīng)濟(jì)效益的重要途徑。

  剪切強(qiáng)度與玻璃鋼浮雕質(zhì)保期

  層間剪切強(qiáng)度是靠樹脂來承擔(dān)的,所以很低?梢酝ㄟ^選擇工藝、使用偶聯(lián)劑等方法來提高層間粘結(jié)力,最主要的是在產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí),盡量避免使層間受剪。

  1.將斷開的部位打磨成斜角(刨面)。

  2.觀察原材料是由幾層材料鋪成,及材料型號(hào)(雙軸向,單軸向,三軸向和材料單位面積重量)。

  3.鋪上對(duì)應(yīng)材料,斷開的兩端重疊20mm左右。

  4.刷上樹脂,注意樹脂要完全浸潤(rùn)干玻纖和固化劑配比。

  5.鋪上滲透膜

  6.鋪上吸脂棉

  7.修復(fù)區(qū)四周粘口香糖膠,鋪上真空膜,插入真空管,接入真空機(jī)(或大功率吸塵器可達(dá)-0.2bar)

  8.用電熱毯加熱固化樹脂,固化時(shí)間根據(jù)樹脂型號(hào)而定。

  9.固化后拆除真空包,打磨噴漆。

  玻璃鋼的老化機(jī)理與玻璃鋼浮雕質(zhì)保期

  玻璃鋼的老化,基本上是樹脂的老化。不飽和聚酯樹酯固化后,在長(zhǎng)期使用中會(huì)發(fā)生老化現(xiàn)象,顏色變黃,發(fā)脆以致龜裂,表面失去光澤,強(qiáng)度下降,其他物理、化學(xué)性能也隨之下降。

  影響樹脂老化的因素很多,與制品的使用條件如溫度、受力情況等直接相關(guān)。以下著重分析紫外光的作用、空氣中氧和臭氧的作用兩個(gè)方面的因素,并提出防老化的措施。

  (一)紫外光的作用

  不飽和聚酯樹脂固化后,在長(zhǎng)期曝曬下會(huì)老化。光老化的原因來自兩方面:一方面,光的能量使樹脂的共價(jià)鍵發(fā)生斷裂;另一方面樹脂本身的不純性,造成了受破壞的突破口。結(jié)果使樹脂加速降解。

  通過大氣層以后的太陽光有不同的波長(zhǎng)。不同波長(zhǎng)的光有不同的能量。樹脂中各種共價(jià)鍵有不同的鍵能,當(dāng)一定波長(zhǎng)的光,其能量超過某種共價(jià)鍵的鍵能時(shí),就會(huì)使之?dāng)嗔选W贤夤獠ㄩL(zhǎng)3,000―4,000A°,如被樹脂充分吸收后,能量可達(dá)71.5―95.3kcal/mol。

  有些共價(jià)鍵的斷裂需能量40―100kcal/mol,其相應(yīng)波長(zhǎng)為7,100―2,900A。可見紫外光足可打斷這些共價(jià)鍵。這部分光的能量占整個(gè)太陽光能量的12%左右。它首先危害樹脂中的O―O鍵、C―Br鍵、C―C1鍵、C―O鍵。因此含鹵素的阻燃樹脂易變黃。

  樹脂中的酯鍵成為受攻擊薄弱點(diǎn)。致于C―C鍵,能打斷它的光能只占5%,對(duì)于C―H、O―H、C=C、C=O鍵,其鍵能大于98kcal/mol,故不會(huì)遭到破壞。

  (二)空氣中氧和臭氧的作用

  氧化和臭氧使樹脂發(fā)生氧化降解、變色、表面龜裂以致剝落,電性能下降。在熱與光的聯(lián)合作用下老化加速。在室溫及避光時(shí),老化進(jìn)展緩慢。

  玻璃鋼鋼老化的主要特征

  玻璃鋼的老化性能,即長(zhǎng)期性能,如耐腐蝕性能,就是在化學(xué)介質(zhì)中工作時(shí)的長(zhǎng)期性能,這種稱為“介質(zhì)老化”,在大氣中的性能衰退叫“大氣老化”。自1970年起,在廣州、哈爾濱10年玻璃鋼的老試驗(yàn)就說明了老化的存在,總結(jié)老化試驗(yàn)數(shù)據(jù),可以得出如下結(jié)論:

 。ㄒ唬⿵澢鷱(qiáng)度,壓縮強(qiáng)度,沖擊韌性等性能變化不明顯,強(qiáng)度保留率高,拉伸強(qiáng)度次之;彈性模量的降低尤為緩慢。

  (二)氣候條件對(duì)玻璃鋼力學(xué)性能影響很大,高溫、高濕、太陽光強(qiáng)輻射會(huì)加速玻璃鋼的老化,同樣的玻璃鋼在不同地區(qū)使用,其壽命是不一樣的,北方地區(qū)老化速度較南方要慢。

 。ㄈ┡c基體材料、增強(qiáng)材料、成型工藝有關(guān),其中作為基體材料樹脂起關(guān)鍵作用。

 。ㄋ模┰鰪(qiáng)材料對(duì)老化性能也有很大影響,無堿纖維比中堿的要好;高堿纖維最次。纖維的浸潤(rùn)劑在其中影響很大。尤其是在濕熱條件下使用最為明顯,差的纖維與樹脂親和差,對(duì)于濕熱條件下使用比較容易浸入水分,加速老化。

 。ㄎ澹┩庥^變化最顯著,大氣曝曬后,光澤減退,顏色改變,個(gè)別的會(huì)發(fā)白,出現(xiàn)纖維裸露現(xiàn)象,但防護(hù)好的或選用適當(dāng)材料的確能使用相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間,而變化甚微。

  玻璃鋼常用的防老化措施

  對(duì)于玻璃鋼的耐候性問題,國(guó)內(nèi)外同行都在做深入細(xì)致的研究,在查清老化機(jī)理的前提下,探索了很多抗老化的辦法,其主要辦法如下。

 。ㄒ唬┳⒁膺x擇樹脂、增強(qiáng)材料,把好選材設(shè)計(jì)關(guān)。

 。ǘ┰跇渲屑尤胱贤夤馕談,也稱光穩(wěn)定劑。

 。ㄈ┰诓Aт撏獗砻嫱克⒛z衣樹脂、油漆、涂料,是保護(hù)玻璃鋼的方便而常用的方法,可有效控制其老化速度,大大提高其耐候性。

  (四)表面覆以織物,如施以1―2層有機(jī)纖維織物或玻璃纖維薄氈,樹脂量要飽和,也可增強(qiáng)其耐候性。

  玻璃鋼浮雕質(zhì)保期老化的防治

  從前面的分析和總結(jié)可以看出,影響玻璃鋼耐老化性能的自然因素很復(fù)雜,但歸納起來有三種:物理因素,包括熱、光、電、高能輻射、機(jī)械應(yīng)力等;化學(xué)作用,包括空氣、水、酸、堿、鹽霧等;生物因素包括微生物,昆蟲等。

  研究證明:在一般情況下,其中對(duì)玻璃鋼老化起主要作用的因素是陽光、空氣(主要是氧)、濕(包括水)、熱四種。

  玻璃鋼的老化主要表現(xiàn)在表面層的老化,因此可以對(duì)玻璃鋼施加表面涂層,如刷油漆,加膠衣樹脂,使用表面氈等措施,改善玻璃鋼的老化性能。用氈制成的聚酯玻璃鋼有膠衣和無膠衣兩種情況下的自然老化情況,可以看出,加膠衣的玻璃鋼經(jīng)五年大氣老化,光澤基本沒有消失,不加膠衣的玻璃鋼,經(jīng)五年大氣老化后光澤降低到20%左右。

  由此看來,玻璃鋼管、罐的自然老化除與自然因素有關(guān)外,還與樹脂與玻璃纖維有關(guān),特別是樹脂已是影響老化最大的因素,因而治理大氣老化問題,主要從樹脂著手。

  玻璃鋼浮雕質(zhì)保期使用壽命探討

  玻璃鋼的耐老化及耐風(fēng)化性能總體來講是好的,其耐腐蝕不生銹,低溫不脆,輕質(zhì)高強(qiáng)等諸多性能還是非常優(yōu)異的,經(jīng)過多年的使用實(shí)踐證明,自然老化并未影響到玻璃鋼的使用,況且可以采取一些有效措施來防止和延緩老化。

  應(yīng)用實(shí)踐證明:在常態(tài)下使用的玻璃鋼機(jī)械強(qiáng)度經(jīng)過8―10年仍保持70―80%,電性能沒有明顯變化,美國(guó)有的雷達(dá)罩使用10年后,盡管外觀變化大,如樹脂脫落(無保護(hù)層),光澤變差,表面受到污染等,但介質(zhì)損失角正切仍無變化;上海的工作艇下海10年,拉伸強(qiáng)度仍保留80%,彎曲強(qiáng)度60%以上,沖擊強(qiáng)度變化不大。

  十幾年來,材料工業(yè)發(fā)生了很大變化,無堿纖維的使用已非常普遍,樹脂的各性能有了更大的改善,其玻璃鋼產(chǎn)品預(yù)計(jì)會(huì)有更長(zhǎng)的使用壽命。

  玻璃鋼的耐候性,可以基本表現(xiàn)其老化性能,玻璃鋼的耐老化性能直接涉及到玻璃鋼浮雕的使用壽命。那么玻璃鋼浮雕質(zhì)保期究竟能使用多少年,研究表明,只要采用正確的樹脂體系,對(duì)制品表面采取合理的防護(hù)措施,保證玻璃纖維與樹脂浸潤(rùn)良好,工藝合理,就可以使聚酯玻璃鋼制品在室外條件下的使用壽命超過20年以上。



 
 
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