玻璃钢雕塑质保期详解

2018年03月30日 作者:博仟雕塑公司

玻璃钢仿铜人物肖像雕塑

因为玻璃钢雕塑的轻质高强、耐腐性能高、电性能好、热性能好、可设计性好、工艺性优良等特点,成为城市广场雕塑公司的宠儿,但玻璃钢雕塑质保期有多长,成为很多人关心的问题。

专业的雕塑厂家不断在玻璃钢材质、漆面、保护措施等方面研究实验,了解到玻璃钢雕塑质保期主要与以下方面有重要影响。

玻璃钢雕塑质保期的三大要素

我们所看到的玻璃钢雕塑内部都是有玻璃纤维、树脂、界面所组成,所以在这三方面一定要在质量与制作上非常精良,才能够延长玻璃钢雕塑质保期,当然漆面也非常重要,我们放在后面讲解。

(一) 玻璃纤维对玻璃钢雕塑质保期影响

玻璃纤维是玻璃钢中的主要承力部分,它不仅能够提高玻璃钢的强度和弹性模量,而且能够减少收缩变形,提高热变形温度和低温冲击强度等.列如306#聚酯树脂浇铸体,在加入50%的玻璃布后.拉伸强度可由50MPa提高到200MPa,拉伸模量可由3.9GPa提高到14GPa.

(二)合成树脂对玻璃钢雕塑质保期影响

合成树脂是玻璃钢的基体,松散的玻璃纤维靠它粘接成整体。合成树脂的好坏直接影响玻璃钢雕塑质保期限。

树脂主要起传递应力作用,因此树脂对玻璃钢的强度起重要作用,尤其是抗压、弯曲、扭转、剪切强度更为显著。

由于树脂是基体材料,它对玻璃钢的弹性模量、耐热性、电绝缘性、头电磁波性、耐化学腐蚀性、耐气候性、耐老化性等都有影响。

列如玻璃钢的耐化学液体侵蚀性和耐水性,主要取决于树脂基体的性能。通常不饱和聚酯树脂197#耐化学腐蚀较好,而1289#耐水较好。不同类型、不同牌号树脂其性能是不相同的。

树脂含量对玻璃钢性能也有影响,通常树脂含量为20%-35%,这和成型方法、曾强材料品种有关。列如,缠绕和模压成型,树脂含量偏低,而手糊成型、树脂含量则稍高。强度层树脂含量稍低,通常可在25%-40%之间;耐腐蚀、防渗层树脂含量较高一般要超过50%用玻璃布作增强材料,树脂含量低于用玻璃毡。

用玻璃纤维表面毡作增强材料时。可达85%以上的富树脂含量。

(三)界面对玻璃钢雕塑质保期影响

所谓界面就是任何两相物质间的分界面。

玻璃钢雕塑质保期的性能不仅与所用的增强材料、合成树脂有关,同时,很大程度上还和纤维与树脂之间界面粘合的好坏及耐久性有关。

众所周知,玻璃纤维是一种圆柱状玻璃,表面也像玻璃那样光滑,而且表面还常牢固地吸附着一层薄的水膜,这当然要影响玻璃纤维和树脂的粘接性能。

尤其是玻璃纤维在拉丝纺织过程中,为了达到集束、润滑、消除静电等目的,常涂上一层侵润剂,这种侵润剂多数是石蜡类物质,它们存留在玻璃纤维表面上,对合成树脂与玻璃纤维起隔离作用,妨碍两者粘接。可见界面对玻璃钢的性能影响很大。

界面有问题就需要处理。如在玻璃纤维表面覆盖一层表面处理剂,从而使玻璃纤维和树脂可以牢固地粘接在一起。这种方法是提高玻璃钢基本性能很有效的途径,国内外都在大力研究和采用。实践证明,玻璃纤维及其织物,在经过表面处理剂处理后,不仅改善了玻璃纤维的耐磨、耐水、电绝缘性能,对玻璃钢的强度,特别是潮湿情况下的强度提高更为显著。

此外,玻璃钢与其它材料或玻璃钢本身多次铺层粘贴等也都有界面问题。

列如往金属罐里层做玻璃钢防腐贴衬,就需要把金属罐内表面处理干净,如去掉污垢、油污、水分和锈蚀层等,常采用喷砂、酸洗等处理办法。

如果金属表面处理不好,玻璃钢贴衬就会失败。有时,还会遇到固化了的玻璃钢层,再行粘接玻璃钢,也会有界面问题。如采用分层固化工艺或者玻璃钢破损维修等,都需要把玻璃钢层表面进行处理,除去掉污垢、油、水等外,还需要把表面用的砂纸打毛以增大粘贴面积,否则,就会出现分层疵病。

由此可见,影响玻璃钢及其制品质量的因素,除了玻璃纤维和树脂这两大组分之外,界面也是非常重要的。这三大要素,缺一不可,它们之间是密切关联的,不可分割。我们所以称它们为三大要素,这是长期实践总结出来的,这也是玻璃钢雕塑质保期长短的核心问题。

卡通动物玻璃钢烤漆雕塑

玻璃钢雕塑质保期与弹性影响

由于玻璃钢材质的弹性模量低,所以导致玻璃钢雕塑会容易变形损坏,(FRP的弹性模量比木材大两倍,但比钢(E=2.1E5)小10倍,因此在产品结构中常感到刚性不足,容易变形。)

解决方法:我们可以将玻璃钢雕塑做成薄壳结构、夹层结构,也可通过高模量纤维或者做加强筋等形式来弥补变形情况。


玻璃钢轻质高强的性能,来源于较低的树脂密度(浇铸体密度1.27左右)以及玻璃纤维的高抗伸强度(普通钢材的5倍以上)。玻璃钢的密度随着树脂含量的不同而有所不同。从高树脂含量的玻璃毡制品到低树脂含量的玻璃钢缠绕制品(密度2.2),玻璃钢的密度只有普碳钢的1/4-1/5,比铝还轻1/3左右。 玻璃经高温熔融、快速拉成细丝时,由于比表面积增大,玻璃纤维内部及表面就难以存在大缺陷,所以玻璃纤维的强度就非常高,常用的是无碱铝硼硅酸盐纤维。

长期耐温性与玻璃钢雕塑质保期

一般玻璃钢材质(FRP)不能在高温下长期使用,通用聚酯FRP在50℃以上强度就明显下降,一般只在100℃以下使用;通用型环氧FRP在60℃以上,强度有明显下降。

我们在制作玻璃钢雕塑时可以选择耐高温树脂,使长期工作温度在200~300℃是可能的,但比起金属材质还是有很大差别。

选用碳纤维,有机硅树脂,双马等树脂复合耐温比较高,环氧树脂+玻璃纤维复合耐温200度以下,不饱和聚酯树脂+玻璃纤维复合耐温100度以下。与所接触介质还有密切关系。

老化现象与玻璃钢雕塑质保期

老化现象是塑料的共同缺陷,FRP也不例外,在紫外线、风沙雨雪、化学介质、机械应力等作用下容易导致性能下降。

为防止或延缓玻璃钢制品的老化,延长制品的使用寿命,通常有两种方法:

一为在制品表面进行涂装,使其表面有一种保护层,可抵抗光、氧、风吹雨打的侵蚀,从而延长制品的使用寿命;

二为在基体树脂中添加稳定剂(紫外线吸收剂、抗氧剂等)使树脂稳定化。无论那种方法都需要稳定剂。用于玻璃钢的稳定剂大多为传统的有机稳定剂。

玻璃钢制品的耐候性、耐磨性较差,硬度低,限制了其应用范围。某些特殊应用环境,例如,外壳、容器、盖子、贴面板等,对其表面质量的要求很高。

随着经济的发展,市场上要求外观美、性价比高的玻璃钢制品。表面涂装可使其表面美观,经久耐用,提高产品的附加值,因此该类技术受到国内外的重视,成为该领域的一个研究热点。

聚三氟乙烯涂层、防老化薄膜、富树脂保护层对透明玻璃钢的老化性能的影响。

结果表明,聚三氟乙烯涂层对紫外线的防护效果最好,防老化薄膜次之,富树脂保护层最差。

热塑性丙烯酸纤维素聚酯漆用于汽车、摩托车的面漆,取得良好的效果,涂层与基体树脂粘合牢固,并通过一系列物理、化学指标的测验,可满足行业的要求,已工业化应用。

聚烯烃降解历程主要是热氧游离基历程,而聚酯除热氧降解外,还发生醇解、水解等反应,这些反应在一定条件下可能成为主要因素。

不饱和聚酯树脂的玻璃钢制品是一类通用型结构材料,其综合性能好,用途广泛,由于其耐候性较差,限制了其户外应用,研究改善其老化性,延缓其老化进程,提高其附加值,扩大其应用范围是提高其经济效益的重要途径。

商场美陈红色桃心玻璃钢雕塑

剪切强度与玻璃钢雕塑质保期

层间剪切强度是靠树脂来承担的,所以很低。可以通过选择工艺、使用偶联剂等方法来提高层间粘结力,最主要的是在产品设计时,尽量避免使层间受剪。

1. 将断开的部位打磨成斜角(刨面)。

2. 观察原材料是由几层材料铺成,及材料型号(双轴向,单轴向,三轴向和材料单位面积重量)。

3. 铺上对应材料,断开的两端重叠20mm左右。

4. 刷上树脂,注意树脂要完全浸润干玻纤和固化剂配比。

5. 铺上渗透膜

6. 铺上吸脂棉

7. 修复区四周粘口香糖胶,铺上真空膜,插入真空管,接入真空机(或大功率吸尘器可达-0.2bar)

8. 用电热毯加热固化树脂,固化时间根据树脂型号而定。

9. 固化后拆除真空包,打磨喷漆。

玻璃钢的老化机理与玻璃钢雕塑质保期

玻璃钢的老化,基本上是树脂的老化。不饱和聚酯树酯固化后,在长期使用中会发生老化现象,颜色变黄,发脆以致龟裂,表面失去光泽,强度下降,其他物理、化学性能也随之下降。

影响树脂老化的因素很多,与制品的使用条件如温度、受力情况等直接相关。以下着重分析紫外光的作用、空气中氧和臭氧的作用两个方面的因素,并提出防老化的措施。

(一)紫外光的作用

不饱和聚酯树脂固化后,在长期曝晒下会老化。光老化的原因来自两方面:一方面,光的能量使树脂的共价键发生断裂;另一方面树脂本身的不纯性,造成了受破坏的突破口。结果使树脂加速降解。

通过大气层以后的太阳光有不同的波长。不同波长的光有不同的能量。树脂中各种共价键有不同的键能,当一定波长的光,其能量超过某种共价键的键能时,就会使之断裂。紫外光波长3,000―4,000A°,如被树脂充分吸收后,能量可达71.5―95.3kcal/mol。

有些共价键的断裂需能量40―100kcal/mol,其相应波长为7,100―2,900A。可见紫外光足可打断这些共价键。这部分光的能量占整个太阳光能量的12%左右。它首先危害树脂中的O―O键、C―Br键、C―C1键、C―O键。因此含卤素的阻燃树脂易变黄。

树脂中的酯键成为受攻击薄弱点。致于C―C键,能打断它的光能只占5%,对于C―H、O―H、C = C、C = O键,其键能大于98kcal/mol,故不会遭到破坏。

(二)空气中氧和臭氧的作用

氧化和臭氧使树脂发生氧化降解、变色、表面龟裂以致剥落,电性能下降。在热与光的联合作用下老化加速。在室温及避光时,老化进展缓慢。

玻璃钢钢老化的主要特征

玻璃钢的老化性能,即长期性能,如耐腐蚀性能,就是在化学介质中工作时的长期性能,这种称为“介质老化”,在大气中的性能衰退叫“大气老化”。 自1970年起,在广州、哈尔滨10年玻璃钢的老试验就说明了老化的存在,总结老化试验数据,可以 得出如下结论:

(一)弯曲强度,压缩强度,冲击韧性等性能变化不明显,强度保留率高,拉伸强度次之;弹性模量的降低尤为缓慢。

(二)气候条件对玻璃钢力学性能影响很大,高温、高湿、太阳光强辐射会加速玻璃钢的老化,同样的玻璃钢在不同地区使用,其寿命是不一样的,北方地区老化速度较南方要慢。

(三)与基体材料 、增强材料、成型工艺有关,其中作为基体材料树脂起关键作用。

(四)增强材料对老化性能也有很大影响,无碱纤维比中碱的要好;高碱纤维最次。纤维的浸润剂在其中影响很大。尤其是在湿热条件下使用最为明显,差的纤维与树脂亲和差,对于湿热条件下使用比较容易浸入水分,加速老化。

(五)外观变化最显著,大气曝晒后,光泽减退,颜色改变,个别的会发白,出现纤维裸露现象,但防护好的或选用适当材料的确能使用相当长的时间,而变化甚微。

玻璃钢常用的防老化措施

对于玻璃钢的耐候性问题,国内外同行都在做深入细致的研究,在查清老化机理的前提下,探索了很多抗老化的办法,其主要办法如下。

(一)注意选择树脂、增强材料,把好选材设计关。

(二)在树脂中加入紫外光吸收剂,也称光稳定剂。

(三)在玻璃钢外表面涂刷胶衣树脂、油漆、涂料,是保护玻璃钢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)表面覆以织物,如施以1―2层有机纤维织物或玻璃纤维薄毡,树脂量要饱和,也可增强其耐候性。

玻璃钢雕塑质保期老化的防治

从前面的分析和总结可以看出,影响玻璃钢耐老化性能的自然因素很复杂,但归纳起来有三种:物理因素,包括热、光、电、高能辐射、机械应力等;化学作用,包括空气、水、酸、碱、盐雾等;生物因素包括微生物,昆虫等。

研究证明:在一般情况下,其中对玻璃钢老化起主要作用的因素是阳光、空气(主要是氧)、湿(包括水)、热四种。

玻璃钢的老化主要表现在表面层的老化,因此可以对玻璃钢施加表面涂层,如刷油漆,加胶衣树脂,使用表面毡等措施,改善玻璃钢的老化性能。用毡制成的聚酯玻璃钢有胶衣和无胶衣两种情况下的自然老化情况,可以看出,加胶衣的玻璃钢经五年大气老化,光泽基本没有消失,不加胶衣的玻璃钢,经五年大气老化后光泽降低到20%左右。

由此看来,玻璃钢管、罐的自然老化除与自然因素有关外,还与树脂与玻璃纤维有关,特别是树脂已是影响老化最大的因素,因而治理大气老化问题,主要从树脂着手。

玻璃钢雕塑质保期使用寿命探讨

玻璃钢的耐老化及耐风化性能总体来讲是好的,其耐腐蚀不生锈,低温不脆,轻质高强等诸多性能还是非常优异的,经过多年的使用实践证明,自然老化并未影响到玻璃钢的使用,况且可以采取一些有效措施来防止和延缓老化。

应用实践证明:在常态下使用的玻璃钢机械强度经过8―10年仍保持70―80%,电性能没有明显变化,美国有的雷达罩使用10年后,尽管外观变化大,如树脂脱落(无保护层),光泽变差,表面受到污染等,但介质损失角正切仍无变化;上海的工作艇下海10年,拉伸强度仍保留80%,弯曲强度60%以上,冲击强度变化不大。

十几年来,材料工业发生了很大变化,无碱纤维的使用已非常普遍,树脂的各性能有了更大的改善,其玻璃钢产品预计会有更长的使用寿命。

玻璃钢的耐候性,可以基本表现其老化性能,玻璃钢的耐老化性能直接涉及到玻璃钢雕塑的使用寿命。那么玻璃钢雕塑质保期究竟能使用多少年,研究表明,只要采用正确的树脂体系,对制品表面采取合理的防护措施,保证玻璃纤维与树脂浸润良好,工艺合理,就可以使聚酯玻璃钢制品在室外条件下的使用寿命超过20年以上。

如您对玻璃钢雕塑质保期感兴趣,可继续阅读:玻璃钢动物雕塑校园景观雕塑价格名人肖像雕塑创作大型佛像神像雕塑价格玻璃钢卡通雕塑价格园林景观小品雕塑设计雕塑艺术品设计玻璃钢商场美陈雕塑价格玻璃钢雕塑上色报价

联系博仟雕塑

  • 博仟北京雕塑公司地址:北京宋庄60艺术区
  • 总机 13611025559

  • 全天7*24小时服务
  • 25043319@qq.com

北京雕塑公司