專利名稱：采用模塑方法生產(chǎn)用液壓固化母體制成的部件的方法與采用這種方法得到的部件的制作方法
本專利申請(qǐng)涉及一種采用模塑方法用液壓固化母體生產(chǎn)零件的方法和采用這種方法得到的零件。
實(shí)際上，用玻璃纖維增強(qiáng)的水泥板(GRC)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的混凝土板廣泛地用于覆蓋建筑物飾面，這樣利用它們的高機(jī)械性能，同時(shí)厚度減小，因此輕得多。除了它們用于壁板(面板和建筑元件)外，它們還有其它的用途，例如成套衛(wèi)生設(shè)備(浴盆和相關(guān)元件)以及內(nèi)部元件。同樣地，由于它們的高耐火性，也用于需要這種特性的其它類型結(jié)構(gòu)中，例如像烘烤食品(如面包、比薩餅等)所使用的爐子。還可以利用它們代替木材生產(chǎn)運(yùn)輸貨物的底托，而木材是為此目的而通常使用的材料。
但是，實(shí)際生產(chǎn)這些部件的方法既冗長(zhǎng)又費(fèi)錢，因?yàn)橥耆檬诌M(jìn)行模塑和脫模，尤其因?yàn)槊撃Ｇ暗母稍飼r(shí)間不低于24小時(shí)。
本發(fā)明的第一個(gè)目的是提出采用模塑生產(chǎn)用液壓固化母體制成的部件的有效方法，克服這些缺陷。
為此，本發(fā)明提出采用模塑生產(chǎn)用液壓固化母體制成的部件的方法，該方法包括下述步驟a)將含有水硬粘結(jié)料和所謂混合水的漿體注入模具中，b)通過抽真空提取混合水，c)新部件脫模。
與現(xiàn)有技術(shù)的方法相比，本發(fā)明的方法與工業(yè)要求更相容，其中這種脫模在干燥狀態(tài)下進(jìn)行。事實(shí)上，真空提取大大降低模具的占用時(shí)間。因此，這種方法能夠減少使用材料量以及生產(chǎn)這些部件所用時(shí)間。
另外，本發(fā)明的方法使用簡(jiǎn)單，可易于自動(dòng)化。
本發(fā)明的方法第一個(gè)步驟可以是混合這種漿體。為此，例如把它的組分加到配備攪拌系統(tǒng)的混合器中，連續(xù)攪拌直到得到均勻的混合物。在壓力容器內(nèi)可以除去混合時(shí)產(chǎn)生的包裹空氣。
然后，可以將這種漿體轉(zhuǎn)移到例如配備合適鎖閉系統(tǒng)的容器中，它們能夠使其內(nèi)部增壓。這種容器可以加有基于真空過程的除去氣泡內(nèi)系統(tǒng)，如果必要，還任選地伴隨產(chǎn)生從外部開始的震動(dòng)，以便包裹的空氣不會(huì)隨著這種注塑漿體進(jìn)入該模具內(nèi)。
然后，將這種漿體注入該模具中，優(yōu)選地通過使上述容器增壓。
優(yōu)選地，這種注塑可以在低壓下或在高壓下進(jìn)行。根據(jù)這種情況，并在設(shè)計(jì)該模具時(shí)考慮到這個(gè)壓力，低壓注塑時(shí)，操作壓力優(yōu)選地是1.5-4巴，而高壓優(yōu)選地是4-30巴。
也可以采用任何其它的常見設(shè)備，例如蠕動(dòng)泵或壓縮空氣(低壓注塑時(shí))進(jìn)行這種注塑操作。
優(yōu)選地，采用真空泵抽真空。
為了這種部件具有理想的濕度水平，提取過量的水。有利地，最后的水百分含量是一種折衷，即能毫無問題地搬運(yùn)這種部件，同時(shí)避免因缺水而發(fā)生的龜裂。另外，真空提取步驟后的水/水泥比優(yōu)選地可以是0.25-0.5。
有利地，本發(fā)明方法的真空提取步驟時(shí)間少于1小時(shí)，這樣相對(duì)于現(xiàn)有方法特別能夠大大提高產(chǎn)率。
同樣地，這種方法能夠得到一些既沒有損害它們的物理性能，也沒有損害它們的機(jī)械性能的例如厚度0.2cm-5cm的部件(例如用于地面的)，這樣有助于減少使用材料的量，同時(shí)能降低成本，得到更輕的部件，這樣有利于搬運(yùn)和安裝。
為了得到該最后部件，本發(fā)明的生產(chǎn)方法可以包括所得到部件的硬化步驟。為了明顯降低能造成所得部件報(bào)廢的微裂紋和變形的危險(xiǎn)性，優(yōu)選地，進(jìn)行這種硬化的濕度與溫度條件應(yīng)能使得這種部件回到在真空提取步驟期間失去水后需要的水合水平。另外有利地，在硬化期間的相對(duì)濕度可以是90％-100％，硬化總時(shí)間可以是1-7天。
任選地可以選擇其它的硬化系統(tǒng)，例如水蒸汽、壓力釜等。
在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，在注塑前將切斷的增強(qiáng)纖維混入這種漿體中和/或在注塑前把這些增強(qiáng)纖維加到該模具中。
在一個(gè)有利的實(shí)施方式中，在注塑前把支持元件放到這種模具中，并借助所述的支持件取出置于所述支持件上的新部件。
另外，這種支持件可以是金屬部件，其硬度適合于該部件尺寸，還適合于該部件所期望的形狀，例如適合于生產(chǎn)瓦狀的有倒圓區(qū)域的板。
根據(jù)一個(gè)特征，在漿體注塑期間可以開始真空提取。
另外，通過包括陽模(moule)和陰模(contre-moule)的封閉模塑系統(tǒng)的一個(gè)面和/或兩個(gè)面可以進(jìn)行這種注塑和/提取。例如通過(陰模)上面可以提取水，翻轉(zhuǎn)這種模具通過(陽模)下面提取水。
通過在陽模和/或陰模中預(yù)備的一個(gè)或多個(gè)不同或相同孔可以進(jìn)行這種注塑和/提取。
另外，在模塑系統(tǒng)部分或全部的下和/或上表面上可以分配這種注塑和/提取。
另外，在這種漿體注塑前把這些金屬插件放在這種模具中，這樣可以生產(chǎn)有一個(gè)或多個(gè)金屬插件的部件，這些金屬插件用于最后固定這種部件(面板等)，例如最后固定在建筑物上。
此外，任選地加熱這種模具，達(dá)到加速這種固化。
實(shí)施本發(fā)明方法的模具可以由一種封閉的模具系統(tǒng)(陽模-陰模)組成，包括至少一個(gè)進(jìn)口孔，由此孔能注入優(yōu)選地預(yù)先均化的漿體，和至少一個(gè)第二孔，該孔與用于所述提取的第一孔不同或相同。
為了避免該系統(tǒng)出現(xiàn)故障，可以在模具中包括一個(gè)或多個(gè)漿體出口孔或溢流孔，它們本身配備能將它們封閉，避免在真空提取水期間壓力降低的鎖閉機(jī)構(gòu)。
為了能通過真空提取水，這種模具還優(yōu)選地配備了多個(gè)直徑小于或等于1cm的孔，它們直接或間接地與真空提取系統(tǒng)連接。同樣地，為了避免在這個(gè)抽真空步驟期間損失材料，可以在所述的孔與這種漿體之間放置濾紙或任何其它常見的過濾系統(tǒng)。在這個(gè)步驟期間，可以任選地加熱這種模具，以便加速固化。
如果在這種模具中放置支持元件，這個(gè)模具優(yōu)選地可以包括一個(gè)或多個(gè)面向陽模或陰模的孔。
如果通過陰模進(jìn)行提取和注塑，則這時(shí)可能預(yù)備與該陰模接觸的元件，例如磁元件，并且該元件有面向陰?？椎目?。
本發(fā)明還有一個(gè)目的是采用前面描述方法得到的用液壓固化母體制成的部件。它的組成含有以總質(zhì)量計(jì)2-98重量％水硬粘結(jié)料、以總質(zhì)量計(jì)0.1-95重量％砂、以總質(zhì)量計(jì)5-75重量％水、以總質(zhì)量計(jì)0-50重量％增強(qiáng)纖維(優(yōu)選地玻璃纖維2.5-7％)、以總質(zhì)量計(jì)0-50重量％其它纖維、以總質(zhì)量計(jì)0-75重量％聚合物、以總質(zhì)量計(jì)0-20重量％超塑化劑、以總質(zhì)量計(jì)0-50重量％偏高嶺土和任選地其它選擇添加劑，以便得到具有要求特性的部件。
因?yàn)槠浣M成，這種部件具有高溫強(qiáng)度。這種組成還能改進(jìn)其機(jī)械性能，減輕通常的混凝土部件。
所述的部件可以用于覆蓋需要高耐火水平的建筑物面和結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的方法不僅涉及注塑和生產(chǎn)水泥基元件(作為水硬粘結(jié)料使用的水泥)，不僅考慮它們；而且還考慮利用其它水硬粘結(jié)料的可能性，例如石膏、生石膏、石灰、硅酸鈣。
也可以將幾種粘結(jié)料混合起來。這種母體還可以由與其它骨料，石膏、生石膏、石灰、合成樹脂、聚合物、各種類型的塑料、熱塑性塑料等混合的水泥構(gòu)成。
這種粘結(jié)料含有水泥時(shí)，使用的水泥優(yōu)選地可以是快速凝固水泥，它們具有起始高強(qiáng)度，任何強(qiáng)度的常見硅酸鹽水泥、具有低堿金屬含量的含鋁水泥，一般而言任何類型的水泥，設(shè)計(jì)這種部件時(shí)應(yīng)該考慮選擇其水泥，以便總是保持水硬粘結(jié)料的特性。
這些聚合物例如可以是丙烯酸或合成類型的聚合物、各種類型的樹脂，或任何其它的聚合物，它們可用于改善母體，使生產(chǎn)的部件在這種部件預(yù)期的各種設(shè)計(jì)與性能方面有更高的能力。GRC最后部件不是用于高溫用途，只是用于面板和壁板，或用于不需要特別耐火或高溫的其它用途時(shí)，可以任選地只是添加這些聚合物。
另外，這些其它添加劑特別地可以是加速劑、緩凝劑、乳化劑、起泡劑、封閉空氣劑、穩(wěn)定劑、抗氧化劑、流化劑或增稠劑，例如纖維素、纖維素纖維、任何類型的纖維素氫氧化物、其它化學(xué)增稠劑，還有可用于改善注入漿體粘附性和穩(wěn)定性的淀粉或天然產(chǎn)品，一般而言，任何添加劑目的在于根據(jù)該部件預(yù)料設(shè)計(jì)和性能以及任選的生產(chǎn)要求而使母體改性。
這些增強(qiáng)纖維可以是切斷纖維、整纖維、任何類的切斷增強(qiáng)纖維氈片、連續(xù)纖維氈片，例如SAINT GOBAIN公司銷售的Cem-FIL，紡織織物網(wǎng)。
同樣地，這些增強(qiáng)纖維可以是合成纖維，例如聚酰胺、人造纖維、尼龍、PVA、聚丙烯，一般而言，任何有機(jī)纖維，任何天然纖維(例如椰子樹纖維、處理植物基纖維、纖維素纖維、劍麻纖維)或任何類的合成纖維；無機(jī)纖維，例如碳纖維、玄武巖纖維，一般而言，任何類的無機(jī)纖維；E、Z、C類玻璃纖維或耐堿或AR的玻璃纖維，一般而言，任何組成的所有玻璃纖維；金屬纖維，例如銅、鋼、不銹鋼、鐵、鑄鐵和球墨鑄鐵纖維，一般地，任何金屬類纖維。還可以列舉石墨、硼、陶瓷、玄武巖纖維。
這些其它纖維可以是絕緣纖維，例如巖棉纖維或玻璃纖維。
下表1列出這些部件的某些組成實(shí)例，例如本發(fā)明用GRC制成的部件，并用通常的GRC制成的部件進(jìn)行比較。
表1
在組合中，調(diào)節(jié)不同類型纖維的比例，以便能獲得良好的應(yīng)用性能和達(dá)到不同的機(jī)械強(qiáng)度水平。研究了有關(guān)與母體其它組分相容調(diào)節(jié)的不同類型纖維的組合，以便能夠注塑該混合物而無嚴(yán)重問題。根據(jù)這種注塑部件達(dá)到的理想優(yōu)點(diǎn)或性能，可以使用任何比例的有這種增強(qiáng)作用的材料(纖維)。
優(yōu)選地使用長(zhǎng)12mm的AR玻璃纖維，總質(zhì)量的2-3％。
下面描述一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式；但是，應(yīng)指出它并不限制本發(fā)明。
在稱取這些材料后根據(jù)下述方法進(jìn)行混合逐步往需要的水量添加水泥和砂，達(dá)到砂/水泥比0.8，水/水泥比0.45。進(jìn)行混合直到得到均勻的混合物。添加這些切斷的增強(qiáng)纖維(例如玻璃增強(qiáng)材料)和添加劑，然后進(jìn)行混合直到得到均勻的漿體。
為此，把這種漿體的這些組分加到配備攪拌系統(tǒng)的混合器中，攪拌持續(xù)直到得到均勻的混合物。在壓力容器內(nèi)將混合時(shí)產(chǎn)生的包裹空氣除去。
然后，將這種漿體轉(zhuǎn)移到例如配備適當(dāng)鎖閉系統(tǒng)的容器中，它能夠使該容器內(nèi)部增壓。該容器加有除去氣泡的內(nèi)部系統(tǒng)，該系統(tǒng)基于真空過程，如果必要，還要從外部開始任選地產(chǎn)生震動(dòng)，以便包裹的空氣不會(huì)隨注入漿體加到該模具中。
然后，準(zhǔn)備注塑用模具。為了避免在抽真空步驟期間損失材料，可以在所述孔與這種漿體之間放置濾紙或任何其它常見的過濾系統(tǒng)。例如把濾紙或特定薄膜放在下支持物上面或在該模具上放置套管并設(shè)計(jì)成能很容易取出新部件。優(yōu)選地，另外在該模具中還放置例如具有適當(dāng)形狀的用玻璃纖維制成的增強(qiáng)機(jī)織織物網(wǎng)。
這種模具例如由封閉的模具系統(tǒng)(陽模-陰模)構(gòu)成，例如包括在這種陽模和陰模上九個(gè)孔，它們優(yōu)選地均勻分布并相對(duì)著，通過這些孔注入均勻的漿體和/或進(jìn)行提取。
為了避免系統(tǒng)出現(xiàn)故障，可以在該模具中準(zhǔn)備一個(gè)或多個(gè)漿體排出孔或溢流孔，它們本身配備了能將這些孔閉合的鎖閉機(jī)構(gòu)，從而避免在真空提取水期間壓力下降。
在前面得到的漿體通過這些孔充滿該容器，關(guān)閉并加壓。壓力達(dá)到2.5-3巴后，打開容器漿體排出閥，讓這種材料流到該模具中。
這些溢流孔表明該模具已充滿，開啟真空源，停止注入。為了能真空提取水，一個(gè)或多個(gè)孔的直徑小于或等于1cm，并且直接或間接地與真空提取系統(tǒng)連接。
抽真空的總時(shí)間是15分鐘，它達(dá)到最后的水/水泥比為0.35-0.40。在這個(gè)步驟期間，任選地可以加熱該模具，以加速其固化。
然后，打開該模具，使部件脫模，把這個(gè)部件放到硬化室，達(dá)到該部件所要求的水合和硬化水平。這種硬化在環(huán)境溫度與高于95％相對(duì)濕度的條件下進(jìn)行7天。
權(quán)利要求
1.采用模塑生產(chǎn)用液壓固化母體制成的部件的方法，其特征在于該方法包括下述步驟a)將含有水硬粘結(jié)料和所謂混合水的漿體注入模具中，b)通過抽真空提取混合水，c)新部件脫模。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用模塑生產(chǎn)部件的方法，其特征在于采用注塑容器增壓將這種漿體注入該模具中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的采用模塑生產(chǎn)部件的方法，其特征在于使用蠕動(dòng)泵將這種漿體注入該模具中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的采用模塑生產(chǎn)部件的方法，其特征在于使用壓縮空氣將這種漿體注入該模具中。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的采用模塑生產(chǎn)部件的方法，其特征在于在壓力1.5-4巴的低壓下進(jìn)行注塑。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的采用模塑生產(chǎn)部件的方法，其特征在于在壓力4-30巴的高壓下進(jìn)行注塑。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的采用模塑生產(chǎn)部件的方法，其特征在于在真空提取步驟后的水/水泥比是0.25-0.5。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的采用模塑生產(chǎn)部件的方法，其特征在于該方法能夠得到厚度0.2-5cm的部件。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的采用模塑生產(chǎn)部件的方法，其特征在于真空提取步驟的時(shí)間少于1小時(shí)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的采用模塑生產(chǎn)部件的方法，其特征在于它包括該部件的硬化步驟，該步驟是在相對(duì)濕度90％-100％的條件下進(jìn)行的。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的采用模塑生產(chǎn)部件的方法，其特征在于硬化步驟的總時(shí)間是1-7天。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的采用模塑生產(chǎn)部件的方法，其特征在于這種硬化步驟是在水蒸汽存在下進(jìn)行的。
13.根據(jù)權(quán)利要求10或11中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的采用模塑生產(chǎn)部件的方法，其特征在于這種硬化步驟是在壓力釜中進(jìn)行的。
14.根據(jù)權(quán)利要求1-13中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述方法得到的用液壓固化母體制成的部件，其特征在于所述部件的組成含有以總質(zhì)量計(jì)2-98重量％水硬粘結(jié)料、以總質(zhì)量計(jì)0.1-95重量％砂、以總質(zhì)量計(jì)5-75重量％水、以總質(zhì)量計(jì)0-50重量％增強(qiáng)纖維、以總質(zhì)量計(jì)0-50重量％其它纖維、以總質(zhì)量計(jì)0-75重量％聚合物、以總質(zhì)量計(jì)0-20重量％超塑化劑、以總質(zhì)量計(jì)0-50重量％偏高嶺土。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的用液壓固化母體制成的部件，其特征在于這種水硬粘結(jié)料含有水泥，這種水泥可以是快速凝固水泥，它們具有起始高強(qiáng)度，任何強(qiáng)度的通常硅酸鹽水泥、具有低堿金屬含量的含鋁水泥，一般而言任何類型的水泥，設(shè)計(jì)這種部件時(shí)應(yīng)該考慮選擇其水泥，以便總是保持水硬粘結(jié)料的特性。
16.根據(jù)權(quán)利要求14或15所述的用液壓固化母體制成的部件，其特征在于這些聚合物可以是丙烯酸或合成類的、各種類型的樹脂，或任何其它的聚合物，它們可用于使這種母體改性，使生產(chǎn)的部件在這種部件預(yù)期的各種設(shè)計(jì)與性能方面有更高的能力。
17.根據(jù)權(quán)利要求14-16中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的用液壓固化母體制成的部件，其特征在于它含有其它添加劑，它們可以是加速劑、緩凝劑、乳化劑、起泡劑、封閉空氣劑、穩(wěn)定劑、抗氧化劑、流化劑或增稠劑，例如纖維素、纖維素纖維、任何類型的纖維素氫氧化物、其它化學(xué)增稠劑，還有可用于改善注塑漿體粘附性和穩(wěn)定性的淀粉或天然產(chǎn)品，一般而言，目的在于根據(jù)該部件預(yù)料設(shè)計(jì)和性能要求以及任選的生產(chǎn)要求而使母體改性的任何添加劑。
18.根據(jù)權(quán)利要求14-17中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的用液壓固化母體制成的部件，其特征在于這些增強(qiáng)纖維可以是切斷纖維、整纖維、任何類的切斷增強(qiáng)纖維氈片、連續(xù)纖維氈片，例如Cem-FIL，紡織織物網(wǎng)。
19.根據(jù)權(quán)利要求14-18中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的用液壓固化母體制成的部件，其特征在于這些增強(qiáng)纖維可以是合成纖維，例如聚酰胺、人造纖維、尼龍、PVA、聚丙烯，一般而言，任何類的所有有機(jī)纖維或合成纖維；無機(jī)纖維，例如碳纖維、玄武巖纖維，一般而言，任何類的所有無機(jī)纖維；玻璃纖維，例如E、Z、C、AR，一般而言，任何組成的所有玻璃纖維；金屬纖維，例如銅、鋼、不銹鋼、鐵、鑄鐵、球墨鑄鐵纖維，一般而言，任何的金屬類纖維。
全文摘要
采用模塑生產(chǎn)部件的方法，該方法包括在模具中采用注塑的模塑步驟、真空提取水步驟和新部件脫模步驟。同樣地，本發(fā)明涉及采用所述方法得到的部件。
文檔編號(hào)C04B28/02GK1890072SQ200480036032
公開日2007年1月3日 申請(qǐng)日期2004年10月1日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月3日
發(fā)明者A·P·I·科米諾 申請(qǐng)人:法國(guó)圣戈班韋特羅特斯有限公司