專利名稱：：一種瀝青改性粉煤灰纖維板材的制備技術(shù)的制作方法
技術(shù)領域：
：本發(fā)明涉及一種瀝青改性粉煤灰纖維板材的制備技術(shù)，具體地說，是用瀝青作粘接劑來制備粉煤灰纖維板材，以及這種技術(shù)的工藝方法。技術(shù)背景目前，粉煤灰在建材領域己得到廣泛應用，尤以干排粉煤灰的利用較顯著，而濕排粉煤灰由于其含渣量高，粒度較粗等，致使其應用受到很大限制，僅局限于回填、筑路、制磚等工程。針對建材行業(yè)當前使用粉煤灰需分級的現(xiàn)狀，我們進行了多方面的研究，在粉煤灰原料選擇上，無需分級灰，不管電廠干排灰、濕排灰，爐底灰和煤渣等均可使用。根據(jù)各煤種的化學性能，經(jīng)過選型配比，運用工程化、配套化，機械化的流水線生產(chǎn)工藝，將粉煤灰轉(zhuǎn)化成防火保溫纖維棉，再經(jīng)深加工制做高檔、新型、防火、節(jié)能系列建材產(chǎn)品粉煤灰纖維棉保溫制品、粉煤灰纖維棉半硬板鋼絲網(wǎng)三維復合板、粉煤灰纖維棉防火吊頂吸聲板、粉煤灰纖維棉高強度多用途防火墻板。不同燃煤的灰分化學成分有一定差異，顆粒細，具有火山灰活性，其化學物理性能波動較小，而排放量比較集中，是適于開發(fā)利用的一種工業(yè)廢料。將含量70%左右的粉煤灰和其它輔料在高溫熔爐內(nèi)熔為液態(tài)，用離心力和高壓載能氣體將熔體制成很細的灰白色纖維，直徑約36Mm，就是粉煤灰纖維棉。這種棉含渣量較高(約12%)，可用于生產(chǎn)一般工業(yè)用保溫管和保溫半硬板。將這種棉經(jīng)過疏理，除去約80%的渣球，再經(jīng)過造粒，能制成當量直徑約612ram的顆粒制品，稱為粉煤灰粒狀棉)，主要可作為填充料、噴涂原料或精制原料，它含渣量約《2.4%。計量和運輸方便，將粒狀棉經(jīng)過專用設備進行數(shù)十道工序加工，就成為多功能的高檔裝飾建材——粉煤灰纖維棉裝飾吸聲板。這些制品纖維之間存在著大量的空氣間隙，因而具有優(yōu)良的絕熱性能，尤其是吸聲板具有裝飾、吸聲、保溫、隔熱、防火、阻燃、質(zhì)輕等多種功效，可廣泛用于賓館、飯店、辦公樓、寫字間、影劇院、大型商場、家庭居室等各類工、民、建筑裝飾吊頂、特別是對消除高層建筑的火災隱患，具有顯著的技術(shù)優(yōu)勢，加之原料易得，價格低廉。在國內(nèi)外已成為吊頂材料的首選產(chǎn)品。隨著高等級公路交通量大、渠化交通明顯、車速高、軸載日趨重型化，因此對道路的要求也愈來愈高，不但要求路面有足夠的強度、穩(wěn)定性、抗滑性、平整性，而且還要求有良好的耐久性，保證公路使用期內(nèi)各項指標在先期不致于明顯降低，確保車輛安全、舒適、快捷通行。對瀝青路面而言，為達到上述要求，除了合理的路面結(jié)構(gòu)設計，嚴格的施工質(zhì)量之外，高性能的瀝青是必不可少的重要條件。但是我國生產(chǎn)的重交通瀝青的品質(zhì)和數(shù)量遠遠不能滿足高等級道路建設的需要。因此對瀝青進行改性，研究高性能的改性瀝青己勢在必行。目前國內(nèi)外對改性瀝青的研究，大多數(shù)是聚合物瀝青改性劑，如目前國內(nèi)采用最多的SBS及PE等。由于存在與瀝青難以相溶的問題，這一改性方法決定了在生產(chǎn)和工藝設備方面上，要求有較大的投資，如特殊的剪切設備和較高的能源消耗等，以促使改性劑與瀝青能夠充分溶合。在運輸和存儲上，則需要加熱保溫和不間斷攪拌，防止改性劑與瀝青的分層與離析，用戶使用十分不便，從而在一定程度上限制了改性瀝青的應用。目前國內(nèi)己實現(xiàn)粉煤灰纖化技術(shù)，生產(chǎn)中將粉煤灰或高爐燃燒后的固態(tài)殘留物添加必要的助劑和水，經(jīng)攪拌和造粒后在高溫下熔化，再經(jīng)過加壓，由多級輥輪離心甩出成絲，通過冷卻和表面處理，制得無機粉煤灰纖維。這種纖維已被應用于工業(yè)保溫材料，和制造無機纖維紙漿部分替代木纖維紙漿應用在造紙工業(yè)。進一步合理利用這種從廢棄物制備的無機纖維，變廢為寶具有重要的戰(zhàn)略意義和經(jīng)濟價值。中國專利CN1393609公開了一種防火板材及其制造方法，其是一種以至少包含由取料步驟、喂料步驟、裁切步驟、定型步驟及烘干步驟而制成一種以聚酯絲為基材，且于基材外部及內(nèi)部纖維間隙完全填充礦質(zhì)填充材料，而構(gòu)成的高結(jié)構(gòu)強度，并具有隔音、隔熱等功效的防火板材。中國專利CN1459431公開了導電纖維增強硅酸鈣板，該發(fā)明的產(chǎn)品形狀是板材，它包括下述重量份的原料石英粉30-50份、導電碳黑1-IO份、消石灰25-45份、增強纖維8-13份。它具有良好的導電性能、防靜龜、可吸收電磁波及強度高等優(yōu)點。中國專利CN1457965公開了一種仿生強化板材的方法，它是以農(nóng)作物秸稈為主要原料生產(chǎn)加工非木質(zhì)纖維板的技術(shù)。其技術(shù)要點是采用半干法，根據(jù)成品的用途選取不同類別、不同規(guī)格及結(jié)構(gòu)的坯料，經(jīng)霧化法施膠后采用同工位或流水異位鋪裝，然后壓制成型。在鋪裝過程中，采用不同規(guī)格的坯料邊霧化噴膠邊鋪裝，并逐層預壓。各層的分布為中間為加筋層，加筋層的兩邊依次為粗料層，細料層，所述的膠為雙醛淀粉、蛋白絡合物，或者選擇水溶性高分子樹脂加工成的聚合粘結(jié)劑。中國專利CN1450017公開了一種環(huán)保型無機內(nèi)外干墻板制造工藝和配方，該發(fā)明是一種由氯化鎂、氧化鎂、長纖維紙漿，防反鹵劑，防粘劑、增強增韌劑配方組成。經(jīng)過物料混合、存化、多次輥壓、固化、脫模、養(yǎng)護、修邊、水洗、干燥、表面滲防水層、包裝、入庫等工藝制成一種完全環(huán)保的內(nèi)外墻裝飾板材，他的特點是重量輕，可釘、可刨、可粘貼，不含玻璃纖維、石棉、礦棉等有害成份，但能保證板材有足夠的強度，運輸方便，手感和感觀非常好，還可以進行機械化生產(chǎn)及表面壓花紋流水線生產(chǎn)。克服了通常氯化鎂、氧化鎂為基料的內(nèi)外墻板。玻纖外露，質(zhì)感像瓦片，<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>衣凹rwm多個目s人力JM吳"L微m土廣漢恢衣uu〗K七y瓜/Ns^土廣tr」眠尼、。中國專利CN1408671公開了一種耐高溫高強高密度硅酸鈣板的制法，以結(jié)晶硅微粉、非晶硅微粉、鈣質(zhì)原料、礦物添料、纖維材料為原料，以Ca0:Si02摩爾比為0.951.05配料，然后加入18%纖維材料,012%的礦物添料，混合后用壓型法或澆注法制成板材或塊材，將板材或塊材送到蒸養(yǎng)釜在19(TC20(TC的飽和水蒸汽條件下蒸養(yǎng)620小時，在100°C180"熱風中烘干至含水5%以下，即為成品。中國專利CN1141992公開了一種輕質(zhì)隔聲爐渣混凝土建筑板材，該發(fā)明屬于一種以爐渣為主要原料的輕質(zhì)隔聲建筑板材，它主要由爐渣混凝土基材和增強材構(gòu)成，其特征在于所述爐渣混凝土基材的主要組分的份數(shù)按其重量份數(shù)分別為爐渣100，膠凝材料10—35，防水劑0.1—1，調(diào)節(jié)劑0.1—1，水15—35，所述增強材為玻璃纖維、鋼筋或無紡布。中國專利CN1162520公開了一種陶粒輕質(zhì)墻板及其制造工藝，該發(fā)明涉及一種建筑材料，特別是墻體材料。它是以水泥為膠凝劑，以陶粒為骨料，以膨脹珍珠巖為填充料，加入特制的建筑膠水，并在面層用抗堿玻璃纖維網(wǎng)增強，經(jīng)特殊工序制成。中國專利CN85107095公開了一種竹纖維增強復合材料，該發(fā)明提出用竹塑復合材料替代木材和鋼材，制做各種類型的板材和型材，并且提出用竹塑復合材料代替玻璃纖維，制造增強的人造大理石、石膏制品、混凝土、瀝青防水材料和人造板。中國專利CN1048003公開了一種多元性復合板材的制造方法，尤指一種兼具有高強度、耐震性、隔熱性及隔音性等特性之復板材的制造方法；其主要過程是將人造纖維預制成纖維布，再將該纖維布用預先調(diào)制均勻的混合浸料浸漬，再經(jīng)中和、烘干、滾壓、貼合及再次滾壓，而制成一種復合板材。本發(fā)明的創(chuàng)新點在于利用工業(yè)廢棄物粉煤灰制成的纖維，有利于環(huán)境保護；櫪青分為石油瀝青和煤瀝青，石油瀝青因硫含量小、性能好，得到廣泛應用，而煤瀝青含量高、性能差，應用范圍較少，屬于工業(yè)廢棄物，本技術(shù)能使煤瀝青得到應用，有利于環(huán)境保護；瀝青粘接性好，能將粉煤灰纖維表面粘接，同時瀝青也填充了粉煤灰纖維的間隙，有利于粉煤灰纖維板材密度和強度的提高。后用于制造板材，有利于成型，同時也使制成的板材強度大大提高；瀝青改性后的粉煤灰纖維板材表面具有疏水性，板材耐水性好。
發(fā)明內(nèi)容一種瀝青改性粉煤灰纖維板材的制備技術(shù)，其特征在于，先將瀝青制備成一定濃度的溶液，瀝青溶液的制備方法將溶劑加熱到一定的溫度，再將瀝青加入到加熱的溶劑中，攪拌使瀝青完全溶解。將粉煤灰纖維加熱到80-120°C，將瀝青溶液均勻地噴灑到粉煤灰纖維上，再將粉煤灰纖維在一定的溫度、一定的壓強下進行熱壓成型，脫模后自然涼干，即得到瀝青改性粉煤灰纖維板材。所述的瀝青，可以是煤瀝青，也可以是石油瀝青。所述的溶劑可以是N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺中的一種或兩種以上。所述的溶劑加熱的溫度為60-120°C，最優(yōu)選溫度為80-IO(TC。所述的瀝青在溶劑中的質(zhì)量含量為20~50%。所述的瀝青溶液噴灑用量為干態(tài)粉煤灰纖維質(zhì)量的0.5—5%。所述的粉煤灰纖維熱壓成形溫度為130-180°C。所述的粉煤灰纖維熱壓成形壓力為0.5—10MPa。將所制備的瀝青改性粉煤灰纖維板材，參照ISO1183-2-2004方法測定密度；參照GB/T1964-1996方法制樣并進行壓縮強度測試；參照GB/T1843-1996方法制樣并進行沖擊強度測試；參照GB/T1446-2005方法制樣并進行拉伸強度測試。本發(fā)明以瀝青改性粉煤灰纖維制備板材，所得樣品的密度750850kg/m3;壓縮強度8.09.0MPa;沖擊強度1.01.2(kj/m2);拉伸強度0.500.65MPa。用本技術(shù)制備的瀝青改性粉煤灰纖維板材，有較好的沖擊強度、壓縮強度、拉伸強度等力學性能，可用作裝飾材料、保溫材料。具體實施方式實施例1在10L帶攪拌的反應釜中加入5kgN,N-二甲基甲酰胺，開啟攪拌，并開始加熱，當溫度升至120'C時，將2kg煤瀝青加入到反應釜中，攪拌使煤瀝青完全溶解，得到瀝青溶液6.25kg。將1250kg粉煤灰纖維加熱到120。C，然后均勻地噴灑上述制備的6.25kg瀝青溶液，再放入0.5mX0.5m?？蛑?，在18(TC、lOMPa的壓力下熱壓成型，得到尺寸為0.5mX0.5m、厚度為0.03m的粉煤灰纖維板材192塊，總重量1218kg，脫模后自然涼干，即得到瀝青改性粉煤灰纖維板材。將粉煤灰纖維板材依照ISO1183-2-2004方法測定密度；依照GB/T1964-1996、GB/T1843-1996、GB/T1446-2005等制成樣條，分別測試壓縮強度、沖擊強度和拉伸強度，數(shù)據(jù)列于表l。表1瀝青改性粉煤灰纖維板材力學性能瀝青改性粉煤灰纖維板材密度(kg/m3)壓縮強度(MPa)沖擊強度(kJ/m2)拉伸強度(MPa)No.l8468.591.160.61實施例2在50L帶攪拌的反應釜中加入20kgN，N-二甲基乙酰胺，開啟攪拌，并開始加熱，當溫度升至6(TC時，將5kg石油瀝青加入到反應釜中，攪拌使石油瀝青完全溶解，得到瀝青溶液24,2kg。將1000kg粉煤灰纖維加熱到90°C，然后均勻地噴灑上述制備的24.2kg瀝青溶液，再放入0.5mX0.5m?？蛑校?6(TC、6MPa的壓力下熱壓成型，得到尺寸為0.5mX0.5m、厚度為0.03m的粉煤灰纖維板材156塊，總重量958kg，脫模后自然涼干，即得到瀝青改性粉煤灰纖維板材。將粉煤灰纖維板材依照ISO1183-2-2004方法測定密度；依照GB/T1964-1996、GB/T1843-1996、GB/T1446-2005等制成樣條，分別測試壓縮強度、沖擊強度和拉伸強度，數(shù)據(jù)列于表2。表2瀝青改性粉煤灰纖維板材力學性能<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>實施例3在50L帶攪拌的反應釜中加入30kgN,N-二甲基甲酰胺，開啟攪拌，并開始加熱，當溫度升至IO(TC時，將15kg煤瀝青加入到反應釜中，攪拌使煤瀝青完全溶解，得到瀝青溶液43.8kg。將880kg粉煤灰纖維加熱到105°C，然后均勻地噴灑上述制備的43.8kg瀝青溶液，再放入0.5mX0.5m模框中，在170。C、3MPa的壓力下熱壓成型，得到尺寸為0.5mX0.5m、厚度為0.03m的粉煤灰纖維板材148塊，總重量864kg，脫模后自然涼干，即得到瀝青改性粉煤灰纖維板材。將粉煤灰纖維板材依照ISO1183-2-2004方法測定密度；依照GB/T1964-1996、GB/T1843-1996、GB/T1446-2005等制成樣條，分別測試壓縮強度、沖擊強度和拉伸強度，數(shù)據(jù)列于表3。表3瀝青改性粉煤灰纖維板材力學性能<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>No.37798.131.060.52實施例4在50L帶攪拌的反應釜中加入25kgN，N-二甲基乙酰胺，開啟攪拌，并開始加熱，當溫度升至90。C時，將20kg石油瀝青加入到反應釜中，攪拌使石油瀝青完全溶解，得到瀝青溶液43.6kg。將1200kg粉煤灰纖維加熱到95"C，然后均勻地噴灑上述制備的43.6kg瀝青溶液，再放入0.5mX0.5m?？蛑?，在140°C、2MPa的壓力下熱壓成型，得到尺寸為0.5mX0.5m、厚度為0.03m的粉煤灰纖維板材204塊，總重量1176kg，脫模后自然涼干，即得到瀝青改性粉煤灰纖維板材。將粉煤灰纖維板材依照ISO1183-2-2004方法測定密度；依照GB/T1964-1996、GB/T1843-1996、GB/T1446-2005等制成樣條，分別測試壓縮強度、沖擊強度和拉伸強度，數(shù)據(jù)列于表4。表4瀝青改性粉煤灰纖維板材力學性能瀝青改性粉煤灰纖維板材密度(kg/m3)壓縮強度(MPa)沖擊強度(kJ/m2)拉伸強度(MPa)No.47698.011.040.51實施例5在50L帶攪拌的反應釜中加入28kgN，N-二甲基甲酰胺，開啟攪拌，并開始加熱，當溫度升至ll(TC時，將12kg煤瀝青加入到反應釜中，攪拌使煤瀝青完全溶解，得到瀝青溶液38.4kg。將1050kg粉煤灰纖維加熱到ll(TC，然后均勻地噴灑上述制備的38.4kg瀝青溶液，再放入0.5mX0.5m?？蛑?，在130。C、9MPa的壓力下熱壓成型，得到尺寸為0.5mX0.5m、厚度為0.03m的粉煤灰纖維板材164塊，總重量1028kg，脫模后自然涼干，即得到瀝青改性粉煤灰纖維板材。將粉煤灰纖維板材依照ISO1183-2-2004方法測定密度；依照GB/T1964-1996、GB/T1843-1996、GB/T1446-2005等制成樣條，分別測試壓縮強度、沖擊強度和拉伸強度，數(shù)據(jù)列于表5。表5瀝青改性粉煤灰纖維板材力學性能瀝青改性粉煤灰纖維板材密度(kg/m3)壓縮強度(MPa)沖擊強度(kJ/m2)拉伸強度(MPa)No.58368.471.130.59實施例6在50L帶攪拌的反應釜中加入12kgN,N-二甲基乙酰胺，開啟攪拌，并開始加熱，當溫度升至85"C時，將10kg石油瀝青加入到反應釜中，攪拌使石油瀝青完全溶解，'得到瀝青溶液21.4kg。將1080kg粉煤灰纖維加熱到80°C，然后均勻地噴灑上述制備的21.4kg瀝青溶液，再放入0.5mX0.5m?？蛑?，在150'C、7MPa的壓力下熱壓成型，得到尺寸為0.5mX0.5m、厚度為0.03m的粉煤灰纖維板材172塊，總重量1062kg，脫模后自然涼干，即得到瀝青改性粉煤灰纖維板材。將粉煤灰纖維板材依照ISO1183-2-2004方法測定密度；依照GB/T1964-1996、GB/T1843-1996、GB/T1446-2005等制成樣條，分別測試壓縮強度、沖擊強度和拉伸強度，數(shù)據(jù)列于表6。表6瀝青改性粉煤灰纖維板材力學性能瀝青改性粉煤灰纖維板材密度(kg/m3)壓縮強度(MPa)沖擊強度(kJ/m2)拉伸強度(MPa)No.68248.461.130.58權(quán)利要求1.一種瀝青改性粉煤灰纖維板材的制備技術(shù)，其特征在于，先將瀝青制備成一定濃度的溶液，瀝青溶液的制備方法將溶劑加熱到一定的溫度，再將瀝青加入到加熱的溶劑中，攪拌使瀝青完全溶解。將粉煤灰纖維加熱到80--120℃，將瀝青溶液均勻地噴灑到粉煤灰纖維上，再將粉煤灰纖維在一定的溫度、一定的壓強下進行熱壓成型，脫模后自然涼干，即得到瀝青改性粉煤灰纖維板材。2.權(quán)利要求1中所述的瀝青，可以是煤瀝青，也可以是石油瀝青3.權(quán)利要求1中所述的溶劑可以是N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺中的一種或兩種以上。4.權(quán)利要求1中所述的溶劑加熱的溫度為60-120°C，最優(yōu)選溫度為80—ixxrc。5.權(quán)利要求1中所述的瀝青在溶劑中的質(zhì)量含量為20—50%。6.權(quán)利要求1中所述的瀝青溶液噴灑用量為干態(tài)粉煤灰纖維質(zhì)量的0.5—5%。7.權(quán)利要求1中所述的粉煤灰纖維熱壓成形溫度為130-18(TC。8.權(quán)利要求1中所述的粉煤灰纖維熱壓成形壓力為0.5—10MPa。\全文摘要一種瀝青改性粉煤灰纖維板材的制備技術(shù)，其特征在于，先將瀝青制備成一定濃度的溶液，瀝青溶液的制備方法將溶劑加熱到一定的溫度，再將瀝青加入到加熱的溶劑中，攪拌使瀝青完全溶解。將粉煤灰纖維加熱到80-120℃，將瀝青溶液均勻地噴灑到粉煤灰纖維上，再將粉煤灰纖維在一定的溫度、一定的壓強下進行熱壓成型，脫模后自然涼干，即得到瀝青改性粉煤灰纖維板材。用本技術(shù)制備的瀝青改性粉煤灰纖維板材，有較好的沖擊強度、壓縮強度、拉伸強度，可用作裝飾材料。文檔編號B28B3/00GK101249664SQ20081003503公開日2008年8月27日申請日期2008年3月24日優(yōu)先權(quán)日2008年3月24日發(fā)明者王彥華,章圣苗,陳建定申請人:華東理工大學