一種利用鋁型材廢渣制備人造樹(shù)脂型大理石方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種利用鋁型材廢渣制備人造樹(shù)脂型大理石方法。該方法將鋁型材廢渣在580℃‐650℃范圍煅燒半小時(shí)到1個(gè)小時(shí)，再進(jìn)行研磨分散。在研磨分散過(guò)程中加入的正戊醇作為分散劑和苯乙烯作為改性劑。按重量百分比，將40目碳酸鈣粉料10‐25％：80目碳酸鈣粉料45‐70％、100目碳酸鈣粉料10‐15％、1250目超細(xì)碳酸鈣粉1‐6％：處理后的廢渣粉1‐12％、間苯新戊二醇型不飽和聚酯6‐10％攪拌混合均勻，經(jīng)澆注成型、恒溫固化后，切割、表面拋光，制得樹(shù)脂型人造大理石。所制得樹(shù)脂型人造大理石彎曲強(qiáng)度好，表面硬度高，耐磨性高。
【專利說(shuō)明】一種利用鋁型材廢渣制備人造樹(shù)脂型大理石方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種樹(shù)脂型人造大理石，特別是涉及一種利用鋁型材廢渣作為部分代 替填料制備人造樹(shù)脂型大理石方法。該方法制備的樹(shù)脂型人造大理石，所制得樹(shù)脂型人造 大理石表面硬度高，耐磨性高。

【背景技術(shù)】
[0002] 樹(shù)脂型人造大理石主要是以不飽和聚酯為粘結(jié)劑，加入各種填料、顏料、固化劑以 及引發(fā)劑，經(jīng)攪拌、成型、固化、切割、拋光而制成的石材制品。人造石以其色彩艷麗、光潔度 高、顏色均勻一致、抗壓耐磨、韌性好、設(shè)計(jì)性靈活等特點(diǎn)得到迅速發(fā)展。人造大理石生產(chǎn)使 用大量的優(yōu)質(zhì)碳酸鈣礦物填料，且碳酸鈣的硬度和耐磨性都不是很好。一些學(xué)者在改進(jìn)樹(shù) 脂型人造石硬度方面也做了些研究。張曉瑩采用具有高強(qiáng)韌性的不飽和聚酯樹(shù)脂改善樹(shù)脂 型人造石硬度差的問(wèn)題。（張曉瑩，朱瀛波，管俊芳等.改性二水脫硫石膏粉填充樹(shù)脂基 人造大理石的應(yīng)用研究[J].非金屬礦，2008, 31(06) :46 -48);張丹等以Mg(0H)2為填料， 通過(guò)采用篩選出的合理的粉料級(jí)配及填料樹(shù)脂比，可提高聚酯基人造大理石的硬度。（張 丹，余海軍，李三喜.聚酯型人造大理石的制備[J].遼寧化工，2007, 36(02) :86 - 87)。 因此，在改善人造石材表面硬度方面，可以從選擇高強(qiáng)韌性的不飽和聚酯樹(shù)脂或強(qiáng)度高的 填料，可以提商樹(shù)脂人造石的表面硬度，但兩種方法均會(huì)大幅提商人造石制造成本。
[0003] 另一方面，國(guó)內(nèi)大部分鋁型材生產(chǎn)企業(yè)為了獲得細(xì)膩的表面處理效果，表面處理 工藝采用含氟工藝。含氟廢水中含有一定量的鋁離子、氟離子、有機(jī)物等，通常的處理辦法 是加入石灰生成氫氧化鋁、氟化鈣。廢渣的主要成分為氫氧化鋁、氟化鈣和氫氧化鈣。沉淀 通過(guò)壓濾，得到含水量為70%左右的濕污泥。其年生產(chǎn)量二十萬(wàn)噸的鋁型材企業(yè)每年排放 約5000噸。目前大多數(shù)工廠都還沒(méi)有找到一種比較合適的方法處理這種廢渣，大多數(shù)的做 法是花錢(qián)采用填埋的方法處理。這不僅浪費(fèi)資源，侵占有限的土地資源，且污染環(huán)境。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種利用鋁型材廢渣作為部分代替填料制備人造樹(shù)脂型 大理石方法。該方法所制得樹(shù)脂型人造大理石表面硬度高，耐磨性高。
[0005] 本發(fā)明目的通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
[0006] 一種利用鋁型材廢渣制備人造樹(shù)脂型大理石方法，包括如下步驟：
[0007] (1)將鋁型材廢渣在580°C - 650°C范圍煅燒半小時(shí)到1個(gè)小時(shí)，再進(jìn)行研磨分 散；以鋁型材廢渣重量計(jì)，在研磨分散過(guò)程中加入〇. 1%。- 0. 5%。的正戊醇作為分散劑和 0. 5%。- 1%。苯乙烯作為改性劑；
[0008] (2)按重量百分比計(jì)，將40目碳酸鈣粉料10 - 25%、80目碳酸鈣粉料45 - 70%、 100目碳酸鈣粉料10 - 15%、1250目超細(xì)碳酸鈣粉1 - 6%、廢渣粉1 - 12%、間苯新戊二醇 型不飽和聚酯6 - 10%攪拌混合均勻，經(jīng)成型，固化，切割，拋光，制得樹(shù)脂型人造大理石。
[0009] 優(yōu)選地，所述鋁型材廢渣是鋁型材生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)鋁型材表面進(jìn)行表面處理所得酸 性廢水經(jīng)過(guò)中和所得含氟鋁型材廢渣，按質(zhì)量百分比計(jì)，主要成分為氫氧化鋁90 - 98%，氟 化隹丐〇· 5 - 2 %，氫氧化|丐L 5 - 8 %。
[0010] 經(jīng)過(guò)研磨分散后的改性廢渣粉體的細(xì)度為〇. 5 -1. 0微米，且易于在不飽和樹(shù)脂中 分散。
[0011] 所述成型將混合均勻后的混合料澆注至的1000 -2000mmX 1000 -2000mmX 1000 -20 00mm鋼模內(nèi)，制成一大塊方形述料。
[0012] 所述固化將大塊方形坯料在溫度100°C - 150°C范圍內(nèi)固化。
[0013] 所述切割將大塊方形坯料切割成300 - 2000mmX300 - 2000mmX 10 - 30mm的板狀 材料。
[0014] 所述拋光將切割出的板狀材料的表面經(jīng)機(jī)械拋光至鏡像光澤度大于65。
[0015] 鋁型材廢渣是鋁型材廠采用石灰中和酸性廢水得到微小顆粒的氫氧化鋁，自然沉 淀所需時(shí)間長(zhǎng)。為了加快中和所形成的氫氧化鋁的沉淀，在廢水沉淀池中加入了一定量的 聚丙烯酰胺絮凝劑。絮凝劑使得微小顆粒的氫氧化鋁發(fā)生團(tuán)聚，不利于其在有機(jī)樹(shù)脂材料 中的分散，極大影響了其作為人造大理石的填料。
[0016] 現(xiàn)有利用廢棄物制備人造石的研究，都簡(jiǎn)單地將廢物烘干研磨分散后，通過(guò)大幅 提高樹(shù)脂的用量來(lái)解決粉體的分散問(wèn)題。這樣不僅提高樹(shù)脂用量，降低人造石的強(qiáng)度和表 面硬度和耐磨度，無(wú)法發(fā)揮出鋁型材廢粉可提高人造石性能的作用，只是將其簡(jiǎn)單當(dāng)作普 通的填料之一。本發(fā)明將得到的廢渣在580°c - 650°C范圍煅燒半小時(shí)到1個(gè)小時(shí)，去除 廢渣中聚丙烯酰胺絮凝劑等有機(jī)雜質(zhì)。廢渣中的氫氧化鋁是通過(guò)化學(xué)中和沉淀所得，其 顆粒非常細(xì)小，將會(huì)極大影響其在不飽和樹(shù)脂中的分散，使用時(shí)需要加入較多的不飽和樹(shù) 脂分散，從而影響到人造石的性能。本發(fā)明在對(duì)煅燒后的廢渣進(jìn)行研磨分散過(guò)程中加入 0. 1%。- 0. 5%。的正戊醇作為分散劑和0. 5%。- 1%。苯乙烯作為改性劑，經(jīng)過(guò)研磨充分分散后 的改性廢渣粉體的細(xì)度為0. 5 -1. 0微米，經(jīng)過(guò)改性后的廢渣粉體與不飽和樹(shù)脂有較好的親 和性，易于在不飽和樹(shù)脂中分散，不用增加不飽和樹(shù)脂用量。不飽和樹(shù)脂的用量增加將影響 人造石的彎曲強(qiáng)度、表面硬度和耐磨性。
[0017] 本發(fā)明利用鋁型材廢渣研磨分散的粉體取代部分1250目超細(xì)碳酸鈣粉體，不同 細(xì)度的粉體之間合理搭配使用，顯著增加人造大理石的致密度，提高其彎曲強(qiáng)度；還可利用 其硬度高于碳酸鈣的特點(diǎn)，明顯提高樹(shù)脂型人造大理石表面硬度和耐磨性，效果非常顯著。 遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了本領(lǐng)域技術(shù)人員的預(yù)期，本發(fā)明不僅可促進(jìn)鋁型材廢渣的綜合利用，變廢為寶， 還可提高人造大理石的彎曲強(qiáng)度、表面硬度和耐磨度。
[0018] 本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果：
[0019] (1)本發(fā)明將鋁型材廢渣經(jīng)過(guò)高溫煅燒后，再加入適量的正戊醇作為分散劑和苯 乙烯作為改性劑廢渣進(jìn)行研磨分散。經(jīng)過(guò)研磨分散后的廢渣粉體細(xì)度在〇. 5 -1. 0微米，且 易于在不飽和樹(shù)脂中分散，不用增加不飽和樹(shù)脂用量。不飽和樹(shù)脂用量提高，將影響人造石 的彎曲強(qiáng)度、表面硬度和耐磨性。利用該粉體取代部分1250目超細(xì)碳酸鈣粉體，不同細(xì)度 的粉體之間合理搭配使用，可增加人造大理石的致密度，提高其彎曲強(qiáng)度；還可利用其硬度 高于碳酸鈣的特點(diǎn)，提高樹(shù)脂型人造大理石表面硬度和耐磨性。
[0020] ⑵本發(fā)明利用了難以處理，數(shù)量巨大的鋁型材表面處理含氟酸性廢水處理廢渣， 有利于環(huán)境保護(hù)，變廢為寶。

【具體實(shí)施方式】
[0021] 以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，但本發(fā)明要求保護(hù)的范圍并不局限于實(shí) 施例表述的范圍。
[0022] 實(shí)施例1
[0023] -種利用鋁型材廢渣作為部分代替填料制備人造樹(shù)脂型大理石方法，包括如下步 驟和工藝條件：
[0024] (1)鋁型材廢渣是鋁型材生產(chǎn)表面處理所得含氟酸性廢水經(jīng)過(guò)中和所得，其主要 成分為氫氧化鋁98% (重量百分比），氟化鈣0.5% (重量百分比），氫氧化鈣1.5 % (重量 百分比）。將鋁型材廢渣在650°C范圍煅燒半小時(shí)，再進(jìn)行研磨分散。在研磨分散過(guò)程中加 入鋁型材廢渣重量〇. 5%。的正戊醇作為分散劑和1%。苯乙烯作為改性劑。經(jīng)過(guò)研磨分散后 的廢渣粉體細(xì)度為〇. 5微米，且易于在不飽和樹(shù)脂中分散；
[0025] (2)用處理后廢渣粉取代部分1250目超細(xì)碳酸鈣粉。按重量百分比，將40目碳 酸鈣粉料10% (重量百分比）：80目碳酸鈣粉料54% : 100目碳酸鈣粉料15% :1250目超 細(xì)碳酸鈣粉1% :處理后的廢渣粉12% :間苯新戊二醇型不飽和聚酯8%稱量后攪拌混合均 勻，經(jīng)澆注成型、l〇〇°C恒溫固化后，切割成400mmX 400mmX 15mm，表面經(jīng)拋光至鏡像光澤度 為65。參照DB44/T768 - 2010《樹(shù)脂型人造石板材》標(biāo)準(zhǔn)對(duì)人造石板材的表面硬度和耐磨 度進(jìn)行測(cè)試。該方法所制得樹(shù)脂型人造大理的彎曲強(qiáng)度為28MPa，表面硬度為5、耐磨度為 15。
[0026] 對(duì)比樣不摻鋁型材廢渣粉：按重量百分比，將40目碳酸鈣粉料10% (重量百分 比）：80目碳酸鈣粉料54% :100目碳酸鈣粉料15% :1250目超細(xì)碳酸鈣粉13% :間苯 新戊二醇型不飽和聚酯8%稱量后攪拌混合均勻，經(jīng)澆注成型、10(TC恒溫固化后，切割成 400mmX400mmX15mm，表面經(jīng)拋光至鏡像光澤度為65。參照DB44/T768 - 2010《樹(shù)脂型人 造石板材》標(biāo)準(zhǔn)對(duì)人造石板材的表面硬度和耐磨度進(jìn)行測(cè)試。該方法所制得樹(shù)脂型人造大 理的彎曲強(qiáng)度為22MPa，表面硬度為3、耐磨度為10。實(shí)施例1利用部分鋁型材廢渣粉取代 1250目碳酸鈣超細(xì)粉所制得的人造大理石的彎曲強(qiáng)度，表面硬度和耐磨度明顯優(yōu)于對(duì)比樣 不摻鋁型材廢渣粉。
[0027] 本發(fā)明將鋁型材廢渣經(jīng)過(guò)高溫煅燒后，再加入適量的正戊醇作為分散劑和苯乙烯 作為改性劑廢渣進(jìn)行研磨分散。經(jīng)過(guò)研磨分散后的廢渣粉體細(xì)度在〇. 5 -1. 0微米，且易于 在不飽和樹(shù)脂中分散，不用增加不飽和樹(shù)脂用量。不飽和樹(shù)脂用量提高，將影響人造石的彎 曲強(qiáng)度、表面硬度和耐磨性。利用該粉體取代部分1250目超細(xì)碳酸鈣粉體，不同細(xì)度的粉 體之間合理搭配使用，可增加人造大理石的致密度，提高其彎曲強(qiáng)度；還可利用其硬度高于 碳酸鈣的特點(diǎn)，提高樹(shù)脂型人造大理石表面硬度和耐磨性。本發(fā)明所得樹(shù)脂型人造大理石 的彎曲強(qiáng)度、表面硬度、耐磨度都明顯增加，顯著增加其品質(zhì)。本發(fā)明利用了難以處理，數(shù)量 巨大的鋁型材表面處理含氟酸性廢水處理廢渣，有利于環(huán)境保護(hù)，變廢為寶。
[0028] 實(shí)施例2
[0029] -種利用鋁型材廢渣作為部分代替填料制備人造樹(shù)脂型大理石方法，包括如下步 驟和工藝條件：
[0030] (1)鋁型材廢渣是鋁型材生產(chǎn)表面處理所得含氟酸性廢水經(jīng)過(guò)中和所得，其主要 成分為氫氧化鋁90% (重量百分比），氟化鈣2% (重量百分比），氫氧化鈣8% (重量百分 比）。將鋁型材廢渣在580°C范圍煅燒1個(gè)小時(shí)，再進(jìn)行研磨分散。在研磨分散過(guò)程中加入 加入鋁型材廢渣重量〇. 1%。的正戊醇作為分散劑和0. 5%。苯乙烯作為改性劑。經(jīng)過(guò)研磨分 散后的廢渣粉體細(xì)度為1. 0微米，且易于在不飽和樹(shù)脂中分散；
[0031] (2)用處理后廢渣粉取代部分1250目超細(xì)碳酸鈣粉。按重量百分比，將40目碳 酸鈣粉料15% (重量百分比）：80目碳酸鈣粉料45 % : 100目碳酸鈣粉料15 % :1250目超 細(xì)碳酸鈣粉6% :處理后的廢渣粉9% :間苯新戊二醇型不飽和聚酯10%稱量后攪拌混合均 勻，經(jīng)澆注成型、150°C恒溫固化后，切割成1000mmX 1000mmX 15mm，表面經(jīng)拋光至鏡像光澤 度大于65。參照DB44/T768 - 2010《樹(shù)脂型人造石板材》標(biāo)準(zhǔn)對(duì)人造石板材的表面硬度和 耐磨度進(jìn)行測(cè)試。該方法所制得樹(shù)脂型人造大理的彎曲強(qiáng)度為25MPa，表面硬度為4、耐磨 度為14。
[0032] 對(duì)比樣不摻鋁型材廢渣粉：按重量百分比，將40目碳酸鈣粉料15% (重量百分 比）：80目碳酸鈣粉料45% :100目碳酸鈣粉料15% :1250目超細(xì)碳酸鈣粉15% :間苯新 戊二醇型不飽和聚酯10%稱量后攪拌混合均勻，經(jīng)澆注成型、150°C恒溫固化后，切割成 lOOOmmX lOOOmmX 15mm、表面經(jīng)拋光至鏡像光澤度為65。參照DB44/T768 -2010《樹(shù)脂型人 造石板材》標(biāo)準(zhǔn)對(duì)人造石板材的表面硬度和耐磨度進(jìn)行測(cè)試。該方法所制得樹(shù)脂型人造大 理的彎曲強(qiáng)度為18MPa，表面硬度為3、耐磨度為10。實(shí)施例2利用部分鋁型材廢渣粉取代 1250目碳酸鈣超細(xì)粉所制得的人造大理石的彎曲強(qiáng)度，表面硬度和耐磨度明顯優(yōu)于對(duì)比樣 不摻鋁型材廢渣粉。
[0033] 實(shí)施例3
[0034] 一種利用鋁型材廢渣作為部分代替填料制備人造樹(shù)脂型大理石方法，包括如下步 驟和工藝條件：
[0035] (1)鋁型材廢渣是鋁型材生產(chǎn)表面處理所得含氟酸性廢水經(jīng)過(guò)中和所得，其主要 成分為氫氧化鋁95% (重量百分比），氟化鈣1.5% (重量百分比），氫氧化鈣3.5% (重量 百分比）。將鋁型材廢渣在l〇5±5°C下烘干至含水率小于1. 0%，然后研磨分散制得平均粒 徑為25微米的廢渣粉；將鋁型材廢渣在600°C范圍煅燒40分鐘，再進(jìn)行研磨分散。在研磨 分散過(guò)程中加入加入鋁型材廢渣重量0. 2%。的正戊醇作為分散劑和0. 7%。苯乙烯作為改性 齊U。經(jīng)過(guò)研磨分散后的廢渣粉體細(xì)度為〇. 7微米，且易于在不飽和樹(shù)脂中分散；
[0036] (2)用處理后廢渣粉取代部分1250目超細(xì)碳酸鈣粉。按重量百分比，將40目碳 酸鈣粉料13% (重量百分比）：80目碳酸鈣粉料53 % : 100目碳酸鈣粉料15 % :1250目超 細(xì)碳酸鈣粉1% :處理后的廢渣粉12% :間苯新戊二醇型不飽和聚酯6%稱量后攪拌混合均 勻，經(jīng)澆注成型、120°C恒溫固化后，切割成800mmX 800mmX 15mm，表面經(jīng)拋光至鏡像光澤度 為68。參照DB44/T768 - 2010《樹(shù)脂型人造石板材》標(biāo)準(zhǔn)對(duì)人造石板材的表面硬度和耐磨 度進(jìn)行測(cè)試。該方法所制得樹(shù)脂型人造大理的彎曲強(qiáng)度為30MPa，表面硬度為5、耐磨度為 16。
[0037] 對(duì)比樣不摻鋁型材廢渣粉：按重量百分比，將40目碳酸鈣粉料13% (重量百分 比）：80目碳酸鈣粉料53% :100目碳酸鈣粉料15% :1250目超細(xì)碳酸鈣粉13% :間苯 新戊二醇型不飽和聚酯6%稱量后攪拌混合均勻，經(jīng)澆注成型、120°C恒溫固化后，切割成 800mmX800mmX 15mm，表面經(jīng)拋光至鏡像光澤度68。參照DB44/T768 -2010《樹(shù)脂型人造石
【權(quán)利要求】
1. 一種利用鋁型材廢渣制備人造樹(shù)脂型大理石方法，其特征在于包括如下步驟： (1) 將鋁型材廢渣在580°C -650°c范圍煅燒半小時(shí)到1個(gè)小時(shí)，再進(jìn)行研磨分散；以鋁 型材廢渣重量計(jì)，在研磨分散過(guò)程中加入〇. 1%。- 0. 5%。的正戊醇作為分散劑和0. 5%。- 1%。 苯乙烯作為改性劑； (2) 按重量百分比計(jì)，將40目碳酸鈣粉料10-25%、80目碳酸鈣粉料45 -70%、100目 碳酸鈣粉料10 - 15%、1250目超細(xì)碳酸鈣粉1 -6%、廢渣粉1 - 12%、間苯新戊二醇型不飽 和聚酯6 - 10%攪拌混合均勻，經(jīng)成型，固化，切割，拋光，制得樹(shù)脂型人造大理石。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用鋁型材廢渣制備人造樹(shù)脂型大理石方法，其特征在于： 所述鋁型材廢渣是鋁型材生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)鋁型材表面進(jìn)行表面處理所得酸性廢水經(jīng)過(guò)中和 所得含氟鋁型材廢渣，按質(zhì)量百分比計(jì)，主要成分為氫氧化鋁90 - 98%，氟化鈣0. 5 - 2%， 氫氧化鈣1. 5 - 8%。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用鋁型材廢渣制備人造樹(shù)脂型大理石方法，其特征在于： 經(jīng)過(guò)研磨分散后的鋁型材廢渣的細(xì)度為0. 5 - 1. 0微米，且易于在不飽和樹(shù)脂中分散。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用鋁型材廢渣制備人造樹(shù)脂型大理石方法，其特征在于： 所述成型將混合均勻后的混合料澆注至的1000 - 2000mmX1000 - 2000mmX1000 - 2000mm 鋼模內(nèi)，制成大塊方形坯料。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用鋁型材廢渣制備人造樹(shù)脂型大理石方法，其特征在于： 所述固化是將大塊方形坯料在溫度l〇〇°C - 150°C范圍內(nèi)固化。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用鋁型材廢渣制備人造樹(shù)脂型大理石方法，其特征在于： 所述切割將大塊方形坯料切割成300 - 2000mmX300 - 2000mmX 10 - 30mm的板狀材料。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的利用鋁型材廢渣制備人造樹(shù)脂型大理石方法，其特征在于： 所述拋光將切割出的板狀材料的表面經(jīng)機(jī)械拋光至鏡像光澤度大于65。
【文檔編號(hào)】C04B18/04GK104086121SQ201410280357
【公開(kāi)日】2014年10月8日 申請(qǐng)日期:2014年6月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月20日
【發(fā)明者】鐘明峰, 蘇達(dá)根, 朱錦輝, 殷文清 申請(qǐng)人:華南理工大學(xué)