專(zhuān)利名稱(chēng)：一種低溫陶瓷基聚合物復(fù)合材料的生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用工業(yè)廢渣和廢塑料生產(chǎn)低溫陶瓷基聚合物復(fù)合材料的方法，屬建筑材料技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
1、工業(yè)廢渣生產(chǎn)膠凝材料的技術(shù)狀況我國(guó)的工業(yè)廢渣諸如尾礦、煤矸石、粉煤灰、冶煉渣、磷渣、污泥等的年產(chǎn)量已達(dá)9億多噸，歷年累計(jì)堆存70億噸，利用率不足50％，為了保護(hù)環(huán)境、節(jié)約資源，必須進(jìn)行廢物資源化。目前，我國(guó)工業(yè)廢渣的大宗利用途徑主要集中在硅酸鹽水泥、混凝土、墻體材料、筑路、礦井或低洼地回填方面。
GB1344-1999明確規(guī)定允許在水泥中摻加質(zhì)量比為20-70％的?；郀t礦渣生產(chǎn)礦渣硅酸鹽水泥；允許在水泥中摻加質(zhì)量比為20-40％的粉煤灰生產(chǎn)粉煤灰硅酸鹽水泥；允許在水泥中摻加質(zhì)量比為20-50％的火山灰生產(chǎn)火山灰硅酸鹽水泥；此外，磷渣、煅燒煤矸石、燒粘土、鐵合金渣、有色金屬冶煉渣等工業(yè)廢渣在水泥混合材方面的應(yīng)用也實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化。
JGJ28-86也規(guī)定允許在混凝土中摻加10-20％的粉煤灰取代水泥；允許在砂漿中摻加10-40％的粉煤灰取代水泥。
因此，工業(yè)廢渣應(yīng)用于水泥和混凝土中的基礎(chǔ)技術(shù)是成熟的。但是因?yàn)楣I(yè)廢渣的摻入，導(dǎo)致水泥或混凝土的物性發(fā)生改變，比如凝結(jié)時(shí)間延長(zhǎng)、早期強(qiáng)度降低、標(biāo)號(hào)下降、泌水現(xiàn)象突出等。為了解決這些問(wèn)題，就產(chǎn)生了工業(yè)廢渣的改性活化技術(shù)，產(chǎn)生了諸如加鈣處理、單堿激發(fā)(石灰、水玻璃等)、硫酸鹽激發(fā)(石膏和硫酸鈉)、物理細(xì)磨或物理與化學(xué)激發(fā)相結(jié)合的技術(shù)方法。采用這些方法，無(wú)疑解決了混合材在摻用過(guò)程中的一些問(wèn)題，但是沒(méi)有脫離以水泥熟料為主要特征的技術(shù)體系。
盡管傳統(tǒng)的硅酸鹽水泥具有無(wú)可厚非的優(yōu)點(diǎn)，但表現(xiàn)出的環(huán)境污染(大量排放CO2、SO2、NOX和粉塵)、資源(石灰石和粘土)和能源(煤、電)消耗、以及耐久性差等問(wèn)題，各國(guó)學(xué)者在工業(yè)廢渣活化基礎(chǔ)上進(jìn)行了新型膠凝材料的開(kāi)發(fā)研究。
法國(guó)J.Davidovits在研究古建筑材料的基礎(chǔ)上，用煅燒高嶺土為原料，以水玻璃和燒堿為激發(fā)劑制備出了土聚水泥(Geopolymeric cement)；1957年烏克蘭微.德.格盧夫斯基發(fā)明了以礦渣為主要原料，水玻璃、燒堿、石灰為激發(fā)劑，制備出了堿激發(fā)礦渣水泥(AAC)。近年來(lái)，我國(guó)學(xué)者吳中偉、麻慧珍、袁鴻昌、鄭娟榮、袁玲、代新祥、倪文、馬鴻文等對(duì)這兩類(lèi)材料的應(yīng)用、現(xiàn)狀及發(fā)展前景進(jìn)行了跟蹤分析；成立、馬保國(guó)、竇林萍等用大量研究數(shù)據(jù)闡述了堿激發(fā)膠凝材料的性能、特點(diǎn)和機(jī)理；在國(guó)外，以礦渣、偏高嶺土、粉煤灰為主要原料，用堿為激發(fā)劑制備的陶瓷水泥(日本)、“pyrament cement”(美國(guó))、“F膠凝材料”(芬蘭)已經(jīng)在核廢料固化、道路修補(bǔ)、模具材料、人造石材方面獲得了廣泛應(yīng)用。
我國(guó)學(xué)者在堿激發(fā)膠凝材料的研究方面也取得了一定進(jìn)展CN85100571公開(kāi)一種磷渣水泥的生產(chǎn)方法，其特征是由磷渣、芒硝或硫酸鉀、水泥熟料混合磨細(xì)而成，其中磷渣占60-95％，芒硝或硫酸鉀以Na2O計(jì)占0.4～1％，硅酸鹽水泥熟料占5～40％。
CN200410155539.0公開(kāi)了一種聚合硅酸鋁水泥，其特征配方組成是改性廢渣0～80％、活化廢渣0～80％、外加劑5～20％。其中廢渣包括粉煤灰、沸騰爐渣、煤矸石、珍珠巖、偏高嶺土、非金屬礦尾砂；廢渣改性方法有兩種粉煤灰、沸騰爐渣、偏高嶺土經(jīng)干燥、破碎完成改性，、煤矸石、珍珠巖、非金屬礦尾砂經(jīng)煅燒、破碎完成改性；廢渣活化方法是用上述工業(yè)廢渣中的一種或幾種按質(zhì)量比與外加劑K2CO3、LiO2、NaOH、KOH、Na2SiF6、Na5P3O10、Na2SO4、K2SO4、K2SiO3、Na2SiO3中的一種或幾種混合、煅燒、破碎完成活化，其中外加劑先與粉煤灰混合、干燥、破碎，然后再與其它廢渣混合活化。
CN200310117752.8公開(kāi)了一種鋁硅酸鹽礦物聚合物材料的制備方法。其特征是將氫氧化鈉或氫氧化鉀與硅酸鈉配成激發(fā)劑溶液，加入到偏高嶺土和粉煤灰組成的鋁硅酸鹽中，攪拌成膠狀，在5-8MPa下壓制成型，脫模干燥為礦物聚合物材料。其中氫氧化鈉或氫氧化鉀與硅酸鈉的摩爾比為3∶1-8∶1；鋁硅酸鹽與激發(fā)劑的質(zhì)量比為2.5∶1-3.5∶1。
CN02158190.8公開(kāi)了一種凝石“二元化”濕水泥的生產(chǎn)方法，其特征是主體材料(陰體)為礦渣、鋼渣、沸騰爐渣、粉煤灰、廢玻璃、磷礦渣、鈦渣、螢石礦渣、燃煤鍋爐渣，煅燒粘土、頁(yè)巖、煤矸石，廢磚、廢瓦、廢陶瓷；激發(fā)材料(陽(yáng)體)為石膏、石灰、強(qiáng)堿及強(qiáng)堿鹽、熟料；調(diào)節(jié)材料為糖類(lèi)、蜜類(lèi)、酒石酸及其鹽、強(qiáng)堿、可溶性碳酸鹽、硅酸鹽、硫酸鹽、木質(zhì)磺酸鹽、硼酸鹽等。這種水泥的三大類(lèi)組分均為濕磨，使用時(shí)為濕態(tài)。使用時(shí)的骨料(填料)為山砂、海沙、河沙、戈壁砂、碎石、煤矸石、粘土、尾礦、工業(yè)廢渣。
上述技術(shù)盡管各有特點(diǎn)，但有共性主原材料為工業(yè)廢渣，工業(yè)廢渣在產(chǎn)生過(guò)程中經(jīng)過(guò)了高溫煅燒或熔融，若在產(chǎn)生過(guò)程中沒(méi)有進(jìn)行過(guò)高溫處理則必須進(jìn)行煅燒；激發(fā)材料必須添加堿及堿金屬鹽；輔助材料通常使用傳統(tǒng)水泥混凝土的減水劑、緩凝劑等。因此，工業(yè)廢渣生產(chǎn)堿激發(fā)膠凝材料以及硅酸鹽水泥已經(jīng)是公知技術(shù)。但是把工業(yè)廢渣進(jìn)行深度活化，采用蒸壓混凝土工藝生產(chǎn)低溫陶瓷材料(英文為Chemically BondedCeramics，簡(jiǎn)寫(xiě)為CBC)的技術(shù)未見(jiàn)報(bào)道。
2、廢塑料綜合利用技術(shù)狀況廢塑料約占垃圾體積的30％以上，我國(guó)城市垃圾的年產(chǎn)量突破了1.4億噸，全國(guó)1/3以上的城市陷入垃圾包圍之中，因此城市垃圾的處理是我國(guó)城市化發(fā)展過(guò)程中必須解決的環(huán)境問(wèn)題，而城市垃圾中最難處理的物質(zhì)是廢塑料。這些廢塑料質(zhì)量低劣，品種混雜，不易自然降解，回收成本高，回收價(jià)值低。
關(guān)于廢塑料的利用，國(guó)內(nèi)外有很多報(bào)道，并主要集中在三方面一是熱量利用，即通過(guò)焚燒獲得能量，這在垃圾焚燒發(fā)電、水泥生產(chǎn)、金屬冶煉方面獲得了應(yīng)用；二是分解制備燃料油和化工產(chǎn)品；三是利用其熱態(tài)可塑性和冷態(tài)剛性的特征生產(chǎn)聚合物復(fù)合材料，作為建筑材料使用。其中第三種技術(shù)方向一直是廢塑料資源化領(lǐng)域的熱點(diǎn)問(wèn)題，通過(guò)多年研究開(kāi)發(fā)，形成了眾多專(zhuān)利技術(shù)。
CN90102171.7公開(kāi)了一種廢砂爐渣復(fù)合材料及其生產(chǎn)方法，其特征是廢塑料與再生的廢砂或爐渣在加熱狀態(tài)下微塑化成團(tuán)，通過(guò)擠出機(jī)混合、熔融成粘稠形態(tài)，入模壓制成型。
CN91102608.6公開(kāi)了一種廢聚乙烯膜再生制粉的方法，其特征是是將廢PE膜溶解在二甲苯溶劑中攪拌冷卻制得PE二甲苯凝膠固體，然后粉碎過(guò)篩并與適量無(wú)機(jī)鹽或再生PE粉末混合進(jìn)行水蒸汽蒸餾1-2小時(shí)，除去二甲苯溶劑回收，水洗過(guò)濾分離，烘干PE粉得再生PE粉末。
CN95110070.X公開(kāi)了一種合成仿木材料，其特征是主體材料是廢塑料，如廢棄的聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯，聚對(duì)苯二甲酸乙二酯、聚甲基丙烯酸甲酯等制品；添加物是廢紙、木屑、毛發(fā)，植物莖桿或玻璃纖維；先將廢塑料粉碎成80mm3以下碎屑，添加物粉碎成40mm3以下碎屑；按廢塑料∶添加物＝1～4∶1攪拌混合，混合物先在溫度為70～280℃充分混合成半固態(tài)物質(zhì)后，再在溫度為50～280℃，壓力為5MPa～30MPa下壓制成型。
CN98124978.7公開(kāi)了一種用廢塑料生產(chǎn)輕質(zhì)混凝土建筑材料的方法，其特征在于先把聚苯乙烯、聚乙烯類(lèi)廢塑料切成1-20mm的片狀或不規(guī)則顆粒，清洗、晾干，用塑料加工業(yè)常用的拉絲造粒機(jī)造粒，造好的聚乙烯粒用塑料發(fā)泡擠出機(jī)制成直徑為1-20mm的條，切成粒狀。
CN00112319.X公開(kāi)了一種輕質(zhì)墻體絕熱材料，其特征在于它的配方粉煤灰25-60％、珍珠巖或蛭石10-20％，水玻璃0-10％、有機(jī)硅0-10％、廢塑料乳液20-40％。其中廢塑料乳液由泡沫塑料制成。
CN01113683.9公開(kāi)了一種利用廢塑料制備復(fù)合材料的方法，其特征在于用100％熱塑性廢塑料為主要原料，添加10～30％的植物纖維、3～5％的粘合類(lèi)樹(shù)脂，5～10％的石粉為填充料，加上0.5～2％的鈦酸脂偶聯(lián)劑，1～3％的潤(rùn)滑劑等輔料；將上述各組分同時(shí)加入到高速攪拌器中混合成直徑為3～6mm的扁圓形顆粒狀，再按熱塑性塑料成型工藝要求加工，制成復(fù)合材料成品。
CN00113866.9公開(kāi)了一種用廢舊原料制成的復(fù)合材料，其特征在于該復(fù)合材料的原料配方為尾礦砂40-60％廢塑料37.5-48.5％偶聯(lián)劑0.5-2.5％防老化劑0.5-2.5％樹(shù)脂酸0.5-3％工業(yè)廢油1-3.5％。
CN03115332.1公開(kāi)了一種復(fù)合材料井蓋，其特征在于原料配方重量百分比為聚乙烯廢塑料50～80；河沙或礦砂4～10；廢機(jī)油2～7；古馬龍1～5；防老甲1～5；其余為充填物。
CN01123003.7公開(kāi)了一種廢棄物復(fù)合材料，主要由工農(nóng)業(yè)廢棄物中的熱塑性廢棄物及固體廢渣及廢液提取物制成，其特征在于該材料由100％的工農(nóng)業(yè)廢棄物組成，其中包括51％-64％的熱塑性廢棄物(基體)，35-48％的固體廢渣(填料)，1-2％的工業(yè)廢液(添加劑)。
CN00109927.2公開(kāi)了一種再生復(fù)合材料，其特征在于以聚乙烯50-70％、工業(yè)廢砂30-50％為原料，每100公斤原料含廢機(jī)油3-5公斤，混合后經(jīng)高溫加熱合成壓制成形得本復(fù)合材料。
CN92104096.2公開(kāi)了一種粉煤灰復(fù)合材料的制造工藝，其特征在于采用粉煤灰、高分子材料、瀝青、玻璃纖維為原料，具體的工藝過(guò)程是，將廢舊高分子材料在開(kāi)放式煉膠機(jī)上塑煉至融熔狀態(tài)后，依次加入粉煤灰、瀝青、玻璃纖維、過(guò)氧化苯甲酰，混煉均勻后拉出薄片，冷卻后在切粒機(jī)中切成顆粒，然后擠出、壓制成型。
CN91107464.3公開(kāi)了一種聚苯乙烯混凝土，其特征在于硅酸鹽水泥∶粉煤灰為1∶1作為基體，膨脹聚苯乙烯顆粒為骨料，摻入量為水泥和粉煤灰總體積的50～60％，加水經(jīng)混合攪拌，振動(dòng)成型，予養(yǎng)后在180℃高溫下蒸壓9小時(shí)，在105℃溫度下烘干后，在180℃高溫，真空度600～700毫米汞柱下抽真空0.5～3小時(shí)后制得。
從上述公開(kāi)技術(shù)看出，凡涉及廢塑料加工，一般都要包括廢塑料清洗、破碎、混合、造粒、擠出、壓制成型，這些工藝過(guò)程是熱塑性塑料加工的傳統(tǒng)方法，已經(jīng)是公知技術(shù)，最終獲得的復(fù)合材料中，無(wú)一例外都是以聚合物(英文Polymer，簡(jiǎn)寫(xiě)為PM)為連續(xù)基體相、纖維或無(wú)機(jī)材料顆粒為分散相。而在水相條件下進(jìn)行廢塑料的加工工藝未見(jiàn)報(bào)道。
綜合工業(yè)廢渣和廢塑料利用的基本情況，目前尚沒(méi)有把工業(yè)廢渣制成的低溫陶瓷膠凝材料與廢塑料復(fù)合，采用混凝土預(yù)制工藝制備低溫陶瓷體基聚合物復(fù)合材料(簡(jiǎn)稱(chēng)CBC-PM復(fù)合材料)的報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
1、本發(fā)明的目的是提供一種低溫陶瓷基聚合物(CBC-PM)復(fù)合材料的生產(chǎn)方法，用工業(yè)廢渣和廢塑料制CBC-PM復(fù)合材料是利用工業(yè)廢渣的物理化學(xué)特征，首先制備成能水化凝固的CBC膠凝材料；用該膠凝材料與廢塑料進(jìn)行復(fù)合、并經(jīng)強(qiáng)化處理制備成具有優(yōu)良物理力學(xué)性能的CBC-PM復(fù)合材料，以替代日漸稀缺的木材、石材和陶瓷材料使用，從而為工業(yè)廢渣和廢塑料利用提供一條新的技術(shù)方法，減輕環(huán)境污染、實(shí)現(xiàn)資源循環(huán)用。
2、本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容2.1原料和配方
1)主原料工業(yè)廢渣為兩類(lèi)一類(lèi)是粉煤灰、磷渣、冶金渣、礦渣、城市垃圾焚化渣，其特征是在產(chǎn)出過(guò)程中經(jīng)過(guò)了高溫煅燒或熔融；第二類(lèi)是泥質(zhì)或砂質(zhì)工業(yè)廢渣，包括煤矸石、選礦尾礦、粘土、赤泥、污泥、河泥，其特征是產(chǎn)生過(guò)程中沒(méi)有經(jīng)過(guò)高溫作用，含有碳和結(jié)晶水類(lèi)可燒失組分，可在600～850℃煅燒0.1～1.0小時(shí)。
廢塑料包括廢棄的聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚酯熱塑性塑料，廢棄的塑料薄膜、農(nóng)用地膜、或包裝袋，并在多數(shù)情況下以不明比例混合，還可能含有水、泥土和油污等常見(jiàn)雜質(zhì)，這些廢塑料多見(jiàn)于垃圾。
2)添加劑改性劑是以氫氧化鈉和水玻璃組成的混合物，水玻璃與氫氧化鈉的質(zhì)量比＝1.5～2.0；促進(jìn)劑水泥窯灰，可為水泥熟料煅燒過(guò)程由收塵器收集的粉末狀物質(zhì)；緩凝劑糖蜜、木質(zhì)素磺酸鈉，二者的質(zhì)量比為2～0.5。
3)配方各組分按質(zhì)量比配合，其比例為工業(yè)廢渣∶廢塑料∶改性劑∶促進(jìn)劑∶緩凝劑∶水＝100∶20-100∶6-25∶0-10∶1.0-2.5∶20-50。
2.2CBC-PM復(fù)合材料的生產(chǎn)方法由原料處理、混和料制備、成型、養(yǎng)護(hù)工序組成，其中1)原料處理工業(yè)廢渣的處理第一類(lèi)工業(yè)廢渣需要先破碎成顆粒直徑小于10mm，然后粉磨，磨成粒度小于0.08mm占90％～100％的粉體；第二類(lèi)經(jīng)過(guò)煅燒處理過(guò)的工業(yè)廢渣直接粉磨，磨成粒度小于0.08mm占90％～100％的粉體；第一和第二類(lèi)工業(yè)廢渣可以分別單獨(dú)使用，也可兩種或兩種以上搭配使用，搭配使用時(shí)共混粉磨；促進(jìn)劑經(jīng)計(jì)量后與工業(yè)廢渣一起粉磨成為粒度小于0.08mm占90％～100％的粉體；廢塑料處理收集而來(lái)的廢塑料首先要分揀除去磚、瓦、石、金屬及木料等大塊物質(zhì)，然后破碎成最大尺寸小于8mm的顆?；蚱瑺睿惶砑觿┧芤号渲聘男詣?、緩凝劑和水經(jīng)過(guò)計(jì)量后混合攪拌成黃色透明液體；
2)混合料制備首先分別計(jì)量混磨過(guò)的粉體、破碎的廢塑料、添加劑水溶液，在攪拌狀態(tài)下首先加入廢塑料，再加添加劑水溶液攪拌1～3分鐘，最后加入粉體，繼續(xù)攪拌5～8分鐘后成為混合料；3)成型可選擇三種成型方法壓制成型條件混合料水分質(zhì)量為總混合料質(zhì)量的10～20％，成型壓力10～20MPa，熱壓溫度為90～140℃，保壓時(shí)間為10～30分鐘；搗筑成型條件混合料水分質(zhì)量為總混合料質(zhì)量的21～39％，帶模放置2～6小時(shí)脫模；澆注成型條件混合料水分質(zhì)量為總混合料質(zhì)量的40～50％，振動(dòng)頻率為60～120次/分鐘，振幅0.25～6mm；帶模放置4～8小時(shí)脫模；在成型或帶模放置過(guò)程中，可向模腔中通入含有二氧化碳的工業(yè)廢氣以加速坯體的凝固，CO2的體積濃度為18～95％；4)蒸汽養(yǎng)護(hù)工藝條件成型制品碼放在蒸壓釜中用蒸汽養(yǎng)護(hù)，常溫到90℃養(yǎng)護(hù)1～2小時(shí)，90℃恒溫養(yǎng)護(hù)3～8小時(shí)，90℃到高溫140～185℃養(yǎng)護(hù)1～2小時(shí)，高溫恒溫養(yǎng)護(hù)4～8小時(shí)，高溫到60℃養(yǎng)護(hù)4～12小時(shí)，當(dāng)溫度低于60℃出釜。
3、本技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)相比所具有如下優(yōu)點(diǎn)1)與公知的用廢塑料制成的聚合物復(fù)合材料相比，因不用傳統(tǒng)的塑料擠出方法，而采用混凝土成型工藝，大大提高了生產(chǎn)效率；用蒸汽進(jìn)行材料的強(qiáng)化，避免了擠出機(jī)的使用，減少了設(shè)備的磨損和電力消耗，大幅度降低了生產(chǎn)成本。本發(fā)明使用的廢塑料不用清洗和分類(lèi)，使得城市垃圾中的各種低質(zhì)混雜塑料的使用成為可能；最終形成的復(fù)合材料中，化學(xué)鍵合陶瓷體(CBC)與高分子聚合物(PM)相互交織，優(yōu)勢(shì)性能互補(bǔ)，克服了公知技術(shù)聚合物復(fù)合材料中無(wú)機(jī)顆粒材料單純填充聚合物的不足，表現(xiàn)出陶瓷和高聚物的綜合性能。
2)與公知的堿激發(fā)膠凝材料衍生產(chǎn)品相比，本發(fā)明采用了一種新的復(fù)合和材料強(qiáng)化技術(shù)，因此，產(chǎn)品的性能完全不同于公知技術(shù)，使得生產(chǎn)周期更短，產(chǎn)品性能更好，完全避免了可溶性堿及堿金屬鹽的滲出和泛霜問(wèn)題。
3)與公知的水泥基材料相比，本發(fā)明大幅度提高了固體廢棄物的利用效率，解決了傳統(tǒng)水泥基材料不耐久、不耐火、不耐腐蝕和性脆的問(wèn)題。
4)與公知的人造木材相比，不使用有毒的脲醛樹(shù)脂或昂貴的環(huán)氧樹(shù)脂、不飽和聚酯樹(shù)脂，而大量使用無(wú)毒的熱塑性塑料，因此，本發(fā)明綠色環(huán)保。
5)與傳統(tǒng)的水泥、石膏刨花板相比，本發(fā)明制造的材料抗凍融、濕熱、腐蝕性能更好，抗壓、抗折和抗沖擊能力更強(qiáng)。
四

圖1是本發(fā)明的工藝流程。
五具體實(shí)施例方式
實(shí)施例11)配方組成(物質(zhì)計(jì)量單位均為質(zhì)量份)(1)主原料工業(yè)廢渣磷渣60份、粉煤灰20份、燒煤矸石20份，共100份；農(nóng)用地膜100份；(2)改性劑水玻璃與氫氧化鈉的質(zhì)量比為2，總質(zhì)量15份；(3)促進(jìn)劑窯灰5份；(4)緩凝劑糖蜜與木質(zhì)素磺酸鈉的質(zhì)量比2.0，總質(zhì)量為1.5份；(5)水50份2)工藝按配方計(jì)量工業(yè)廢渣和促進(jìn)劑，共混粉磨成粒度小于0.08mm占93％的粉體；農(nóng)用地膜破碎成顆粒最大尺寸小于8mm；改性劑、緩凝劑和水按配方配制成添加劑水溶液。
在攪拌機(jī)中首先加入廢塑料，在攪拌狀態(tài)下加入添加劑水溶液，攪拌3分鐘，加入粉體，繼續(xù)攪拌8分鐘后出料，澆注在鋼板焊接成的600×300×50mm模具中，振動(dòng)2分鐘，表面抹平后帶模靜養(yǎng)8小時(shí)脫模；生坯脫模后放入蒸壓釜養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)工藝參數(shù)為常溫～90℃升溫2小時(shí)、90℃恒溫保溫8小時(shí)、90℃～185℃升溫1小時(shí)、185℃恒溫保溫8小時(shí)、185℃～60℃降溫8小時(shí)，出釜后的制品表面拋磨后成為產(chǎn)品。測(cè)試性能為抗壓強(qiáng)度35MPa、抗折強(qiáng)度11.5MPa、抗沖擊強(qiáng)度1.3J/cm2、吸水率5.8％、軟化系數(shù)0.88、干縮率0.2％、凍融50次強(qiáng)度損失0.5％。
實(shí)施例21)配方組成(物質(zhì)計(jì)量單位均為質(zhì)量份)(1)主原料工業(yè)廢渣礦渣30份、粉煤灰20份、燒粘土50份，共100份；城市垃圾廢塑料60份；(2)改性劑水玻璃與氫氧化鈉的質(zhì)量比為1.75，總質(zhì)量23份；(3)促進(jìn)劑窯灰10份；(4)緩凝劑糖蜜與木質(zhì)素磺酸鈉的質(zhì)量比0.5，總質(zhì)量為2.5份；(5)水20份2)工藝按配方計(jì)量工業(yè)廢渣和促進(jìn)劑，共混粉磨成粒度小于0.08mm占95％的粉體；城市垃圾廢塑料破碎成顆粒最大尺寸小于8mm；改性劑、緩凝劑和水按配方配制成添加劑水溶液。
在攪拌機(jī)中首先加入廢塑料，在攪拌狀態(tài)下加入添加劑水溶液，攪拌1分鐘，加入粉體，繼續(xù)攪拌5分鐘后出料，混合料在模腔為600×300×50mm模具中壓制成型，壓力為20MPa，模具上下加熱，模腔中部溫度為95℃，保壓30分鐘脫模。生坯放入蒸壓釜養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)工藝參數(shù)為常溫～90℃升溫1小時(shí)、90℃恒溫保溫3小時(shí)、90℃～140℃升溫1小時(shí)、140℃恒溫保溫4小時(shí)、140℃～60℃降溫4小時(shí)，出釜后的制品表面拋磨后成為產(chǎn)品。測(cè)試性能為抗壓強(qiáng)度35MPa、抗折強(qiáng)度15MPa、抗沖擊強(qiáng)度1.6J/cm2、吸水率4.3％、軟化系數(shù)0.92、凍融50次強(qiáng)度損失為零。
實(shí)施例31)配方組成(物質(zhì)計(jì)量單位均為質(zhì)量份)(1)主原料工業(yè)廢渣燒赤泥60份、粉煤灰20份、燒尾礦20份，共100份；城市垃圾廢塑料30份；(2)改性劑水玻璃與氫氧化鈉的質(zhì)量比為1.5，總質(zhì)量8份；(3)緩凝劑糖蜜與木質(zhì)素磺酸鈉的質(zhì)量比1.0，總質(zhì)量為1.0份；(4)水38份2)工藝按配方計(jì)量工業(yè)廢渣和促進(jìn)劑，共混粉磨成粒度小于0.08mm占95％的粉體；城市垃圾廢塑料破碎成顆粒最大尺寸小于8mm；改性劑、緩凝劑和水按配方配制成添加劑水溶液。
在攪拌機(jī)中首先加入廢塑料，在攪拌狀態(tài)下加入添加劑水溶液，攪拌2分鐘，加入粉體，繼續(xù)攪拌7分鐘后出料，混合料在模腔為600×300×50mm模具中搗筑成型，帶模養(yǎng)護(hù)4小時(shí)，靜養(yǎng)過(guò)程中向模腔中連續(xù)通入壓縮的CO2氣體，持續(xù)時(shí)間10分鐘。脫模生坯放入蒸壓釜養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)工藝參數(shù)為常溫～90℃升溫1.5小時(shí)、90℃恒溫保溫6小時(shí)、90℃～165℃升溫1小時(shí)、165℃～165℃恒溫保溫6小時(shí)、165℃～60℃降溫10小時(shí)，出釜后的制品表面拋磨后成為產(chǎn)品。測(cè)試性能為抗壓強(qiáng)度26MPa、抗折強(qiáng)度8.3MPa、抗沖擊強(qiáng)度0.91J/cm2、吸水率8.5％、軟化系數(shù)0.83、凍融50次強(qiáng)度損失為1.5％。
權(quán)利要求
1.一種低溫陶瓷基聚合物復(fù)合材料的生產(chǎn)方法，其特征在于其原料及配方是，1)主原料為工業(yè)廢渣和廢塑料，工業(yè)廢渣為兩類(lèi)，第一類(lèi)包括粉煤灰、磷渣、冶金渣、礦渣、城市垃圾焚化渣，第二類(lèi)是泥質(zhì)或砂質(zhì)工業(yè)廢渣，包括煤矸石、選礦尾礦、粘土、赤泥、污泥、河泥，廢塑料包括廢棄的聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚酯熱塑性塑料，廢棄的塑料薄膜、農(nóng)用地膜、或包裝袋，2)添加劑改性劑是氫氧化鈉和水玻璃組成的混合物，水玻璃與氫氧化鈉的質(zhì)量比為1.5～2.0，促進(jìn)劑水泥窯灰，緩凝劑糖蜜、木質(zhì)素磺酸鈉的混合物，二者的質(zhì)量比為2～0.5，3)配方各組分質(zhì)量比為工業(yè)廢渣∶廢塑料∶改性劑∶促進(jìn)劑∶緩凝劑∶水＝100∶20-100∶6-25∶0-10∶1.0-2.5∶20-50。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低溫陶瓷基聚合物復(fù)合材料的生產(chǎn)方法，其特征在于所述的促進(jìn)劑水泥窯灰是水泥熟料煅燒過(guò)程由收塵器收集的粉末狀物質(zhì)。
3.一種低溫陶瓷基聚合物復(fù)合材料的生產(chǎn)方法，其特征在于按照權(quán)利要求1所述的原料及配方生產(chǎn)低溫陶瓷基聚合物復(fù)合材料的工藝按以下步驟完成，1)、原料處理第一類(lèi)工業(yè)廢渣需要先破碎成顆粒直徑小于10mm，然后粉磨成粒度小于0.08mm占90％～100％的粉體，第二類(lèi)經(jīng)過(guò)煅燒處理過(guò)的工業(yè)廢渣直接粉磨，磨成粒度小于0.08mm占90％～100％的粉體，促進(jìn)劑經(jīng)計(jì)量后與工業(yè)廢渣一起粉磨成為粒度小于0.08mm占90％～100％的粉體，廢塑料處理破碎成最大尺寸小于8mm的顆?；蚱瑺?，添加劑水溶液配制改性劑、緩凝劑和水經(jīng)過(guò)計(jì)量后混合攪拌成黃色透明液體，2)、混合料制備首先分別計(jì)量混磨過(guò)的粉體、破碎的廢塑料、添加劑水溶液，在攪拌狀態(tài)下首先加入廢塑料，再加添加劑水溶液攪拌1～3分鐘，最后加入粉體，繼續(xù)攪拌5～8分鐘后成為混合料，3)、成型壓制成型、搗筑成型或澆注成型，4)、蒸汽養(yǎng)護(hù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種低溫陶瓷基聚合物復(fù)合材料的生產(chǎn)方法，其特征在于所述的第二類(lèi)工業(yè)廢渣煅燒處理?xiàng)l件為600～850℃煅燒0.1～1.0小時(shí)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的一種低溫陶瓷基聚合物復(fù)合材料的生產(chǎn)方法，其特征在于第一和第二類(lèi)工業(yè)廢渣為分別單獨(dú)使用或兩種或兩種以上搭配使用。
6.根據(jù)權(quán)利要求3、4或5所述的一種低溫陶瓷基聚合物復(fù)合材料的生產(chǎn)方法，其特征在于所述的壓制成型條件為混合料水分質(zhì)量為總混合料質(zhì)量的10～20％，成型壓力10～20MPa，熱壓溫度為90～140℃，保壓時(shí)間為10～30分鐘；搗筑成型條件混合料水分質(zhì)量為總混合料質(zhì)量的21～39％，帶模放置2～6小時(shí)脫模；澆注成型條件混合料水分質(zhì)量為總混合料質(zhì)量的40～50％，振動(dòng)頻率為60～120次/分鐘，振幅0.25～6mm；帶模放置4～8小時(shí)脫模。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種低溫陶瓷基聚合物復(fù)合材料的生產(chǎn)方法，其特征在于所述的在成型或帶模放置過(guò)程中，向模腔中通入含有二氧化碳的工業(yè)廢氣以加速坯體的凝固，CO2的體積濃度為18～95％。
8.根據(jù)權(quán)利要求3、4、5、6、7中任一項(xiàng)所述的一種低溫陶瓷基聚合物復(fù)合材料的生產(chǎn)方法，其特征在于所述的蒸汽養(yǎng)護(hù)條件為成型制品碼放在蒸壓釜中用蒸汽養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)工藝條件為常溫到90℃養(yǎng)護(hù)1～2小時(shí)，90℃恒溫養(yǎng)護(hù)3～8小時(shí)，90℃到高溫140～185℃養(yǎng)護(hù)1～2小時(shí)，高溫恒溫養(yǎng)護(hù)4～8小時(shí)，高溫到60℃養(yǎng)護(hù)4～12小時(shí)，當(dāng)溫度低于60℃出釜。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用工業(yè)廢渣和廢塑料生產(chǎn)低溫陶瓷基聚合物復(fù)合材料生產(chǎn)方法，屬建筑材料技術(shù)領(lǐng)域。復(fù)合材料的各組分按重量比配合，其比例為工業(yè)廢渣∶廢塑料∶改性劑∶促進(jìn)劑∶緩凝劑∶水＝100∶20－100∶6－25∶0－10∶1.0－2.5∶20－50。各種原料經(jīng)原料處理、混合料制備、成型、蒸汽養(yǎng)護(hù)制成低溫陶瓷和高分子聚合物相互交織的復(fù)合材料。這種復(fù)合材料無(wú)毒無(wú)害、耐腐蝕、耐濕熱、耐凍融，具有木材、陶瓷、石材和高分子材料的優(yōu)良性能。與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有成本低廉、廢物利用率高、工藝簡(jiǎn)單、能大規(guī)模利用工業(yè)廢渣和城市垃圾等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)C04B24/18GK1810701SQ200610010688
公開(kāi)日2006年8月2日 申請(qǐng)日期2006年2月17日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月17日
發(fā)明者張召述, 夏舉佩, 劉帆 申請(qǐng)人:昆明理工大學(xué)