一种利用铝型材废渣制备人造树脂型大理石方法
【专利摘要】本发明公开了一种利用铝型材废渣制备人造树脂型大理石方法。该方法将铝型材废渣在580℃‐650℃范围煅烧半小时到1个小时，再进行研磨分散。在研磨分散过程中加入的正戊醇作为分散剂和苯乙烯作为改性剂。按重量百分比，将40目碳酸钙粉料10‐25％：80目碳酸钙粉料45‐70％、100目碳酸钙粉料10‐15％、1250目超细碳酸钙粉1‐6％：处理后的废渣粉1‐12％、间苯新戊二醇型不饱和聚酯6‐10％搅拌混合均匀，经浇注成型、恒温固化后，切割、表面抛光，制得树脂型人造大理石。所制得树脂型人造大理石弯曲强度好，表面硬度高，耐磨性高。
【专利说明】一种利用铝型材废渣制备人造树脂型大理石方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种树脂型人造大理石，特别是涉及一种利用铝型材废渣作为部分代 替填料制备人造树脂型大理石方法。该方法制备的树脂型人造大理石，所制得树脂型人造 大理石表面硬度高，耐磨性高。
【背景技术】
[0002] 树脂型人造大理石主要是以不饱和聚酯为粘结剂，加入各种填料、颜料、固化剂以 及引发剂，经搅拌、成型、固化、切割、抛光而制成的石材制品。人造石以其色彩艳丽、光洁度 高、颜色均匀一致、抗压耐磨、韧性好、设计性灵活等特点得到迅速发展。人造大理石生产使 用大量的优质碳酸钙矿物填料，且碳酸钙的硬度和耐磨性都不是很好。一些学者在改进树 脂型人造石硬度方面也做了些研究。张晓莹采用具有高强韧性的不饱和聚酯树脂改善树脂 型人造石硬度差的问题。（张晓莹，朱瀛波，管俊芳等.改性二水脱硫石膏粉填充树脂基 人造大理石的应用研究[J].非金属矿，2008, 31(06) :46 -48);张丹等以Mg(0H)2为填料， 通过采用筛选出的合理的粉料级配及填料树脂比，可提高聚酯基人造大理石的硬度。（张 丹，余海军，李三喜.聚酯型人造大理石的制备[J].辽宁化工，2007, 36(02) :86 - 87)。 因此，在改善人造石材表面硬度方面，可以从选择高强韧性的不饱和聚酯树脂或强度高的 填料，可以提商树脂人造石的表面硬度，但两种方法均会大幅提商人造石制造成本。
[0003] 另一方面，国内大部分铝型材生产企业为了获得细腻的表面处理效果，表面处理 工艺采用含氟工艺。含氟废水中含有一定量的铝离子、氟离子、有机物等，通常的处理办法 是加入石灰生成氢氧化铝、氟化钙。废渣的主要成分为氢氧化铝、氟化钙和氢氧化钙。沉淀 通过压滤，得到含水量为70%左右的湿污泥。其年生产量二十万吨的铝型材企业每年排放 约5000吨。目前大多数工厂都还没有找到一种比较合适的方法处理这种废渣，大多数的做 法是花钱采用填埋的方法处理。这不仅浪费资源，侵占有限的土地资源，且污染环境。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于提供一种利用铝型材废渣作为部分代替填料制备人造树脂型 大理石方法。该方法所制得树脂型人造大理石表面硬度高，耐磨性高。
[0005] 本发明目的通过如下技术方案实现：
[0006] 一种利用铝型材废渣制备人造树脂型大理石方法，包括如下步骤：
[0007] (1)将铝型材废渣在580°C - 650°C范围煅烧半小时到1个小时，再进行研磨分 散；以铝型材废渣重量计，在研磨分散过程中加入〇. 1%。- 0. 5%。的正戊醇作为分散剂和 0. 5%。- 1%。苯乙烯作为改性剂；
[0008] (2)按重量百分比计，将40目碳酸钙粉料10 - 25%、80目碳酸钙粉料45 - 70%、 100目碳酸钙粉料10 - 15%、1250目超细碳酸钙粉1 - 6%、废渣粉1 - 12%、间苯新戊二醇 型不饱和聚酯6 - 10%搅拌混合均匀，经成型，固化，切割，抛光，制得树脂型人造大理石。
[0009] 优选地，所述铝型材废渣是铝型材生产过程中对铝型材表面进行表面处理所得酸 性废水经过中和所得含氟铝型材废渣，按质量百分比计，主要成分为氢氧化铝90 - 98%，氟 化隹丐〇· 5 - 2 %，氢氧化|丐L 5 - 8 %。
[0010] 经过研磨分散后的改性废渣粉体的细度为〇. 5 -1. 0微米，且易于在不饱和树脂中 分散。
[0011] 所述成型将混合均匀后的混合料浇注至的1000 -2000mmX 1000 -2000mmX 1000 -20 00mm钢模内，制成一大块方形述料。
[0012] 所述固化将大块方形坯料在温度100°C - 150°C范围内固化。
[0013] 所述切割将大块方形坯料切割成300 - 2000mmX300 - 2000mmX 10 - 30mm的板状 材料。
[0014] 所述抛光将切割出的板状材料的表面经机械抛光至镜像光泽度大于65。
[0015] 铝型材废渣是铝型材厂采用石灰中和酸性废水得到微小颗粒的氢氧化铝，自然沉 淀所需时间长。为了加快中和所形成的氢氧化铝的沉淀，在废水沉淀池中加入了一定量的 聚丙烯酰胺絮凝剂。絮凝剂使得微小颗粒的氢氧化铝发生团聚，不利于其在有机树脂材料 中的分散，极大影响了其作为人造大理石的填料。
[0016] 现有利用废弃物制备人造石的研究，都简单地将废物烘干研磨分散后，通过大幅 提高树脂的用量来解决粉体的分散问题。这样不仅提高树脂用量，降低人造石的强度和表 面硬度和耐磨度，无法发挥出铝型材废粉可提高人造石性能的作用，只是将其简单当作普 通的填料之一。本发明将得到的废渣在580°c - 650°C范围煅烧半小时到1个小时，去除 废渣中聚丙烯酰胺絮凝剂等有机杂质。废渣中的氢氧化铝是通过化学中和沉淀所得，其 颗粒非常细小，将会极大影响其在不饱和树脂中的分散，使用时需要加入较多的不饱和树 脂分散，从而影响到人造石的性能。本发明在对煅烧后的废渣进行研磨分散过程中加入 0. 1%。- 0. 5%。的正戊醇作为分散剂和0. 5%。- 1%。苯乙烯作为改性剂，经过研磨充分分散后 的改性废渣粉体的细度为0. 5 -1. 0微米，经过改性后的废渣粉体与不饱和树脂有较好的亲 和性，易于在不饱和树脂中分散，不用增加不饱和树脂用量。不饱和树脂的用量增加将影响 人造石的弯曲强度、表面硬度和耐磨性。
[0017] 本发明利用铝型材废渣研磨分散的粉体取代部分1250目超细碳酸钙粉体，不同 细度的粉体之间合理搭配使用，显著增加人造大理石的致密度，提高其弯曲强度；还可利用 其硬度高于碳酸钙的特点，明显提高树脂型人造大理石表面硬度和耐磨性，效果非常显著。 远远超出了本领域技术人员的预期，本发明不仅可促进铝型材废渣的综合利用，变废为宝， 还可提高人造大理石的弯曲强度、表面硬度和耐磨度。
[0018] 本发明具有如下优点和有益效果：
[0019] (1)本发明将铝型材废渣经过高温煅烧后，再加入适量的正戊醇作为分散剂和苯 乙烯作为改性剂废渣进行研磨分散。经过研磨分散后的废渣粉体细度在〇. 5 -1. 0微米，且 易于在不饱和树脂中分散，不用增加不饱和树脂用量。不饱和树脂用量提高，将影响人造石 的弯曲强度、表面硬度和耐磨性。利用该粉体取代部分1250目超细碳酸钙粉体，不同细度 的粉体之间合理搭配使用，可增加人造大理石的致密度，提高其弯曲强度；还可利用其硬度 高于碳酸钙的特点，提高树脂型人造大理石表面硬度和耐磨性。
[0020] ⑵本发明利用了难以处理，数量巨大的铝型材表面处理含氟酸性废水处理废渣， 有利于环境保护，变废为宝。
【具体实施方式】
[0021] 以下结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明要求保护的范围并不局限于实 施例表述的范围。
[0022] 实施例1
[0023] -种利用铝型材废渣作为部分代替填料制备人造树脂型大理石方法，包括如下步 骤和工艺条件：
[0024] (1)铝型材废渣是铝型材生产表面处理所得含氟酸性废水经过中和所得，其主要 成分为氢氧化铝98% (重量百分比），氟化钙0.5% (重量百分比），氢氧化钙1.5 % (重量 百分比）。将铝型材废渣在650°C范围煅烧半小时，再进行研磨分散。在研磨分散过程中加 入铝型材废渣重量〇. 5%。的正戊醇作为分散剂和1%。苯乙烯作为改性剂。经过研磨分散后 的废渣粉体细度为〇. 5微米，且易于在不饱和树脂中分散；
[0025] (2)用处理后废渣粉取代部分1250目超细碳酸钙粉。按重量百分比，将40目碳 酸钙粉料10% (重量百分比）：80目碳酸钙粉料54% : 100目碳酸钙粉料15% :1250目超 细碳酸钙粉1% :处理后的废渣粉12% :间苯新戊二醇型不饱和聚酯8%称量后搅拌混合均 匀，经浇注成型、l〇〇°C恒温固化后，切割成400mmX 400mmX 15mm，表面经抛光至镜像光泽度 为65。参照DB44/T768 - 2010《树脂型人造石板材》标准对人造石板材的表面硬度和耐磨 度进行测试。该方法所制得树脂型人造大理的弯曲强度为28MPa，表面硬度为5、耐磨度为 15。
[0026] 对比样不掺铝型材废渣粉：按重量百分比，将40目碳酸钙粉料10% (重量百分 比）：80目碳酸钙粉料54% :100目碳酸钙粉料15% :1250目超细碳酸钙粉13% :间苯 新戊二醇型不饱和聚酯8%称量后搅拌混合均匀，经浇注成型、10(TC恒温固化后，切割成 400mmX400mmX15mm，表面经抛光至镜像光泽度为65。参照DB44/T768 - 2010《树脂型人 造石板材》标准对人造石板材的表面硬度和耐磨度进行测试。该方法所制得树脂型人造大 理的弯曲强度为22MPa，表面硬度为3、耐磨度为10。实施例1利用部分铝型材废渣粉取代 1250目碳酸钙超细粉所制得的人造大理石的弯曲强度，表面硬度和耐磨度明显优于对比样 不掺铝型材废渣粉。
[0027] 本发明将铝型材废渣经过高温煅烧后，再加入适量的正戊醇作为分散剂和苯乙烯 作为改性剂废渣进行研磨分散。经过研磨分散后的废渣粉体细度在〇. 5 -1. 0微米，且易于 在不饱和树脂中分散，不用增加不饱和树脂用量。不饱和树脂用量提高，将影响人造石的弯 曲强度、表面硬度和耐磨性。利用该粉体取代部分1250目超细碳酸钙粉体，不同细度的粉 体之间合理搭配使用，可增加人造大理石的致密度，提高其弯曲强度；还可利用其硬度高于 碳酸钙的特点，提高树脂型人造大理石表面硬度和耐磨性。本发明所得树脂型人造大理石 的弯曲强度、表面硬度、耐磨度都明显增加，显著增加其品质。本发明利用了难以处理，数量 巨大的铝型材表面处理含氟酸性废水处理废渣，有利于环境保护，变废为宝。
[0028] 实施例2
[0029] -种利用铝型材废渣作为部分代替填料制备人造树脂型大理石方法，包括如下步 骤和工艺条件：
[0030] (1)铝型材废渣是铝型材生产表面处理所得含氟酸性废水经过中和所得，其主要 成分为氢氧化铝90% (重量百分比），氟化钙2% (重量百分比），氢氧化钙8% (重量百分 比）。将铝型材废渣在580°C范围煅烧1个小时，再进行研磨分散。在研磨分散过程中加入 加入铝型材废渣重量〇. 1%。的正戊醇作为分散剂和0. 5%。苯乙烯作为改性剂。经过研磨分 散后的废渣粉体细度为1. 0微米，且易于在不饱和树脂中分散；
[0031] (2)用处理后废渣粉取代部分1250目超细碳酸钙粉。按重量百分比，将40目碳 酸钙粉料15% (重量百分比）：80目碳酸钙粉料45 % : 100目碳酸钙粉料15 % :1250目超 细碳酸钙粉6% :处理后的废渣粉9% :间苯新戊二醇型不饱和聚酯10%称量后搅拌混合均 勻，经浇注成型、150°C恒温固化后，切割成1000mmX 1000mmX 15mm，表面经抛光至镜像光泽 度大于65。参照DB44/T768 - 2010《树脂型人造石板材》标准对人造石板材的表面硬度和 耐磨度进行测试。该方法所制得树脂型人造大理的弯曲强度为25MPa，表面硬度为4、耐磨 度为14。
[0032] 对比样不掺铝型材废渣粉：按重量百分比，将40目碳酸钙粉料15% (重量百分 比）：80目碳酸钙粉料45% :100目碳酸钙粉料15% :1250目超细碳酸钙粉15% :间苯新 戊二醇型不饱和聚酯10%称量后搅拌混合均匀，经浇注成型、150°C恒温固化后，切割成 lOOOmmX lOOOmmX 15mm、表面经抛光至镜像光泽度为65。参照DB44/T768 -2010《树脂型人 造石板材》标准对人造石板材的表面硬度和耐磨度进行测试。该方法所制得树脂型人造大 理的弯曲强度为18MPa，表面硬度为3、耐磨度为10。实施例2利用部分铝型材废渣粉取代 1250目碳酸钙超细粉所制得的人造大理石的弯曲强度，表面硬度和耐磨度明显优于对比样 不掺铝型材废渣粉。
[0033] 实施例3
[0034] 一种利用铝型材废渣作为部分代替填料制备人造树脂型大理石方法，包括如下步 骤和工艺条件：
[0035] (1)铝型材废渣是铝型材生产表面处理所得含氟酸性废水经过中和所得，其主要 成分为氢氧化铝95% (重量百分比），氟化钙1.5% (重量百分比），氢氧化钙3.5% (重量 百分比）。将铝型材废渣在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 径为25微米的废渣粉；将铝型材废渣在600°C范围煅烧40分钟，再进行研磨分散。在研磨 分散过程中加入加入铝型材废渣重量0. 2%。的正戊醇作为分散剂和0. 7%。苯乙烯作为改性 齐U。经过研磨分散后的废渣粉体细度为〇. 7微米，且易于在不饱和树脂中分散；
[0036] (2)用处理后废渣粉取代部分1250目超细碳酸钙粉。按重量百分比，将40目碳 酸钙粉料13% (重量百分比）：80目碳酸钙粉料53 % : 100目碳酸钙粉料15 % :1250目超 细碳酸钙粉1% :处理后的废渣粉12% :间苯新戊二醇型不饱和聚酯6%称量后搅拌混合均 匀，经浇注成型、120°C恒温固化后，切割成800mmX 800mmX 15mm，表面经抛光至镜像光泽度 为68。参照DB44/T768 - 2010《树脂型人造石板材》标准对人造石板材的表面硬度和耐磨 度进行测试。该方法所制得树脂型人造大理的弯曲强度为30MPa，表面硬度为5、耐磨度为 16。
[0037] 对比样不掺铝型材废渣粉：按重量百分比，将40目碳酸钙粉料13% (重量百分 比）：80目碳酸钙粉料53% :100目碳酸钙粉料15% :1250目超细碳酸钙粉13% :间苯 新戊二醇型不饱和聚酯6%称量后搅拌混合均匀，经浇注成型、120°C恒温固化后，切割成 800mmX800mmX 15mm，表面经抛光至镜像光泽度68。参照DB44/T768 -2010《树脂型人造石
【权利要求】
1. 一种利用铝型材废渣制备人造树脂型大理石方法，其特征在于包括如下步骤： (1) 将铝型材废渣在580°C -650°c范围煅烧半小时到1个小时，再进行研磨分散；以铝 型材废渣重量计，在研磨分散过程中加入〇. 1%。- 0. 5%。的正戊醇作为分散剂和0. 5%。- 1%。 苯乙烯作为改性剂； (2) 按重量百分比计，将40目碳酸钙粉料10-25%、80目碳酸钙粉料45 -70%、100目 碳酸钙粉料10 - 15%、1250目超细碳酸钙粉1 -6%、废渣粉1 - 12%、间苯新戊二醇型不饱 和聚酯6 - 10%搅拌混合均匀，经成型，固化，切割，抛光，制得树脂型人造大理石。
2. 根据权利要求1所述的利用铝型材废渣制备人造树脂型大理石方法，其特征在于： 所述铝型材废渣是铝型材生产过程中对铝型材表面进行表面处理所得酸性废水经过中和 所得含氟铝型材废渣，按质量百分比计，主要成分为氢氧化铝90 - 98%，氟化钙0. 5 - 2%， 氢氧化钙1. 5 - 8%。
3. 根据权利要求1所述的利用铝型材废渣制备人造树脂型大理石方法，其特征在于： 经过研磨分散后的铝型材废渣的细度为0. 5 - 1. 0微米，且易于在不饱和树脂中分散。
4. 根据权利要求1所述的利用铝型材废渣制备人造树脂型大理石方法，其特征在于： 所述成型将混合均匀后的混合料浇注至的1000 - 2000mmX1000 - 2000mmX1000 - 2000mm 钢模内，制成大块方形坯料。
5. 根据权利要求1所述的利用铝型材废渣制备人造树脂型大理石方法，其特征在于： 所述固化是将大块方形坯料在温度l〇〇°C - 150°C范围内固化。
6. 根据权利要求1所述的利用铝型材废渣制备人造树脂型大理石方法，其特征在于： 所述切割将大块方形坯料切割成300 - 2000mmX300 - 2000mmX 10 - 30mm的板状材料。
7. 根据权利要求6所述的利用铝型材废渣制备人造树脂型大理石方法，其特征在于： 所述抛光将切割出的板状材料的表面经机械抛光至镜像光泽度大于65。
【文档编号】C04B18/04GK104086121SQ201410280357
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年6月20日 优先权日:2014年6月20日
【发明者】钟明峰, 苏达根, 朱锦辉, 殷文清 申请人:华南理工大学