专利名称：一种轻质装饰亚克力板材及其制备方法
技术领域：
本发明属于塑料发泡板材领域，特别涉及一种轻质装饰亚克力板材及其制备方法。
背景技术：
废有机玻璃主要来自于生产中的不合格产品、成型过程中的浇铸(道)及机械加工中的边角料、切屑(片)等，此外，还有相当一部分来自流通领域中，例如，在一辆报废的汽车中，有机玻璃的质量要占到非金属部分的30%左右(轮胎除外)。粉煤灰主要来自于火力发电和冶金燃煤排放的固体废物，1995年粉煤灰排放量达1.25亿吨，2000年约为1.5亿吨，2009年约为3.75亿吨，2010年达4.8亿吨，给我国的国民经济建设及生态环境造成巨大的压力，粉煤灰污染已成为中国最大的单一固体污染源。木屑主要来自于木材加工留下的锯末、刨花粉料和废边角料、废旧木材粉碎的碎末，是一种很有价值的再生资源。据发改环资[2011]2919号得知，国家发展改革委印发的《“十二五”资源综合利用指导意见》和《大宗固体废物综合利用实施方案》中提到废塑料、粉煤灰和废旧木材的资源利用，一方面进一步提高其利用率，另一方面要拓展高附加值产品的开发。废有机玻璃作为废塑料中的重要成员之一，可采用机械、裂解、焚化等方式进行回收利用。但是，由于有机玻璃价格昂贵，采用裂解工艺将废有机玻璃转化成甲基丙烯酸甲酯(MMA)单体回收是最经济的回收方式，废有机玻璃中90%是通过热裂解成MMA单体回收的。此外，国内外专家学者还针对废有机玻璃机械、溶解、水解回收做了一些研究工作，如Ellis, T S，等和Jan Rybnicek,等对汽车中含有PC、PMMA和ABS混合物的塑料部件进行机械回收；S.Gouli,等采用溶解方式回收废有机玻璃。据文献报道，废有机玻璃还可溶于有机溶剂，生产粘合剂、亚克力台面等复合材料，在碱性条件下水解为可用于污水处理的聚甲基丙烯酸钠等。虽然废有机玻璃热裂解原料回收普遍，但是能耗高。其溶解回收能耗低，但是溶剂毒性大，环境污染严重。粉煤灰中大部分微珠为中空、球形形貌，耐热、化学性质稳定且价廉，目前，粉煤灰在高分子材料中的应用潜力越来越受到重视，例如=Nabil A.N.Alkadasi,等以粉煤灰为填料填充改性聚丁二烯橡胶(PBR)的研究；刘丹等以粉煤灰为填料与废旧聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯共混热压成型建筑模板的研究；Keya Das,等也以粉煤灰与废旧聚丙烯混合制备复合材料；H.V.Ramakrishna,等探讨了环氧增韧的粉煤灰/PMMA复合材料的拉伸和弯曲性能，等等。其中，粉煤灰填充改性PMMA制备复合材料的研究报道主要是利用粉煤灰的耐热、化学性质稳定以及价廉特点，使其充当普通填料角色。木屑是由50-55%的纤维素、15-25%的半纤维素和20_30%的木质素作为主要成份构成的天然复合材料。 木屑可直接作为燃料，或通过化学处理制造饲料、乙醇、纤维素等化工原料或产品，或直接作为填料生产木质塑料，如Saeed Kazemi Najafi,等以锯末、木质素、再生HDPE、再生PE为原料生产木塑复合材料；A.B.Moustafa,等聚合制备了木屑/PMMA复合材料等。
发明内容
本发明目的在于提供一种轻质装饰亚克力板材及其制备方法，该方法利用废弃物为原料，操作简便，制备流程短，制得的亚克力板材密度小、光泽度高、硬度大、隔热和阻燃效果好、附加值高。为达到上述目的，本发明采用的技术方案是:一种轻质装饰亚克力板材的制备方法，包括以下步骤:I)溶解废旧有机玻璃粉料和乙烯-醋酸乙烯共聚物:搅拌下，用丙烯酸类单体溶解废旧有机玻璃粉料得到浆料A，并用丙烯酸类单体溶解乙烯-醋酸乙烯共聚物得到浆料B ;其中按质量份数计，丙烯酸类单体的总用量为100份，废旧有机玻璃粉料的用量为50 85份，乙烯-醋酸乙烯共聚物的用量为5 15份；2)混合浆料的制备:将浆料B倒入浆料A中搅拌均匀得到浆料C，在浆料C中依次加入20 50份固体废物粉料、5 25份粉煤灰基石蜡复合相变材料、2.5 15份颜料、40 60份氢氧化镁和
0.8 I份过氧化二苯甲酰，搅拌均匀得到高粘浆料D，在高粘浆料D中加入2 10份有机溶剂，搅拌均匀得到混合浆料；3)模压成型、加热聚合发泡:将混合浆料置于钢模中，通过热压机冷压成型，再于70 80°C加热聚合发泡2 4h; 4)冷却、脱模，得到轻质装饰亚克力板材。所述的废旧有机玻璃粉料是将废旧有机玻璃清洗、干燥、破碎、粉碎、过筛后得到的，废旧有机玻璃粉料的粒径为800目以细。所述的固体废物粉料是将固体废物干燥、粉碎、过筛后得到的，固体废物粉料的粒径为400目以细，所述的固体废物为木屑和粉煤灰中的一种或两种任意比例的混合物。所述的丙烯酸类单体为甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯和丙烯酸丁酯中的一种或几种任意比例的混合物。所述的粉煤灰基石蜡复合相变材料的粒度为400目以细，相变温度为49 51 °C，相变焓为20 60J/g。所述的粉煤灰基石蜡复合相变材料是按(5 I):1的质量比将粒度为800目以细的粉煤灰和52号石蜡在60 70°C下机械共混I 2h而得到的。所述的颜料为普通着色颜料和近红外反射颜料的混合物。所述的普通着色颜料为氧化铁红、氧化铁蓝和钛白粉中的一种或几种任意比例的混合物；所述的近红外反射颜料为薛特黑Blackl0C909A和薛特绿Greenl87B中的一种或两种任意比例的混合物。所述的溶剂为三氯甲烷、无水乙醇和丙酮中的一种或几种任意比例的混合物。制备出的轻质装饰亚克力板材，其60°光泽度为79 81，密度为0.7 0.8g/cm3，硬度为89 91HD，抗弯强度为20 40MPa，冲击强度为2 3KJ/m2，导热系数为0.06
0.07ff/m.k，相变温度为49 51°C，相变焓为5 15J/g，近红外反射率为20 60%,隔热温差为20 30°C，阻燃级别为HBF级。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果:本发明利用废旧有机玻璃粉料和固体废物这两种弃废物为原料制备轻质装饰亚克力板材，操作简便、制备流程短、原料易得、生产成本低，同时还具有提高废弃物利用率和减少环境污染的优点。本发明制备出的轻质装饰亚克力板材具有木材和塑料的双重加工特性，其物理和机械性能优良，表面光滑，60°光泽度为79 81，密度为0.7 0.8g/cm3，硬度为89 91HD，抗弯强度为20 40MPa，冲击强度为2 3KJ/m2，导热系数为0.06 0.07ff/m.k，相变温度为49 51°C，相变焓为5 15J/g，近红外反射率为20 60%，隔热温差为20 30°C，阻燃级别为HBF级，附加值高，可广泛应用在建筑、家装行业。
具体实施例方式实施例1I)溶解废旧有机玻璃粉料和乙烯-醋酸乙烯共聚物:在机械搅拌作用下，用60份甲基丙烯酸甲酯溶解50份废旧有机玻璃粉料得到浆料A，用40份甲基丙烯酸甲酯溶解5份乙烯-醋酸乙烯共聚物到浆料B;其中废旧有机玻璃粉料是将废旧有机玻璃清洗、干燥、破碎、粉碎、再过800目筛后得到的；2)混合浆料的制备:将浆料B倒入浆料A中搅拌均匀得到浆料C，在浆料C中依次加入50份固体废物粉料、20份粉煤灰基石蜡复合相变材料、5份钛白粉、10份薛特黑Blackl0C909A、40份氢氧化镁和I份过氧化二苯甲酰， 搅拌均匀得到高粘浆料D，在高粘浆料D中加入10份无水乙醇，搅拌均匀得到混合浆料；其中固体废物粉料是将粉煤灰干燥、过400目筛后得到的；粉煤灰基石蜡复合相变材料的粒度为100目以细，相变温度为50°C，相变焓为30J/g，粉煤灰基石蜡复合相变材料是按3:1的质量比将粒度为200目以细粉煤灰和52号石蜡在60°C下机械共混2h而得到的。3)模压成型、加热聚合发泡:将混合浆料置于钢模中，通过热压机冷压成型(冷压成型是指在不加热的条件下压制成型)，再于80°C加热聚合发泡2h;4)冷却、脱模、修边、打磨得到轻质装饰亚克力板材。制备出的轻质装饰亚克力板材，其表面光滑，60°光泽度为80.3，密度为0.76g/cm3，硬度为90HD，抗弯强度为38MPa，冲击强度为2KJ/m2，导热系数为0.069ff/m.k，相变温度为50°C，相变焓为5J/g，近红外反射率为60%，隔热温差为28°C，阻燃级别为HBF级。实施例2I)溶解废旧有机玻璃粉料和乙烯-醋酸乙烯共聚物:在机械搅拌作用下，用50份丙烯酸甲酯溶解60份废旧有机玻璃粉料得到浆料A，用50份丙烯酸甲酯溶解15份乙烯-醋酸乙烯共聚物到浆料B;其中废旧有机玻璃粉料是将废旧有机玻璃清洗、干燥、破碎、粉碎、再过600目筛后得到的；
2 )混合浆料的制备:将浆料B倒入浆料A中搅拌均匀得到浆料C，在浆料C中依次加入30份固体废物粉料、15份粉煤灰基石蜡复合相变材料、5份氧化铁红、氧化铁蓝和薛特黑Blackl0C909A的混合物、50份氢氧化镁和0.8份过氧化二苯甲酰，搅拌均匀得到高粘浆料D，在高粘浆料D中加入2份三氯甲烷，搅拌均匀得到混合浆料；其中固体废物粉料是将木屑干燥、粉碎、过400目筛后得到的；粉煤灰基石蜡复合相变材料的粒度为400目以细，相变温度为50.5°C，相变焓为20J/g，粉煤灰基石蜡复合相变材料是按5:1的质量比将粒度为800目以细的粉煤灰和52号石蜡在65°C下机械共混
1.5h而得到的。3)模压成型、加热聚合发泡:将混合浆料置于钢模中，通过热压机冷压成型，再于70°C加热聚合发泡4h;4)冷却、脱模、修边、打磨得到轻质装饰亚克力板材。制备出的轻质装饰亚克力板材，其表面光滑，60°光泽度为80.5，密度为0.8g/cm3，硬度为90HD，抗弯强度为40MPa，冲击强度为3KJ/m2，导热系数为0.06ff/m *k，相变温度为50.5°C，相变焓为5J/g，近红外反射率为20%，隔热温差为20°C，阻燃级别为HBF级。实施例3I)溶解废旧有机玻璃粉料和乙烯-醋酸乙烯共聚物:在机械搅拌作用下，用65份甲基丙烯酸乙酯和甲基丙烯酸丁酯的混合液溶解85份废旧有机玻璃粉料得到浆料A，35份甲基丙烯酸乙酯和甲基丙烯酸丁酯的混合液溶解10份乙烯-醋酸乙烯共聚物到浆料B;其中废旧有机玻璃粉料是将废旧有机玻璃清洗、干燥、破碎、粉碎、再过400目筛后得到的；2 )混合浆料的制备:将浆料B倒入浆料A中搅拌均匀得到浆料C，在浆料C中依次加入50份固体废物粉料、25份粉煤灰基石蜡复合相变材料、12份钛白粉、薛特黑Blackl0C909A和薛特绿Greenl87B的混合物、60份氢氧化镁和0.9份过氧化二苯甲酰，搅拌均匀得到高粘浆料D，在高粘浆料D中加入10份无水乙醇和丙酮的混合液，搅拌均匀得到混合浆料；其中固体废物粉料是将粉煤灰和木屑干燥、粉碎、过300目筛后得到的；粉煤灰基石蜡复合相变材料的粒度为200目以细，相变温度为49.5°C，相变焓为60J/g，粉煤灰基石蜡复合相变材料是按1:1的质量比将粒度为400目以细的粉煤灰和52号石蜡在70°C下机械共混Ih而得到的。3 )模压成型、加热聚合发泡:将混合浆料置 于钢模中，通过热压机冷压成型，再于75°C加热聚合发泡3h;4)冷却、脱模、修边、打磨得到轻质装饰亚克力板材。制备出的轻质装饰亚克力板材，其表面光滑，60°光泽度为80.5，密度为0.77g/cm3，硬度为91HD，抗弯强度为37MPa，冲击强度为2.6KJ/m2，导热系数为0.065ff/m.k，相变温度为49.5°C，相变焓为15J/g，近红外反射率为40%，隔热温差为30°C，阻燃级别为HBF级。实施例4
I)溶解废旧有机玻璃粉料和乙烯-醋酸乙烯共聚物:在机械搅拌作用下，用60份甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯和丙烯酸丁酯的混合液溶解70份废旧有机玻璃粉料得到浆料A，用40份甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯和丙烯酸丁酯的混合液溶解10份乙烯-醋酸乙烯共聚物到浆料B;其中废旧有机玻璃粉料是将废旧有机玻璃清洗、干燥、破碎、粉碎、再过200目筛后得到的；2 )混合浆料的制备:将浆料B倒入浆料A中搅拌均匀得到浆料C，在浆料C中依次加入20份固体废物粉料、5份粉煤灰基石蜡复合相变材料、10份氧化铁红、氧化铁蓝和薛特绿Greenl87B的混合物、55份氢氧化镁和0.9份过氧化二苯甲酰，搅拌均匀得到高粘浆料D，在高粘浆料D中加入10份三氯甲烷、无水乙醇和丙酮的混合液，搅拌均匀得到混合浆料；其中固体废物粉料是将粉煤灰和木屑干燥、粉碎、过200目筛后得到的；粉煤灰基石蜡复合相变材料的粒度为300目以细，相变温度为49°C，相变焓为40J/g，粉煤灰基石蜡复合相变材料是按2:1的质量比将粒度为600目以细的粉煤灰和52号石蜡在60°C下机械共混2h而得到的。3)模压成型、加热聚合发泡:将混合浆料置于钢模中，通过热压机冷压成型，再于75°C加热聚合发泡3h;4)冷却、脱模、修边、打磨得到轻质装饰亚克力板材。
制备出的轻质装饰亚克力板材，其表面光滑，60°光泽度为81，密度为0.7g/cm3，硬度为89HD，抗弯强度为20MPa，冲击强度为2KJ/m2，导热系数为0.06ff/m.k，相变温度为490C，相变焓为5J/g，近红外反射率为50%，隔热温差为30°C，阻燃级别为HBF级。实施例5I)溶解废旧有机玻璃粉料和乙烯-醋酸乙烯共聚物:在机械搅拌作用下，用60份甲基丙烯酸乙酯和丙烯酸丁酯的混合液溶解80份废旧有机玻璃粉料得到浆料A，用40份甲基丙烯酸乙酯和丙烯酸丁酯的混合液溶解12份乙烯-醋酸乙烯共聚物到浆料B;其中废旧有机玻璃粉料是将废旧有机玻璃清洗、干燥、破碎、粉碎、再过400目筛后得到的；2)混合浆料的制备:将浆料B倒入浆料A中搅拌均匀得到浆料C，在浆料C中依次加入40份固体废物粉料、10份粉煤灰基石蜡复合相变材料、2.5份氧化铁蓝和薛特绿Greenl87B的混合物、45份氢氧化镁和I份过氧化二苯甲酰，搅拌均匀得到高粘浆料D，在高粘浆料D中加入7份三氯甲烷和丙酮的混合液，搅拌均匀得到混合浆料；其中固体废物粉料是将粉煤灰干燥、过200目筛后得到的；粉煤灰基石蜡复合相变材料的粒度为200目以细，相变温度为51°C，相变焓为50J/g，粉煤灰基石蜡复合相变材料是按4:1的质量比将粒度为400目以细的粉煤灰和52号石蜡在70°C下机械共混Ih而得到的。3)模压成型、加热聚合发泡:将混合浆料置于钢模中，通过热压机冷压成型，再于80°C加热聚合发泡2h;
4)冷却、脱模、修边、打磨得到轻质装饰亚克力板材。制备出的轻质装饰亚克力板材，其表面光滑，60°光泽度为79，密度为0.73g/cm3，硬度为90HD，抗弯强度为29MPa，冲击强度为2.3KJ/m2，导热系数为0.07ff/m.k，相变温度为51°C，相变焓为10J/g ，近红外反射率为30%，隔热温差为25°C，阻燃级别为HBF级。
权利要求
1.一种轻质装饰亚克力板材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤: 1)溶解废旧有机玻璃粉料和乙烯-醋酸乙烯共聚物: 搅拌下，用丙烯酸类单体溶解废旧有机玻璃粉料得到浆料A，并用丙烯酸类单体溶解乙烯-醋酸乙烯共聚物得到浆料B ;其中按质量份数计，丙烯酸类单体的总用量为100份，废旧有机玻璃粉料的用量为50 85份，乙烯-醋酸乙烯共聚物的用量为5 15份； 2)混合衆料的制备: 将浆料B倒入浆料A中搅拌均匀得到浆料C，在浆料C中依次加入20 50份固体废物粉料、5 25份粉煤灰基石蜡复合相变材料、2.5 15份颜料、40 60份氢氧化镁和0.8 I份过氧化二苯甲酰，搅拌均匀得到高粘浆料D，在高粘浆料D中加入2 10份有机溶剂，搅拌均匀得到混合浆料； 3)模压成型、加热聚合发泡: 将混合浆料置于钢模中，通过热压机冷压成型，再于70 80°C加热聚合发泡2 4h; 4)冷却、脱模，得到轻质装饰亚克力板材。
2.根据权利要求1所述的轻质装饰亚克力板材的制备方法，其特征在于:所述的废旧有机玻璃粉料是将废旧有机玻璃清洗、干燥、破碎、粉碎、过筛后得到的，废旧有机玻璃粉料的粒径为800目以细。
3.根据权利要求1所述的轻质装饰亚克力板材的制备方法，其特征在于:所述的固体废物粉料是将固体废物干燥、粉碎、过筛后得到的，固体废物粉料的粒径为400目以细，所述的固体废物为 木屑和粉煤灰中的一种或两种任意比例的混合物。
4.根据权利要求1所述的轻质装饰亚克力板材的制备方法，其特征在于:所述的丙烯酸类单体为甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯和丙烯酸丁酯中的一种或几种任意比例的混合物。
5.根据权利要求1所述的轻质装饰亚克力板材的制备方法，其特征在于:所述的粉煤灰基石蜡复合相变材料的粒度为400目以细，相变温度为49 51°C，相变焓为20 60J/g°
6.根据权利要求1或5所述的轻质装饰亚克力板材的制备方法，其特征在于:所述的粉煤灰基石蜡复合相变材料是按(5 I):1的质量比将粒度为800目以细的粉煤灰和52号石蜡在60 70°C下机械共混I 2h而得到的。
7.根据权利要求1所述的轻质装饰亚克力板材的制备方法，其特征在于:所述的颜料为普通着色颜料和近红外反射颜料的混合物。
8.根据权利要求7所述的轻质装饰亚克力板材的制备方法，其特征在于:所述的普通着色颜料为氧化铁红、氧化铁蓝和钛白粉中的一种或几种任意比例的混合物；所述的近红外反射颜料为薛特黑Blackl0C909A和薛特绿Green 187B中的一种或两种任意比例的混合物。
9.根据权利要求1所述的轻质装饰亚克力板材的制备方法，其特征在于:所述的溶剂为三氯甲烷、无水乙醇和丙酮中的一种或几种任意比例的混合物。
10.根据权利要求1-9中任意一项所述的方法制备出的轻质装饰亚克力板材，其特征在于:其60°光泽度为79 81，密度为0.7 0.8g/cm3,硬度为89 91HD，抗弯强度为20 40MPa，冲击强度为2 3KJ/m2，导热系数为0.06 0.07ff/m.k，相变温度为49 51°C，相变焓为5 15J/g，近红外反射率为20 60%，隔热温差为20 30°C，阻燃级别为HBF 级 。
全文摘要
一种轻质装饰亚克力板材及其制备方法，步骤为用丙烯酸类单体溶解废旧有机玻璃粉料得浆料A，用丙烯酸类单体溶解乙烯-醋酸乙烯共聚物得浆料B，将浆料B倒入浆料A中搅拌均匀得浆料C，再加入固体废物粉料、粉煤灰基石蜡复合相变材料、颜料、氢氧化镁和过氧化二苯甲酰，搅拌均匀得高粘浆料D；向高粘浆料D中加入有机溶剂，搅拌后置于钢模中，用热压机冷压成型，再于70～80℃加热聚合发泡2～4h；冷却、脱模得轻质装饰亚克力板材。本发明利用废弃物制备轻质装饰亚克力板材，减少了环境污染，得到的亚克力板材密度小、光泽度高、硬度大、隔热和阻燃效果好、附加值高，可广泛应用在建筑、家装行业。
文档编号C08K7/24GK103224680SQ201310132378
公开日2013年7月31日 申请日期2013年4月17日 优先权日2013年4月17日
发明者袁新强, 张伟, 杨晓明, 董兴轩, 程润东, 高聪, 张阳阳, 赵红 申请人:陕西理工学院