CN102295822A - 粉煤灰节能环保复合板材及其制造方法 - Google Patents

粉煤灰节能环保复合板材及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种粉煤灰节能环保复合板材的制造方法，包括以下步骤：粉煤灰表面改性；环氧树脂胶液的配置；复合板材的制备。本发明吸取前人的研究经验和方法，以环氧树脂为基体，研制出了粉煤灰-环氧树脂复合板材，该板材多孔、轻质、强度高、韧性好，可以将其应用于内墙装饰、厨柜隔板或墙体隔音保温层等领域。

Description

粉煤灰节能环保复合板材及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种粉煤灰节能环保复合板材及其制造方法，属于复合材料技术领域。
背景技术
粉煤灰的主要成分是CaO、SiO2、Al2O3等金属氧化物，具有较高活性，目前，许多科技工作者从事粉煤灰的综合开发利用的研究工作，取得了许多突出的成果。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足提供一种粉煤灰节能环保复合板材及其制造方法。
一种粉煤灰节能环保复合板材的制造方法，包括以下步骤：粉煤灰表面改性：取粉煤灰质量2％的硅烷偶联剂KH-560，按照硅烷偶联剂KH-560∶无水乙醇∶水＝20∶80∶8的质量比配置成溶液，将所得溶液均匀滴加到所述粉煤灰中，充分搅拌均匀，在120℃条件下烘干1h，经充分研磨备用；
环氧树脂胶液的配置：在混合容器中将丙酮与环氧树脂按照质量比2∶1的比例进行混合，然后加入质量为环氧树脂质量15％的邻苯二甲酸二丁酯作为增韧剂，加入质量为环氧树脂5％的硬脂酸钠作为增容剂，经充分搅拌均匀；然后在搅拌均匀的混合物中加入质量为环氧树脂9％的二乙烯三胺作为固化剂，充分搅拌均匀备用；
复合板材的制备：将经过改性的粉煤灰和所述环氧树脂胶液按照一定的质量比进行混合，充分搅拌均匀后倒入压模模具中；将模具加热到180℃保持10min，然后自然冷却到室温，打开模具取出产品，在室温下静置3天即可。
所述的制造方法，所述经过改性的粉煤灰和所述环氧树脂胶液的质量比为3∶2或者1∶1。
采用上述方法获得的粉煤灰节能环保复合板材。
本发明吸取前人的研究经验和方法，以环氧树脂为基体，研制出了粉煤灰-环氧树脂复合板材，该板材多孔、轻质、强度高、韧性好，可以将其应用于内墙装饰、厨柜隔板或墙体隔音保温层等领域。
粉煤灰-环氧树脂复合板材的开发利用有两个突出的优点：
其一，粉煤灰-环氧树脂复合板材的开发利用可以有效地利用废渣，变废为宝，开发成本低廉。相对于粉煤灰应用于公路铺设、砌块生产、水泥生产，复合板材的开发生产具有高附加值的优点；
其二，生产工艺简单、节能，产品具有多孔、轻质、高强的特征，可用于内墙装饰、墙体隔音保温层等领域。相对原有的类似产品，粉煤灰-环氧树脂复合板材又具有原料广、开发成本低廉的优势。
附图说明
图1为粉煤灰-环氧树脂复合板材冲击断口的扫描电镜图，2000倍；
图2为粉煤灰-环氧树脂复合板材冲击断口的扫描电镜图，10000倍；
具体实施方式
以下结合具体实施例，对本发明进行详细说明。
该发明技术方案用到的材料、药品和试剂如下：
粉煤灰，湿法细灰，大唐略阳发电有限责任公司；
环氧树脂(EP)，E-44，西安科达胶粘剂有限公司；
二乙烯三胺(DETA)，≥99％，南京海帮贸易有限公司；
领苯二甲酸二丁酯(DBP)，化学纯，西安化学药品有限公司；
硅烷偶联剂，KH-560，上海耀华化工厂；
无水乙醇，化学纯，西安三浦精细化工厂；
硬脂酸钠，化学纯，上海化学试剂制品厂；
丙酮，化学纯，西安三浦精细化工厂。
该技术方案用到的检测设备主要有：
计算机控制拉力试验机，LDS-20KN，长春市智能仪器设备有限公司；
机械式冲击试验机，JJ-22，长春市智能仪器设备有限公司；
扫描电镜，JSM-6390LV，日本JEOL公司；
按照GB/T1040.2-2006和GB/T1843-93自制的拉伸样条和冲击样条模具。
粉煤灰-环氧树脂复合板材开发主要包括以下步骤：
粉煤灰表面改性：取100kg粉煤灰，取粉煤灰质量2％的硅烷偶联剂KH-560即2kg，按照硅烷偶联剂KH-560∶无水乙醇∶水＝20∶80∶8的质量比配置成溶液(无水乙醇8kg，水0.8kg))，将其均匀滴加到100kg粉煤灰中，充分搅拌均匀，在120℃条件下烘干1h，经充分研磨备用。
环氧树脂胶液的配置：在混合容器中将丙酮与环氧树脂按照质量比2∶1的比例进行混合(丙酮200kg，环氧树脂100kg)，然后加入质量为环氧树脂质量15％的邻苯二甲酸二丁酯(15kg)作为增韧剂，加入质量为环氧树脂5％的硬脂酸钠(5kg)作为增容剂，经充分搅拌均匀；然后在搅拌均匀的混合物中加入质量为环氧树脂9％的二乙烯三胺(9kg)作为固化剂，充分搅拌均匀备用。
复合板材的制备：改性粉煤灰和环氧树脂胶液按照一定的质量比(表1中设置5组不同的百分比例进行对比)进行混合，充分搅拌均匀后倒入压模模具中；将模具加热到180℃保持10min，然后自然冷却到室温，打开模具取出产品，在室温下静置3天即可。
复合板材的性能及结构：
表1是复合材料所含粉煤灰的质量百分比与复合板材性能的对比。图1和图2所示是60％粉煤灰含量时复合板冲击断口的扫描电镜图，分别为2000倍和10000倍。
表1复合板材的性能
  粉煤灰的质量百分含量   70％   65％   60％   50％   40％
  拉伸强度(MPa)   4.1   7.8   14.6   16.2   16.6
  冲击强度(KJ/m2)   17.5   29.1   45.0   43.6   44.2
  断裂伸长率(％)   3.8   5.3   6.4   6.7   7.2
可以看出，改性粉煤灰和环氧树脂胶液按照1∶1的比例混合时，所得复合板材的性价比最佳，其次是改性粉煤灰和环氧树脂胶液按照60∶40(即3∶2)的比例混合。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，例如：所述树脂基体可以采用废旧塑料替代环氧树脂；成型工艺可以采用挤出成型替代压塑成型。而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (3)

1.一种粉煤灰节能环保复合板材的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：粉煤灰表面改性：取粉煤灰质量2％的硅烷偶联剂KH-560，按照硅烷偶联剂KH-560∶无水乙醇∶水＝20∶80∶8的质量比配置成溶液，将所得溶液均匀滴加到所述粉煤灰中，充分搅拌均匀，在120℃条件下烘干1h，经充分研磨备用；
环氧树脂胶液的配置：在混合容器中将丙酮与环氧树脂按照质量比2∶1的比例进行混合，然后加入质量为环氧树脂质量15％的邻苯二甲酸二丁酯作为增韧剂，加入质量为环氧树脂5％的硬脂酸钠作为增容剂，经充分搅拌均匀；然后在搅拌均匀的混合物中加入质量为环氧树脂9％的二乙烯三胺作为固化剂，充分搅拌均匀备用；
复合板材的制备：将经过改性的粉煤灰和所述环氧树脂胶液按照一定的质量比进行混合，充分搅拌均匀后倒入压模模具中；将模具加热到180℃保持10min，然后自然冷却到室温，打开模具取出产品，在室温下静置3天即可。
2.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述经过改性的粉煤灰和所述环氧树脂胶液的质量比为3∶2或者1∶1。
3.一种粉煤灰节能环保复合板材，其特征在于，采用权利要求1或2所述方法制造。
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