CN102746562A - 一种窗材，其生产方法及应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种利用工业废渣为主要原料的窗材，其原料中各组分所占重量份为：赤泥55～70份，塑料30～45份,功能性助剂A 0.05～4份，功能性助剂B 3～5份，增强载体3～5份，填充剂2～5；所述塑料选自聚乙烯、聚氯乙烯或聚丙烯；所述功能性助剂A选自冲击改性剂氯化聚乙烯CPE、增塑剂DOA己二酸二辛脂、成核剂β晶型成核剂TMB-5；所述功能性助剂B选自加工改性剂三元乙丙橡胶EPDM、冲击改性剂甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物MBS树脂；所述增强载体为E玻璃纤维，所述填充剂为云母。本发明窗材硬度高不需钢衬、抗紫外线、耐污染、质轻、隔声隔热性能好、防水防火防电、无放射性污染，具有较好的市场前景和使用价值。

Description

一种窗材,其生产方法及应用
技术领域
本发明涉及工业废渣赤泥的回收利用领域，特别涉及一种窗材，其生产方法及应用。
背景技术
赤泥（Red Mud，Bauxite Residue）亦称红泥，从铝土矿中提炼氧化铝后排出的工业固体废物。一般含氧化铁量大，外观与赤色泥土相似，因而得名。炼铝厂一般平均每生产1吨氧化铝，附带产生1.0～2.0吨赤泥。我国各大铝厂如山东铝厂，山西铝厂，贵阳铝厂，郑州铝厂都有丰富的赤泥废料弃之不用。根据原料及工艺条件的不同，赤泥的名称也不相同，有拜耳法赤泥，烧结法赤泥，联合法赤泥等，主要成分为为CaO，SiO2，Fe2O3，Al2O3，TiO2等。赤泥的熔点为1200～1250°C，相对密度2.7～2.9，pH值10～12，呈碱性，一般粒径为20μm，部分接近胶体微粒尺寸，成多孔性易吸水。赤泥是一种廉价易得的填充剂，赤泥还可兼作廉价的热稳定剂和光屏蔽剂。
中国作为世界第4大氧化铝生产国，每年排放的赤泥高达数百万吨。大量的赤泥不能充分有效的利用，只能依靠大面积的堆场堆放，除了占用了大量土地外，还由于赤泥中的化学成分渗入土地易造成土地碱化、地下水污染，人们长期摄取这种物质，必然会影响身体健康。赤泥的主要污染物为碱、氟化钠、钠及铝等，其含量较高，超过了中国国家规定的排放标准（《有色金属工业固体废物污染控制标准》GB5058-85）。全世界每年产生的赤泥约7000万吨，我国每年产生的赤泥为3000万吨以上。赤泥堆积，不仅要防止附液可能渗透到地下，也要防止出现坍塌。由于赤泥结合的化学碱难以脱除且含量大、又含有氟、铝及其他多种杂质等原因，对于赤泥的无害利用一直难以进行。大量的赤泥的产生已经对人类的生产、生活造成多方面的直接和间接的影响，所以最大限度的减少赤泥的产量和危害，实现多渠道、大数量的资源化已迫在眉睫。世界各国专家对赤泥的综合利用进行了大量的科学研究，但此类研究进展不大。因此赤泥废渣的处理和综合利用成为一个世界性的大难题。
目前用赤泥制备建筑装饰材料的技术方案层出不穷，但这些方法虽然使赤泥得到利用，但在生产过程中会产生大量的有害气体，一方面虽然减少了铝厂废弃物对环境的污染，另一方面产生的有害气体再次造成环境污染。并且，由于赤泥呈碱性，现有技术中未脱碱的建材价格便宜，但容易反碱，使用极为不便，脱碱赤泥建材成本高，无利用价值。
市场上一般铝合金窗材成本高，质重，导热系数高，隔热性能较差，使用极为不便；而塑钢窗材则硬度不够，防火性能略差，耐老化性能差。
申请号为200910119558.1的发明专利申请，公开了一种彩色塑料型材的生产方法，该方法生产的PVC塑料门窗型材具有抗紫外线老化、耐污染、不易褪色、颜色组合多样等优点，但其硬度不够，必须在内部附加钢条来增加硬度，同时会产生放射性污染并排放有毒气体。
目前，急需一种具有硬度高不需钢衬、抗紫外线、耐污染、质轻、隔声隔热性能好、防火防水防静电并且不会产生放射性污染和有毒气体的窗材。
发明内容
为解决上述领域的需求和不足，本发明提供一种以赤泥和塑料为主要原料的窗材，其生产方法及应用。本发明通过调节各组分原料的种类及配比，并且通过大量实验探索出行之有效的制备方法，解决了上述技术问题。
一种窗材，生产窗材的原料有塑料，其特征在于，原料中还包括赤泥和功能性助剂A、功能性助剂B和增强载体及填充剂，原料中各组分所占重量份为：赤泥55～70份，塑料30～45份,功能性助剂A0.05～4份，功能性助剂B 3～5份，增强载体3～5份，填充剂2～5份；
所述塑料选自聚乙烯、聚氯乙烯或聚丙烯；
所述赤泥是从铝土矿中提炼氧化铝后排出的工业固体废物；
所述功能性助剂A选自冲击改性剂氯化聚乙烯CPE、增塑剂DOA己二酸二辛脂、成核剂β晶型成核剂TMB-5；
所述功能性助剂B选自加工改性剂三元乙丙橡胶EPDM、冲击改性剂甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物MBS树脂；
所述增强载体为E玻璃纤维；
所述填充剂为云母。
当所述塑料为聚乙烯，所述功能性助剂A是冲击改性剂氯化聚乙烯CPE 1～4重量份，所述功能性助剂B是加工改性剂三元乙丙橡胶EPDM 3～5重量份，E玻璃纤维3～5重量份，云母2～5重量份；
当所述塑料为聚氯乙烯，所述功能性助剂A是增塑剂DOA己二酸二辛脂重量1～4份，所述功能性助剂B是冲击改性剂甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物MBS树脂3～5重量份，E玻璃纤维3～5重量份，云母2～5重量份；
当所述塑料为聚丙烯，所述功能性助剂A是成核剂β晶型成核剂TMB-50.05～1重量份，所述功能性助剂B是加工改性剂三元乙丙橡胶EPDM 3～5重量份，E玻璃纤维3～5重量份，云母2～5重量份。
上述窗材，其原料组分所占重量份选自如下任一：
赤泥65份，聚乙烯塑料35份,冲击改性剂氯化聚乙烯CPE 1.75～2.45份，加工改性剂三元乙丙橡胶EPDM 4.2份，E玻璃纤维3.5份，云母3.5份；
赤泥60份，聚氯乙烯塑料40份,增塑剂DOA己二酸二辛脂2.8～3.2份，冲击改性剂甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物，MBS树脂3.2～4份，E玻璃纤维3.2份，云母4份；
赤泥62份，聚丙烯塑料38份,成核剂β晶型成核剂TMB-50.076～0.114份，加工改性剂三元乙丙橡胶EPDM3.8～4.56份，E玻璃纤维3.04～3.8份，云母3.8份。
上述窗材，所述E玻璃纤维为经硅烷类偶联剂处理的E玻璃纤维，所述赤泥为拜耳法赤泥，所述塑料为废旧塑料。
上述窗材的制备方法，步骤如下：
1）活化赤泥：
（1）将赤泥在旋转闪蒸干燥机中烘干，得到含水量小于0.3%，粒度大于等于150目的粉末；
（2）将步骤（1）所得赤泥粉末放入混料捏合机，将混料捏合机控制在转速1000转/分钟，温度100～110°C条件下保持2～5分钟，以控制赤泥中的游离水分小于或等于0.3%；
（3）然后加入偶联剂，对赤泥进行表面活化，于混料捏合机中搅拌5～10分钟；
（4）将混料捏合机温度降至48～52°C，在48～52°C下搅拌均匀，然后出料待用；
2）塑料处理：
分拣，清洗使无杂质，破碎成小块状；
3）原材料混合：
在80°C下，将经2）处理的塑料倒入混料机内，以除去其中的游离水，脱挥搅拌3～5分钟后加入助剂A、助剂B和填充剂，40～45°C搅拌7～8分钟，再倒入上述活化的赤泥和E玻璃纤维，用水冷却到30～40°C搅拌10分钟，得混合料；所述脱挥是指脱除聚合物中的小分子物质；
4）造粒：
将3）所得混合料用造粒机自动切粒，得粒径
Figure BDA00001952715800031
的颗粒；
5）挤出空腹窗材：
将4）所得颗粒放进空腹芯棒模具挤出机，挤出窗材型材后冷却定型，所述冷却定型是指冷却到45～55°C。
6）组装
将5）所得空腹窗材用塑料插接件组装，接口用粘结胶粘牢，无需添加钢衬
所述赤泥表面活化的温度是100～120°C，所述偶联剂为铝钛复合偶联剂或钛酸酯偶联剂。
当所述偶联剂为钛酸酯偶联剂时，将混料捏合机温度降至48～52°C后，还需加入硬脂酸偶联协同剂，所述钛酸酯偶联剂添加量为赤泥量的1%～1.2%，所述偶联协同剂添加量为赤泥量的0.5～0.8%。
所述赤泥烘干采用XSG型旋转闪蒸干燥机；
所述混料捏合机采用DYHL300/600型混料捏合机，转速设在1000转/分钟，自摩擦生热；
所述原材料混合采用DYHL混料机组，本机PLC控制，具备配料、混合、干燥、脱挥等功能，热与冷混工艺相结合；
所述空腹芯棒模具挤出机采用SJZ65/132YF240生产线，主机为锥形异向双螺杆挤出机，包括冷却定型线，牵引切割线，码放线，生产线全长为30M，所述双螺杆挤出机螺杆转速控制在40r/min左右，进料螺杆转速为18r/min，主机真空度为-0.15MPa～-0.2Mpa，所述模具空腹空心棒的空心部位采用压缩空气冷却到45～55℃。
步骤4）中，所述自动切粒后，三级风送，冷却集粒，主机螺杆转速控制在35～38r/min，进料螺杆转速为16r/min，所述冷却指冷却到45～55℃；所述造粒机为SJZ80/156异向锥形双螺杆造粒机组，所述造粒温度设定为，造粒机螺杆一区：180°C，二区：175°C，三区：175°C，四区：173°C，五区：173°C，六区170°C。
所述挤出窗材型材温度设定为：挤出机螺杆一区：180°C，二区：176°C，三区：175°C，四区：173°C，五区：173°C，六区170°C，合流芯区：160°C，模头一区：175°C，模头二区：170°C。
本发明原材料组分的组合以及各组分的上述配比范围，是通过大量实验确认的，上述组合以及配比范围使本发明原材料所形成的窗材能实现本发明所声称的技术效果。
生产赤泥的方法不同，赤泥中各组分的含量不相同，相应赤泥的物理化学特性也就不同，拜耳法赤泥粒度细而质软，其次是烧结法赤泥，联合法赤泥较差一些。赤泥中含有多种微量化学成份，其中的矿物组成及物理性质与塑料及其他添加剂有很好的相容性，根据使用环境的不同、用途不同，原材料配方也可以调整，能适应环境和用途的需要，产品各方面的力学性能和技术指标均能达到国家规定标准，有些指标高于PVC产品的技术指标。
由于生产氧化铝的工艺不同，每批次赤泥所含化学和矿物成分不同，在活化改性赤泥时有很多不确定因素，每批次pH值的不同，赤泥中所含组分不同，以下为最常见赤泥组成：K2O-Al2O3-SiO2;NaO2-Al2O3-SiO2;CaO-Al2O3-SiO2;MgO-Al2O3-SiO2。与塑料复合，包括与PVC,ABS,PS等中极性塑料复合，以及PE,PP等低极性塑料复合，在处理赤泥改性活化时使用的偶联剂是根据赤泥中所含组分及与其复合的塑料极性和碱性而确定偶联剂的种类与用量。所选偶联剂以及偶联协同剂主要是为了改善赤泥的碱性和可用性。当赤泥的pH=10～12时，且偶联剂为钛酸酯偶联剂时，需加入硬脂酸偶联协同剂；当赤泥pH＜10时，只需使用偶联剂钛酸酯即可，不需再可另加硬脂酸偶联协同剂；铝钛复合偶联剂可以实现单独使用钛酸酯偶联剂以及钛酸酯偶联剂和硬脂酸偶联协同剂协同使用的效果，但使用铝钛复合偶联剂成本高，不宜推广。分解、中和赤泥中的碱性与赤泥pH值有关，使用不饱和有机酸或锆铝酸盐，β-苯丙烯酸等，都应综合考虑上述几种材料的组分因素来确定。赤泥填料表面活化处理的宗旨是：偶联，增韧，增强，稳定，接枝，相溶。
本发明窗材与现有技术窗材相比具有硬度高不需钢衬、抗紫外线、耐污染、质轻、隔声隔热性能好、防火防电并且不会产生放射性污染和有毒气体、不需涂覆油漆之类的保护剂，不霉不蛀、阻燃。
本发明中经活化处理的赤泥活性填料，其表面因化学或物理化学作用而包覆一有机长链分子层，因而亲水性变成亲有机性，从而提高赤泥填料的用量，改善加工性能。活化处理的基本原则是，酸性无机填充剂或填料，应使用碱性官能团的偶联剂，碱性无机填充剂应使用含酸性官能团的偶联剂。此外，还需要根据基料组分的特定化学结构以及制品所要求的最终性能做出选择。在使用本发明活化处理方法起到了分解、中和赤泥中的碱性，使制品在使用中没有碱性析出，或因碱性所产生的副作用。
由于各种塑料的特性不同，尤其是废旧塑料每批次品质不尽相同，所以原材料的配比也不相同，研究中，需要根据塑料的种类和各组分含量来调整原材料配比和各种助剂的添加数量及类型，另外还需根据制品的用途及使用环境来选择添加剂的种类和具体数量。
本发明选择如下功能性助剂：
增塑剂，又称塑化剂，是工业上被广泛使用的高分子材料助剂，在塑料加工中添加这种物质，可以使其柔韧性增强，容易加工，可合法用于工业用途。
冲击改性剂：又名抗冲改性剂、增韧剂，是能显著改善某些脆性高分子材料冲击强度的添加剂，一般而言是弹性体。
加工改性剂是针对塑料加工性能差而开发的一类助剂，指添加在聚合物中能改善熔融树脂的流动性，并具热稳定性、耐热变形性和制品表面光泽性的物质。加工改性剂主要是高分子聚合物，应用比较多的是丙烯酸类共聚物，如甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸乙酸共聚物体系（MMA/FA体系）、甲基丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸丁酯/丙烯酸乙酯/甲基丙烯酸乙酯共聚物体系（MMA/BMA/EA/EMA体系）、甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸乙酯/丙烯腈共聚体系（MMA/EA/AN体系）等。添加量通常为树脂用量的3%～8%。
成核剂是用来提高结晶型聚合物的结晶度、加快其结晶速率的一种助剂。成核剂的使用与否直接关系到结晶型塑料的收缩率、尺寸稳定性、透明性和机械强度。
填充剂（filler）又称填料、填充物，是指加入物料中改善性能或降低成本的固体物质。通常不含水，中性，不与物料组分起不良作用的有机物、无机物、金属或非金属粉末均可用作填充剂。
己二酸二辛脂，英文名：Dioctyl adipate，缩写词DOA，化学式：C22H42O4，与聚氯乙烯有较好的相溶性，是典型的耐寒增塑剂，增塑效率高，赋予制品良好的低温柔软性，并且具有良好的耐光性和耐热性。
氯化聚乙烯，英文名称：Chlorinated Polyethylene，英文简称CPE，耐热性强，与聚乙烯相溶性好，其冲击强度随老化时间的下降极慢，可改善其韧性，耐燃性是良好的冲击改性剂。
甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物，英文名称methyl methacrylate butadiene-styrenecopolymer，又称MBS树脂，可将聚氯乙烯塑料的冲击强度提高6～15倍，而对扩张强度、伸长率等其他物理性能影响很小，是良好的冲击改性剂。
三元乙丙橡胶，英文名称Ethylene Propylene Diene Monomer，简称EPDM，显著提高冲击强度，降低成型收缩率，是良好的加工改性剂。
成核剂，β晶型成核剂，TMB-5化学名称：对苯二甲酸（取代）环己酰胺，分子式：C20H28N2O2，分子量：328，外观：白色结晶粉末，熔点：>344℃，可显著提高聚丙烯的结晶状态，可使聚丙烯晶型由α型转化为β型，转化率可达90%以上，可显著提高制品的冲击强度，热变形温度及表面光泽度。
增强载体：E玻璃纤维，又称无碱玻璃纤维，英文名称为E-glassfiber，是一种硼硅酸盐玻璃。主成分为铝硼硅酸盐，碱性氧化物含量0～2％，密度2.45g/cm3，强度3.43×109N/m2，模量7.1×1010N/m2，伸长率约3％，耐水性和电绝缘性好，而耐酸和耐碱性较差。硅酸盐无碱短切，采购用硅烷类偶联剂处理好的E玻璃纤维，本品可增强复合材料的拉伸强度，提高其电绝缘绝热性能。
云母（mica)是云母族矿物的统称，属于铝硅酸盐矿物，是分布最广的造岩矿物，钾、铝、镁、铁、锂等层状结构铝硅酸盐的总称。本发明中云母可提高电性能，耐热性，抗冲击性，耐湿性，耐磨性，降低成型的收缩率，并能阻止紫外线及水分的穿透。
脱挥：即聚合物脱挥，指脱除聚合物中的小分子物质，是高分子材料加工生产过程中的重要工序。
本发明挤出工艺模头设计要点：填充在聚乙烯中的赤泥使得物料的整体流动性能明显降低，因此应尽量避免流道急剧变化或出现台阶所引起的糊料现象，另外，模头挤出压缩比相比其他物料挤出压缩比较大，一般在（2.0～2.8）:1，所以机头压力较大。并且，本发明在模头出口增加冷却板，使制品触摸膨胀系数减小。
挤出窗材的工序为：颗粒进入挤出机，溶融塑化，通过空腹空心棒模具挤出空腹窗材型材，型材冷却定型，牵引，定长切割，码放。
本发明通过上述工艺及设计，克服了一般铝合金窗材成本高，质重，导热系数高，保温性、隔热性能较差，使用极为不便的缺陷；同时也克服了塑料和塑钢窗材硬度不够，必须在内部附加钢衬来增加硬度，防火性能略差，脆性大，燃烧时会排放有毒气体的缺陷。。
本发明窗材各项性能指标稳定，耐酸碱腐蚀，强度高，不易变形，不需要钢衬，质轻，防火防水，耐久性能好，隔声性能好，气密性好，无放射性污染，不产生有害气体，安全美观，并且价格低廉，产品的封闭性和保温隔热性能以及抗紫外线性能好，生产使用环保节能，具有广阔的市场前景和较大的使用价值。
本发明具有如下有益效果：
强度高:不需要加钢衬骨架，强度各方面指标居达到国家建材使用标准；
安全环保：无放射性污染，不产生有害气体，符合国家检测标准。
节能：生产使用能耗低，并且材料使用过程中由于它的导热系数小，保温隔热性能好，使用耗能也就低，这是钢木材、铝材及塑料制品无法比拟的。
价格低廉：是现有传统塑钢窗材成本的一半
隔声性能好：隔声可达30dB以上，因此适应在城市嘈杂声大的地区使用。
水密性、气密性好：本身吸水率很低，不怕潮湿，不易变形，防水和空气渗透性能极佳，适合在长期处于南方潮湿地区和西北风沙大的地区。
耐久性能好：阻燃性能好，抗紫外线性能好，耐老化性能可达40～50年。
能源利用率高：绝缘、抗压性能好、变废为宝。
具体实施方式：
提供下述实施例是为了更好地进一步理解本发明，并不局限于所述最佳实施方式，不对本发明的内容和保护范围构成限制，任何人在本发明的启示下或是将本发明与其他现有技术的特征进行组合而得出的任何与本发明相同或相近似的产品，均落在本发明的保护范围之内。
用于本发明的铝钛复合偶联剂，钛酸酯偶联剂以及硬脂酸偶联协同剂是商购途径获得，没有特殊要求。
实施例1.窗材1的制备
步骤1.活化赤泥：
（1）将65g赤泥放于旋转闪蒸干燥机中烘干，使含水量小于0.3%，粒度大于等于150目粉末，
（2）将蒸干后的赤泥放入DYHL300/600型混料捏合机，转速在1000转/分钟，自摩擦生热，在混料机温度升至100～110°C时，除去赤泥中的游离水分，控制赤泥水分小于或等于0.3%，一般时间为2～5分钟，然后加入钛酸酯偶联剂，加入量为赤泥量的1%～1.2%，100～120°C于混料机中，对赤泥进行表面活化，搅拌5～10分钟。当温度降至50°C时，加入偶联协同剂硬脂酸，其添加量为赤泥量的0.5～0.8%，在48～52°C下搅拌均匀，然后出料待用。
步骤2.塑料及添加剂处理：
聚乙烯废旧塑料35g，采购分拣好，清洗使无杂质，破碎成小块状的软质。
称量1.75g冲击改性剂氯化聚乙烯CPE和4.2g加工改性剂三元乙丙橡胶EPDM待用。
增强载体：E玻璃纤维3.5g，硅酸盐无碱短切，采购用硅烷类偶联剂处理好的E玻璃纤维，本品可增强复合材料的拉伸强度，提高电绝缘绝热性能。
填充剂，云母3.5g，称量，待用。
步骤3.原材料混合：
采用DYHL混料机组，本机PLC控制，具备配料、混合、干燥、脱挥等功能，热与冷混工艺结合。
（1）先将混料机升温至80°C，把步骤2.中处理好的塑料到入混料机内，除去游离水，脱挥搅拌3～5分钟。
（2）把步骤2中称量好的助剂CPE,EPDM和填充剂云母3.5g倒入混料机与塑料混合，混料机温度设为40～45°C，把助剂与塑料搅拌混合均匀，7～8分钟。
（3）把步骤1.活化处理的赤泥和步骤2.称量的3.5g E玻璃纤维一同倒入混料机，用水冷却到30～40°C，搅拌，混合均匀，10分钟。
步骤4.造粒：
将步骤3.的混合料放入造粒机造粒，粒径6mm，自动切粒，三级风送，冷却到45～55℃，集粒。造粒工艺温度设定为，造粒机螺杆一区：180°C，二区：175℃，散去：175°C，四区：173°C，五区：173°C，六区170°C，主机螺杆转速控制在35~38r/min左右，进料螺杆转速为16r/min。
步骤5.挤出空腹窗材：
将步骤4所得颗粒放进空腹芯棒模具挤出机，挤出空腹窗材后冷却到45～55°C定型，挤出机采用SJZ65/132YF240生产线，主机为锥形异向双螺杆挤出机，冷却定型，牵引切割，码放，生产线全长为30M。模具空腹芯棒的空心部采用压缩空气冷却到45～55°C。
挤出实验中，双螺杆挤出机螺杆转速控制在40r/min左右，进料螺杆转速为18r/min，主机真空度为-0.15MPa～0.2Mpa；挤出工艺温度设定为：挤出机螺杆一区：180°C，二区：176°C，散去：175°C，四区：173°C，五区：173°C，六区170°C，和流芯区：160°C，模头一区：175°C，模头二区：170°C。
步骤6.挤出空腹窗材的组装
根据用户提供窗的图纸要求，进行组装，采用各部件塑料插接件，接口用专用粘结胶粘牢封闭，可组装单玻或中空玻璃窗，窗材空腹部位无需添加钢衬，可根据用户需要做表面着色处理。
实施例2.步骤同实施例1。
实施例3.步骤同实施例1。
实施例4.步骤同实施例1。
实施例5.步骤同实施例1。
实施例6.步骤同实施例1。
实施例7.步骤同实施例1。
实施例8.步骤同实施例1。
实施例9.步骤同实施例1。
以下为实施例1、2、3、4、5、6、7、8、9中各组分的用量，所有的实施例的实验步骤，加料顺序以及其他各实验条件都相同，只是各组分总类及用量不同，各实施例组分种类及用量如下：
表1：实施例1、2、3各组分种类和用量
Figure BDA00001952715800091
表2：实施例4、5、6各组分种类和用量
Figure BDA00001952715800101
表3：实施例7、8、9各组分种类和用量
 实施例   7   8   9
 赤泥   65g   62g   58
 钛酸酯偶联剂   0.715g   0.62g   0.696g
 硬脂酸偶联协同剂   0.52g   0.496g   0.406g
 聚丙烯废旧塑料   35g   38g   42g
 助剂A：成核剂，β晶型成核剂TMB-5   0.07g   0.114g   0.105g
 助剂B：加工改性剂三元乙丙橡胶EPDM   3.85g   4.56g   4.2g
 增强载体，E玻璃纤维   3.15g   3.04g   3.36g
 填充剂，云母   3.18g   4.15   4.2g
本发明实施例制备的窗材经检测符合GB6566-86建筑材料放射卫生标准，其物理性能监测数据见表4：
Figure BDA00001952715800102
Figure BDA00001952715800111
实施例10.赤泥样品的放射性检测方法
根标准据GB6566-2010《建筑材料放射性核素限量》规定：
1.放射性比活度specific activity，物质中的某种核素放射性活度与该物质的质量之比值。表达式：C=A/m；
式中C-放射性比活度，单位为贝克每千克（Bq.kg-1）
A-核素放射性活度，单位贝克（Bq）
m-物质的质量，单位为千克（kg）。
2.内照射指数，IRa=CRa/200，式中IRa-内照射指数；CRa-建筑材料中天然放射性核素镭-226的放射性比活度，单位为贝克每千克（Bq.kg-1）；200-仅考虑内照射情况下，本标准规定的建筑材料中放射性核素镭-226的放射性比活度限量，单位为贝克每千克（Bq.kg-1）。
3.外照射指数，Ir＝CRa/370+CTh/260+CK/4200,式中Ir-外照射指数；CRa，CTh，CK分别为建筑材料中天然放射性核素镭-226，钍-232，钾-40的放射性比活度，单位为贝克每千克（Bq.kg-1）；370,260,4200-分别为仅考虑外照射情况下，本标准规定的建筑材料中放射性核素镭-226，钍-232，钾-40的放射性比活度限量，单位为贝克每千克（Bq.kg-1）。
4.A类装饰装修材料-产销和使用范围不受限制的装饰装修材料。A类装饰装修材料放射性水平要求为：装饰装修材料中天然放射性核素镭-226，钍-232，钾-40的放射性比活度同时满足IRa≤1.0和Ir≤1.3。
检测方法
1.仪器：低本底多道γ能谱仪，天平（感量0.1g）
2.取样与制样
取样：随即抽取样本两份，每份不少于2kg。一份封存，另一份作为检验样品。
制样：将检验样品破碎，磨碎至粒径不大于0.16mm。将其放入与标准样品几何形态一致的样品盒中，称重（精确至0.1g）、密封、待测。
3.测量：当样品中天然放射性衰变链基本达到平衡后，在于标准样品测量条件相同情况下，采用低本底多道γ能谱仪对其进行镭-226，钍-232，钾-40比活度测量。
委托中国疾病预防控制中心辐射防护与核安全医学所进行检测，测量方法如上，测量结果如表5。
表5：样品中核素比活度测量结果：（Bq/kg）
  样品名称  Ra-226   Th-232   K-40
  南川水江烧结法赤泥  192.5±13.3   387.4±27.9   27.6±2.9
  南川博赛烧结法赤泥  95.3±6.7   165.4±12.1   119.3±9.5
  南川博赛拜耳法赤泥  69.8±5.1   100.1±7.4   150.7±11.7
注：置信度95%。
根据表5数据计算出如上各种赤泥的内照射指数IRa和外照射指数Ir如下：南川谁水江结法赤泥：IRa=0.96≤1.0，Ir=2.01＞1.3，不符合A类装饰装修材料的标准，不适合用作室内建筑装修材料；
南川博赛烧结法赤泥IRa=0.476≤1.0，Ir=0.9≤1.3，符合A类装饰装修材料的标准，适合用作室内建筑装修材料；
南川博赛拜耳法赤泥IRa=0.349≤1.0，Ir=0.609≤1.3，符合A类装饰装修材料的标准，适合用作室内建筑装修材料。
本发明中所用赤泥为南川博赛烧结法赤泥和南川博赛拜耳法赤泥，优选南川博赛拜耳法赤泥。

Claims (10)

1.一种窗材，生产窗材的原料有塑料，其特征在于，原料中还包括赤泥和功能性助剂A、功能性助剂B和增强载体及填充剂，原料中各组分所占重量份为：赤泥55～70份，塑料30～45份,功能性助剂A 0.05～4份，功能性助剂B 3～5份，增强载体3～5份，填充剂2～5份；
所述塑料选自聚乙烯、聚氯乙烯或聚丙烯；
所述赤泥是从铝土矿中提炼氧化铝后排出的工业固体废物；
所述功能性助剂A选自冲击改性剂氯化聚乙烯CPE、增塑剂DOA己二酸二辛脂、成核剂β晶型成核剂TMB-5；
所述功能性助剂B选自加工改性剂三元乙丙橡胶EPDM、冲击改性剂甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物MBS树脂；
所述增强载体为E玻璃纤维；
所述填充剂为云母。
2.根据权利要求1所述窗材，其特征在于：
当所述塑料为聚乙烯，所述功能性助剂A是冲击改性剂氯化聚乙烯CPE 1～4重量份，所述功能性助剂B是加工改性剂三元乙丙橡胶EPDM 3～5重量份，E玻璃纤维3～5重量份，云母2～5重量份；
当所述塑料为聚氯乙烯，所述功能性助剂A是增塑剂DOA己二酸二辛脂重量1～4份，所述功能性助剂B是冲击改性剂甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物MBS树脂3～5重量份，E玻璃纤维3～5重量份，云母2～5重量份；
当所述塑料为聚丙烯，所述功能性助剂A是成核剂β晶型成核剂TMB-50.05～1重量份，所述功能性助剂B是加工改性剂三元乙丙橡胶EPDM 3～5重量份，E玻璃纤维3～5重量份，云母2～5重量份。
3.根据权利要求2所述窗材，其特征在于，原料组分所占重量份选自如下任一：
赤泥65份，聚乙烯塑料35份,冲击改性剂氯化聚乙烯CPE 1.75～2.45份，加工改性剂三元乙丙橡胶EPDM 4.2份，E玻璃纤维3.5份，云母3.5份；
赤泥60份，聚氯乙烯塑料40份,增塑剂DOA己二酸二辛脂2.8～3.2份，冲击改性剂甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物，MBS树脂3.2～4份，E玻璃纤维3.2份，云母4份；
赤泥62份，聚丙烯塑料38份,成核剂β晶型成核剂TMB-50.076～0.114份，加工改性剂三元乙丙橡胶EPDM3.8～4.56份，E玻璃纤维3.04～3.8份，云母3.8份。
4.根据权利要求1～3中任一所述窗材，所述E玻璃纤维为经硅烷类偶联剂处理的E玻璃纤维，所述赤泥为拜耳法赤泥，所述塑料为废旧塑料。
5.根据权利要求4所述地板的制备方法，步骤如下：
1）活化赤泥：
（1）将赤泥在旋转闪蒸干燥机中烘干，得到含水量小于0.3%，粒度大于等于150目的粉末；
（2）将步骤（1）所得赤泥粉末放入混料捏合机，将混料捏合机控制在转速1000转/分钟，温度100～110°C条件下保持2～5分钟，以控制赤泥中的游离水分小于或等于0.3%；
（3）然后加入偶联剂，对赤泥进行表面活化，于混料捏合机中搅拌5～10分钟；
（4）将混料捏合机温度降至48～52°C，在48～52°C下搅拌均匀，然后出料待用；
2）塑料处理：
分拣，清洗使无杂质，破碎成小块状；
3）原材料混合：
在80°C下，将经2）处理的塑料倒入混料机内，以除去其中的游离水，脱挥搅拌3～5分钟后加入助剂A、助剂B和填充剂，40～45°C搅拌7～8分钟，再倒入上述活化的赤泥和E玻璃纤维，用水冷却到30～40°C搅拌10分钟，得混合料；所述脱挥是指脱除聚合物中的小分子物质；
4）造粒：
将3）所得混合料用造粒机自动切粒，得粒径
Figure FDA00001952715700021
的颗粒；
5）挤出空腹窗材：
将4）所得颗粒放进空腹芯棒模具挤出机，挤出窗材型材后冷却定型，所述冷却定型是指冷却到45～55°C。
6）组装
将5）所得空腹窗材用塑料插接件组装，接口用粘结胶粘牢，无需添加钢衬。
6.根据权利要求5所述方法，其特征在于，所述赤泥表面活化的温度是100～120°C，所述偶联剂为铝钛复合偶联剂或钛酸酯偶联剂。
7.根据权利要求6所述方法，其特征在于，当所述偶联剂为钛酸酯偶联剂时，将混料捏合机温度降至48～52°C后，还需加入硬脂酸偶联协同剂，所述钛酸酯偶联剂添加量为赤泥量的1%～1.2%，所述偶联协同剂添加量为赤泥量的0.5～0.8%。
8.根据权利要求5所述方法，其特征在于，所述赤泥烘干采用XSG型旋转闪蒸干燥机；
所述混料捏合机采用DYHL300/600型混料捏合机，转速设在1000转/分钟，自摩擦生热；
所述原材料混合采用DYHL混料机组，本机PLC控制；
所述空腹空芯棒模具挤出机采用SJZ65/132YF240生产线，主机为锥形异向双螺杆挤出机，包括冷却定型线，牵引切割线，码放线，生产线全长为30M，所述双螺杆挤出机螺杆转速控制在40r/min左右，进料螺杆转速为18r/min，主机真空度为-0.15MPa～-0.2Mpa，所述模具空腹空心棒的空心部位采用压缩空气冷却到45～55°C。
9.根据权利要求5所述方法，其特征在于，步骤4）中，所述自动切粒后，三级风送，冷却集粒，主机螺杆转速控制在35～38r/min，进料螺杆转速为16r/min，所述冷却是指冷却到45～55°C；所述造粒机为SJZ80/156异向锥形双螺杆造粒机组，所述造粒温度设定为，造粒机螺杆一区：180°C，二区：175°C，三区：175℃，四区：173°C，五区：173°C，六区170°C。
10.根据权利要求5~9任一所述方法，其特征在于，所述挤出窗材型材温度设定为：挤出机螺杆一区：180°C，二区：176°C，三区：175°C，四区：173°C，五区：173℃，六区170°C，合流芯区：160°C，模头一区：175°C，模头二区：170°C。
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