CN104030620A - 一种废旧纺织纤维增强轻质节能板材的加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种废旧纺织纤维增强轻质节能板材的加工方法，其通过将废旧纺织纤维洗涤除尘、烘干、剪切成段、机械磨制后，在纤维预处理液中浸渍、再自然晾干，后再经表面电晕处理后，与经过系列处理后的水泥、经过粉磨的建筑废料、粉煤灰等原料混合、在模具中复合成型并保温固化脱模，制得适于建筑用的板材。本发明工艺简单、原料来源广、生产过程能源消耗少；制备出的板材具有轻质、隔音、隔热、防水、防火性能好，韧性好、断裂强度高等特点。本发明合理利用了废弃纺织纤维，实现变废为宝，既降低了生产制造成本，又减轻了环保压力，实现了资源的综合利用。
Description
技术领域
本发明涉及一种建筑材料的制备方法，尤其涉及一种废旧纺织纤维增强轻质节能板材的加工方法。
背景技术
建筑节能利国利民，随着国家实行墙体改革政策以来，新型轻质节能板材呈现快速发展的趋势。但是，目前新型墙体材料仍然采用木浆纤维、聚丙烯纤维、PVA纤维等作为增强纤维，这无形中又增加了对大自然的索取及成本的增加。
据不完全统计，当前我国每年废弃纺织品总量已达3000多万吨，其回收利用率极低，纺织品垃圾的有效回收或者处理，特别是，不能自然降解的合成类纤维纺织品的处理一直是令环保部门头痛的事。
目前对废旧纺织纤维的利用大部分停留在纺织领域，少量回收用于建筑材料生产。废旧纺织品在建材领域的利用，实际上主要还仅仅停留在作为增强材料的简单添加，甚至还只是废旧纺织品简单的固化处理。上述废旧纺织品用于建材生产制造过程中，往往未经任何处理；而且，从天然再生纤维素纤维、人造纤维到各种各类的合成纤维，其纤维制品的理化性能指标差别巨大，因而，这种不加选择的添加或者固化处理方式，很难避免导致相应建筑材料质量和使用安全性能的降低，甚至可能埋下事故的隐患。
中国专利申请CN202273322U公开了一种建筑保温墙体结构，由内到外依次包括墙体基层、保温层、保护层和饰面层，保温层采用纤维毡制成。其采用的纤维毡是利用废旧纺织品及服装经破碎处理后重新压制而成。
这种废旧纺织品及服装的利用方式，不可否认，其一定程度上可以实现保温隔热的目的。但这种结构形式的利用仅仅只是简单地用于墙体内部的填充材料，甚至可以说是类似于填埋处理。
如何以成本低廉、工艺简单的处理方式来处理废旧纺织纤维，使其达到建筑用板材所用纤维的标准，是国内外建筑材料研究领域的一个重大课题。
发明内容
本发明的目的是，提供一种工艺简单、制造成本低廉、的废旧纺织纤维增强轻质节能板材的加工方法，利用该方法制备出的建筑板材具有轻质、隔音、隔热、防火性能好，韧性好、断裂强度高等特点。
本发明为实现上述目的所采用的技术方案是，一种废旧纺织纤维增强轻质节能板材的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：
a.将废旧纺织纤维洗涤除尘、烘干、剪切成段、机械磨制后，在纤维预处理液中浸渍、再自然晾干，后再经表面电晕处理后，制得板材用增强纤维；
b.按重量比30-50：5-10：10-20：1-5:1-3:1-2称取水泥、经过粉磨的建筑废料、粉煤灰、促凝剂、可分散性乳胶粉、保水剂，在干粉搅拌机中搅拌均匀，制得板材基础材料；
c.将发泡剂在发泡机中发泡，制得均匀泡沫；
d.按重量比5-10：60-80：1-3：30-40称取板材用增强纤维、板材基础材料、泡沫和水，混合均匀后加入到预制模具中复合成型并保温固化3-12h，后脱模，再经浇水养护24-72h即得。
上述技术方案直接带来的技术效果是，经过处理后的废旧纺织纤维，其不仅与水泥之间具有较好的附着和结合能力，能够直接用于板材的生产；而且，由于其与胶凝材料水泥之间有机结合成一体，因而对水泥制品的整体抗压、抗剪切强度具有较好的增强作用。
上述板材加工方法中，可以有效利用废旧纤维、废弃建筑材料、粉煤灰等多种废弃物作为原材料制成适于建筑用板材，这既有利于生产成本的减低，又利于资源节约和节能环保，符合循环经济的理念。经过粉磨的砖块水泥块类的建筑废料主要用作填料，相应可以减少主要原材料：胶凝材料水泥的用量，这一方面降低了制造成本；另一方面降低了整个生产过程单位产品的综合能耗；工业废弃物粉煤灰的掺加，一方面利用成本的降低；另一方面，还有利于改善制作过程中胶凝材料的流动性、和易性；此外还有利于减水、润滑和缓凝，从而有利于工业化生产。
上述加工方法，其工艺简单、原料来源广、制造成本低、生产过程能源消耗少；制备出的板材具有轻质、隔音、隔热、防水、防火性能好，韧性好、断裂强度高等特点。
作为优选，上述废旧纺织纤维经机械磨制后，纤维条成细丝网状，长度为4mm±2mm。
该优选技术方案直接带来的技术效果是，纤维长度适中，在搅拌时，可有效避免纤维抱团现象的产生；而且，经机械磨制处理后的废旧纺织纤维条，其表面呈现细丝网状结构，更有利于增强水泥制品的强度。
进一步优选，上述纤维预处理液为石蜡乳液、明胶乳液、二甲基硅油、皂化松香乳液中的一种或几种。
该优选技术方案直接带来的技术效果是，上述纤维预处理液成分均具有良好的化学稳定性好、表面张力小、稀释分散性好等特点；经过上述预处理液处理后的纤维刚性增强，表面韧性增强和防水性能的提高。同时，还有利于纤维与水泥等加水拌合过程中用水量的减少，从而有利于最终成型的板材强度的提高。
进一步优选，上述表面电晕处理的工艺条件为：电压60KV、功率350W，时间3-10min。
该优选技术方案直接带来的技术效果是，纤维表面粗糙程度、附着性能和表面能大幅增加，从而有利于增强纤维与板材基础材料的抱和力/结合能力。
进一步优选，上述发泡剂为阴离子表面发泡剂。
该优选技术方案直接带来的技术效果是，采用阴离子表面发泡剂主要考虑其稳定性好、起泡能力强。经发泡处理后的原料混合物具有发泡均匀一致、发泡倍数高等特点，对于最终板材成品的轻质具有很好的促进效果。这一方面，有利于降低板材生产制造成本；另一方面，所制得的板材其内部多孔、保温隔热、隔音等性能好。
综上所述，本发明的废旧纤维增强轻质节能板材的加工方法相对于现有技术具有以下有益效果：
1、合理利用废弃纺织纤维，实现变废为宝，既降低了生产制造成本，又减轻了环保压力，实现了资源的综合利用。
2、工艺简单、原料来源广、生产过程能源消耗少；制备出的板材具有轻质、隔音、隔热、防水、防火性能好，韧性好、断裂强度高等特点。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作详细说明。
实施例1
将废旧涤棉织物洗涤除尘、烘干、剪切成段、机械磨制为4mm±2mm，在石蜡乳液中浸渍10min，自然晒干；然后在电压60KV，功率350W条件下电晕处理3min，制得板材增强纤维。
称取1kg发泡剂和适量水，在发泡机中发泡后备用。
称取30kg水泥、5kg经过粉磨的砖块、瓦块、陶瓷、水泥块类的建筑废料、20kg粉煤灰、1kg促凝剂、1kg可分散性乳胶粉、1kg保水剂在干粉搅拌机中搅拌均匀，制得板材基础材料。
称取5kg板材增强纤维、上述板材基础材料、30kg水和泡沫在搅拌机中搅拌均匀，倒入磨具中，保持3h后取出，每隔12h浇水养护一次，养护24h即得。
表1板材各项性能指标
从上表的实验结果可以看出：经过处理后的废旧纺织纤维，其不仅与水泥之间具有较好的附着和结合能力，能够直接用于板材的生产；而且，对水泥制品的整体抗压、抗剪切强度具有较好的增强作用。
实施例2
将废旧棉织物洗涤除尘、烘干、剪切成段、机械磨制为4mm±2mm，在明胶乳液中浸渍10min，自然晒干；然后在电压60KV，功率350W条件下电晕处理5min，制得板材增强纤维。
称取2kg发泡剂和适量水，在发泡机中发泡后备用。
称取40kg水泥、8kg经过粉磨的砖块、瓦块、陶瓷、水泥块类的建筑废料、15kg粉煤灰、3kg促凝剂、2kg可分散性乳胶粉、1.5kg保水剂在干粉搅拌机中搅拌均匀，制得板材基础材料。
称取7kg板材增强纤维、上述板材基础材料、35kg水和泡沫在搅拌机中搅拌均匀，倒入磨具中，保持8h后取出，每隔12h浇水养护一次，养护48h即得。
表2板材各项性能指标
从上表的实验结果可以看出：经过处理后的废旧纺织纤维，其不仅与水泥之间具有较好的附着和结合能力，能够直接用于板材的生产；而且，对水泥制品的整体抗压、抗剪切强度具有较好的增强作用。
实施例3
将废旧地毯洗涤除尘、烘干、剪切成段、机械磨制为4mm±2mm，在皂化松香乳液中浸渍10min，自然晒干；然后在电压60KV，功率350W条件下电晕处理10min，制得板材增强纤维；
称取3kg发泡剂和适量水，在发泡机中发泡后备用；
称取50kg水泥、10kg经过粉磨的砖块、瓦块、陶瓷、水泥块类的建筑废料、10kg粉煤灰、5kg促凝剂、3kg可分散性乳胶粉、2kg保水剂在干粉搅拌机中搅拌均匀，制得板材基础材料。
称取10kg板材增强纤维、上述板材基础材料、40kg水和泡沫在搅拌机中搅拌均匀，倒入磨具中，保持12h后取出，每隔12h浇水养护一次，养护72h即得。
表3板材各项性能指标
从上表的实验结果可以看出：经过处理后的废旧纺织纤维，其不仅与水泥之间具有较好的附着和结合能力，能够直接用于板材的生产；而且，对水泥制品的整体抗压、抗剪切强度具有较好的增强作用。
实施例4
将废旧涤纶纤维洗涤除尘、烘干、剪切成段、机械磨制为4mm±2mm，在明胶乳液中浸渍10min，自然晒干；然后在电压60KV，功率350W条件下电晕处理10min，制得板材增强纤维；
称取1kg发泡剂和适量水，在发泡机中发泡后备用。
称取35kg水泥、6kg经过粉磨的砖块、瓦块、陶瓷、水泥块类的建筑废料、14kg粉煤灰、4kg促凝剂、2kg可分散性乳胶粉、2kg保水剂在干粉搅拌机中搅拌均匀，制得板材基础材料。
称取6kg板材增强纤维、上述板材基础材料、40kg水和泡沫在搅拌机中搅拌均匀，倒入磨具中，保持8h后取出，每隔12h浇水养护一次，养护72h即得。
表4板材各项性能指标
从上表的实验结果可以看出：经过处理后的废旧纺织纤维，其不仅与水泥之间具有较好的附着和结合能力，能够直接用于板材的生产；而且，对水泥制品的整体抗压、抗剪切强度具有较好的增强作用。
实施例5
将废旧涤纶、腈纶、棉、毛等混合纤维洗涤除尘、烘干、剪切成段、机械磨制为4mm±2mm，在明胶乳液中浸渍10min，自然晒干；然后在电压60KV，功率350W条件下电晕处理10min，制得板材增强纤维；
称取1.5kg发泡剂和适量水，在发泡机中发泡后备用。
称取45kg水泥、5kg经过粉磨的砖块、瓦块、陶瓷、水泥块类的建筑废料、15kg粉煤灰、4kg促凝剂、2kg可分散性乳胶粉、2kg保水剂在干粉搅拌机中搅拌均匀，制得板材基础材料。
称取8kg板材增强纤维、上述板材基础材料、40kg水和泡沫在搅拌机中搅拌均匀，倒入磨具中，保持8h后取出，每隔12h浇水养护一次，养护72h即得。
表5板材各项性能指标
从上表的实验结果可以看出：经过处理后的废旧纺织纤维，其不仅与水泥之间具有较好的附着和结合能力，能够直接用于板材的生产；而且，对水泥制品的整体抗压、抗剪切强度具有较好的增强作用。
说明：上述各实施例中的发泡剂为阴离子表面发泡剂。
Claims (5)
1.一种废旧纺织纤维增强轻质节能板材的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：
a.将废旧纺织纤维洗涤除尘、烘干、剪切成段、机械磨制后，在纤维预处理液中浸渍、再自然晾干，后再经表面电晕处理后，制得板材用增强纤维；
b.按重量比30-50：5-10：10-20：1-5:1-3:1-2称取水泥、经过粉磨的建筑废料、粉煤灰、促凝剂、可分散性乳胶粉、保水剂，在干粉搅拌机中搅拌均匀，制得板材基础材料；
c.将发泡剂在发泡机中发泡，制得均匀泡沫；
d.按重量比5-10：60-80：1-3：30-40称取板材用增强纤维、板材基础材料、泡沫和水，混合均匀后加入到预制模具中复合成型并保温固化3-12h，后脱模，再经浇水养护24-72h即得。
2.根据权利要求1所述的废旧纺织纤维增强轻质节能板材的加工方法，其特征在于，所述废旧纺织纤维经机械磨制后，纤维条成细丝网状，长度为4mm±2mm。
3.根据权利要求1所述的废旧纺织纤维增强轻质节能板材的加工方法，其特征在于，所述纤维预处理液为石蜡乳液、明胶乳液、二甲基硅油、皂化松香乳液中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的废旧纺织纤维增强轻质节能板材的加工方法，其特征在于，所述表面电晕处理的工艺条件为：电压60KV、功率350W，时间3-10min。
5.根据权利要求1所述的废旧纺织纤维增强轻质节能板材的加工方法，其特征在于所述发泡剂为阴离子表面发泡剂。
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