CN104944847B

CN104944847B - 一种利用不饱和聚酯漆废料制作人造石的方法

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Publication number: CN104944847B
Application number: CN201510324878.5A
Authority: CN
Inventors: 江永波
Original assignee: 江永波
Current assignee: JIANGSU RUIKANG NEW MATERIAL TECHNOLOGY CO., LTD.
Priority date: 2015-06-12
Filing date: 2015-06-12
Publication date: 2017-01-04
Anticipated expiration: 2035-06-12
Also published as: CN104944847A

Abstract

本发明公开了一种利用不饱和聚酯漆废料制作人造石的方法，包括以下步骤：将人造石的底层、增韧层和面层的原料分别混合均匀，依次浇筑、成型、固化，得到所述的人造石；所述人造石的底层和面层的原料重量份组成为：不饱和聚酯漆废料粉20～75份；阻燃剂0～35份；石英砂10～20份；不饱和聚酯树脂10～25份；固化剂0～3份；受阻胺类助剂0～2份；促进剂0～2份；偶联剂A0～1份；催化剂A0～2份。本发明提供的人造石应用广泛，可用作室内人造石装饰版图、厨房台板、人造石窗台、人造石外墙装饰板等，具有密度小、质地坚硬、阻燃、耐老化等优点，特别相同强度的情况下，重量只有一般人造石的1/2‑1/3，便于施工和安装。

Description

一种利用不饱和聚酯漆废料制作人造石的方法

技术领域

本发明涉及建筑材料技术领域，具体涉及一种利用不饱和聚酯漆废料制作人造石的方法。

背景技术

人造石作为新型人造建筑材料，具有高强度、高硬度、高韧性、防腐抗老化、无辐射、易加工、比拟天然质感等优点，在建筑以及装饰领域的应用越来越广泛。在天然石材等不可再生资源不断被破坏性开采的今天，用人造石来代替天然石材，是世界石材装饰市场的必然趋势。

在家具、汽车等领域的油漆喷涂过程中，大多采用空气喷枪进行喷漆作业，所喷油漆中接近40％的油漆因喷涂效率的问题，没有成功固化在喷涂件表面，而成为油漆废渣，这些油漆废渣都是热固性聚合物，很难降解，也很难进行再加工。

现在一般只能采用焚烧或填埋的方式处理上述的油漆废渣，通常进行焚烧或填埋处理的成本较高，在中国东部发达地区，上述油漆废渣的处理费用高达2000～3000元/吨，不仅成为社会的负担，存在二次污染的风险，同时也造成大量的资源浪费。

对油漆废渣进行回收利用，在倡导环保的今天，具有重要的现实意义。在保证质量的前提下，采用接近零成本甚至负成本的油漆废渣代替油漆中的部分甚至绝大部分原料，会使产品的性价比大为提高，不仅能够解决处理油漆废渣给企业带来的经济压力，同时能够使油漆相关生产企业制作出更有市场竞争力的产品。

在所述的油漆废渣中，不饱和聚酯漆占了很大部分，因此，对该部分漆的回收利用显得尤为重要。

发明内容

本发明提供了一种利用不饱和聚酯漆废料制作人造石的方法，以不饱和聚酯漆废料作为人造石的主要组分，得到的人造石性能优良。

一种利用不饱和聚酯漆废料制作人造石的方法，包括以下步骤：将人造石的底层、增韧层和面层的原料分别混合均匀，依次浇筑、成型、固化，得到所述的人造石；所述人造石的底层和面层的原料重量份组成为：

所述人造石的增韧层的原料重量份组成为：

油漆废渣是很难处理的热固性高分子聚合物废料，其中不饱和聚酯漆废料占很大部分，本发明利用不饱和聚酯漆废料作为人造石的主要组分，一方面实现不饱和聚酯漆废料的回收利用，另一方面能够提高人造石的性能。

本发明提供的人造石由三层结构组成，依次为底层、增韧层和面层，其中底层和面层的原料重量份组成相同。本发明提供的人造石为三层一体结构，显著提高了固化后人造石的韧性和强度。

现有技术中的不饱和聚酯漆废料磨碎后，所得的粉料直接用于本发明提供的人造石中，不能获得性能良好的人造石，需要对不饱和聚酯漆废料进行改性后使用，优选地，所述不饱和聚酯漆废料粉的制备方法如下：

将不饱和聚酯漆废料粉碎后，除去挥发性物质，然后依次加入偶联剂B和催化剂B进出改性，得到所述的不饱和聚酯漆废料粉。

本发明对不饱和聚酯漆废料进行粉碎，并进一步利用偶联剂B和催化剂B进行改性加工，使人造石在加热固化时，在催化剂B的作用下，已经固化的不饱和聚酯漆废料中的酯键能够打开，并与不饱和聚酯树脂和/或固化剂发生交联，形成质地坚硬的人造石。

所述不饱和聚酯漆废料粉应具有合适的粒径，以保证不饱和聚酯漆废料粉能够充分地与人造石中的其余组分混合均匀，同时确保在人造石固化的过程中，不饱和聚酯漆废料粉中已经固化的酯键打开，与人造石中的其余组分发生化学交联反应。

作为优选，所述不饱和聚酯漆废料粉的粒径为80～1250目。进一步优选，所述不饱和聚酯漆废料粉的粒径为80～500目。再优选，所述不饱和聚酯漆废料粉的粒径为80～300目。

所述的催化剂A和催化剂B可以相同，也可以不同，催化剂A和催化剂B的作用都在于将已经固化的不饱和聚酯漆中的酯键打开，使其能够与人造石中的其余组分发生化学交联反应，优选地，所述催化剂A为1,5,7-三氮杂二环[4.4.0]癸-5-烯(TBD)、辛酸亚锡(Sn(Oct)₂)、三苯基膦(PPh₃)、乙酰丙酮锌(Zinc(II)Acetylacetonate)中的至少一种；催化剂B为1,5,7-三氮杂二环[4.4.0]癸-5-烯、辛酸亚锡、三苯基膦、乙酰丙酮锌中的至少一种。

进一步优选，所述催化剂A为1,5,7-三氮杂二环[4.4.0]癸-5-烯或乙酰丙酮锌。催化剂B为1,5,7-三氮杂二环[4.4.0]癸-5-烯或乙酰丙酮锌。

偶联剂A和偶联剂B用于改善树脂与无机填充剂或增强材料的界面性能，所述的偶联剂A和偶联剂B可以相同，也可以不同，本发明中优选采用硅烷偶联剂，优选地，所述偶联剂A为γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷或γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷。所述偶联剂B为γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷或γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷。

进一步优选，所述偶联剂A为γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷。所述偶联剂B为γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷。

所述偶联剂B与不饱和聚酯漆废料的质量比为0.5～1.5:100。进一步优选，所述偶联剂B与不饱和聚酯漆废料的质量比为1.0～1.5:100。

优选地，所述催化剂B与不饱和聚酯漆废料的质量比为0.5～1.5:100。进一步优选，所述催化剂B与不饱和聚酯漆废料的质量比为1.0～1.5:100。

进行不饱和聚酯漆废料粉制备时的具体操作操作如下：

将固体不饱和聚酯漆废料依次进行粉碎和磨碎，得到符合粒径要求的窄粒径分布粉料，然后搅拌升温至90～110℃，并在该温度保持30～40min，将不饱和聚酯漆废料中的挥发性物质除去。

除去挥发性物质后，加入偶联剂活化5～10min，活化后加入催化剂，高速搅拌3～5min后出料，得到不饱和聚酯漆废料粉。

本发明中所述的石英砂用于制作人造石的面层以及底层，使人造石的外表面更接近于真实的石材，优选地，所述石英砂的粒度为20～120目。

所述的增强纤维用于提高人造石的韧性以及强度，需要与人造石的其余组分具有良好的相容性，能够均匀分散在人造石的增韧层中，优选地，所述增强纤维为聚酯纤维、玻璃纤维中的至少一种。所述增强纤维的长度为1～6mm，增强纤维的单丝直径为1～20μm。进一步优选，所述增强纤维的长度为4～5mm，增强纤维的单丝直径为5～10μm。

所述的受阻胺类助剂为双抗助剂，可以同时起到阻燃剂和抗紫外线稳定剂的作用，例如，采用

所述的不饱和聚酯树脂采用苯乙烯作为稀释剂(即原料重量份组成中所述的不饱和聚酯树脂的重量已经包括了稀释剂的重量)，不饱和聚酯树脂中稀释剂的质量分数为20～40％。优选地，不饱和聚酯树脂中稀释剂的质量分数为20～35％。进一步优选，不饱和聚酯树脂中稀释剂的质量分数为30％。

所述的阻燃剂为活性氢氧化铝或氢氧化镁。优选为氢氧化镁，为了保证氢氧化镁的活性，选择具有纳米粒径的超细氢氧化镁。

所述的固化剂为过氧化-2-乙基己酸叔丁酯、过氧化苯甲酰叔丁酯、过氧化环己酮、过氧化甲乙酮。优选地，所述的固化剂为过氧化-2-乙基己酸叔丁酯或过氧化环己酮。所述固化剂的用量除了满足原料的重量份配比，还应同时满足：固化剂与不饱和聚酯树脂的质量比为0.5～1.5：100。

所述的促进剂为二甲基苯胺或环烷酸钴。优选地，所述的促进剂为环烷酸钴。所述促进剂的用量除了满足原料的重量份配比，还应同时满足：促进剂与不饱和聚酯树脂的质量比为0.3～0.8：100。

作为优选，所述人造石的底层和面层的原料重量份组成为：

所述人造石的增韧层的原料重量份组成为：

进一步优选，所述人造石的底层和面层的原料重量份组成为：

所述人造石的增韧层的原料重量份组成为：

制作本发明提供的人造石的具体操作方法如下：

(1)将人造石的底层原料中除不饱和聚酯树脂外的其余组分混合均匀，然后加入不饱和聚酯树脂进行搅拌分散，搅拌时间为5～30min，得到底层料液；

将人造石的增韧层原料中除不饱和聚酯树脂外的其余组分混合均匀，然后加入不饱和聚酯树脂进行搅拌分散，搅拌时间为5～30min，得到增韧层料液；

将人造石的面层原料中除不饱和聚酯树脂和增强纤维外的其余组分混合均匀，然后依次加入不饱和聚酯树脂和增强纤维进行搅拌分散，搅拌时间为5～30min，得到面层料液；

(2)依次将底层料液、增韧层料液、面层料液平铺在模板上，然后送入真空振动成型压机中，震荡排气后加压成型；

(3)将成型后的板材送入微波热风加热低温干燥房中加热固化，脱模后冷却2～3天，得到本发明所述的人造石。

本发明利用家具、汽车等行业油漆喷涂过程中产生的不饱和聚酯漆废料作为人造石的主要组分(占人造石重量的45％以上)，并配合使用人造石的相关添加剂，制作出的人造石性能优于现有技术中一般方法制作的人造石。

本发明提供的人造石应用广泛，市场前景远大。例如，用作室内人造石装饰版图、厨房台板、人造石窗台、人造石外墙装饰板等，具有密度小、质地坚硬、阻燃、耐老化等优点，特别是此类人造石价格优势大，成本是一般人造石的1/3左右；同时相同强度的情况下，重量只有一般人造石的1/2-1/3，便于施工和安装。

具体实施方式

下面结合实施例和试验数据，对本发明作更详细的说明。

实施例1

不饱和聚酯漆废料粉的制备方法如下：

将块状或者钟乳石状的固体不饱和聚酯漆废料用粉碎机进行粗粉碎，得到粗粉，然后将粗粉用梯形磨粉机进行精磨，将不饱和聚酯漆废料研磨至400目(泰勒制)窄分布粉料，然后利用高速混合机搅拌升温至100℃，并在该温度保持35min，将不饱和聚酯漆废料中的挥发性物质除去。

除去挥发性物质后，加入1％的偶联剂γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷活化8min(即偶联剂与不饱和聚酯漆废料的质量比为1：100)，活化后再加入1％催化剂1,5,7-三氮杂二环[4.4.0]癸-5-烯(即催化剂与不饱和聚酯漆废料的质量比为1：100)，高速搅拌3min后出料，得到不饱和聚酯漆废料粉。

实施例2

在1号混料釜中，在搅拌条件下依次加入下列原料，搅拌35min后，加入不饱和聚酯树脂15kg进行搅拌分散，搅拌均匀后，得到的混合料一半作为面层混合料，一半作为底层混合料。

在2号混料釜中，在搅拌条件下依次加入下列原料，搅拌35min后，加入不饱和聚酯树脂5kg搅拌均匀，然后加入4kg增强纤维，搅拌均匀，得到人造石增韧层混合料。

将人造石底层混合料平铺在模板上，完成人造石面层的浇筑；填平振动夯实后，将24.5kg人造石增韧层混合料平铺在模板中的人造石底层之上，完成人造石增韧层的浇筑；填平振动夯实后将人造石面层混合料平铺在模板中人造石增韧层上，铺平振动夯实后完成人造石面层的浇筑。

将浇筑完成的人造石连同模板一起送入真空振动成型压机中震荡排气后加压成型，真空振动成型压机内的真空度控制为-0.08Mp；工作频率为50Hz；真空振动压机压头上的静压力控制为50kg，压制时间8min。

压制完成后将成型的板材送入微波热风加热低温干燥房中、加热固化，加热固化时，微波热风加热低温干燥房的微波频率为2.45GHz；温度为85℃。脱模后冷却3天即得本发明所述的人造石，本实施例制备的人造石测试性能见表2。

实施例3

本实施例与实施例2的不同之处在于：不饱和聚酯漆废料改性粉的用量为30kg，石英砂用量为27kg。本实施例制备的人造石测试性能见表2。

实施例4

本实施例与实施例2的不同之处在于：不饱和聚酯漆废料改性粉的用量为50kg，石英砂用量为7kg。本实施例制备的人造石测试性能见表2。

实施例5

本实施例与实施例2的不同之处在于：不使用超细活性氢氧化镁，不饱和聚酯漆废料改性粉的用量为67kg。本实施例制备的人造石测试性能见表2。

对比例1

本对比例与实施例2的不同之处在于：制备不饱和聚酯漆废料粉时，不添加催化剂。本对比例制备的人造石测试性能见表2。

对比例2

在1号混料釜中，在搅拌条件下依次加入下列原料，搅拌35min后，加入不饱和聚酯树脂20kg进行搅拌分散，搅拌均匀后，得到面层混合料。

将面层混合料平铺在模板上，填平振动夯实后完成人造石面层浇筑。

将浇筑完成的人造石面层连同模板一起送入真空振动成型压机中震荡排气后加压成型，真空振动成型压机内的真空度控制为-0.08Mp；工作频率为50Hz；真空振动压机压头上的静压力控制为50kg，压制时间8min。

压制完成后将成型的板材送入微波热风加热低温干燥房中、加热固化，加热固化时，微波热风加热低温干燥房的微波频率为2.45GHz；温度为85℃。脱模后冷却3天即得人造石，本实施例制备的人造石测试性能见表2。

各实施例以及对比例中使用的原料或设备厂家列表如表1所示：

表1

性能表征

实施例2～5以及对比例1～2制备得到的人造石的测试性能如表2所示。

表2

表2中的性能测试结果所依据的标准分别为：

力学性能的测试参照GB/T8237—2005；

聚合产物的力学性能测试参照GB/T2567—2008、GB/T2570—1995；

耐腐性能测试：腐蚀介质分别为10％氢氧化钠溶液、20％硫酸溶液和甲苯。实验条件：按GB/T3857—2005将试样浸没在腐蚀介质中30d后取出,干燥后，测量尺寸以及弯曲强度；

吸水率参照GB/T1462-1988；

人造石硬度检测参照GB/T13854-1983；

人造石密度参照美国ASTM c97；

人造石阻燃性能测试参照GB 2406-80。

由表2可以看出，实施例2～5利用不饱和聚酯漆废料制备的人造石与现有人造石技术相比具有良好阻燃性、高强度、高硬度、低密度、耐腐蚀等优点。

以上实施例对本发明进行具体描述，这些实施例仅用于对本发明作进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域的技术人员根据本发明的内容作出一些非实质性改变，均属本发明保护范围。

Claims

1.一种利用不饱和聚酯漆废料制作人造石的方法，其特征在于，包括以下步骤：将人造石的底层、增韧层和面层的原料分别混合均匀，依次浇筑、成型、固化，得到所述的人造石；所述人造石的底层和面层的原料重量份组成为：

所述人造石的增韧层的原料重量份组成为：

所述不饱和聚酯漆废料粉的制备方法如下：

将不饱和聚酯漆废料粉碎后，除去挥发性物质，然后依次加入偶联剂B和催化剂B进行改性，得到所述的不饱和聚酯漆废料粉；

所述催化剂A为1,5,7-三氮杂二环[4.4.0]癸-5-烯、辛酸亚锡、三苯基膦、乙酰丙酮锌中的至少一种；催化剂B为1,5,7-三氮杂二环[4.4.0]癸-5-烯、辛酸亚锡、三苯基膦、乙酰丙酮锌中的至少一种。

2.如权利要求1所述的利用不饱和聚酯漆废料制作人造石的方法，其特征在于，所述不饱和聚酯漆废料粉的粒径为80～1250目。

3.如权利要求1所述的利用不饱和聚酯漆废料制作人造石的方法，其特征在于，所述偶联剂B与不饱和聚酯漆废料的质量比为0.5～1.5:100。

4.如权利要求1所述的利用不饱和聚酯漆废料制作人造石的方法，其特征在于，所述催化剂B与不饱和聚酯漆废料的质量比为0.5～1.5:100。

5.如权利要求1所述的利用不饱和聚酯漆废料制作人造石的方法，其特征在于，所述石英砂的粒度为20～120目。

6.如权利要求1所述的利用不饱和聚酯漆废料制作人造石的方法，其特征在于，所述增强纤维为聚酯纤维、玻璃纤维中的至少一种。

7.如权利要求6所述的利用不饱和聚酯漆废料制作人造石的方法，其特征在于，所述增强纤维的长度为1～6mm，增强纤维的单丝直径为1～20μm。

8.如权利要求1所述的利用不饱和聚酯漆废料制作人造石的方法，其特征在于，所述人造石的底层和面层的原料重量份组成为：

所述人造石的增韧层的原料重量份组成为：