CN105542338B - 一种用抛光砖废渣制备的pvc地板砖及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种用抛光砖废渣制备的PVC地板砖及其制备方法，采用抛光砖回收的废渣与PVC树脂复合，并加入润滑剂、PVC加工改性剂、等进行改性制成。由于抛光砖废渣经过1200度以上高温煅炼过，性能稳定、耐热性好，与PVC树脂复合制得的PVC地板砖具有良好的耐磨性、耐酸碱、尺寸稳定性，耐候性好使用寿命更长。由于抛光砖废渣是回收抛光砖生产过程中产生的废渣取得，与普通填料相比不需要耗费大量的能源取得，成本更低，制得的PVC地板砖性价比更好。

Description

一种用抛光砖废渣制备的PVC地板砖及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子材料领域，主要涉及一种用抛光砖废渣制备的PVC地板砖及其制备方法。
背景技术
PVC地板砖，即以PVC塑料为主要材质的地板砖。PVC地板砖的原料与普通塑料相同，除树脂外还需加入其它辅助原料如增塑剂、稳定剂、填料等等。不过，PVC地板砖中加入的填料较多，因为它在使用过程中很少受拉力、剪力、撕力等作用，主要受压力和磨擦两种作用，加入较多的填料可提高制品的尺寸稳定性、耐热耐燃性。而填料的用量大，意味着在填料所需花费的成本多，另外，填料的生产过程中也会需要耗费大量的能源，不环保节能。
而抛光砖在研磨、抛光的过程中会产生大量的抛光砖废渣，这种抛光砖废渣主要为二氧化硅、长石等硅酸盐组成，特点是粒度很细、强度高、不含有机质，缺乏粘性，不宜作为种植的土壤，风干后呈分散状态，极易随风飘落到各处，会严重威胁周围人群的身体健康，并造成周边土地的板结，导致严重的环境污染。目前对于抛光废渣的综合利用虽然进行了比较多的研究，但仍然缺乏对其进行大规模资源化利用的相关技术，故其处理多以填埋为主，对环境造成了严重影响。抛光废渣露天堆放也会对环境造成污染，不利于可持续发展。而抛光砖废渣的填埋，不但耗费人力、物力，还会污染地下水质，据统计，制造1平方米的抛光砖大约会形成2.1公斤左右的抛光砖废渣。因此，抛光砖废渣的回收利用一直是本领域技术人员进行攻关的难题。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种用抛光砖废渣制备的PVC地板砖及其制备方法，将所述抛光砖废渣回收利用，用作PVC地板砖的填料，旨在解决现有PVC地板砖在制备过程中填料的用量大导致填料成本高以及浪费能源的问题，同时解决抛光砖废渣的难以回收利用问题。
本发明的技术方案如下：
一种用抛光砖废渣制备的PVC地板砖，其中，所述PVC地板砖以抛光砖废渣为填料。
所述的用抛光砖废渣制备的PVC地板砖，其中，所述抛光砖废渣在使用前需要经过偶联剂活化处理：
将抛光砖废渣投入高速混合机中搅拌烘干，使其含水量低于0.3％；加入按抛光砖废渣总质量的0.5～5％偶联剂；所述偶联剂是硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂中的一种或多种。
所述的用抛光砖废渣制备的PVC地板砖，其中，所述偶联剂是铝酸酯偶联剂。
所述的用抛光砖废渣制备的PVC地板砖，其中，其原料组成，按质量份数计，包括以下组分：
所述的用抛光砖废渣制备的PVC地板砖，其中，所述聚氯乙烯是聚合度为700～4000树脂粉中的一种或多种。
所述的用抛光砖废渣制备的PVC地板砖，其中，所述PVC加工改性剂选用型号ACR-201的PVC加工改性剂。
所述的用抛光砖废渣制备的PVC地板砖，其中，所述增塑剂选用增塑剂DOP；所述润滑剂是聚氯乙烯蜡、石蜡、硬脂酸、硬脂酸钙、硬脂酸钡、硬脂酸锌中的一种或多种
所述的用抛光砖废渣制备的PVC地板砖，其中，所述用抛光砖废渣制备的PVC地板砖，其原料组成，按质量份数计，还包括以下组分：
纳米材料 1～20份；
所述纳米材料是纳米二氧化硅、纳米氧化铝、纳米滑石粉、纳米碳酸钙、纳米蒙脱土中的一种或多种。
一种如上所述的PVC地板砖的制备方法，其中，包括以下步骤：
对抛光砖废渣进行偶联剂活化处理；
先将PVC树脂、润滑剂、增塑剂、大豆油、PVC加工改性剂、光稳定剂高速搅拌10～15分钟，再加入经表面活化处理的抛光砖废渣高速搅拌，当物料温度达到105～110℃时排放入低速冷混机内，低速搅拌待物料温度低于50℃时放料备用；
混合料倒入温度150～160℃的密炼机，密炼7～10分钟，待密炼机电流表显示电流稳定在10A以下时倒出胶料，胶料送至开炼机进行塑炼成片，温度150～170℃，片厚6～8mm；
片材送入热压机内进行模压，模压温度145～155℃，压力2.5～3.5Mpa,时间1～3分钟；
将得到的板材冷却至常温进行裁片，制得PVC地板砖。
所述的PVC地板砖的制备方法，其中，对抛光砖废渣进行偶联剂活化处理过程为将抛光砖废渣投入高速混合机中搅拌烘干，使其含水量低于0.3％；加入按抛光砖废渣总质量的0.5～5％偶联剂；所述偶联剂是硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂中的一种或多种。
有益效果：本发明所提供的一种用抛光砖废渣制备的PVC地板砖是以抛光砖废渣为填料，与PVC树脂复合，并加入润滑剂、PVC加工改性剂、等进行改性制成。由于抛光砖废渣经过1200度以上高温煅炼过，性能稳定、耐热性好，与PVC树脂复合制得的PVC地板砖具有良好的耐磨性、耐酸碱、尺寸稳定性，耐候性好使用寿命更长。而且，抛光砖废渣是回收生产抛光砖过程中产生的废渣取得，本身是粒度小，无需再经过打磨加工，只需经过干燥、筛选就可以用做填料使用，因此，抛光砖废渣的回收利用简单。与普通填料(费用是300多元/吨左右)相比不需要耗费大量的能源取得，成本更低，制得的PVC地板砖性价比更好。同时，也解决了现有抛光砖废渣难以回收利用造成环境污染的问题，保护了环境。
具体实施方式
本发明提供一种用抛光砖废渣制备的PVC地板砖及其制备方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明中提供一种用抛光砖废渣制备的PVC地板砖及其制备方法，所述PVC地板砖是以抛光砖废渣为填料，是以抛光砖废渣为填料，与PVC(聚氯乙烯)树脂复合，并加入润滑剂、PVC加工改性剂、等进行改性制成。所述PVC地板砖是以抛光砖废渣作为填料，解决填料生产消耗能源大的问题，降低了生产成本的同时，解决了抛光砖废渣回收利用的问题。
所述抛光砖废渣是抛光砖在研磨、抛光的过程中产生的废渣，抛光砖废渣主要为二氧化硅、长石等硅酸盐组成。由于抛光砖的废渣本身是打磨出的废料，粒度小、强度高，而且抛光砖废渣经过1200度以上高温烧结过，耐热性好，结构非常稳定，因此，只需要经过简单的经干燥、筛选等工艺就可以回收加以利用。抛光砖废渣与聚氯乙烯复合可以提高PVC地板砖尺寸的稳定性、硬度、刚性、耐候性、耐热性和耐环境应力开裂性；提高了PVC地板砖的使用寿命；降低了生产成本。本发明中优选180目及以上抛光砖废渣，抛光砖废渣使用前必须经偶联剂进行活化处理。
具体地，本发明提供的所述用抛光砖废渣制备的PVC地板砖，其原料组成，按质量份数计，包括以下组分：
其中，所述抛光砖废渣在投入使用前必须经偶联剂进行活化处理。由于偶联剂极性基团的存在，在抛光砖废渣和聚氯乙烯分子链间的范德华力由单纯的色分散力转变为色分散力加诱导力，再加上偶联剂分子与聚氯乙烯链的缠结作用，这样抛光砖废渣在聚氯乙烯基体中起到了物理交联点的作用，并融入了聚氯乙烯的分子链缠结网络。所述偶联剂可以是硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂中的一种或多种。本发明优选铝酸酯偶联剂DL-411。
所述PVC树脂可以是聚合度为700～4000树脂粉中的一种或多种。本发明优选聚合度为1300的PVC树脂粉。
所述润滑剂可以是聚氯乙烯蜡、石蜡、硬脂酸、硬脂酸钙、硬脂酸钡、硬脂酸锌中的一种或多种。润滑剂充分吸附在聚氯乙烯粉料表面，在聚合物内部起着降低聚合物分子间内聚力的作用，从而改善聚氯乙烯熔料的内摩擦生热和熔体的流动性。
所述PVC加工改性剂主要有丙烯酸酯共聚物(ACR)、苯乙烯共聚物或丙烯腈/苯乙烯，PVC其纯树脂加工时易分解、流动性差、冲击强度低、耐候性差，因此需要在加工过程中添加各类辅助材料以改善其性能。选用型号ACR-201的PVC加工改性剂。
所述增塑剂选用增塑剂DOP，具备了环保、无毒、力学稳定、光泽性能好、增塑效率高、相容性好等优点，而且添加量少，降低生产成本。
所述光稳定剂能屏蔽或吸收紫外线的能量，猝灭单线态氧及将氢过氧化物分解成非活性物质等功能，使高分子聚合物在光的辐射下，能排除或减缓光化学反应可能性，阻止或延迟光老化的过程，从而达到延长PVC地板砖使用寿命的目的。
大豆油不仅起到增塑剂的作用，同时还具有润滑作用，搭配使用对PVC有助加工流动性。
所述用抛光砖废渣制备的PVC地板砖，其原料组成，按质量份数计，还可以包括以下组分：
纳米材料 1～20份。
所述纳米材料可以是纳米二氧化硅、纳米氧化铝、纳米滑石粉、纳米碳酸钙、纳米蒙脱土中的一种或多种。由于纳米材料其纳米尺寸效应、大的比表面积以及强的界面相互作用，可以消除抛光砖废渣与聚氯乙烯基体间的界面张力，实现理想的界面粘接，消除废渣与聚氯乙烯基体两物质热膨胀系数不匹配的问题，因此可以充分发挥抛光砖废渣的优异力学性能，可以将抛光砖废渣的刚性、尺寸稳定性和热稳定性与聚氯乙烯耐冲击、耐磨损、耐化学腐蚀等性能完美结合，给予PVC地板砖更高强度、耐磨、耐冲击性能，进一步增强耐候性、耐热性，并有增韧效果。
本发明方案中，还提供了一种用抛光砖废渣制备PVC地板砖的方法，包括以下步骤：
步骤1：抛光砖废渣的预处理：
抛光砖废渣首先在高速混合机(预热到物料温度达100～110℃)中搅拌烘干，敞口10～15分钟；目的是赶走水分，使填料含水量低于0.3％；
缓缓加入按抛光砖废渣总质量的0.5～5％切碎的偶联剂(注意勿使偶联剂被搅拌桨打到混合机内壁)，分三次加入，每次隔3分钟加入总的活化时间9分钟；排料备用。
步骤2：混料
先将PVC树脂、润滑剂、增塑剂、大豆油、PVC加工改性剂、光稳定剂加入高速搅拌机内，高速搅拌10～15分钟，待PVC树脂粉充分吸收增塑剂及其他助剂后，再加入称量好的经表面活化处理的抛光砖废渣高速搅拌，当物料温度达到105～110℃时排放入低速冷混机内，低速搅拌待物料温度低于50℃时放料备用。
步骤2：塑炼
混合料倒入温度150～160℃的密炼机，密炼7～10分钟，待密炼机电流表显示电流稳定在10A以下时倒出胶料，胶料通过输送带送至开炼机进行塑炼成片，温度150～170℃，片厚6～8mm。
步骤3：模压
片材送入热压机内进行模压，模压温度145～155℃，压力2.5～3.5Mpa,时间1～3分钟。
步骤4：裁片
从压力上得到的板材冷却至常温进行裁片制得所需规格的抛光砖废渣填充PVC地板砖。
以下通过实施例对本发明做进一步说明。
实施例1
抛光砖废渣首先在高速混合机(预热到物料温度达100～110℃)中搅拌烘干，敞口10分钟，使填料含水量低于0.3％；缓缓加入按废渣总质量2.5％切碎的铝酸脂偶联DL-411-A(注意勿使偶联剂被搅拌桨打到混合机内壁)，分三次加入，每次隔3分钟加入总的活化时间9分钟，排料备用。
将所述抛光砖废渣用于填充PVC地板砖的制备，其原料组成，按照质量份数计，包括以下组分：
1、表面活化处理的180目或以上的抛光砖废渣 350份；
2、PVC树脂(聚合度1300) 100份；
3、硬脂酸钡 2份；
4、硬脂酸钙 1份；
5、增塑剂DOP 30份；
6、大豆油 3份；
7、ACR-201 3份；
8、光稳定剂 1份；
9、纳米蒙脱土 2份。
将所述抛光砖废渣用于填充PVC地板砖的制备过程如下：
混料：先将PVC树脂、DOP和其它助剂加入高速搅拌机内，高速搅拌10～15分钟，待PVC树脂粉充分吸收增塑剂，再加入称量好的经表面活化处理的抛光砖废渣高速搅拌，当物料温度达到105～110℃时排放入低速冷混机内，低速搅拌待物料温度低于50℃时放料备用。
塑炼：混合料倒入温度150～160℃的密炼机，密炼7～10分钟，待密炼机电流表显示电流稳定在10A以下时倒出胶料,胶料通过输送带送至开炼机进行塑炼成片，温度150～170℃，片厚6～8mm。
模压：片材送入热压机内进行模压，模压温度145～155℃，压力2.5～3.5Mpa,时间1～3分钟。
裁片：从压力上得到的板材冷却至常温进行裁片制得所需规格的抛光砖废渣填充PVC地板砖。
实验结果：制得抛光砖废渣填充PVC地板砖。抛光砖废渣填充PVC地板砖具有良好的耐磨性，在H22沙陀打磨下，仅损耗0.19g，而且耐酸碱、不怕烫、华丽美观、价廉耐用、施工方便。
实施例2
抛光砖废渣首先在高速混合机(预热到物料温度达100～110℃)中搅拌烘干，敞口10分钟，使填料含水量低于0.3％；缓缓加入按废渣总质量4％切碎的铝酸脂偶联DL-411-A(注意勿使偶联剂被搅拌桨打到混合机内壁)，分三次加入，每次隔3分钟加入总的活化时间9分钟，排料备用。
将所述抛光砖废渣用于填充PVC地板砖的制备，其原料组成，按照质量份数计，包括以下组分：
1、表面活化处理的180目或以上的抛光砖废渣 400份；
2、PVC树脂(聚合度1300) 100份；
3、硬脂酸钡 2份；
4、硬脂酸钙 1份；
5、增塑剂DOP 35份；
6、大豆油 3份；
7、ACR-201 5份；
8、光稳定剂 2份；
9、纳米碳酸钙 5份。
将所述抛光砖废渣用于填充PVC地板砖的制备过程如下：
混料：先将PVC树脂、DOP和其它助剂加入高速搅拌机内，高速搅拌10～15分钟，待PVC树脂粉充分吸收增塑剂，再加入称量好的经表面活化处理的抛光砖废渣高速搅拌，当物料温度达到105～110℃时排放入低速冷混机内，低速搅拌待物料温度低于50℃时放料备用。
塑炼：混合料倒入温度150～160℃的密炼机，密炼7～10分钟，待密炼机电流表显示电流稳定在10A以下时倒出胶料,胶料通过输送带送至开炼机进行塑炼成片，温度150～170℃，片厚6～8mm。
模压：片材送入热压机内进行模压，模压温度145～155℃，压力2.5～3.5Mpa,时间1～3分钟。
裁片：从压力上得到的板材冷却至常温进行裁片制得所需规格的抛光砖废渣填充PVC地板砖。
实验结果：制得抛光砖废渣填充PVC地板砖。抛光砖废渣填充PVC地板砖具有良好的耐磨性，在H22沙陀打磨下，仅损耗0.18g，而且耐酸碱、不怕烫、华丽美观、价廉耐用、施工方便。
综上所述，本发明所提供的一种用抛光砖废渣制备的PVC地板砖是采用抛光砖回收的废渣与PVC树脂复合，并加入润滑剂、PVC加工改性剂、等进行改性制成。由于抛光砖废渣经过1200度以上高温煅炼过，性能稳定、耐热性好，与PVC树脂复合制得的PVC地板砖具有良好的耐磨性、耐酸碱、尺寸稳定性，耐候性好使用寿命更长。而且，抛光砖废渣是回收生产抛光砖过程中产生的废渣取得，本身是粒度小，无需再经过打磨加工，只需经过干燥、筛选就可以用做填料使用，因此，抛光砖废渣的回收利用简单。与普通填料(费用是300多元/吨左右)相比不需要耗费大量的能源取得，成本更低，制得的PVC地板砖性价比更好。同时，也解决了现有抛光砖废渣难以回收利用造成环境污染的问题，保护了环境。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，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，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 (5)

1.一种用抛光砖废渣制备的PVC地板砖，其特征在于，所述PVC地板砖以180目及以上的抛光砖废渣为填料；
所述抛光砖废渣在使用前需要经过偶联剂活化处理：
将抛光砖废渣投入高速混合机中搅拌烘干，使其含水量低于0.3％；加入按抛光砖废渣总质量的0.5～5％偶联剂；所述偶联剂是硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂中的一种或多种；
PVC地板砖的原料组成，按质量份数计，包括以下组分：
所述纳米材料是纳米二氧化硅、纳米氧化铝、纳米滑石粉、纳米碳酸钙、纳米蒙脱土中的一种或多种；所述增塑剂选用增塑剂DOP。
2.根据权利要求1所述的用抛光砖废渣制备的PVC地板砖，其特征在于，所述聚氯乙烯是聚合度为700～4000树脂粉中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的用抛光砖废渣制备的PVC地板砖，其特征在于，所述PVC加工改性剂包括丙烯酸酯共聚物、苯乙烯共聚物中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的用抛光砖废渣制备的PVC地板砖，其特征在于，所述润滑剂是聚氯乙烯蜡、石蜡、硬脂酸、硬脂酸钙、硬脂酸钡、硬脂酸锌中的一种或多种。
5.一种如权利要求1～4任一所述的PVC地板砖的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
对抛光砖废渣进行偶联剂活化处理：将抛光砖废渣投入高速混合机中搅拌烘干，使其含水量低于0.3％；加入按抛光砖废渣总质量的0.5～5％偶联剂；所述偶联剂是硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂中的一种或多种；
先将PVC树脂、润滑剂、增塑剂、大豆油、PVC加工改性剂、光稳定剂高速搅拌10～15分钟，再加入经表面活化处理的抛光砖废渣高速搅拌，当物料温度达到105～110℃时排放入低速冷混机内，低速搅拌待物料温度低于50℃时放料备用；
混合料倒入温度150～160℃的密炼机，密炼7～10分钟，待密炼机电流表显示电流稳定在10A以下时倒出胶料，胶料送至开炼机进行塑炼成片，温度150～170℃，片厚6～8mm；
片材送入热压机内进行模压，模压温度145～155℃，压力2.5～3.5Mpa,时间1～3分钟；
将得到的板材冷却至常温进行裁片，制得PVC地板砖。
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