CN111217553A - 一种煤矸石/pvc树脂人造石板材及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种煤矸石/PVC树脂人造石板材及其制备方法，属于煤矸石固废利用技术领域，解决煤矸石固废利用以及石材生产污染环境的技术问题。煤矸石/PVC树脂人造石板材的原料组成及其重量份数为：煤矸石100‑150份，PVC树脂30份，再生PVC树脂30‑35份，复合稳定剂3‑4份，耐候改性剂4‑5份，耐腐蚀改性剂5‑7份，热变形改性剂3‑4份，PVC润滑剂0.6‑1份，ACR加工助剂6‑8份，PE蜡0.3‑0.5份。本发明以工业固废煤矸石为主要原料，配加一定数量的PVC和功能助剂，经过定量配料、混合熟化、压延出片、热压成型、冷却定型等加工环节，制备复合装饰材料。本发明即能使固废煤矸石变废为宝，同时加工工艺无污染，使固废高附加值利用，做到了固废绿色转化。
Description
技术领域
本发明属于煤矸石固废利用技术领域，具体涉及的是一种煤矸石/PVC树脂人造石板材及其制备方法。
背景技术
我国是产煤大国，随着能源工业的快速发展煤矸石的排放量日益增加，引起了一系列安全问题及环境污染问题，怎样利用煤矸石作为高填充转换、高附加值产品，目前国内外尚无规模化模式。
石材行业，随着环保意识的增强以及环境保护政策地深入执行，国家一方面严禁开采破坏植被，另一方面，石材行业生产过程中污染环境，所以逐步遭到禁止，石材行业的发展遇到瓶颈。
发明内容
为了克服现有技术的不足，解决煤矸石固废利用以及石材生产污染环境的技术问题，本发明提供一种煤矸石/PVC树脂人造石板材及其制备方法，本发明即能使固废煤矸石变废为宝，同时加工工艺无污染，使固废高附加值利用，做到了固废绿色转化。
本发明通过以下技术方案予以实现。
一种煤矸石/PVC树脂人造石板材，其原料及其重量份数为：煤矸石100-150份，PVC树脂30份，再生PVC树脂30-35份，复合稳定剂3-4份，耐候改性剂4-5份，耐腐蚀改性剂5-7份，热变形改性剂3-4份，PVC润滑剂0.6-1份，ACR加工助剂6-8份，PE蜡0.3-0.5份。
进一步地，所述PVC树脂为SG-5型树脂或SG-6型树脂；所述复合稳定剂为复合铅稳定剂；所述热变形改进剂为双环戊二烯二甲酸钠和SMA树脂；所述耐候改性剂为铝粉；所述耐腐蚀改性剂为环氧玻璃鳞片胶泥和硅质胶泥；所述PVC内润滑剂为润滑剂OA9；所述ACR加工助剂为ACR-401型加工助剂或ACR-530型加工助剂；煤矸石是经偶联剂表面处理后制得的粉状煤矸石粉。
一种煤矸石/PVC树脂人造石板材的制备方法，包括以下步骤：
S1、配料：根据原料的组成及其配比，将经偶联剂处理后的煤矸石以及PVC树脂粉、再生PVC树脂粉与复合稳定剂、耐候改性剂、PVC润滑剂和ACR加工助剂一同加入混料机中混合，混料机搅拌转速为800-1200转/分钟；当混料温度升温至80℃时，向混合物料中投入热变形改性剂3-4份、耐腐蚀改性剂5-7份，PE蜡0.3-0.5份，保持混料机搅拌转速继续混合；当混料温度升温至120℃时，将混合物料物料放入冷混锅中冷混至45-50℃，制得混合物；
S2、将步骤S1中制得的混合物投放至两辊机中混炼，混炼温度升温至180-200℃时投入三辊机，制得片材；
S3、根据产品设计厚度，将步骤S3制得的片材分层放入2500-3000吨热压机中压制，制得板材；
S4、将步骤S3得到的板材按所需规格切割后，制得煤矸石/PVC树脂人造石板材。
进一步地，在所述步骤S3中，热压机依次进行低温热压、中温热压和高温热压，热压工艺参数如下：低温热压：70-80度热压20min，蒸汽压力为0.10-0.40/MPa；中温热压：100-120度热压10min，蒸汽压力为0.10-0.40/MPa；高温热压：150-170度热压13min，蒸汽压力为0.10-0.40/MPa。
与现有技术相比本发明的有益效果为：
1、本发明制备的煤矸石/PVC树脂人造石板材可以作为诸多产品的基材，主要有内墙面板和双面平板，全面替代各类人造石，市场容量巨大，应用前景广阔。
2、本发明制备的煤矸石/PVC树脂人造石板材以其优良的品质和廉价的价格占领市场，它既可应用于宾馆、娱乐场所、办公室场所，又可用于家庭装璜，其市场非常广阔。该产品可做多样化的成品开发，由于其富丽堂皇的表面效果，可表现出较高的文化内涵。
3、我国进入装修行业的“黄金时期”，对新型环保的装修材料的需求迅速增长，要求也不断提高，产品更新换代的周期将缩短，对高档装饰品的需求量日益增大。因此，该产品的大面积推广，符合当前装饰建材行业的发展趋势，市场空间十分广阔。
4、本发明按照“集中布置、分类处理、环境友好、循环利用、简捷节约”的原则进行工艺设计。以工业固废煤矸石为主要原料，配加一定数量的PVC和功能助剂，经过定量配料、混合熟化、压延出片、热压成型、冷却定型等加工环节，制备复合装饰材料。粉料设计存于密闭罐仓内，加工后的产品及时运至用户，加工过程和产品运输使用过程均无污染物排放，属于绿色制造。
3、本发明制备的煤矸石/PVC树脂人造石板材产品与现有板材相比具有以下8大优势：
①项目原料来源广泛，可大量利用工业固废做原料，属于绿色环保原料；
②项目生产过程清洁环保，无污水、废气和固废等污染物产生，属于绿色制造过程；
③项目产品，具有卫生环保功能，替代各类人造石产品保护自然生态环境，属于绿色环保产品；
④产品防潮、防水，而且阻燃、抗冲击，可以像陶瓷一样布置在厨房和卫生间，更加经久耐用；
⑤产品比天然及现有人造石材和陶瓷更加抗冲击，更佳有弹性，更佳有软硬适度，冬暖夏凉；
⑥产品安装更简便，可粘、免漆，不必预留边缝，无需龙骨，可根据用户的想法随意拼装、搭配；
⑦产品无甲醛、无辐射，具有防腐、防虫蛀等功能，易于维护保养，家居更安全、更健康、更省心；
⑧高质量好、性能优、性价比高，具有更好的市场竞争力。
我国进入装修行业的“黄金时期”，对新型环保的装修材料的需求迅速增长，要求也不断提高，产品更新换代的周期将缩短，对高档装饰品的需求量日益增大。因此，该产品的大面积推广，符合当前装饰建材行业的发展趋势，市场空间十分广阔。
本发明按照“集中布置、分类处理、环境友好、循环利用、简捷节约”的原则进行工艺设计。以工业固废煤矸石为主要原料，配加一定数量的PVC和功能助剂，经过定量配料、混合熟化、压延出片、热压成型、冷却定型等加工环节，制备复合装饰材料。粉料设计存于密闭罐仓内，加工后的产品及时运至用户，加工过程和产品运输使用过程均无污染物排放，属于绿色制造。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。若未特别指明，实施例均按照常规实验条件。另外，对于本领域技术人员而言，在不偏离本发明的实质和范围的前提下，对这些实施方案中的物料成分和用量进行的各种修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
实施例一
一种煤矸石/PVC树脂人造石板材，其原料及其重量份数为：煤矸石100份，煤矸石是经偶联剂表面处理后制得的粉状煤矸石粉；SG-5型树脂30份，再生PVC树脂30份，复合铅稳定剂3份，铝粉(耐候改性剂)4份，环氧玻璃鳞片胶泥(耐腐蚀改性剂)5份，OA9型PVC润滑剂0.6份，ACR-401型加工助剂6份，PE蜡0.3份，双环戊二烯二甲酸钠3份。
一种煤矸石/PVC树脂人造石板材的制备方法，包括以下步骤：
S1、配料：根据原料的组成及其配比，将经偶联剂处理后的煤矸石以及PVC树脂粉、再生PVC树脂粉与复合稳定剂、耐候改性剂、PVC润滑剂和ACR加工助剂一同加入混料机中混合，混料机搅拌转速为1200转/分钟；当混料温度升温至80℃时，向混合物料中投入热变形改性剂3份、耐腐蚀改性剂5份，PE蜡0.3份，保持混料机搅拌转速继续混合；当混料温度升温至120℃时，将混合物料物料放入冷混锅中冷混至45℃，制得混合物；
S2、将步骤S1中制得的混合物投放至两辊机中混炼，混炼温度升温至180℃时投入三辊机，制得片材；
S3、根据产品设计厚度，将步骤S3制得的片材分层放入2500吨热压机中压制，热压机依次进行低温热压、中温热压和高温热压，热压工艺参数如下：低温热压：70度热压20min，蒸汽压力为0.10/MPa；中温热压：温度100度热压10min，蒸汽压力为0.10/MPa；高温热压：温度150热压13min，蒸汽压力为0.10/MPa，制得板材；
S4、将步骤S3得到的板材按所需规格切割后，制得煤矸石/PVC树脂人造石板材。
实施例二
一种煤矸石/PVC树脂人造石板材，其原料及其重量份数为：煤矸石100份，煤矸石是经偶联剂表面处理后制得的粉状煤矸石粉；SG-6型树脂30份，再生PVC树脂30份，复合铅稳定剂3份，铝粉(耐候改性剂)4份，硅质胶泥(耐腐蚀改性剂)5份，OA9型PVC润滑剂0.6份，ACR-530型加工助剂6份，PE蜡0.3份，SMA树脂(热变形改性剂)3.5份。
一种煤矸石/PVC树脂人造石板材的制备方法，包括以下步骤：
S1、配料：根据原料的组成及其配比，将经偶联剂处理后的煤矸石以及PVC树脂粉、再生PVC树脂粉与复合稳定剂、耐候改性剂、PVC润滑剂和ACR加工助剂一同加入混料机中混合，混料机搅拌转速为1200转/分钟；当混料温度升温至80℃时，向混合物料中投入热变形改性剂4份、耐腐蚀改性剂6份，PE蜡0.4份，保持混料机搅拌转速继续混合；当混料温度升温至120℃时，将混合物料物料放入冷混锅中冷混至48℃，制得混合物；
S2、将步骤S1中制得的混合物投放至两辊机中混炼，混炼温度升温至190℃时投入三辊机，制得片材；
S3、根据产品设计厚度，将步骤S3制得的片材分层放入2700吨热压机中压制，热压机依次进行低温热压、中温热压和高温热压，热压工艺参数如下：低温热压：温度75度热压20min，蒸汽压力为0.25/MPa；中温热压：温度110度热压10min，蒸汽压力为0.25/MPa；高温热压：温度160度热压13min，蒸汽压力为0.25/MPa，制得板材；
S4、将步骤S3得到的板材按所需规格切割后，制得煤矸石/PVC树脂人造石板材。
制得煤矸石/PVC树脂人造石板材与不饱合树脂人造石性能对比：
<1>制品抗压强度为：100MPa；
<2>制品抗折硬度为：50Pa；
<3>制品容重为：2.1-2.3kg/㎡；
<4>表面硬度为：3-4莫氏硬度；
<6>光泽度≧80度。
制品表面无微裂纹、无皱纹、无白花、无泛白现像。
实施例三
一种煤矸石/PVC树脂人造石板材，其原料及其重量份数为：煤矸石100份，煤矸石是经偶联剂表面处理后制得的粉状煤矸石粉；SG-6型树脂30份，再生PVC树脂30份，复合铅稳定剂3份，铝粉(耐候改性剂)4份，环氧玻璃鳞片胶泥(耐腐蚀改性剂)5份，OA9型PVC润滑剂0.6份，ACR-401型加工助剂6份，PE蜡0.3份，SMA树脂(热变形改性剂)4份。
一种煤矸石/PVC树脂人造石板材的制备方法，包括以下步骤：
S1、配料：根据原料的组成及其配比，将经偶联剂处理后的煤矸石以及PVC树脂粉、再生PVC树脂粉与复合稳定剂、耐候改性剂、PVC润滑剂和ACR加工助剂一同加入混料机中混合，混料机搅拌转速为1200转/分钟；当混料温度升温至80℃时，向混合物料中投入热变形改性剂4份、耐腐蚀改性剂7份，PE蜡0.5份，保持混料机搅拌转速继续混合；当混料温度升温至120℃时，将混合物料物料放入冷混锅中冷混至50℃，制得混合物；
在上述实施例一至实施例三中使用的经偶联剂处理后的煤矸石的制备步骤如下：称取粉煤灰与偶联剂准备好，待热混温度升温至85℃时加入混料机中，热混温度升至123℃，保持热混温度混料17分钟，使粉煤灰颗粒外表面均匀包裹有偶联剂层，然后冷却，放置24小时，制得经偶联剂处理后的煤矸石；
S2、将步骤S1中制得的混合物投放至两辊机中混炼，混炼温度升温至200℃时投入三辊机，经四辊压延制得片材；
S3、根据产品设计厚度，将步骤S3制得的片材分层放入3000吨热压机中压制，每层片材中间加钢网或玻璃纤维网布热压机依次进行低温热压、中温热压和高温热压，热压工艺参数如下：低温热压：温度80度热压20min，蒸汽压力为0.10/MPa；中温热压：温度120度热压10min，蒸汽压力为0.20/MPa；高温热压：温度160度热压13min，蒸汽压力为0.40/MPa，制得板材；
S4、将步骤S3得到的板材按所需规格切割后，制得煤矸石/PVC树脂人造石板材。
制得煤矸石/PVC树脂人造石板材与不饱合树脂人造石性能对比：
<1>制品抗压为：100MPa；
<2>制品抗折硬度为：120Pa；
<3>制品容重为：2.1-2.3kg/㎡；
<4>表面硬度为：3-4莫氏硬度；
<6>光泽度≧80度。
表面无微裂纹、无皱纹、无白花、无泛白现像。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (4)
1.一种煤矸石/PVC树脂人造石板材，其特征在于：所述人造石板材的原料组成及其重量份数为：煤矸石100-150份，PVC树脂30份，再生PVC树脂30-35份，复合稳定剂3-4份，耐候改性剂4-5份，耐腐蚀改性剂5-7份，热变形改性剂3-4份，PVC润滑剂0.6-1份，ACR加工助剂6-8份，PE蜡0.3-0.5份。
2.根据权利要求1所述的一种煤矸石/PVC树脂人造石板材，其特征在于：所述PVC树脂为SG-5型树脂或SG-6型树脂；所述复合稳定剂为复合铅稳定剂；所述热变形改进剂为双环戊二烯二甲酸钠和SMA树脂；所述耐候改性剂为铝粉；所述耐腐蚀改性剂为环氧玻璃鳞片胶泥和硅质胶泥；所述PVC内润滑剂为润滑剂OA9；所述ACR加工助剂为ACR-401型加工助剂或ACR-530型加工助剂；煤矸石是经偶联剂表面处理后制得的粉状煤矸石粉。
3.如权利要求1或2所述的一种煤矸石/PVC树脂人造石板材的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
S1、配料：根据原料的组成及其配比，将经偶联剂处理后的煤矸石以及PVC树脂粉、再生PVC树脂粉与复合稳定剂、耐候改性剂、PVC润滑剂和ACR加工助剂一同加入混料机中混合，混料机搅拌转速为800-1200转/分钟；当混料温度升温至80℃时，向混合物料中投入热变形改性剂3-4份、耐腐蚀改性剂5-7份，PE蜡0.3-0.5份，保持混料机搅拌转速继续混合；当混料温度升温至120℃时，将混合物料物料放入冷混锅中冷混至45-50℃，制得混合物；
S2、将步骤S1中制得的混合物投放至两辊机中混炼，混炼温度升温至180-200℃时投入三辊机，制得片材；
S3、根据产品设计厚度，将步骤S3制得的片材分层放入2500-3000吨热压机中压制，制得板材；
S4、将步骤S3得到的板材按所需规格切割后，制得煤矸石/PVC树脂人造石板材。
4.根据权利要求3所述的一种煤矸石/PVC树脂人造石板材的制备方法，其特征在于：在所述步骤S3中，热压机依次进行低温热压、中温热压和高温热压，热压工艺参数如下：低温热压：70-80度热压20min，蒸汽压力为0.10-0.40/MPa；中温热压：110-120度热压10min，蒸汽压力为0.10-0.40/MPa；高温热压：150-170度热压13min，蒸汽压力为0.10-0.40/MPa。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
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