CN115850904A - 一种洗水石、磨料及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种洗水石、磨料及制备方法，洗水石包括第一改性塑料、第二改性塑料、第三塑料、发泡剂和主磨料，第一改性塑料和第二改性塑料作为洗水石的塑料骨架，具有较好的耐磨性，可以延长洗水石的使用寿命。第三塑料作为洗水石的辅助填料，挤出加工过程中经高温分解后具有高脆性和易磨损性，洗水石打磨牛仔成衣时第三塑料优先被打磨，增加洗水石的粗糙度。同时，加入发泡剂和主磨料，增加洗水石的粗糙度和磨损性，实现牛仔成衣打磨起花的效果，还能进一步降低生产成本。与现有技术的浮石相比较，洗水石以非金属矿物颗粒为磨料、以改性热塑性塑料为塑料骨架的全新材料合成方式和结构，具有优异的耐磨性。

Description

一种洗水石、磨料及制备方法

技术领域

本发明属于洗水石领域，特别是涉及一种洗水石、磨料及制备方法。

背景技术

缝制牛仔成衣的牛仔面料，在织造牛仔面料之前，织造牛仔面料的棉纱线一般要经过一道联合浆染工序，棉纱线先经过浆缸的浆液和染缸的染料多次浸泡上色。浆液(如淀粉、纤维素溶液等)在棉纱线上形成一层浆膜，使棉纱线毛羽贴伏、提高强度；染料(如靛蓝)使棉线及染上所需的颜色。刚缝制好的牛仔成衣面料较硬、颜色较深，为使牛仔成衣达到柔软、褪色、磨损等效果，需要对牛仔成衣进行洗水处理，所谓“洗水”，就是人工做旧的工艺，包括石洗/石磨、酵素洗、砂洗、化学洗、漂洗、雪花洗、猫须、喷沙、喷马骝等。石洗可以与其它一些洗水工艺联合进行，如酵素洗、化学洗等，相应的洗水称为石洗、化学石洗、酵素化学石洗。石洗是在工业洗水机内加入一定量的水和浮石(天然火山石)，水位刚好完全浸透、浸没牛仔成衣，使浮石更好地与牛仔成衣接触、打磨。在酵素的软化作用和浮石的打磨作用下，牛仔面料棉纱线浆膜软化、颜色初步褪色，棉纱线外层不同程度受到磨损，外层上色的棉纱线产生不同程度的有立体感和层次感的露白，称为起花。牛仔成衣达到起花效果、经漂洗烘干后，就完了成牛仔成衣洗水的主体洗水工艺。

石洗是牛仔成衣洗水的基础洗水工艺，现有技术中，常用的浮石多用多孔、轻质的玻璃质酸性火山喷出岩，其质地质地坚硬、气孔密集、表面粗糙，对牛仔成衣的石洗效果较好，且浮石的价格较便宜。但是，浮石气孔密集、间壁薄、质硬而松脆，易砸碎、在石洗过程中磨损快，很快失去打磨作用，且磨损后产生较多的废渣，影响石洗效果以及废渣对环境造成污染。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种洗水石、磨料及制备方法，解决现有技术的浮石在石洗牛仔成衣的过程中磨损较快，失去打磨作用的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是提供一种洗水石，洗水石包括：磨料、第三塑料、发泡剂和主磨料；磨料包括第一改性塑料和第二改性塑料；第一改性塑料的重量百分比为35％～55％、第二改性塑料的重量百分比为3％～15％、第三塑料的重量百分比为5％～25％、发泡剂的重量百分比为0.2％～2.5％、主磨料的重量百分比为10％～35％；其中，第一改性塑料包括重量百分比为25％～65％的第一塑料、重量百分比为25％～55％的非金属矿物粉剂和重量百分比为0.5％～1.5％的第一润滑剂，第一塑料为无定型塑料；第二改性塑料包括重量百分比为25％～65％的第二塑料、重量百分比为25％～55％的非金属矿物粉剂、重量百分比为0.5％～2％的成核剂和重量百分比为0.5％～1.5％的第二润滑剂，第二塑料为结晶性塑料。

优选的，第一改性塑料的制备方法包括：

将第一塑料、非金属矿物粉剂和第一润滑剂进行预混合，得到第一混合料；

将第一混合料加入挤出机中，挤出机加热到180℃～240℃将第一混合料变成熔融状态，以使得熔融状态的第一混合料挤出造粒，得到第一改性塑料。

优选的，第一塑料包括丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物、聚碳酸酯、聚苯乙烯、苯乙烯－丙烯腈共聚物中的一种或多种。

优选的，非金属矿物粉剂包括碳酸钙粉、石英粉、重晶石粉、滑石粉中的一种或多种。

优选的，第一润滑剂包括硬脂酸钙、石蜡、有机硅、硅酮粉中的一种或多种。

优选的，第二改性塑料的制备方法包括：

将第二塑料、非金属矿物粉剂、成核剂和第二润滑剂进行预混合，得到第二混合料；

将第二混合料加入挤出机中，挤出机加热到160℃～240℃将第二混合料变成熔融状态，以使得熔融状态的第二混合料挤出造粒，得到第二改性塑料。

优选的，第二塑料包括聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、聚对苯二甲酸二甲酯中的一种或多种。

优选的，非金属矿物粉剂包括碳酸钙粉、石英粉、重晶石粉、滑石粉中的一种或多种。

优选的，成核剂包括庚二酸锌、庚二酸钙、庚二酸钠、辛二酸钙中的一种或多种。

优选的，第二润滑剂是季戊四醇硬脂酸酯、乙撑双油酸酰胺、硬脂酸酰胺、有机硅中的一种或多种。

优选的，洗水石还包括辅助材料，辅助材料的重量百分比为0.5％～5％；

其中，辅助材料包括石英粉、碳酸钙粉、废旧塑料粉末、废旧塑料颗粒中的一种或多种。

优选的，发泡剂包括第一发泡剂和第二发泡剂，第一发泡剂包括偶氮二甲酰胺、偶氮二甲酸钡、苯磺酰氨基脲、对甲苯磺酰氨基脲中的一种或多种，第二发泡剂包括碳酸氢钠、碳酸氢铵、碳酸铵、亚硝酸铵中的一种或多种。

优选的，第三塑料包括聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯、氯化聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯中的一种或多种。

优选的，主磨料包括陶瓷颗粒、白刚玉、棕刚玉、麦饭石、石英砂、碳化硅、沸石、金刚砂中的任意一种或多种。

本发明的又一实施例，提供一种用于生产洗水石的磨料，磨料包括第一改性塑料，第一改性塑料包括重量百分比为25％～65％的第一塑料、重量百分比为25％～55％的非金属矿物粉剂和重量百分比为0.5％～1.5％的第一润滑剂；

其中，第一塑料为无定型塑料。

优选的，第一改性塑料的制备方法包括：

将第一塑料、非金属矿物粉剂和第一润滑剂进行预混合，得到第一混合料；

将第一混合料加入挤出机中，挤出机加热到180℃～240℃将第一混合料变成熔融状态，以使得熔融状态的第一混合料挤出造粒，得到第一改性塑料。

优选的，第一塑料包括丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物、聚碳酸酯、聚苯乙烯、苯乙烯－丙烯腈共聚物中的一种或多种。

优选的，非金属矿物粉剂包括碳酸钙粉、石英粉、重晶石粉、滑石粉中的一种或多种。

优选的，第一润滑剂包括硬脂酸钙、石蜡、有机硅、硅酮粉中的一种或多种。

本发明的又一实施例，提供一种用于生产洗水石的磨料，磨料包括第二改性塑料，第二改性塑料包括重量百分比为25％～65％的第二塑料、重量百分比为25％～55％的非金属矿物粉剂、重量百分比为0.5％～2％的成核剂和重量百分比为0.5％～1.5％的第二润滑剂；

其中，第二塑料为结晶性塑料。

优选的，第二改性塑料的制备方法包括：

将第二塑料、非金属矿物粉剂、成核剂和第二润滑剂进行预混合，得到第二混合料；

将第二混合料加入挤出机中，挤出机加热到160℃～240℃将第二混合料变成熔融状态，将熔融状态的第二混合料挤出造粒，得到第二改性塑料。

优选的，第二塑料包括聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、聚对苯二甲酸二甲酯中的一种或多种。

优选的，非金属矿物粉剂包括碳酸钙粉、石英粉、重晶石粉、滑石粉中的一种或多种。

优选的，成核剂包括庚二酸锌、庚二酸钙、庚二酸钠、辛二酸钙中的一种或多种。

优选的，第二润滑剂是季戊四醇硬脂酸酯、乙撑双油酸酰胺、硬脂酸酰胺、有机硅中的一种或多种。

本发明的又一实施例，提供一种洗水石的制备方法，制备方法包括以下步骤：

将如前述的重量百分比为35％～55％的第一改性塑料、重量百分比为3％～15％的第二改性塑料、重量百分比为5％～25％的第三塑料、重量百分比为0.2％～2.5％的发泡剂和重量百分比为10％～35％的主磨料进行混合，得到第三混合料；

将第三混合料加入挤出机中，进行搅拌和加热，加热温度为160℃～240℃；

第三混合料加热后通过挤出机的螺杆向机筒挤出，得到固态物；

对固态物进行切割、研磨，以获得洗水石。

优选的，对固态物进行切割、研磨，以获得洗水石的步骤包括：

根据预设的尺寸切割固态物，得到初级洗水石；

初级洗水石完全冷却定型后，对初级洗水石进行研磨，将初级洗水石表面的尖刺磨掉，得到洗水石。

优选的，洗水石还包括辅助材料，将辅助材料加入第三混合料中，辅助材料的重量百分比为0.5％～5％；

其中，辅助材料包括石英粉、碳酸钙粉、废旧塑料粉末、废旧塑料颗粒中的一种或多种。

优选的，发泡剂包括第一发泡剂和第二发泡剂，第一发泡剂包括偶氮二甲酰胺、偶氮二甲酸钡、苯磺酰氨基脲、对甲苯磺酰氨基脲中的一种或多种，第二发泡剂包括碳酸氢钠、碳酸氢铵、碳酸铵、亚硝酸铵中的一种或多种。

优选的，第三塑料包括聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯、氯化聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯中的一种或多种。

优选的，主磨料包括陶瓷颗粒、白刚玉、棕刚玉、麦饭石、石英砂、碳化硅、沸石、金刚砂中的任意一种或多种。

本发明的有益效果是：本发明提供了一种洗水石、磨料及制备方法，洗水石包括第一改性塑料、第二改性塑料、第三塑料、发泡剂和主磨料，第一改性塑料和第二改性塑料作为洗水石的塑料骨架，具有较好的耐磨性，可以延长洗水石的使用寿命。第三塑料作为洗水石的辅助填料，挤出加工过程中经高温分解后具有高脆性和易磨损性，洗水石打磨牛仔成衣时第三塑料优先被打磨，增加洗水石的粗糙度。同时，加入发泡剂和主磨料，增加洗水石的粗糙度和磨损性，实现牛仔成衣打磨起花的效果，还能进一步降低生产成本。与现有技术的浮石相比较，洗水石以非金属矿物颗粒为磨料、以改性热塑性塑料为塑料骨架的全新材料合成方式和结构，具有优异的耐磨性。

附图说明

图1是本发明的一实施例的第一改性塑料的制备方法流程图；

图2是本发明的一实施例的第二改性塑料的制备方法流程图；

图3是本发明一实施例的洗水石的制备方法流程图；

图4是本发明的用于生产洗水石的挤出机的机筒与螺杆的结构主视图；

图5是本发明的用于生产洗水石的挤出机的机筒与螺杆的结构左视图；

图6是本发明的洗水石的制备方法另一实施例的流程示意图；

图7是本发明的用于生产洗水石的双螺杆挤出机一实施例的结构示意图；

图8是本发明的用于生产洗水石的双螺杆挤出机一实施例的双孔铁饼的结构示意图；

图9为本发明的用于生产洗水石的自动混合称料机的结构示意图；

图10是本发明的用于生产洗水石的设备一实施例的称料机；

图11为本发明的用于生产洗水石的自动混合称料机的称料单元和混料单元一实施例的结构示意图；

图12为本发明的用于生产洗水石的设备一实施例的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面结合附图和具体实施例，对本发明进行更详细的说明。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本发明。

在本发明的一实施例，本发明提供了一种洗水石，洗水石包括磨料、第三塑料、发泡剂和主磨料；磨料包括第一改性塑料和第二改性塑料；第一改性塑料的重量百分比为35％～55％、第二改性塑料的重量百分比为3％～15％、第三塑料的重量百分比为5％～25％、发泡剂的重量百分比为0.2％～2.5％、主磨料的重量百分比为10％～35％。

其中，第一改性塑料包括重量百分比为25％～65％的第一塑料、重量百分比为25％～55％的非金属矿物粉剂和重量百分比为0.5％～1.5％的第一润滑剂，第一塑料为无定型塑料；

第二改性塑料包括重量百分比为25％～65％的第二塑料、重量百分比为25％～55％的非金属矿物粉剂、重量百分比为0.5％～2％的成核剂和重量百分比为0.5％～1.5％的第二润滑剂，第二塑料为结晶性塑料。

在本发明的一实施例中，第一塑料和第二塑料均选用热塑性塑料，热塑性材料具有链状分子结构，在受热时发生软化或熔化，可塑制成一定的形状，冷却后又变硬。在受热到一定程度又重新软化，冷却后又变硬，这种过程能够反复进行多次。用于石洗的洗水石在打磨牛仔成衣的时候，浸泡牛仔成衣的溶液要达到一定的温度条件，利于牛仔成衣可以温和的褪色，一般水温在40℃～70℃，热塑性塑料在受热时容易发生软化，在打磨牛仔成衣时，软化后的热塑性塑料会出现粘滑的现象，无法起到打磨的作用，因此，对热塑性塑料进行改性后，提高第一改性塑料和第二改性塑料的软化点温度，使其具有较高的硬度，在打磨牛仔成衣时，有较好的起花效果。

具体地，本发明的一实施例提供了第一改性塑料的制备方法，请参阅图1，该方法包括以下步骤：

S11：将第一塑料、非金属矿物粉剂和第一润滑剂进行预混合，得到第一混合料。

其中，第一塑料、非金属矿物粉剂和润滑剂按质量配比进行称重，获取重量百分比为25％～65％的第一塑料、重量百分比为25％～55％的非金属矿物粉剂和重量百分比为0.5％～1.5％的第一润滑剂，并将这些原料进行充分搅拌，使第一塑料、非金属矿物粉剂和第一润滑剂混合均匀。将原料混合的方式可以手动搅拌混合，也可以将三种原料放入搅拌机中，通过搅拌机内的搅拌棒高速旋转，使三种原料混合均匀，得到第一混合料。

S12：将第一混合料加入挤出机中，挤出机加热到180℃～240℃将第一混合料变成熔融状态，以使得熔融状态的第一混合料挤出造粒，得到第一改性塑料。

本实施例的挤出机的螺杆有多种，可以是单螺杆或者双螺杆，本实施例以双螺杆挤出机为例进行展开说明。启动双螺杆挤出机，将第一混合料加入双螺杆挤出机的料斗，通过双螺杆挤出机的料斗将第一混合料向双螺杆挤出机的机筒的内部装入，双螺杆挤出机的机筒温度为180℃～240℃，在双螺杆旋转的作用下，对第一混合料进行搅拌、剪切、加热熔融，使第一混合料形成熔融状态，并将熔融物向双螺杆挤出机的机头的方向挤出，双螺杆挤出机的机头孔径为3mm，机头温度180℃～220℃，熔融物从机头挤出后，形成长条状的熔融物。将长条状的熔融物牵引经过水槽冷却，通过切割机将冷却后第一改性塑料条切粒，切粒长度为3～5mm，形成长度均匀的塑料颗粒。在本发明的其他实施例中，塑料颗粒的直径受双螺杆挤出机的机头表面的孔洞直径决定，塑料颗粒的长度受切割机的切割速度决定。塑料颗粒快速冷却切割完成之后，将塑料颗粒进行烘干、装袋，得到第一改性塑料颗粒。

其中，第一塑料选择无定型塑料，无定型塑料分子链呈现比较不规则的排列，具有材料硬度高、抗冲击强度优，但表面刚度、耐磨性和流动性较差、疲劳强度较低的特点。

第一塑料与非金属矿物粉剂通过双螺杆挤出机进行熔融反应后，挤出得到第一改性塑料，第一改性塑料具有第一塑料的特点。第一改性塑料既是作为洗水石塑料骨架的主体材料、也是洗水石的辅助磨料，经过改性后的第一改性塑料提高了软化点温度，使得洗水石在40℃～70℃的水温下打磨牛仔成衣，洗水石也不会因水温较高而变软、变滑，丧失打磨功能。在制造洗水石的过程中，洗水石的主要成分为塑料与主磨料，主磨料中包括大量的非金属矿物磨料，颗粒状的非金属矿物磨料在双螺杆挤出机的机筒内的流动性非常差，选择流动性较差的第一改性塑料，可以有效降低第一改性塑料与非金属矿物磨料在流动性方面的差异性，使洗水石各组分的混合物混合更均匀，进而使洗水石各组分的混合物能更好的适应挤出加工的要求。洗水石经长时间使用，与牛仔成衣不断摩擦，外形尺寸逐渐变小，而外形尺寸变小后的洗水石，会对牛仔成衣的打磨作用变弱，甚至失去打磨作用。选用疲劳强度较低的第一改性塑料为洗水石的骨架材料，使得洗水石在长时间的连续撞击作用下，洗水石的机械强度变弱，提高洗水石的耐磨性，使洗水石在尺寸变小的时候对牛仔成衣起花与原尺寸的起花效果的一致性。

具体而言，本实施例中的第一塑料可以选用ABS、聚碳酸酯、聚苯乙烯、苯乙烯－丙烯腈共聚物中等无定型材料中的一种或多种。

其中，非金属矿物粉剂作为第一改性塑料的辅助填料，其为400～2000目的粉剂。利用双螺杆挤出机对第一塑料与非金属矿物粉剂、第一润滑油的混合物进行熔融反应得到第一改性塑料，可以适当减少第一塑料的用量，进而降低第一改性塑料的配方成本。本实施例中的非金属矿物粉剂可以选用碳酸钙粉、石英粉、重晶石粉、滑石粉中的一种或多种，非金属矿物粉剂用于对第一塑料的表面进行改性，提高第一改性塑料的刚性、降低第一改性塑料的机械强度，有效提高洗水石的对牛仔成衣的起花效果。

其中，第一塑料与非金属矿物粉剂在双螺杆挤出机中，经高温熔融后，具有一定的粘性，第一润滑剂可以改善第一改性塑料的流动性和脱模性。第一改性塑料的造粒需要经过机头切粒，机头有多个直线排列的小圆孔、孔径约3mm，加入适量润滑剂，可以提高第一改性塑料的熔融物在双螺杆挤出机的机头时的脱模性，以使得第一改性塑料的熔融物出模顺畅。第一改性塑料在双螺杆挤出机的机头切粒后，因第一改性塑料的熔体温度较高，第一改性塑料还处于熔融状态，加入适量的润滑剂，可以改善或防止造粒冷切前，长条状的熔融物触碰性粘连，提高造粒生产的连续性和稳定性，还可以降低双螺杆挤出机的主机电流，提高挤出速度，降低能耗。

本实施例中的第一润滑剂可以选用硬脂酸钙、石蜡、有机硅、硅酮粉中的一种或多种。

本实施例的第一改性塑料包括第一塑料、非金属矿物粉剂和第一润滑剂，第一塑料选择无定型塑料，具有材料硬度高，但表面刚度、耐磨性和流动性较差的特点，将第一塑料与非金属矿物粉剂通过挤出机进行熔融反应、挤出造粒，对第一塑料的性能进行改进后得到第一改性塑料，提高了第一改性塑料的刚性、磨损性和软化点温度，第一改性塑料较第一塑料具有更好的摩擦效果，第一改性塑料更适合作洗水石的塑料骨架和辅助磨料。

本发明的一实施例提供了第二改性塑料的制备方法，请参阅图2，该方法包括以下步骤：

S21：将第二塑料、非金属矿物粉剂、成核剂和第二润滑剂进行预混合，得到第二混合料。

其中，第二塑料、非金属矿物粉剂、成核剂和润滑剂按质量配比进行称重，获取重量百分比为25％～65％的第二塑料、重量百分比为25％～55％的非金属矿物粉剂、重量百分比为0.5％～2％的成核剂和重量百分比为0.5％～1.5％的第二润滑剂，并将这些原料进行充分搅拌，使第二塑料、非金属矿物粉剂、成核剂和第二润滑剂混合均匀。将原料混合的方式可以手动搅拌混合，也可以将几种原料放入搅拌机中，通过搅拌机的搅拌棒高速旋转，使这几种原料混合均匀，得到第二混合料。

S22：将第二混合料加入挤出机中，挤出机加热到160℃～240℃将第二混合料变成熔融状态，以使得熔融状态的第二混合料挤出造粒，得到第二改性塑料。

本实施例的挤出机的螺杆有多种，可以是单螺杆或者双螺杆，本实施例以双螺杆挤出机为例进行展开说明。启动双螺杆挤出机，将第二混合料加入双螺杆挤出机的入料口，从双螺杆挤出机的入料口将第二混合料向双螺杆挤出机的机筒的内部装入，双螺杆挤出机的机筒温度为160℃～240℃，在双螺杆旋转的作用下，对第二混合料进行搅拌、剪切、加热熔融，使第一混合料形成熔融状态，并将熔融物向双螺杆挤出机的机头的方向挤出，双螺杆挤出机的机头孔径为3mm，机头温度180℃～220℃，熔融物从机头挤出后，形成长条状的熔融物。将长条状的熔融物牵引经过水槽冷却，通过切割机将冷却后第二改性塑料条切粒，切粒长度为3～5mm，形成长度均匀的塑料颗粒。在本发明的其他实施例中，塑料颗粒的直径受双螺杆挤出机的机头表面的孔洞直径决定，塑料颗粒的长度受切割机的切割速度决定。塑料颗粒快速冷却切割完成之后，将塑料颗粒进行烘干、装袋，得到第二改性塑料颗粒。

其中，第二塑料选择结晶性塑料，结晶性塑料分子链紧密且有规则的聚合在一起，固化后较易收缩。具有表面刚性和耐磨性好、流动性佳的特点。

第二塑料的表面刚性和耐磨性相对较好，表面光滑、摩擦系数低、耐磨性也相对较好，经过改性后的第二改性塑料提高了软化点温度，使得洗水石在40℃～70℃的水温下打磨牛仔成衣，洗水石也不会因水温较高而变软、变滑，丧失打磨功能。结晶塑料的结晶体结构规则，使其占据较少的空间，因此，第二塑料在双螺杆挤出机中经高温成熔体，熔体冷却结晶后，收缩率大，收缩后留下的空间容易被发泡气体填充。当第一改性塑料和第二改性塑料的混合物作为洗水石的骨架材料，混合物与发泡剂反应后，第二改性塑料的结晶结构容易使洗水石塑料骨架的内部产生孔洞，改变洗水石的密度。而且，结晶性塑料的导热性几乎是非晶体性塑料的两倍，洗水石出模后，第二改性塑料能加快洗水石的表面冷却，加强洗水石出模后锁住气泡的能力，保证洗水石的发泡效果。结晶性塑料经高温熔融后，流动性较佳，在制造洗水石的过程中，流动性差的第一改性塑料和流动性差的颗粒状的非金属矿物磨料的差异性不大，在双螺杆挤出机中能够均匀混合，第二改性塑料的流动性较佳，相对于第一改性塑料，第二改性塑料能更有效的渗透到非金属矿物磨料颗粒之间的间隙、更有效的粘结非金属矿物磨料颗粒，使非金属矿物磨料具有较好的粘结强度。

具体而言，本实施例中的第二塑料可以选用聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、聚对苯二甲酸二甲酯中的一种或多种；

其中，非金属矿物粉剂作为第二改性塑料的辅助填料，其为400～2000目的粉剂。利用双螺杆挤出机对第二塑料与非金属矿物粉剂、成核剂、第二润滑油的混合物进行熔融反应得到第二改性塑料，可以适当减少第二塑料的用量，进而降低第二改性塑料的配方成本。本实施例中的非金属矿物粉剂可以选用碳酸钙粉、石英粉、重晶石粉、滑石粉中的一种或多种，非金属矿物粉剂用于对第二塑料的表面进行改性，提高第二改性塑料的刚性和耐磨性，有效提高洗水石的对牛仔成衣的起花效果。

其中，成核剂适用于聚乙烯、聚丙烯等结晶塑料，通过改变树脂的结晶行为，加快结晶速率、增加结晶密度和促使晶粒尺寸微细化，提高塑料的表面光泽、刚性、热变形温度、抗冲击性等物理机械性能。本实施例中的成核剂可以选用庚二酸锌、庚二酸钙、庚二酸钠、辛二酸钙中的一种或多种。成核剂是通过向第二塑料与非金属矿物粉剂等混合物的熔体中加入结晶物质，使混合物的熔体在较高温度下成核，使晶核增多，结晶更完善，结晶构造进一步细微化，降低球晶的直径和控制晶球的形态，提高结晶度，因此可以提高第二改性塑料的弯曲模量，从而达到使第二改性塑料增加刚性和硬度的目的，同时，也能使第二改性塑料的软化点温度及耐磨性有所提高。

其中，第二塑料、非金属矿物粉剂与成核剂在双螺杆挤出机中，经高温熔融后，具有一定的粘性，第二润滑剂可以改善第二改性塑料的流动性和脱模性。第二改性塑料的造料需要经过机头切粒，机头有多个直线排列的小圆孔、孔径约3mm，加入适量润滑剂，可以提高第二改性塑料的熔融物在双螺杆挤出机的机头时的脱模性，以使得第二改性塑料的熔融物出模顺畅。第二改性塑料在双螺杆挤出机的机头切粒后，因第二改性塑料的熔体温度较高，第二改性塑料还处于熔融状态，加入适量的润滑剂，可以改善或防止造粒冷切前，长条状的熔融物触碰性粘连，提高造粒生产的连续性和稳定性，还可以降低双螺杆挤出机的主机电流，提高挤出速度，降低能耗。

本实施例的第二润滑剂是季戊四醇硬脂酸酯、乙撑双油酸酰胺、硬脂酸酰胺、有机硅中的一种或多种。其中，季戊四醇硬脂酸酯在高温下具有良好的热稳定性和低挥发性，良好的脱模和流动性能，对部分结晶的塑料有极好的成核作用。季戊四醇硬脂酸酯突出的热稳定性，使它可用于此类体系的加工过程，不用担心发生降解，而且它可以显著改善透明度及表面光洁度。乙撑双油酸酰胺可用作结晶塑料的润滑剂、防粘剂和脱模剂。硬脂酸酰胺为中性颗粒状固体，不溶于水，在常温下微溶于有机溶剂。附着性良好，具有润滑性和脱模性等优点。

本实施例的第二改性塑料包括第二塑料、非金属矿物粉剂、成核剂和第二润滑剂，第二塑料选用结晶性塑料，具有具有表面刚性和耐磨性好、流动性佳、粘度较低的特点。将第二塑料与非金属矿物粉剂、成核剂通过挤出机进行熔融反应、挤出造粒，对第二塑料的性能进行改进后得到第二改性塑料，提高了第二改性塑料软化点温度和粘结强度，第二改性塑料较第二塑料具有更强的粘结度。第二改性塑料相较于第一改性塑料，具有更好的耐磨性、流动性和粘结性，但是，第二改性塑料为结晶型塑料，表面光滑，摩擦系数低，打磨效果差。因此，在本发明的实施例中，同时使用两种改性塑料作为洗水石的骨架材料和辅助磨料，将第一改性塑料和第二改性塑料物料共混，有效弥补第一改性塑料耐磨性差、粘结度不强的缺点，也弥补了第二改性塑料摩擦系数低，打磨效果不佳的缺点。与现有技术相比，本发明的洗水石不需要偶联剂将塑料与其他材料进行粘结，第二改性塑料具有较强的粘结度，可以有效渗透到非金属矿物磨料颗粒之间的间隙，更有效的粘结非金属矿物磨料颗粒，第一改性塑料、第二改性塑料和非金属矿物磨料之间具有较好的粘结度。同时，非金属矿物粉剂还作为第二改性塑料的辅助填料，其相较于塑料价格较低，使用部分低价格的辅助填料取代高价格的塑料材料，可降低产品的用料成本。

第三塑料选用热塑性塑料，第三塑料包括聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯、氯化聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯中的一种或多种。第三塑料作为洗水石的辅助填料，在双螺杆挤出机挤出加工的过程中，双螺杆挤出机的机筒温度一般为160℃～240℃，受到相对较高的外加热和双螺杆的剪切作用，第三塑料发生分解，丧失大部份的塑料特性，具有高脆性和易磨损性，第三塑料的耐磨性比第一改性塑料和第二改性塑料组成的塑料骨架低得多，当洗水石在打磨牛仔成衣时，洗水石因摩擦作用而磨损，第三塑料最先被打磨掉，在洗水石上留下细小的坑洼或孔洞，提高洗水石的粗糙度，提高洗水石的打磨效果。

其中，主磨料为颗粒状的非金属矿物磨料，颗粒状的非金属矿物磨料具有较高的硬度，莫氏硬度约为6～9，其被包裹在塑料骨架上，对牛仔成衣的起花其决定性的作用。非金属矿物磨料包括陶瓷颗粒、白刚玉、棕刚玉、麦饭石、石英砂、碳化硅、沸石、金刚砂中的一种或多种。非金属矿物磨料的各种组分的具体形态、硬度和目数不尽相同，不同种类材料任意组合，摩擦效果也会有所差别。因此，在实际应用中，要综合考虑非金属矿物磨料对牛仔成衣的打磨起花效果，和在制造洗水石过程中，非金属矿物磨料对机筒、螺杆的磨损情况，且为了适应不同牛仔面料或成衣起花效果的要求，使洗水石具有良好的通用性，本发明的洗水石选择不同目数(粒径)的非金属矿物磨料进行混合使用，以使得洗水石具有较高的通用性。在本发明的优选实施例中，对非金属矿物磨料进行任意组合制造所得的洗水石，对相同克重的牛仔布料进行石洗，对起花效果和石洗时间进行综合比对，以得到最佳的组合方式。通过多次实践验证，在陶瓷颗粒、白刚玉、棕刚玉、麦饭石、石英砂、碳化硅、沸石、金刚砂等多种非金属矿物磨料中，选用4种不同成分、不同硬度、不同粒径的非金属矿物磨料进行混合使用，洗水石对牛仔成衣石洗起花的效果最佳。

其中，发泡剂包括第一发泡剂和第二发泡剂，第一发泡剂包括偶氮二甲酰胺、偶氮二甲酸钡、苯磺酰氨基脲、对甲苯磺酰氨基脲中的一种或多种，第二发泡剂包括碳酸氢钠、碳酸氢铵、碳酸铵、亚硝酸铵中的一种或多种。

第一发泡剂是有机发泡剂，分解温度高、发气量大、发泡过程放热，第二发泡剂是无机发泡剂，分解温度较低、放气量相对较小、发泡过程吸热。在制造洗水石的过程中，双螺杆挤出机的机筒温度为160℃～240℃，双螺杆挤出机的机头温度为180℃～240℃，较佳的机筒温度为180℃～240℃、机头温度为190℃～220℃。第一发泡剂与第二发泡剂共同使用，二者的分解温度不同，可以控制发泡过程吸热放热平衡、有利于调节第一改性塑料、第二改性塑料、第三塑料和主磨料的混合物的熔融物在挤出过程中不同阶段的发气量，混合物的熔融物达到较佳的发泡效果。

在第一改性塑料、第二改性塑料、主磨料混合的过程中，加入适量的发泡剂，第一改性塑料和第二改性塑料的发泡倍率达到1.5至2.0，第一改性塑料和第二改性塑料经发泡后，强度下降、脆性提高。第一改性塑料和第二改性塑料内含一定数量的气泡，降低了洗水石的密度、增大了洗水石的外形尺寸，并提高了洗水石塑料骨架的粗糙度，增强了洗水石的摩擦效果。

加入发泡剂进行发泡，可以调节、降低洗水石的密度。由于洗水石含有一定质量占比的非金属矿物粉剂和非金属矿物磨料，不加发泡剂的洗水石密度约1.8g/cm³，经发泡的洗水石带有气孔或空洞，尺寸变大，因此，未经发泡的洗水石的尺寸较经发泡的洗水石的尺寸小，且未经发泡的洗水石的粗糙度不够，在牛仔成衣石洗过程中，较难有起花效果；经过发泡的洗水石，其密度约1.3～1.5g/cm³，在同样的外形尺寸下，经过发泡的单位重量的洗水石的颗粒数量可以提高20～40％。牛仔成衣石洗的起花效果，跟工业洗衣机内添加的洗水石的颗粒数量密切相关，同样条件下，相对增加洗水石的添加数量，就更容易使牛仔成衣达到起花效果，如果洗水石添加数量不足，则难以在预期的时间内达到起花效果。因此，经过发泡的洗水石，在相同外形尺寸下，单位重量的洗水石的数量更多、洗水石具有更高的粗糙度，打磨效果更佳，进一步地，如使用同等数量的洗水石对牛仔成衣进行石洗，经发泡的洗水石较粗糙，打磨效果更好，且生产等量的相同尺寸的洗水石，经发泡的洗水石用料更少，进而能降低生产成本。

优选的，洗水石还包括辅助材料，辅助材料的重量百分比为0.5％～5％；其中，辅助材料包括石英粉、碳酸钙粉、废旧塑料粉末、废旧塑料颗粒中的一种或多种。辅助材料的材料成本较低，可以降低洗水石的原料成本。

本发明的洗水石包括第一改性塑料、第二改性塑料、第三塑料、发泡剂和主磨料，第一改性塑料和第二改性塑料作为洗水石的塑料骨架，具有较好的耐磨性，可以延长洗水石的使用寿命。第三塑料作为洗水石的辅助填料，挤出加工过程中经高温分解后具有高脆性和易磨损性，洗水石打磨牛仔成衣时第三塑料优先被打磨，增加洗水石的粗糙度。同时，加入发泡剂和主磨料，增加洗水石的粗糙度和磨损性，实现牛仔成衣打磨起花的效果，还能进一步降低生产成本。与现有技术的浮石相比较，洗水石以非金属矿物颗粒为磨料、以改性热塑性塑料为塑料骨架的全新材料合成方式和结构，具有更好的耐磨性。

相较于现有技术，本发明使用第一改性塑料和第二改性塑料替换粘结料和偶联剂，粘结料包括有机塑料、结晶性塑料和工程塑料，偶联剂的主要作用是加强粘结料对无机磨料的粘结强度，改善洗水石中的磨料颗料易脱落的问题。本发明的第二改性塑料具有较好的粘结作用，无需再通过偶联剂来增强塑料与其他材料之间的粘结度。进一步地，为了调节洗水石的密度，现有技术通常在洗水石中增加密度调节料，使洗水石的密度减小，但密度调节料质脆，在加工过程中，溶于被高硬度的磨料压碎，失去调节密度的作用。本发明通过对发泡剂进行改进，通过第一发泡剂和第二发泡剂的分解温度不同发气量也不同，使洗水石原料的混合物在挤出的不同阶段，通过控制温度来调节第一发泡剂和第二发泡剂的发泡程度，控制混合物的熔融物的发气量，以达到较佳的发泡效果，得到预期的密度。进一步地，为了增加洗水石的表面粗糙度，现有技术通过在洗水石中增加平衡调节料，平衡调节料通常选用PH值为中性的颗粒状钠盐或钾盐，洗水石在打磨的过程中不断磨损，包裹在塑料上的平衡调节料接触水溶液后溶于水，在洗水石的表面留下微小凹洞，增大了洗水石表面的粗糙度，进而增强了洗水石的打磨效果。本发明不需要通过增加平衡调节料来增加洗水石表面的粗糙度，本发明的第三塑料第三塑料经高温发生分解，丧失大部份的塑料特性，具有高脆性和易磨损性，第三塑料的耐磨性比第一改性塑料和第二改性塑料组成的塑料骨架低得多，当洗水石在打磨牛仔成衣时，洗水石因摩擦作用而磨损，第三塑料最先被打磨掉，在洗水石上留下细小的坑洼或孔洞，提高洗水石的粗糙度，提高洗水石的打磨效果。

在本发明的另一实施例，本发明提供了一种洗水石的制备方法，请参阅图3，制备方法包括以下步骤：

S31：将重量百分比为35％～55％的第一改性塑料和重量百分比为3％～15％的第二改性塑料、重量百分比为5％～25％的第三塑料、重量百分比为0.2％～2.5％的发泡剂和重量百分比为10％～35％的主磨料进行混合，得到第三混合料。

其中，按质量配比对第一改性塑料、第二改性塑料、第三塑料、发泡剂和主磨料进行称重，并将这些原料进行充分搅拌，使第一改性塑料、第二改性塑料、第三塑料、发泡剂和主磨料混合均匀，得到第三混合料。

S32：将第三混合料加入挤出机中，进行搅拌和加热，加热温度为160℃～240℃。

S33：第三混合料加热后通过挤出机的螺杆从机筒挤出，得到固态物。

本实施例的挤出机的螺杆有多种，可以是单螺杆或者双螺杆，本实施例以双螺杆挤出机为例进行展开说明。启动双螺杆挤出机，将第三混合料从双螺杆挤出机的入料口进料，入料口位于双螺杆挤出机的机筒的一端，并与机筒连通，双螺杆挤出机的机头位于机筒的另一端并固定在机筒的出口处。第三混合料从入料口进入双螺杆挤出机的机筒中，双螺杆挤出机的螺杆通过双螺杆挤出机的电机带动不停旋转，使得第三混合料在螺杆和筒壁之间受挤压，同时加热机筒，让第三混合料变成均匀一致的熔融体，机筒的温度为160℃～240℃。随着双螺杆的不停转动，让机筒内的熔体随双螺杆的转动向机头方向移动，进入到机头中，直到从机头中挤出，得到固态物。

为保护双螺杆挤出机的机筒和螺杆，通常对机筒内壁和螺杆表面镀氮化层，进行硬化处理，延长机筒和螺杆的使用寿命。因为在双螺杆挤出机的机筒内，第三混合料通过两根螺杆之间的径向间隙时，犹如通过两辊的辊隙，所受的搅拌和剪切非常强烈，熔体随着双螺杆的转动向机头方向移动时，熔体在螺杆靠近机头的位置会产生非常大的压力，压力大小通常在14MPA左右，有时甚至高达30MPA以上。主磨料为高硬度的颗粒状非金属矿物磨料，其莫氏硬度大约为7，在双螺杆转动的高压力、高剪切输送过程中，高硬度的非金属矿物磨料极易对机筒内壁和双螺杆造成磨损，在双螺杆的螺棱表面的硬化层磨损后，加剧双螺杆的螺棱的磨损。双螺杆的螺棱被磨损后，螺棱的尺寸和形状快速变化，双螺杆的塑化和推送能力在急剧下降，对生产控制造成严重的影响。

为了改善非金属矿物磨料对双螺杆的螺棱和机筒内壁的磨损，对双螺杆的螺棱的高度进行改进，增大双螺杆之间的装配间隙、螺棱顶部与机筒的间隙。具体地，如图4与图5所示，图4为机筒与螺杆的结构主视图，图5为机筒与螺杆的结构左视图，将螺棱的高度h全部或局部减小0.4～1.0mm，使螺棱顶部与机筒的配合间隙d1增大0.4～1.0mm，使螺棱顶部与螺槽底部的配合间隙d2增大0.4～1.0mm。

通过加大螺棱与机筒、螺棱与螺槽的配合尺寸，相当于加大了两辊的辊隙，使第三混合料在间隙里的压力和剪切力减小，从而减缓第三混合料中的非金属矿物磨料对机筒内壁和双螺杆的磨损，保护机筒内壁和双螺杆表面的氮化层，延长机筒和双螺杆的使用寿命。洗水石的原料中含有大量的非金属矿物磨料，颗粒状的非金属矿物磨料较硬，非金属矿物磨料在机筒内经双螺杆搅拌、翻滚，非金属矿物磨料对处于其之间的塑料原料产生较强的剪切作用，相较于不含有非金属矿物磨料的混合料，第三混合料之间的剪切力比其它第一混合料或者第二混合料之间的剪切力大得多，适度增大螺棱与机筒、螺棱与螺槽的配合间隙，并不会影响洗水石的原料在螺杆机筒内的塑化和推送。第三混合料中含有较多的非金属矿物磨料，熔融后的第三混合料的流动性较差，增大螺棱与机筒、螺棱与螺槽的配合间隙后，利于熔体挤出，提高洗水石的制造效率。同时，通过对螺杆的螺棱尺寸结构进行改进，有效减缓了机筒与螺杆的磨损，提升机筒与螺杆的使用寿命，降低设备更换成本，进而有效控制了洗水石的生产成本。

S34：对固态物进行切割、研磨，以获得洗水石。

在本发明的另一实施例，请参阅图6，对固态物进行切割、研磨，以获得洗水石包括以下步骤：

S61：根据预设的尺寸切割固态物，得到初级洗水石。

S62：初级洗水石完全冷却定型后，对初级洗水石进行研磨，将初级洗水石表面的尖刺磨掉，得到洗水石。

第三混合料的熔融物从双螺杆挤出机的机筒挤出到成型模具中，熔融物从成型模具中成型后挤出，经过初步冷却后进行切割，得到外形和尺寸规整的固态物，固态物切割之时，还具有相对较高的温度，切割之后静置完全冷却之后，形成初级洗水石。刚切割得到的初级洗水石的表面有比较锐利的尖刺，初次使用容易划伤牛仔成衣或者划破软薄的牛仔裤前裤袋，因此，需要对初级洗水石进行粗加工，将表面的尖刺磨掉，对初级洗水石的表面进行钝化处理。对尖刺进行研磨后，产生粉末或者颗粒状材料掉落，将研磨后的初级洗水石进行过筛，把粉末和颗粒筛除后，得到洗水石。将洗水石进行称重、装袋打包、存储。

洗水石还包括辅助材料，将辅助材料加入第三混合料中，辅助材料的重量百分比为0.5％～5％；

其中，辅助材料包括石英粉、碳酸钙粉、废旧塑料粉末、废旧塑料颗粒中的一种或多种，添加废旧塑料可以降低洗水石原料的制造成本。

本发明的洗水石包括第一改性塑料、第二改性塑料、第三塑料、发泡剂和主磨料，第一改性塑料和第二改性塑料作为洗水石的塑料骨架，具有较好的耐磨性，可以延长洗水石的使用寿命，还具有脆性，能够对牛仔成衣有较好的摩擦和起花效果，同时，还具有较高的软化点温度，在牛仔成衣石洗的过程中，当水温较高时，洗水石不会被软化，丧失打磨效果。第三塑料作为洗水石的辅助填料，挤出加工过程中经高温分解后具有高脆性和易磨损性，洗水石打磨牛仔成衣时第三塑料优先被打磨，增加洗水石的粗糙度。同时，加入发泡剂和主磨料，增加洗水石的粗糙度和磨损性，实现牛仔成衣打磨起花的效果，还能进一步降低生产成本。与现有技术的浮石相比较，洗水石以非金属矿物颗粒为磨料、以改性热塑性塑料为塑料骨架的全新材料合成方式和结构，具有优异的耐磨性。

以下内容描述了本发明的洗水石提供的各种特征和优点，并且绝不旨在限制本发明的技术方案。

本发明制造的洗水石与传统的火山石相比，耐磨性提高十倍以上，废渣排放量降低至十分之一以下，对牛仔成衣石洗废渣排放在环保方面有变革性的改变。洗水石与火山石在1台工业洗水机1年废渣排放量的数据对比如表1所示：

表1

由表1可知，1台工业洗衣机每次石洗的耗材数量，火山石的使用量是洗水石的20倍，因此，洗水石较火山石具有较好的耐磨性；1台工业洗衣机每次石洗的废渣排放量，火山石的废渣排放量是洗水石的36倍，火山石因为气孔密集、间壁薄、质硬而松脆、易砸碎，因此，在石洗的过程中磨损快，大部分火山石被磨损后变成粉末，随废水排走，形成废渣，使得火山石石洗后的废渣排放量高。而洗水石的主要材料是热塑性塑料和非金属矿物磨料，热塑性塑料作为洗水石的骨架材料，具有一定的粘结强度和包裹力，用于粘结、包裹非金属矿物磨料。热塑性塑料具有较好的耐磨性，在石洗过程中，磨损速度较慢，废渣排放少。因此，洗水石相对于火山石，大幅度减少了废水废渣的产生，大幅度降低了牛仔成衣洗水厂当地的环保压力与工业园区废水废渣的处理费用。

本发明的洗水石较火山石，可以减少一次过水清洗，对牛仔成衣石洗废水排放的环保方面有明显的改善。洗水石与火山石在1台工业洗水机1年废水排放量的数据对比如表2所示：

表2

由表2可知，一台工业洗衣机每次经过石洗后，火山石在牛仔成衣上粘附较多的粉末，没有办法随石洗的废水排走，需要用清水过水清洗2次，才能进行后续的漂洗(褪色)处理。有表1可知，由于洗水石的磨损及粉末量不到火山石的1/20，粉末量相对极少，过水清洗1次比火山石过水清洗2还要干净。因此，本发明的洗水石较火山石每机可以减少1次过水清洗，有效减少了牛仔成衣的清洗废水排放，进而降低生产成本。

由表1和表2可知，洗水石相较火山石，具有耐磨、使用次数多、废渣排放量少、过水清洗数量少等优点，可以有效降低洗水石的使用成本，1台工业洗水机1年的洗水石或火山石直接使用成本的数据对比如表3所示：

表3

由表3可知，1台工业洗衣机每机消耗火山石或洗水石的金额分别为96元和60元，火山石的每机使用成本是洗水石的1.6倍，洗水石具有较好的耐磨性，可以有效降低单位牛仔成衣石洗石材的直接使用成本。且使用洗水石也可以降低间接使用成本。

因为洗水石耐磨，可以减少废渣排放量，进而减少废渣处理费；废渣排放减少，可以减小废水排放量，进而减少废水处理费；洗水石在牛仔成衣上粘附较少的粉末，可以减少一次过水清洗，进而减少清水耗水量，降低水费；洗水石的材料溶于水后溶液呈中性，石洗的过程中不容易产生回染，而火山石含硫化物，硫化物溶于水后溶液呈酸性，酸性溶液容易产生回染，因此，洗水石较火山石可以减少一半防染剂，进而降低原材料费用；火山石在石洗过程中需要加洗衣粉，而洗水石不用添加洗衣粉，进而降低原材料费用；由于火山石在石洗过程中产生较多的粉末，浮石和粉末进入牛仔裤的前裤袋后，容易造成软薄的牛仔裤前裤袋破损或者损伤，需要进行排查牛仔裤前裤袋是否破损，以及对前裤袋进行吹灰处理，增加处理成本，洗水石具有耐磨、粉末少的特点，过水清洗后牛仔裤前裤袋干净，不用翻袋吹灰处理，免吹灰费用；火山石主要源于自然开采，开采后需要人工搬运、处理、运送至牛仔成衣石洗厂，而洗水石在制作过程中对成本进行处理、打包，这些过程都可以通过机器自动化处理，进而降低洗水石人工搬运费用。1台工业洗水机1年的洗水石或火山石间接使用成本的数据对比如表4所示：

表4

在S31步骤中，获取一定重量的洗水石原料后将全部原料进行混合，可在双螺杆挤出机100的料斗6的上方设置自动混合称料机200，通过自动混合称料机200对原料进行称重，并将原料进行混合后投放到双螺杆挤出机100的料斗6中，减少人工称重的工序，节省人工成本。具体地，如图7所示，图7为用于生产洗水石的双螺杆挤出机100的结构示意图，双螺杆挤出机100包括机体10和机架20，机体10固定安装在机架20的上，机架20下方可安装滚轮，便于移动双螺杆挤出机100。机体10包括法兰接头1、双螺杆2、机筒3、加热圈4、计量喂料螺杆5、料斗6、分配箱7、驱动装置；驱动装置包括电机9和减速器8，驱动装置和分配箱7安装在机筒3的一端，法兰机头安装在机筒3的另一端；料斗6设于分配箱7上，料斗6的下料口与机筒3的进料口连通，分配箱7与机筒3的进料口不连通，双螺杆2设于机筒3内部，双螺杆2包括第一螺杆20和第二螺杆21，第一螺杆20和第二螺杆21为同轴设置，分配箱7的输出轴与第一螺杆20和第二螺杆21的承接轴由轴套及花键驳接，双螺杆2的螺纹起始端套上一个双孔铁饼30，双孔铁饼30设于贴近双螺杆2的螺纹起始点处。如图9所示，图9为本发明的双螺杆挤出机一实施例的双孔铁饼的结构示意图，双孔铁饼30包括两个内孔，分别为第一内孔31和第二内孔32，第一内孔31和第二内孔32的孔径分别与第一螺杆20和第二螺杆21的轴外径相同，双孔铁饼30的外径与机筒3的内径相同，起到密封双螺杆的作用。当混合料从料斗6进入到机筒3内时，由于双螺杆2处于旋转状态，当混合料进入到机筒3内时，由双螺杆2旋转将混合料从机筒3的进料口往机筒3的出料口输送，起到防止混合料进入双螺杆2与分配箱7的连接处以及粉尘飞扬的作用。双螺杆2与分配箱7连接，分配箱7与减速器8连接，本发明的电机9是单轴动力，当电机9高速转动，经减速器8从高速转动减速为低速转动，而减速器8输出的动力也是单轴动力。分配箱7的主要作用是将减速器8的单轴动力转换分配为双螺杆2所需的双轴动力，且双轴转速一致。

双螺杆2为双螺杆2，机筒3的内壁和双螺杆2的表面设有硬化层。在本发明的一实施例中，为了进一步减缓非金属矿物磨料对机筒3和双螺杆2的磨损，减小双螺杆2的螺棱22高度，增加螺棱22与机筒3内壁的距离，进而减小双螺杆2在生产加工洗水石的过程中，高硬度的非金属矿物磨料对机筒3内壁和双螺杆2的磨损。具体地，如图4所示，将螺棱22的高度h全部或局部减小0.4～1.0mm，使螺棱22顶部与机筒3的配合间隙d1增大0.4～1.0mm，使螺棱22顶部与螺槽23底部的配合间隙d2增大0.4～1.0mm，也就是第一螺杆20的螺棱22顶部与第二螺杆21的螺槽23底部的距离为1.2～2.0mm，第一螺杆20和第二螺杆21的螺棱22顶部与机筒3内壁的距离为0.55～1.35mm。

通过加大螺棱与机筒、螺棱与螺槽的配合尺寸，相当于加大了两辊的辊隙，使第三混合料在间隙里的压力和剪切力减小，从而减缓第三混合料中的非金属矿物磨料对机筒内壁和双螺杆的磨损，保护机筒内壁和双螺杆表面的氮化层，延长机筒和双螺杆的使用寿命。洗水石的原料中含有大量的非金属矿物磨料，颗粒状的非金属矿物磨料较硬，非金属矿物磨料在机筒内经双螺杆搅拌、翻滚，非金属矿物磨料对处于其之间的塑料原料产生较强的剪切作用，相较于不含有非金属矿物磨料的混合料，第三混合料之间的剪切力比其它第一混合料或者第二混合料之间的剪切力大得多，适度增大螺棱与机筒、螺棱与螺槽的配合间隙，并不会影响洗水石的原料在螺杆机筒内的塑化和推送。第三混合料中含有较多的非金属矿物磨料，熔融后的第三混合料的流动性较差，增大螺棱与机筒、螺棱与螺槽的配合间隙后，利于熔体挤出，提高洗水石的制造效率。同时，通过对螺杆的螺棱尺寸结构进行改进，有效减缓了机筒与螺杆的磨损，提升机筒与螺杆的使用寿命，降低设备更换成本，进而有效控制了洗水石的生产成本。

加热圈4套设在机筒3外壁，通过加热圈4加热产生热量，使混合料在机筒3中受热，通过控制加热圈4的温度来保证混合料能达到熔融状态，使得混合料的熔融物在挤出后冷却再次凝固。加热圈4设与所述机筒3的进料口一端，加热圈4的长度小于机筒3的长度。料斗6位于分配箱7的上方，料斗6的下料口与分配箱7内部联通，分配箱7的一端与机筒3的内部连通，原料从料斗6进入分配箱7后，从分配箱7进入机筒3内；计量喂料螺杆5设于料斗6的下料口处，料斗6的下料口与机筒3的进料口连通，通过计量喂料螺杆5，可以使料斗6的混合料匀速投入机筒3中。现有技术中，料斗6直接装在机筒3进料口的上方，混合料从料斗6进入机筒3内，主要靠混合料的自重作用下沉，当料斗6内分别为满斗混合料或半斗混合料时，由于混合料的各种原料的形态和密度均有差异，靠自重作用下料，各个原料的下料速度会存在区别。特别是混合料中含有较高填充的粉料时，其流动性较差，导致混合料在料斗6中的下料速度并不匀速，甚至出现轻微短暂的停顿，导致机筒3的进料状态出现明显或不明显的波动。本发明在料斗6与机筒3连通处安装计量喂料螺杆5，当料斗6的混合料落到计量喂料螺杆5的起始端，起到暂时“存料”的作用，经计量喂料螺杆5匀速转动，将混合料从计量喂料螺杆的起始端往其输出端匀速输送，再由计量喂料螺杆5的输出端落到机筒3的进料口，任一个时间段内，经计量喂料螺杆5输送的混合料的量均相等。且通过调节计量喂料螺杆5的转速，可以调节混合料从料斗6进入机筒3的量。所以，计量喂料螺杆5的主要作用是通过控制计量喂料螺杆5的转速，调节混合料到机筒3的投放量，且投放量是稳定一致的。法兰机头位于机筒3远离分配箱7的一端，安装在机筒3的出料口处。法兰接头1远离出料口的一端安装有成型模具(图中未示出)，根据实际需求，可以更换不同出料孔径的多孔模具或单孔模具，生产制造不同尺寸和形状的洗水石，结构简单且方便使用。

进一步地，双螺杆挤出机100的料斗6的上方安装有自动混合称料机200，图9为自动混合称料机200的结构示意图，自动混合称料机200包括混料单元11、称料单元12和集料室13、，混料单元11分别与称料单元12和集料室13连接，称料单元12用于对原料进行自动称重，称重后的原料进入混料单元11内，在混料单元11内按预设的时间进行搅拌，使原料混合均匀，混料单元11的内部设有搅拌器(图中未示出)，自动对原料进行搅拌。集料室13设置在混料单元11的下方，原料在混料单元11中进行搅拌均匀后进入集料室13，集料室13的下料口与双螺杆挤出机100的料斗6连通，集料室13用于存放混料单元11搅拌均匀的混合料，将混合料从集料室13投入双螺杆挤出机100的料斗6中。

进一步地，如图10所示，图10为称料单元和混料单元一实施例的结构示意图，称料单元12包括称料斗121和重量感应翻板122，重量感应翻板122安装在称料斗121的出料口处，其中，称料斗121包括第一料斗1211、第二料斗1212和自动控制气阀1213，第二料斗1212设置在第一料斗1211的出料口的下方，第二料斗1212的入料口与第一料斗1211的出料口连通，第二料斗1212的出料口设置在混料单元11的入料口上方，自动控制气阀1213设置在第一料斗1211的出口处。重量感应翻板122安装在第二料斗1212的出料口处，重量感应翻板122用于对投放到称料斗121内的原料进行自动称重，重量感应翻板122感应到预设的重量时翻转，第二料斗1212内的原料从出料口倒入混料单元11，混料单元11将原料进行混合均匀后，将混合均匀的原料投放到集料室13，暂时存储在集料室13中。

自动混合称料机200工作时，重量感应翻板122将第二料斗1212的出料口封住，原料从第一料斗1211的入料口的送料管道1214向第一料斗1211送料，第一料斗1211装满原料后送料管道1214停止送料，送料时间可以根据实际需求设置，送料停止后，控制自动控制气阀1213打开，使料斗A内的原料靠自重下沉进入第二料斗1212中。一般情况下，自动控制气阀1213打开较小的口，使原料缓慢下落，使重量感应翻板122称重的结果较精确。当重量感应翻板122感应下料量达到1公斤时，称料单元12控制自动控制气阀1213关闭，控制重量感应翻板122打开，以使得第二料斗1212内的原料落入混料单元11内。通常情况下，1公斤的原料从第一料斗1211下落到第二料斗1212中需要20秒，第一料斗1211中的原料清空后，称料单元12控制重量感应翻板122关闭，控制自动控制气阀1213打开，再次进行原料称重步骤。在本实施例中，使重量感应翻板122打开的重量可以根据实际需要设置，例如，当设置重量感应翻板122的打开重量为2公斤时，重量感应翻板122感应到下料量达2公斤时，重量感应翻板122打开，因此，在本实施例中，对重量感应翻板122感应的下量料不设限制。原料进入混料单元11中，混料单元11将原料搅拌均匀后，将混合料全部投放到集料室13中存储，然后将混料单元11与集料室13的连通口关闭。

进一步地，称料单元12包括6个称料斗121和重量感应翻板122，每个称料斗分别进不同的料，6个称料斗分别为第一称料斗A、第二称料斗B、第三称料斗C、第四称料斗D、第五称料斗E和第六称料斗F，如图11所示，图11为自动混合称料机200的俯视结构示意图，称第一称料斗A、第二称料斗B、第三称料斗C、第四称料斗D、第五称料斗E和第六称料斗F分别对称设置在混料单元11的上方，此设置，每个称料斗上方的送料管道1214只输送一种原料，然后与称料斗对应的重量感应翻板根据每种原料预设的重量，分别称重，并将称重后的原料分别投进混料单元11中，混料单元11将全部原料搅拌均匀后，将混合料全部出料到集料室13中，可实现全自动化送料、称料、搅拌、出料，每一过程都可以预设工作时间，将送料、称料、搅拌、出料设为一个周期，每个周期结束可自动启动下一个周期，全自动化设置可节省大量的人力成本。

通过在双螺杆挤出机100的料斗6上方设置自动混合称料机200，将在自动混合称料机200混合均匀的混合料直接投放到双螺杆挤出机100的料斗6中，可以缩减混合料的输送环节，有效的解决了已混合均匀的原料在长距离运送过程中混合料出现分层的问题。因为第一改性塑料和第二改性塑料为颗粒状材质，第三塑料和发泡剂为粉状材质，主磨料是多种非金属矿物磨料混合而成，各原料具有多种形态，不同形态的材料流动性差异较大，传统双螺杆挤出机100加工塑料，混料单元11设在混料区域，双螺杆挤出机100设在挤出区域，二者距离相距较远，需要通过料车或管道将混合料输送到双螺杆挤出机100的料斗6内。如果混合料是通过料车运送，在混料单元11卸料到料车的过程中，混合料在料车中会产生一个锥体状的料堆，混合料落在料堆的顶部、再往锥体的底部散落，由于混合料中各种原料的物料形态、材料密度、流动性的不同，特别对于原料的形态、密度、流动性差异大的混合料，就造成了混合料的各种材料在散落到料堆锥体底部时的流动速率的差异加大，从而使混合均匀的混合料产生一定程度的某种材料的相对富集，影响混合料的均匀性。如果混合料是以管道进行真空负压风送，材料的形态、密度、流动性差异明显，由于材料在管道内的输送速率差异明显，也会造成混合料的混合不均匀。

工作时：启动双螺杆挤出机100和自动混合称料机200，分别从第一称料斗A放入第一改性塑料、第二称料斗B放入第二改性塑料、第三称料斗C放入第三塑料和发泡剂的混合物、第四称料斗D放入主磨料与辅助材料的混合物，第五称料斗E和第六称料斗F作为备用料斗，各种原料从对应的称料斗上方的送料管道1214送料后经对应的重量感应翻板122称重，各原料进入混料单元11内进行混合，得到混合料，混合料进入集料室13内，在计量喂料螺杆5的作用下，混合料匀速地进入到机筒3中，电机9带动双螺杆2，使得物料在双螺杆2和机筒3的筒壁之间受挤压，同时通过加热圈3对筒壁的加热，使得混合料熔化，随着双螺杆2的转动，混合料不断前进，进入到机筒3的出料口，便于根据实际需求更换，通过法兰接头1连接不同出料孔径的多孔模具或单孔模具，制造不同尺寸或形状的洗水石，整体装置结构简单，便于推广。

本发明的另一实施例，提供一种用于生产洗水石的设备，如图12所示，图12是用于生产洗水石的设备一实施例的结构示意图，包括前述的双螺杆挤出机100和自动混合称料机200，自动混合称料机200设置在双螺杆挤出机100的料斗的上方。

有益效果：本发明的洗水石包括第一改性塑料、第二改性塑料、第三塑料、发泡剂和主磨料。相较于现有技术，本发明使用第一改性塑料和第二改性塑料替换粘结料和偶联剂，粘结料包括有机塑料、结晶性塑料和工程塑料，偶联剂的主要作用是加强粘结料对无机磨料的粘结强度，改善洗水石中的磨料颗料易脱落的问题。本发明的第二改性塑料具有较好的粘结作用，无需再通过偶联剂来增强塑料与其他材料之间的粘结度。进一步地，为了调节洗水石的密度，现有技术通常在洗水石中增加密度调节料，使洗水石的密度减小，但密度调节料质脆，在加工过程中，溶于被高硬度的磨料压碎，失去调节密度的作用。本发明通过对发泡剂进行改进，通过第一发泡剂和第二发泡剂的分解温度不同发气量也不同，使洗水石原料的混合物在挤出的不同阶段，通过控制温度来调节第一发泡剂和第二发泡剂的发泡程度，控制混合物的熔融物的发气量，以达到较佳的发泡效果，得到预期的密度。进一步地，为了增加洗水石的表面粗糙度，现有技术通过在洗水石中增加平衡调节料，平衡调节料通常选用PH值为中性的颗粒状钠盐或钾盐，洗水石在打磨的过程中不断磨损，包裹在塑料上的平衡调节料接触水溶液后溶于水，在洗水石的表面留下微小凹洞，增大了洗水石表面的粗糙度，进而增强了洗水石的打磨效果。本发明不需要通过增加平衡调节料来增加洗水石表面的粗糙度，本发明的第三塑料第三塑料经高温发生分解，丧失大部份的塑料特性，具有高脆性和易磨损性，第三塑料的耐磨性比第一改性塑料和第二改性塑料组成的塑料骨架低得多，当洗水石在打磨牛仔成衣时，洗水石因摩擦作用而磨损，第三塑料最先被打磨掉，在洗水石上留下细小的坑洼或孔洞，提高洗水石的粗糙度，提高洗水石的打磨效果。

本发明通过在双螺杆挤出机的料斗上方设置自动混合称料机，避免了现有技术需要使用送料管道或者运料车送料，导致预混合好的原料经过长距离的运送而发生分层的情况。同时，通过自动混合称料机完成送料、称料、混料、出料的全自动化控制，大大降低人工成本，进而降低生产成本。

以上仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (31)

1.一种洗水石，其特征在于，所述洗水石包括：

磨料、第三塑料、发泡剂和主磨料；

所述磨料包括第一改性塑料和第二改性塑料；

所述第一改性塑料的重量百分比为35％～55％、所述第二改性塑料的重量百分比为3％～15％、所述第三塑料的重量百分比为5％～25％、所述发泡剂的重量百分比为0.2％～2.5％、所述主磨料的重量百分比为10％～35％；

其中，所述第一改性塑料包括重量百分比为25％～65％的第一塑料、重量百分比为25％～55％的非金属矿物粉剂和重量百分比为0.5％～1.5％的第一润滑剂，所述第一塑料为无定型塑料；

所述第二改性塑料包括重量百分比为25％～65％的第二塑料、重量百分比为25％～55％的所述非金属矿物粉剂、重量百分比为0.5％～2％的成核剂和重量百分比为0.5％～1.5％的第二润滑剂，所述第二塑料为结晶性塑料。

2.根据权利要求1所述的洗水石，其特征在于，所述第一改性塑料的制备方法包括：

将所述第一塑料、所述非金属矿物粉剂和所述第一润滑剂进行预混合，得到第一混合料；

将所述第一混合料加入挤出机中，所述挤出机加热到180℃～240℃将所述第一混合料变成熔融状态，以使得所述熔融状态的第一混合料挤出造粒，得到所述第一改性塑料。

3.根据权利要求2所述的洗水石，其特征在于，所述第一塑料包括丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物、聚碳酸酯、聚苯乙烯、苯乙烯－丙烯腈共聚物中的一种或多种。

4.根据权利要求2所述的洗水石，其特征在于，所述非金属矿物粉剂包括碳酸钙粉、石英粉、重晶石粉、滑石粉中的一种或多种。

5.根据权利要求2所述的洗水石，其特征在于，所述第一润滑剂包括硬脂酸钙、石蜡、有机硅、硅酮粉中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的洗水石，其特征在于，所述第二改性塑料的制备方法包括：

将所述第二塑料、所述非金属矿物粉剂、所述成核剂和所述第二润滑剂进行预混合，得到第二混合料；

将所述第二混合料加入挤出机中，所述挤出机加热到160℃～240℃将所述第二混合料变成熔融状态，以使得所述熔融状态的第二混合料挤出造粒，得到所述第二改性塑料。

7.根据权利要求6所述的洗水石，其特征在于，所述第二塑料包括聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、聚对苯二甲酸二甲酯中的一种或多种。

8.根据权利要求6所述的洗水石，其特征在于，所述非金属矿物粉剂包括碳酸钙粉、石英粉、重晶石粉、滑石粉中的一种或多种。

9.根据权利要求6所述的洗水石，其特征在于，所述成核剂包括庚二酸锌、庚二酸钙、庚二酸钠、辛二酸钙中的一种或多种。

10.根据权利要求6所述的洗水石，其特征在于，所述第二润滑剂是季戊四醇硬脂酸酯、乙撑双油酸酰胺、硬脂酸酰胺、有机硅中的一种或多种。

11.根据权利要求1所述的洗水石，其特征在于，所述第三塑料包括聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯、氯化聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯中的一种或多种。

12.根据权利要求1所述的洗水石，其特征在于，所述发泡剂包括第一发泡剂和第二发泡剂，所述第一发泡剂包括偶氮二甲酰胺、偶氮二甲酸钡、苯磺酰氨基脲、对甲苯磺酰氨基脲中的一种或多种，所述第二发泡剂包括碳酸氢钠、碳酸氢铵、碳酸铵、亚硝酸铵中的一种或多种。

13.根据权利要求1所述的洗水石，其特征在于，所述主磨料包括陶瓷颗粒、白刚玉、棕刚玉、麦饭石、石英砂、碳化硅、沸石、金刚砂中的任意一种或多种。

14.根据权利要求1所述的洗水石，其特征在于，所述洗水石还包括辅助材料，所述辅助材料的重量百分比为0.5％～5％；

其中，所述辅助材料包括石英粉、碳酸钙粉、废旧塑料粉末、废旧塑料颗粒中的一种或多种。

15.一种用于生产洗水石的磨料，其特征在于，所述磨料包括第一改性塑料，所述第一改性塑料包括重量百分比为25％～65％的第一塑料、重量百分比为25％～55％的非金属矿物粉剂和重量百分比为0.5％～1.5％的第一润滑剂；

其中，所述第一塑料为无定型塑料。

16.根据权利要求15所述的用于生产洗水石的磨料，其特征在于，所述第一改性塑料的制备方法包括：

将所述第一塑料、所述非金属矿物粉剂和所述第一润滑剂进行预混合，得到第一混合料；

将所述第一混合料加入挤出机中，所述挤出机加热到180℃～240℃将所述第一混合料变成熔融状态，以使得所述熔融状态的第一混合料挤出造粒，得到所述第一改性塑料。

17.根据权利要求16所述的用于生产洗水石的磨料，其特征在于，所述第一塑料包括丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物、聚碳酸酯、聚苯乙烯、苯乙烯－丙烯腈共聚物中的一种或多种。

18.根据权利要求16所述的用于生产洗水石的磨料，其特征在于，所述非金属矿物粉剂包括碳酸钙粉、石英粉、重晶石粉、滑石粉中的一种或多种。

19.根据权利要求16所述的用于生产洗水石的磨料，其特征在于，所述第一润滑剂包括硬脂酸钙、石蜡、有机硅、硅酮粉中的一种或多种。

20.一种用于生产洗水石的磨料，其特征在于，所述磨料包括第二改性塑料，所述第二改性塑料包括重量百分比为25％～65％的第二塑料、重量百分比为25％～55％的非金属矿物粉剂、重量百分比为0.5％～2％的成核剂和重量百分比为0.5％～1.5％的第二润滑剂；

其中，所述所述第二塑料为结晶性塑料。

21.根据权利要求20所述的用于生产洗水石的磨料，其特征在于，所述第二改性塑料的制备方法包括：

将所述第二塑料、所述非金属矿物粉剂、所述成核剂和所述第二润滑剂进行预混合，得到第二混合料；

将所述第二混合料加入挤出机中，所述挤出机加热到160℃～240℃将所述第二混合料变成熔融状态，将所述熔融状态的第二混合料挤出造粒，得到所述第二改性塑料。

22.根据权利要求21所述的用于生产洗水石的磨料，其特征在于，所述第二塑料包括聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、聚对苯二甲酸二甲酯中的一种或多种。

23.根据权利要求21所述的用于生产洗水石的磨料，其特征在于，所述非金属矿物粉剂包括碳酸钙粉、石英粉、重晶石粉、滑石粉中的一种或多种。

24.根据权利要求21所述的用于生产洗水石的磨料，其特征在于，所述成核剂包括庚二酸锌、庚二酸钙、庚二酸钠、辛二酸钙中的一种或多种。

25.根据权利要求21所述的用于生产洗水石的磨料，其特征在于，所述第二润滑剂是季戊四醇硬脂酸酯、乙撑双油酸酰胺、硬脂酸酰胺、有机硅中的一种或多种。

26.一种洗水石的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

将如权利要求1～14任一项所述的重量百分比为35％～55％的第一改性塑料、重量百分比为3％～15％的第二改性塑料、重量百分比为5％～25％的第三塑料、重量百分比为0.2％～2.5％的发泡剂和重量百分比为10％～35％的主磨料进行合，得到第三混合料；

将所述第三混合料加入挤出机中，进行搅拌和加热，加热温度为160℃～240℃；

所述第三混合料加热后通过所述挤出机的螺杆向机筒挤出，得到固态物；

对所述固态物进行切割、研磨，以获得所述洗水石。

27.根据权利要求26所述的洗水石的制备方法，其特征在于，所述对所述固态物进行切割、研磨，以获得所述洗水石的步骤包括：

根据预设的尺寸切割所述固态物，得到初级洗水石；

所述初级洗水石完全冷却定型后，对所述初级洗水石进行研磨，将所述初级洗水石表面的尖刺磨掉，得到所述洗水石。

28.根据权利要求26所述的洗水石的制备方法，其特征在于，所述洗水石还包括辅助材料，将所述辅助材料加入所述第三混合料中，所述辅助材料的重量百分比为0.5％～5％；

其中，所述辅助材料包括石英粉、碳酸钙粉、废旧塑料粉末、废旧塑料颗粒中的一种或多种。

29.根据权利要求26所述的洗水石的制备方法，其特征在于，所述发泡剂包括第一发泡剂和第二发泡剂，所述第一发泡剂包括偶氮二甲酰胺、偶氮二甲酸钡、苯磺酰氨基脲、对甲苯磺酰氨基脲中的一种或多种，所述第二发泡剂包括碳酸氢钠、碳酸氢铵、碳酸铵、亚硝酸铵中的一种或多种。

30.根据权利要求26所述的洗水石的制备方法，其特征在于，所述第三塑料包括聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯、氯化聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯中的一种或多种。

31.根据权利要求26所述的洗水石的制备方法，其特征在于，所述主磨料包括陶瓷颗粒、白刚玉、棕刚玉、麦饭石、石英砂、碳化硅、沸石、金刚砂中的任意一种或多种。

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