CN115999752A - 从石英复合材料制造颗粒再生材料的方法 - Google Patents

Abstract

一种通过破碎由聚合物基体组成的石英复合材料成型件从石英复合材料制造颗粒再生材料的方法，所述聚合物基体中嵌有无机和/或有机填料颗粒，其中在锤磨机中将预破碎的成型件块破碎，以形成所述再生材料的颗粒。

Description

从石英复合材料制造颗粒再生材料的方法

技术领域

本发明涉及通过破碎由聚合物基体组成的石英复合材料成型件从石英复合材料制造颗粒再生材料的方法，所述聚合物基体中嵌有无机填料颗粒。

背景技术

已知有不同形式的石英复合材料成型件。例如，厨房水槽、储物板、诸如淋浴盆或淋浴底盆的卫生用品，以及地板或墙板、踢脚石等均由石英复合材料制成。这些成型件主要由聚合物基体(例如基于丙烯酸酯)制成，在固化的聚合物基体中嵌有填料颗粒。这些填料颗粒可以是无机或有机填料颗粒。例如，石英砂用作这种填料。彩色颜料也通常嵌入聚合物基体中，以使成型件具有特定的颜色。

随着时间的推移，不可避免地会产生不再需要的、使用过的成型件，要么是因为它们在较长时间后在翻新或改建措施范围内被更换，要么是因为它们有缺陷或其他原因。当然，在生产新成型件的过程中，也会产生相应的不能用于销售的废品件。随着这种石英复合材料成型件的使用越来越多，不再使用的旧零件的数量也在增加。这些通常由废物处理公司处理。

因此，本发明的问题是，给出一种方法，使得这种石英复合材料成型件能够被重复利用。

发明内容

为了解决这个问题，提供了一种通过破碎由聚合物基体组成的石英复合材料成型件从石英复合材料制造颗粒再生材料的方法，其中在锤磨机中将预破碎的成型件块破碎，以形成所述再生材料的颗粒。

在根据本发明的方法中，在锤磨机中将预破碎的成型件块破碎，在破碎期间产生足够数量的颗粒，这些颗粒在目标粒度范围内，颗粒再生材料应具有该目标粒度范围。在这种锤磨机中，通过动力撞击和冲击破碎将碾磨材料破碎。大量可移动的锤子连接到转子上，锤子通过转子在磨机壳体中旋转。锤子捶打碾磨材料，即成型件块，从而将其破碎。此外，破碎的碎块也被抛向壳体壁，从而进一步被破碎。在研磨材料在壳体中停留的时间内，由于转子和锤子的相对较高的旋转速度，碾磨材料被连续地捶打并进一步破碎。在此形成相应的小颗粒，其相当高的比例具有如下粒度，该粒度在期望的目标粒度范围内或者作为细粒部分也更小。

现在令人惊讶地发现，碾磨材料(即成型件块)在室温下在这种锤磨机中被充分破碎，一方面仅在一个碾磨过程中形成足够大比例的形成所述再生材料的颗粒，这些颗粒具有所需粒度分布，另一方面具有如下特别的优点，即不产生结块或压块(即不形成大颗粒)，这些大颗粒不能用作再生材料、尤其是作为添加到用于生产新零件的浇注料中的再生材料。在其他磨机中，例如辊磨机，破碎是通过剪切碾磨材料进行的，这意味着引入了高的剪切能量。这种剪切能量可能导致破碎颗粒受热，进而导致聚合物基体软化，至少在表面区域是这样。因此，单个颗粒变得略微粘稠，这可能是结块或压块的原因。现在令人惊讶地发现，这种过程不会在锤磨机中发生，因为在锤磨机中物料不经受剪切应力，而仅提供有冲击能量，或者在被抛向壳体壁时的撞击能量。这些能量或能量输入不会导致颗粒过度受热，从而令人惊讶的是不产生表面粘性且不因此产生结块或压块。因此，碾磨材料也可以有利地在这种锤磨机中碾磨更长的时间，而这又获得足够高比例的颗粒量，在碾磨时间内这些颗粒在目标粒度范围内。

因此，根据本发明的方法首先使得能够生产足够大的、形成再生材料的颗粒量，另一方面使得能够以经济合理的方式生产这种颗粒量。因此，根据本发明的方法使得能够有效地回收由石英复合材料组成的相应旧零件，以形成可以作为骨料再利用的颗粒再生材料(例如作为骨料加入浇注料中用于制造石英材料新零件)。

在本发明的进一步改进方案中，可以设置为，通过筛取出颗粒级分，该颗粒级分含有形成再生材料的、具有最大目标粒度的颗粒。根据本发明的第一个实施例，仅将如下颗粒级分通过筛从锤磨机中取出，该颗粒级分含有具有目标粒度或具有较小粒度的颗粒(包括任何非常小的细粒部分)。例如，当目标粒度为1.0mm时，将含有最大粒度为1.0mm以下的颗粒的颗粒量作为颗粒级分取出。较大的颗粒留在锤磨机中，并可以进一步加工，直到它们也相应地被大大破碎并被取出。因此，在此仅直接优选地连续取出目标级分。

目标粒度可以为1.0mm、尤其为0.8mm。如果将颗粒再生材料用作加入用于制造新的石英复合材料成型件的浇注料的骨料，则这样的目标粒度是适用的。该目标粒度对应于存在于浇注料中并因此存在于新产品中的无机或有机填料的最大填料粒度。单个再生材料颗粒一部分由聚合物基体组成，并含有无机或有机填料颗粒，正如它们存在于回收的旧零件中那样。现在可以通过再生材料颗粒将一定比例的来自“旧填料”的填料添加到浇注料中，基于再生材料颗粒目标粒度的选择，确保通过该方式添加的填料颗粒始终具有的最大填料粒度如其应在新成型件中所含的那样。

在上述方法变型中目标级分从锤磨机中直接取出，而该方法变型的一个替代性方法实施例设置如下，通过筛从所述锤磨机中取出第一颗粒级分，所述第一颗粒级分的最大粒度大于形成所述再生材料的颗粒的目标粒度，然后在下游的筛分装置中从所述第一颗粒级分中取出第二颗粒级分，所述第二颗粒级分含有粒度等于或小于目标粒度的、形成所述再生材料的颗粒，以及将第二颗粒级分同第三颗粒级分分离，所述第三颗粒级分含有大于所述目标粒度的颗粒。因此，在该方法实施例中，比实际目标级分更粗的第一颗粒级分从锤磨机中筛出，然后在筛分装置中筛分以分离所需的目标级分，即第二颗粒级分。因此，对从锤磨机中取出的、粗的第一颗粒级分的再生材料颗粒在筛分装置中进行分级。第一颗粒级分通过锤磨机的筛取出，通过该筛，不仅可以限定第一颗粒级分的最大粒度，而且碾磨材料在磨机中的停留时间也可以不同。筛或筛孔越大以及由此的最大粒度越大，碾磨材料在锤磨机中的停留时间越短；筛或最大粒度越小，碾磨材料在锤磨机中的停留时间越长，因为需要更强的破碎才能通过筛。这也意味着，根据所使用的筛子尺寸，细粒比例(即具有非常小粒度且远低于目标级分的目标粒度的颗粒的比例)不同。筛越大和由此停留时间越短，细粒比例就越小，而筛越小，停留时间越长，细粒比例就越大。

因此，根据该方法变型，在筛分装置处产生两个单独的级分，即第二颗粒级分和第三颗粒级分，该第二颗粒级分含有形成再生材料的、等于或小于目标粒度的颗粒，该第三颗粒级分含有大于目标粒度的颗粒。因此，第二颗粒级分既可以用作最终目标级分，也可以进一步分级，这将在下面讨论。如果需要，第三颗粒级分也可以重复使用，这也将在下面更详细地讨论。

根据本发明的改进方案，第一颗粒级分的最大粒度可以为5mm、尤其为4mm。也就是说，锤磨机的筛具有相应的筛眼尺寸，其为5mm、尤其为4mm，其中可以优选使用篦条筛进行分级，这提供了足够大的筛面积，从而使得颗粒在锤磨机中的停留时间缩短。虽然原则上，最大粒度<4mm是可以想到的，但细粒的比例(即具有粒度明显小于目标粒度的颗粒的比例)显著增加。

在此，目标粒度也应为1.0mm、尤其为0.8mm。这尤其适用于如下情况，再生材料颗粒应作为骨料加入浇注料中用于制造新成型件的石英复合材料。然而，在该方法变型中，目标粒度还基本上对应于新成型件中存在的无机或有机填料的最大填料粒度。

如上所述，在根据本发明方法的第二个方法变型中，产生了第三颗粒级分，该第三颗粒级分含有大于第二颗粒级分的最大目标粒度的颗粒。优选地，将该第三颗粒级分送回到锤磨机中进一步破碎。这意味着，这些还是过大的颗粒在锤磨机中被再次加工并破碎，直至它们的粒度在目标粒度范围内或更小，以便在后续筛分步骤中它们在筛分装置中落入第二颗粒级分中。也就是说，对第三颗粒级分进行回收，这也可以发生多次，因此，基于进给的成型件块填充量，颗粒再生材料的产率几乎可以达到100％。

如上所述，第一颗粒级分的破碎颗粒从锤磨机被送回至筛分装置，或第三颗粒级分的颗粒从筛分装置被送回至锤磨机。这种转运可以手动进行，也就是说，由操作者手动地将物料从锤磨机运送到筛分装置或从筛分装置运送到锤磨机并在那里进料。

然而，优选地，自动运送通过相应的运输装置进行。例如，这种用于转运第一颗粒级分的运输装置可以是例如传送带，例如Z型传送设备，其将第一颗粒级分从锤磨机送到筛分装置。Z型传送设备是有效的，因为在锤磨机处，第一颗粒级分在从上方进料到筛分装置时优先向下取出，而在筛分装置处相应的第二和第三颗粒级分优选在底部取出。

也可以设置输送带(例如振动导槽等)用于将第三颗粒级分从筛分装置运送回锤磨机。

如果例如手动运输第三颗粒级分，则可以将第三颗粒级分收集在例如适当大小的储存容器(例如大袋子)中，然后将装满的储存容器通过相应的运输工具(例如起升车等)运送到锤磨机，例如运输到靠近地面起始的传送带，通过传送带将要进给的研磨材料向上运输以进给到锤磨机中。

原则上，锤磨机和筛分装置的操作可以是连续的，即连续地向锤磨机进给预破碎的成型件块和(如果提供的话)第三颗粒级分的颗粒，并且颗粒被连续地取出且还连续进料到筛分装置，在筛分装置中它们继续被筛分成相应的级分。因此，这种连续过程可以以相当高的产量运行。作为对此的替代，当然也可以设置为断续过程，在该过程中，仅对一定量的碾磨材料进行加工，而无需连续补充新的碾磨材料。这只发生在进给的研磨材料已经被完全加工时。

如上所述，在筛分装置中，通过筛从第一颗粒级分中分离第二颗粒级分，该筛可以是网筛等。该第二颗粒级分含有如下颗粒，其最大粒度对应于目标粒度，但也可以较小，也可以明显较小，也就是说，第二颗粒级分也具有相应高比例的细粒，即具有非常小的粒度的非常细的颗粒。例如，当目标粒度为1.0mm或0.8mm时，则第二级分中还含有粒度仅为0.2mm、0.1mm甚至更细的颗粒，甚至最终不再称为颗粒的粉状颗粒。原则上，第二颗粒级分(即目标级分)也可以例如作为浇注料的填料含有细粒部分。然而，如果不想要细粒部分，则本发明的有效改进方案设置如下，在所述筛分装置或另一筛分装置中通过筛分从所述第二颗粒级分中形成并取出第四颗粒级分，所述第四颗粒级分的最大粒度小于目标粒度，如此使得第五颗粒级分被保留并取出，所述第五颗粒级分含有形成所述再生材料的颗粒。因此，在筛分装置中，在第二筛层中对第二颗粒级分进行进一步分级。这分离出第四颗粒级分和第五颗粒级分，该第四颗粒级分含有要取出的、不想要的细粒部分，该第五颗粒级分后来对应于最终目标级分。为此，通过另一筛(例如网筛)限定第四颗粒级分(即细粒部分)的最大粒度，使得该第四颗粒级分仅含有具有该粒度或更细的颗粒。最终的第五颗粒级分(即目标级分)则仅含有其粒度在目标粒度与该第二筛层的最大粒度之间范围内的再生材料颗粒。最后，目标级分不含或仅含有可忽略不计的细粒部分，这对于再生材料颗粒所添加到的浇注料的流变性是有利的。如果两种筛分都在一个共同的筛分装置中进行，则设置彼此连接对应的筛分步骤。如果使用两个单独的筛分装置，它们可以例如通过运输装置连接，第二颗粒级分通过该运输装置自动输送到第二筛分装置。

第四颗粒级分的最大粒度应为0.1mm、尤其为0.2mm。该最大粒度越大，最终再生材料颗粒的粒度所在的区间越小。

根据本发明，分别使用网筛用于筛分第一颗粒级分和/或用于筛分第二颗粒级分，这些网筛具有限定的网眼尺寸，这使得能够对级分进行相应的分离和分级。

尤其优选地，使用成型件块作为根据本发明的方法的起始材料，这些成型件块具有嵌在聚合物基体中的无机和/或有机填料颗粒，该填料颗粒的比例为≥60重量百分数(重量％)，尤其为≥65重量％。因此，成型件块应含有最小比例的无机和/或有机填料颗粒，其应至少为60重量％，但优选更多。也就是说，聚合物基体的比例不应过大，因为目的是通过再生材料尤其填料再回用，即作为回收的填料添加到浇注料中来制造新的成型件。

除了破碎不同颜色的复合材料物料之外，所述方法还可以优选地用于在锤磨机中一起破碎具有基本相同颜色的成型件块。由此，目标级分的再生材料颗粒最终可以具有均匀的颜色。如上所述，成型件(包括回收的成型件)通常含有赋予它们单独颜色的彩色颜料。在新生产的范围内，这些彩色颜料通常通过色浆添加到浇注料中。由于新零件也应具有一定的颜色，而且由于再生材料颗粒不可避免地还含有彩色颜料，因此必须确保再生材料颗粒不会改变新成型件的、由色浆限定的目标颜色。因此，根据本发明，优选地仅将单一类型(即颜色相同)的成型件块一起破碎，从而再生材料颗粒具有均匀的颜色。当然，成型件块的颜色不必完全相同，颜色略有不同的成型件块也可以一起加工，例如煤灰色成型件与黑色成型件等一起加工，不同颜色的成型件的数量比例最终限定了最终混合颜色。

预破碎的、通常不规则形状的成型件应优选具有约40cm、尤其是约30cm的最大长度。成型件块可以通过手动打碎要回收的成型件或通过合适的预破碎工艺(例如通过在容器等中的碾压机)来生产，在容器等中成型件由重型辊压碎。

成型件块本身可以手动或通过运输装置(例如输送带)自动送入锤磨机。

作为要加工的成型件，可以使用不同的石英复合材料成型件。优选地，加工这种成型件，该成型件对应于要制造的成型件，因为旧成型件的材料成分基本上对应于要制造的新成型件的材料成分。如果厨房水槽作为新成型件生产，则根据本发明，厨房水槽在根据本发明的方法的范围内也应该用作旧成型件。如果这种厨房水槽由不同的浇注料成分组成，则厨房水槽由不同的材料成分组成，那么也可以由此想到，同样仅使用这种旧厨房水槽来生产各添加到浇注料中的再生材料，旧厨房水槽在材料成分上与要制造的新的厨房水槽相对应。然而，这进一步的规范不是强制性的。

除了该方法本身，本发明还涉及通过上述方法制造的颗粒再生材料。

此外，本发明涉及如上所述的颗粒再生材料作为骨料加入浇注料中用于制造石英复合材料成型件、尤其是厨房水槽的用途。

最后，本发明涉及使用如上所述的颗粒再生材料制造的石英复合材料成型件、尤其是厨房水槽。

附图说明

本发明的其它优点、特征和细节由以下描述的实施例和附图得出。在附图中：

图1示出了用于根据本发明的方法从石英复合材料制造颗粒再生材料的设备的原理图，

图2示出了用于解释根据本发明的方法的流程图，

图3示出了三种不同碾磨材料的粒度分布图，

图4示出了粒度影响产品通过筛或出口隙缝排出的图，

图5是示出了在各个连续碾磨工序中的粒度分布图，以及

图6是示出了连续碾磨的、分别取自之前的碾磨工序的碾磨材料的粒度分布图。

具体实施方式

图1示出了用于从石英复合材料制造颗粒再生材料的设备1。设备1是纯粹的原理图，其包括第一运输装置2(例如带式传送设备)，预破碎的成型件块3供给到运输装置2上。这些预破碎的成型件块3是石英复合材料成型件的碎块，并且与该成型件一样，由聚合物基体组成，在该聚合物基体中嵌有无机和/或有机填料颗粒，并且通常还有彩色颜料。用于形成成型件块3而碾碎的成型件是例如不再使用或不能使用的厨房水槽。

成型件块3通过第一运输装置1被送到锤磨机4，在锤磨机中由旋转锤或撞捶破碎。因此，成型件块3被旋转锤打碎，也就是说，破碎过程是由冲击能量的引入引起的，同时由于转子或锤子的几十米/秒的较高转速，碎块额外地落在磨机壁上，在那里它们也会被破碎。

筛(未详细示出)集成在锤磨机4中，通过该筛可以分离出最大粒度大于形成再生材料的颗粒的目标粒度的第一颗粒级分。也就是说，粒度对应于由该筛限定的最大粒度或小于该最大粒度的颗粒通过该筛(例如篦条筛)落下。没有通过该筛的部分留在锤磨机中并继续被捶打并因此被破碎，直至它们也可以通过筛。

然后，第一颗粒级分通过第二运输装置5(在示例中示出具有相应传送带的Z型传送设备)被输送到筛分装置6，并且进给到筛分装置6。在筛分装置中，第一颗粒级分在至少一个筛层中被筛分以形成含有形成再生材料的颗粒的第二颗粒级分。这些第二颗粒级分的颗粒具有等于或小于目标粒度的粒度。此外，形成了第三颗粒级分，该第三颗粒级分含有大于目标粒度的颗粒。也就是说，在筛分装置6中对较粗的第一颗粒级分进行分级，一方面是为了形成含有最终在目标粒度范围内或更小的颗粒的颗粒总数，并且形成第三颗粒级分，该第三颗粒级分含有比该目标颗粒颗粒量大的颗粒。

在所示的实施例中，第二颗粒级分可以从筛分装置6引入接收储存器7并收集于该处，直至达到一定填充度，该接收储存器用于运送而例如设置在所示的起升车上，之后，该第二颗粒级分最终被排出并作进一步使用，例如作为骨料进给到用于制造新的厨房水槽的浇注料中。

第三颗粒级分也被接收在合适的接收容器8中。由于该第三颗粒级分由不落入目标粒度范围内的颗粒组成，即仍然过大，因此如虚线9指示的输送路径所示，它们被送入第一运输装置2，在该第一运输装置中进料并再次送入锤磨机4中再次碾磨。也就是说，再回用过大的第三颗粒级分。足够大的颗粒部分通过再碾磨被进一步破碎，然后使得这些颗粒在目标颗粒范围内并随后落入第二颗粒级分。可以手动将第三颗粒级分再送回到第一运输装置2，例如通过拉动此处所示的起升车，通过起升车可以移动接收储存器8。替代性地，代替接收储存器8，也可以提供另一运输装置，例如振动导槽或输送带，第三颗粒级分的颗粒落下或放置在其上，以便将它们再自动送回到第一运输装置2。

当然，第二颗粒级分(即目标级分)也可以放置在诸如传送带的运出运输装置上，而不是放置在所示的接收储存器7中，通过运输装置例如运输到远距离的包装站等。

如上所述，在所示的实施例中，筛分装置6仅包括一个筛层，通过该筛层第一颗粒级分被分离成第二和第三颗粒级分。如上所述，第二颗粒级分含有最大等于目标粒度的颗粒，但当然也可以更小，甚至具有最小粒度(即粒度小于0.2或0.1mm)的细粒部分。只要不干扰后续加工，细粒部分可以保留在第二颗粒级分中。然而，需要时也可以将其分离。为此目的，筛分装置具有第二筛层，在第二筛层中再次筛分第二颗粒级分，从而形成仅含有细粒部分的第四颗粒级分，以及随后是目标颗粒级分的最终第五颗粒级分。该附加的筛层，与第一筛层一样，通过网筛等形成，限定了小于目标粒度的最大粒度。也就是说，第四颗粒级分(即细粒部分)仅含有具有该最大粒度或更小的颗粒，即所有细粒部分至粉末。与之相反，第五颗粒级分仅含有小于或等于目标粒度且大于第二筛层的最大粒度的颗粒。然后，相应地取出第四和第五颗粒级分。当第五颗粒级分(即目标级分)被再利用时，第四颗粒级分(即细粒部分)可以被丢弃。也就是说，在图1所示的设备中，设置了两个这样的储存器而不是一个接收储存器7。一个接收储存器容纳第四颗粒级分(即细粒和极细粒部分)，而另一个例外储存器容纳最终的第五颗粒级分。

如由锤磨机4的筛所限定的，第一颗粒级分的最大粒度例如为5mm，尤其为4mm。筛的缝宽不宜过小，否则碾磨过程中的细粒部分会过大。

由筛分装置6的第一筛层限定的目标粒度应为约1.0mm、优选为约0.8mm。

限定细粒部分的最大粒度应为约0.1mm、优选约0.2mm。由此得出，最终的第四颗粒级分(即目标级分)所包含的颗粒的粒度最终为>0.1mm且≤1.0mm、优选>0.2mm且≤0.8mm。

图2示出了一个流程图，该流程图示出了基于本文的根据所述方法的各个步骤，以及产生的颗粒级分。

在步骤S1中，碾磨材料(即预破碎的成型件块3)进给到第一运输装置2上并且被送入锤磨机4。

在步骤S2中，进给的碾磨材料在锤磨机2中被碾磨。该碾磨使第一颗粒级分PF1形成。

然后，该第一颗粒级分PF1在步骤S3中通过锤磨机4的筛从锤磨机中取出并且通过第二运输装置5送入筛分装置6并进料于此。

在步骤S4中，第一颗粒级分PF1在筛分装置6中被筛分，形成第二颗粒级分PF2和第三颗粒级分PF3。为此，筛分装置6具有形成第一筛层的第一筛，例如网筛等，通过该网筛限定目标粒度。该目标粒度为例如1.0mm或0.9mm或0.8mm，这取决于最终再生材料的最大目标粒度应为多少。也就是说，第二颗粒级分PF2具有等于或小于目标粒例如为1.0mm或0.8mm的粒度的颗粒。

与之相反，第三颗粒级分PF3仅含有大于目标粒度的颗粒，即具有大于1.0mm或0.8mm的粒度。现在根据步骤S5，该第三颗粒级分PF3例如通过运输装置再次被自动送入第一传输装置2，从而根据步骤S1其又被送回锤磨机4，在锤磨机中这些相对较大的颗粒被再次碾磨并送回碾磨和筛分循环。

如上所述，第二颗粒级分PF2含有小于或最大等于目标粒度的颗粒。因此，第二颗粒级分还包含相应的细粒部分，即小得多的颗粒。为了分离这个细粒部分，如步骤S6所示，第二颗粒级分PF2通过筛分装置6在第二筛层中通过第二筛(例如网筛等)进行筛分，以形成第四颗粒级分PF4和第五颗粒级分PF5。而该第二筛层的筛的筛眼尺寸又限定了最大粒度，例如0.1mm或0.2mm，这确保了不想要的细粒被筛出。也就是说，第四颗粒级分PF4仅含有形成细粒部分的、非常细的颗粒。

与之相反，第五颗粒级分PF5仅含有在所需粒度区间的颗粒，该粒度区间被限定在目标粒度(即优选的粒度)以上，且该粒度区间被限定在最大粒度以下，细粒部分从最大粒度开始。因此，第五颗粒级分PF5例如仅含有>0.2mm且≤0.8mm的颗粒。

在步骤S7中，将第四颗粒级分取出，如果细粒部分不能以某种其他方式再利用，例如可以丢弃。与之相反，然后根据步骤S6取出可以作为再生材料进一步处理的最终第五颗粒级分PF5，例如在它已经被收集在接收容器中之后，或者通过运输装置等。

在研究的范围内，使用锤磨机碾磨各种石英复合材料并确定碾磨结果。

在第一个试验中，研究了三种不同的石英复合组合物的碾磨特性。起始材料是申请人的三个石英复合材料厨房水槽，这些石英复合材料厨房水槽由不同的石英复合材料制成。

一个水槽由申请人的以商标名

为人所知的材料制成，第二个水槽由申请人的以商标名

为人所知的材料制成，以及第三个水槽由申请人的以

绿色系列为人所知的材料制成。

除了聚合物粘合剂和彩色颜料外，由

材料制成的水槽还含有比例为68-75重量百分比的石英砂形式的无机填料，聚合物粘合剂形成聚合物基体并基于MMA。

除了聚合物粘合剂基体和彩色颜料外，由

材料制成的水槽还含有比例为70-75重量百分比的石英砂形式的无机填料。

成型件碎块由水槽形成，即水槽被预破碎，碎块长度不超过30cm。为了能够对足够的碾磨材料进行加工，分别将各水槽类型的多个相同的水槽破碎。

使用耶姆利希兄弟公司(Gebr.Jehmlich GmbH)的HM 672型锤磨机对碾磨材料进行碾磨，该型号锤磨机根据冲击和撞击原理工作。旋转锤在碾磨室中捶打碾磨材料。当达到所需的细度时，碾磨材料通过篦条筛向下离开碾磨室。篦条筛的缝宽为4mm，这限制了通过筛的较大颗粒的比例。

在该锤磨机中碾磨各种不同材料类型的碾磨材料。继续碾磨直到所有进给的碾磨材料都被研磨。

三种不同的碾磨材料的粒度分布结果如图3所示。

以mm为单位的粒度沿横坐标给出，以质量百分比表示的相应比例沿纵坐标给出。

标有I的曲线表示材料

的颗粒分布，标有II的曲线表示材料

的分布，标有III的曲线表示材料

绿色系列的分布。

结果显示，所有研究的组合物中获得的碾磨材料显示出相当的粒度分布。第一个峰值出现在约3.0-1.0mm的范围内，第二个峰值出现在0.3-0.06mm的范围内。

对于各研究的材料均没有在锤磨机中发生结块或压块，也就是说，所有进给的碾磨材料都可以被碾磨并通过筛出料。

优选使用最大粒度约为0.8mm的无机填料(即主要是石英砂)制造新成型件，即分别由

或

材料制成的新的厨房水槽。出于这个原因，在所获得的碾磨材料中，如上所示，粒度≤0.8mm的各颗粒级分是合适的。

上图所示的碾磨试验中、粒度≤0.8mm的碾磨材料的产率见下表：

材料

绿色系列

产率约(％)60 48 45

也就是说，每种材料都可以在第一碾磨过程中被破碎，在此已经含有足够高比例的具有特定目标粒度或更小的颗粒。

在进一步的试验中，尤其研究了出口开口对物料在磨机中的停留时间以及碾磨材料的粒度分布的影响。试验是在来自埃德维奇破碎系统公司(Erdwich ZerkleinsystemsGmbH)的HA800锤磨机上进行的，该锤磨机具有不同的出口隙缝，而不是用于产品出料的篦条筛。出口缝宽为3mm。由于在此只有一个开口宽度较小的出口隙缝用于产品出料，物料在磨机中的停留时间明显增加。结果如图4所示。

以mm为单位的颗粒大小(即粒度)再次沿横坐标显示，碾磨材料的相应质量百分比再次沿纵坐标显示。标记为I的曲线表示篦条筛眼尺寸为4mm的粒度分布，标记为II的曲线表示出口隙缝开口为3mm的粒度分布。

可以看出，与曲线II中的埃德维奇公司的HM800锤磨机的3mm出口隙缝开口相比，当使用耶姆利希公司的HM 672锤磨机的4mm篦条筛时，粒度在4.0-0.5mm之间的颗粒的比例明显更大。这个关系从约0.5mm的粒度开始则相反，也就是说，与使用篦条筛碾磨相比，当使用3mm的单个出口开口进行强制更长时间的碾磨时，细粒比例明显更大，在使用篦条筛的碾磨中，物料明显更早被排出，因此停留时间明显缩短。

如果此处再考虑粒度≤0.8mm的颗粒级分，则在使用单个出口隙缝进行碾磨时，由于物料在锤磨机的停留时间延长，目标颗粒范围内的颗粒的产率更大，根据上图观察到高达90％的增加。然而，这也伴随着细粒物料比例的明显增加，在这种情况下，例如粒度≤0.2mm的颗粒可以被视为细粒物料。如果不希望细粒比例过高，则选择的筛子尺寸不应太小。

如上文针对图1和图2所述，在筛分装置6中筛分从锤磨机4取出的第一颗粒级分。形成第二和第三目标级分，如上所述，第三目标级分含有粒度大于所需再生材料颗粒的目标粒度的颗粒。该第三颗粒级分可以再送回锤磨机4中再次碾磨。

在进一步的试验中，就合适的碾磨材料的产率，研究了第二碾磨过程的效率，也就是说，要碾磨的物料在锤磨机中第一次碾磨，接着在筛分装置中对第一颗粒级分进行分级，然后第三颗粒级分被送回锤磨机并进行第二次碾磨，之后再次在筛分装置中进行分级。研究了

类型的石英复合材料。

结果如图5所示。在此，同样以mm为单位的粒度分布沿横坐标绘制并且相应的百分比沿纵坐标绘制。

标记I的曲线显示第一碾磨过程后的粒度或粒度分布，标记II的曲线显示第二碾磨过程后的粒度或粒度分布，标记III的曲线显示两个碾磨过程后的有效粒度或粒度分布。

在第一碾磨过程中，得出粒度分布，在该粒度分布中相当大比例的颗粒已经在目标粒度范围内，即≤0.8mm。

在第二碾磨过程中，来自第一碾磨过程的、大于0.8mm的颗粒总数在锤磨机中再次碾磨，也就是说，来自第一碾磨过程的顶部颗粒被再次进料。如曲线II所示，在这个碾磨过程中还产生了颗粒小于0.8mm的颗粒级分，以及仍然含有较大颗粒的颗粒级分。然而，第二碾磨过程的破碎比率低于第一碾磨过程的。

然而，结果表明，通过顶部颗粒(即根据上述附图描述的第三级分)的再循环，获得新的目标粒度范围内的颗粒的产率。

这也可以从标记为III的曲线中看出，该曲线显示了两个碾磨过程后的有效粒度分布。经过两个碾磨过程后获得的绝大多数碾磨材料已经在所需的粒度范围≤0.8mm内，并且主要在0.8-0.2mm之间的所需粒度区间内。也就是说，通过多次再利用顶部颗粒(即第三颗粒级分)可以实现产率的持续提高，最高至约100％。

除了在根据本发明使用锤磨机下的试验之外，还研究了用于破碎石英复合材料成型件的另一种碾磨工艺。在此，使用辊式破碎机和辊磨机进行多阶段破碎。进行4阶段碾磨。

在第一碾磨阶段中，使用梅尔茨制造技术公司(Merz AuffertigungstechnikGmbH)的BB 400/250型颚式破碎机破碎最大长度为30cm的预破碎的成型件块，破碎机隙缝为20mm。

在第二碾磨阶段中，通过破碎机隙缝排出的第一碾磨阶段的碾磨材料在梅尔茨制造技术公司的具有金字塔形凸轮轮廓的WBG 5/4型辊磨机中进行碾磨，在此破碎机隙缝为1.0mm。

然后，通过破碎机隙缝的、来自第二碾磨阶段的碾磨材料(即来自第二碾磨阶段的细碎块)在梅尔茨制造技术公司的WBP 6/4型辊磨机中进一步碾磨，碾磨隙缝设置为1.5mm。

然后，在第四碾磨阶段中，在第三碾磨阶段中通过碾磨隙缝的碾磨材料(即在那里获得的细碎块)在辊磨机中再次碾磨，但随后破碎机隙缝被设置为0.5mm。

各个碾磨结果分别根据粒度进行分级，结果显示在图6中。

标记为I的曲线示出了来自第一碾磨阶段的碾磨材料的粒度分布。标记为II的曲线示出了从第二碾磨阶段获得的碾磨材料的粒度分布。标记为III的曲线示出了从第三碾磨阶段获得的碾磨材料的粒度分布。标记为IV的曲线示出了从第四碾磨阶段获得的碾磨材料的粒度分布。

在第一碾磨阶段中，由于破碎机隙缝大，成型件块仅被粗破碎，显然在此几乎没有形成目标粒度范围内(即优选≤0.8mm)的颗粒部分。目标颗粒范围内的再生材料颗粒的产率仅为总进给物料的约0.3％。

在第二碾磨阶段中，仅对来自第一研磨阶段的、通过破碎机隙缝的部分进行碾磨。结果表明，在第二阶段进一步破碎是可能的，但在此也只有几乎可以忽略不计的在≤0.8mm的目标颗粒范围内的颗粒部分。≤0.8mm的颗粒的产率为约5.9％。

然后，已经通过第二碾磨阶段的破碎机隙缝的碾磨材料在第三碾磨阶段中在碾磨缝宽为1.5mm的辊磨机中被碾磨。结果如曲线III所示。

在此，在约2.5-8mm的粒度范围内也有一个高峰，在该范围内产生了几乎所有的物料。相比之下，在此也仅获得了一小部分在目标颗粒范围≤0.8mm内的颗粒。

然后，在第四碾磨阶段，在第三碾磨阶段获得的、已经通过破碎机隙缝的颗粒部分在辊磨机中被再次碾磨，而现在破碎机隙缝更小，其为0.5mm。碾磨结果通过曲线IV显示。在≤2.5mm的范围内得出较宽的粒度分布，这意味着发生了进一步的破碎。目标颗粒范围≤0.8mm的颗粒比例也会增加。然而，目标颗粒范围内的物料产率仅为约46％。此外，可以看出，与第三碾磨阶段相比，较粗物料的比例有所增加。这是由于这种剪切碾磨过程中发生的压块。与来自第三碾磨阶段的原始材料相比，粘合的压块材料具有更大的粒度。

也就是说，在四阶段的碾磨过程结束时，在各个碾磨阶段中分别加工的碾磨材料在数量上连续减少之后，只有一小部分起始进给的物料可以被完全利用，因为仅有各个通过相应的筛或隙缝的部分已被进一步加工。为了获得产生可接受产率的碾磨材料，上述三个在先的碾磨过程是必需的。在第四个碾磨步骤中进给的物料已经具有相当小的最大粒度，原因是第三碾磨阶段具有1.5mm的破碎机隙缝。根据试验，即使在碾磨这种已经极度预破碎的物料(如前所述，原材料是在第一个碾磨步骤中进给的、长度为约30cm的成型件块)时，也只能实现约46％的产率，即超过一半的所得碾磨材料不在目标颗粒范围内。

此外，在第三碾磨阶段和第四碾磨阶段发现碾磨材料(即复合材料颗粒)的结块或压块，这最终导致目标颗粒范围内的材料的产率大大降低。如前所述，这种结块或压块是由于材料在辊磨机中受到剪切应力而粘连在一起，这导致聚合物基体(即树脂粘合剂)严重受热并软化，从而导致颗粒粘连。

与之相反，根据本发明的方法使得能够在单个碾磨步骤中从粗的预破碎成型件块(优选其最大长度为30cm)开始形成相当大的目标颗粒级分(即根据最大目标粒度是如何限定的，含有例如≤1.0mm或≤0.8mm的颗粒的级分)。此外，根据本发明的方法显示以下优点：不出现压块即结块，也就是说，不在目标粒度范围内的材料可以被再次碾磨而不出现问题。也可以进行连续的、更长的碾磨过程，因为这与剪切应力的情况不同(如例如上述磨机类型所使用的一个破碎工艺)，对碾磨材料的冲击应力不会导致高能量输入。

因此，通过根据本发明的方法，可以使用锤磨机从石英复合材料中高效且经济方便地制造颗粒再生材料。

所制成的再生材料非常简单，该再生材料如上所述有利地具有最大粒度，该最大粒度对应于在新成型件尤其是厨房水槽制造时使用的无机或有机填料(例如石英砂)的最大粒度。只需在将再生材料颗粒引入浇注料之前对其进行预处理。如前所述，再生材料颗粒在一定程度上还包含聚合粘合剂基体，即丙烯酸基体，由于未处理的再生材料颗粒被引入浇注料中，在其中包含的单体丙烯酸酯略微膨胀，这导致浇注料的粘度增加。为了避免浇注料或中间产品(例如再生材料所添加到的色浆)的流变特性发生变化，再生材料颗粒只需用适量的单体丙烯酸酯预溶胀即可。也就是说，将适量的单体丙烯酸酯添加到回收颗粒中，以使颗粒溶胀，溶胀通常最迟在24小时后完成。溶胀过程可以在流变学上跟踪。

然后，以此方式预处理的再生材料颗粒被直接作为单独的中间产品添加到浇注料中或例如色浆中，色浆随后添加到浇注料中。然后，该浇注料可以如常规浇注料在成型浇注中被加工，但含有相当大比例的回收的(即再利用的)填料。

尽管在筛分装置6中的示例中，第一颗粒级分被分离成颗粒级分PF2和PF3，并且第二颗粒级分PF2被分离成颗粒级分PF4和PF5，即设置了两个筛分阶段；对于将PF2分离成PF4和PF5，也可以想到使用另一个单独的筛分装置，第二颗粒级分PF2通过运输装置从筛分装置6供给到该筛分装置。

Claims (20)

1.一种通过破碎由聚合物基体组成的石英复合材料成型件从石英复合材料制造颗粒再生材料的方法，所述聚合物基体中嵌有无机和/或有机填料颗粒，其中在锤磨机(4)中将预破碎的成型件块破碎，以形成所述再生材料的颗粒。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过筛取出颗粒级分，所述颗粒级分含有形成所述再生材料的、具有最大目标粒度的颗粒。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述目标粒度为1.0mm、尤其为0.8mm。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过筛从所述锤磨机(4)中取出第一颗粒级分(PF1)，所述第一颗粒级分的最大粒度大于形成所述再生材料的颗粒的目标粒度，然后在下游的筛分装置(6)中从所述第一颗粒级分(PF1)中取出第二颗粒级分(PF2)，所述第二颗粒级分含有粒度等于或小于目标粒度的、形成所述再生材料的颗粒，以及将第二颗粒级分同第三颗粒级分(PF3)分离，所述第三颗粒级分含有大于所述目标粒度的颗粒。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述最大粒度为5mm、尤其为4mm。

6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，用于获得所述第一颗粒级分(PF1)的筛为篦条筛。

7.根据权利要求4至6中任一项所述的方法，其特征在于，所述目标粒度为1.0mm、尤其为0.8mm。

8.根据权利要求4至6中任一项所述的方法，其特征在于，将所述第三颗粒级分(PF3)送回所述锤磨机(4)中以进一步破碎。

9.根据权利要求4至8中任一项所述的方法，其特征在于，手动或通过运输装置将在所述锤磨机(4)中破碎的第一颗粒级分(PF1)的颗粒转运到所述筛分装置(6)和/或将来自所述筛分装置(6)的第三颗粒级分(PF3)的颗粒转运回所述锤磨机(4)中。

10.根据权利要求4至9中任一项所述的方法，其特征在于，在所述筛分装置(6)或另一筛分装置中通过筛分从所述第二颗粒级分(PF2)中形成并取出第四颗粒级分(PF4)，所述第四颗粒级分的最大粒度小于目标粒度，如此使得第五颗粒级分(PF5)被保留并取出，所述第五颗粒级分含有形成所述再生材料的颗粒。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述第四颗粒级分(PF4)的最大粒度为0.1mm、尤其为0.2mm。

12.根据权利要求4至11中任一项所述的方法，其特征在于，使用网筛来筛分所述第一颗粒级分(PF1)和/或筛分所述第二颗粒级分(PF2)。

13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，使用成型件块(3)，所述成型件块含有嵌在聚合物基体中的无机和/或填料颗粒，所述填料颗粒的比例为≥60％重量比、尤其为≥65％重量比。

14.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述预破碎的成型件块(3)具有40cm、尤其是30cm的最大长度。

15.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，手动或通过破碎装置自动破碎用于形成所述成型件块(3)的所述成型件。

16.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，手动或通过运输装置(2)将所述成型件块(3)自动送入所述锤磨机(4)。

17.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，将水槽用作成型件。

18.一种通过根据前述权利要求中任一项所述的方法制造的颗粒再生材料。

19.根据权利要求18的颗粒再生材料作为骨料加入浇注料中用于制造石英复合材料成型件、尤其是水槽的用途。

20.使用根据权利要求18的颗粒再生材料制成的石英复合材料成型件、尤其是水槽。

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