CN116217127A - 一种混纺纤维微醇解物增强再生有机人造石的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种混纺纤维微醇解物增强再生有机人造石的制备方法，通过混纺纤维微醇解后加入不饱和聚酯树脂中作为增强材料，耦合石材加工固废制备再生有机人造石，获得具有优异强度的人造石，解决了现有技术中再生有机人造石强度不佳的问题。
Description
技术领域：
本发明涉及石材行业加工废料及轻纺产业产生的废料高值利用领域，具体涉及一种混纺纤维微醇解物增强再生有机人造石的制备方法。
背景技术：
废弃纺织品的主要构成是混纺纤维，混纺纤维具有极强的化学惰性，难以生物降解，大量废弃的纺织品造成极大的环境污染。目前，针对废弃纺织品的处理包括物理回收及化学回收。由于混纺纤维非单一组成，物理回收只能实现降级回收，回收产品质量难以保证。化学回收可通过水解、氨解以及醇解等手段将混纺纤维降解为小分子单体或中间体，经过对降解/未降解产物、杂质的分离提纯，进一步对降解得到的单体或中间体进行二次聚合实现再生。但基于混纺纤维高杂、低值的特点，混纺纤维的组分中若聚酯纤维含量较低，化学回收的效率大幅度降低，在一定程度上限制了低聚酯含量混纺纤维的化学回收利用。
发明内容：
本发明的目的是提供一种混纺纤维微醇解物增强再生有机人造石的制备方法，通过混纺纤维微醇解后加入不饱和聚酯树脂中作为增强材料，耦合石材加工固废制备再生有机人造石，获得具有优异强度的人造石，解决了现有技术中再生有机人造石强度不佳的问题。
本发明是通过以下技术方案予以实现的：
一种混纺纤维微醇解物增强再生有机人造石，包括以下重量份原料：不饱和聚酯树脂8-15份，石材加工废颗粒料40-65份、石材加工废粉料21-35份，无机填料1-10份，混纺纤维微醇解产物1-5份，固化剂0.05-0.3份，促进剂0.025-0.15份。
优选地，包括以下重量份原料：不饱和聚酯树脂10-12份，石材加工废颗粒料48-55份、石材加工废粉料24-30份，无机填料5-8份，混纺纤维微醇解产物2.5-3.5份，固化剂0.08-0.2份，促进剂0.04-0.10份。
混纺纤维微醇解产物为混纺纤维经二元醇醇解剂于200-210℃微醇解15-30min得到；其中，混纺纤维与二元醇醇解剂的质量比为10:1-3，催化剂为氯化锡，催化剂用量为混纺纤维总量的0.1-0.35wt％。
所述的混纺纤维为纺织边角料或回收的废弃纺织品的废纤维，经撕松、剪切处理后，形成2～5mm的短纤维，选自涤纶、锦纶、氨纶、丙纶及腈纶的一种或多种；其中，涤纶的含量不超过60wt％。
石材加工废颗粒料为粒径10mm以上的石料，石材加工废粉料为不超过55μm的粉料。
无机填料包括钛白粉、碳酸钙粉等。
特别地，固化剂为2-过氧化丁酮，促进剂为环烷酸钴。
一种混纺纤维微醇解物增强再生有机人造石的制备方法，该方法包括以下步骤：
S1，称取配方量的石材加工废颗粒料、石材加工废粉料和无机填料混合均匀，得到骨料混合物；
S2，称取配方量的混纺纤维微醇解产物加热至80℃，倒入不饱和聚酯树脂中搅拌均匀，冷却至室温，添加配方量的固化剂与促进剂，搅拌均匀，得到不饱和聚酯混合物；
S3，将S1的骨料混合物倒入搅拌锅中，搅拌并加入S2的不饱和聚酯混合物，搅拌均匀得到混合物；
S4，将S3的混合物注入模具中均匀布平，经真空压制，热固化处理，修边，获得成品。
在混纺纤维微醇解物增强再生有机人造石的制备中，混纺纤维经过微醇解后表面会带上羟基，分散于不饱和聚酯后，与再生有机人造石中的石粉及颗粒料表面的羟基键合，形成网络交联结构。其中，微醇解的混纺纤维在有机人造石结构中起到纤维增强的作用，有利于提升再生人造石的抗折强度、抗弯强度以及硬度。
本发明的有益效果如下：
1)本发明的混纺纤维经过微醇解后可有效耦合石材加工废粉料，经过有机-无机的界面耦合，消耗高杂低值的混纺纤维固废的同时高效利用天然石材加工过程中产生的废料，提升石材加工行业中产生的废粉料的利用率，实现石材加工产业及轻纺产业固废的资源化利用，变废为宝，制造出具有纤维增强效果的再生有机人造石，人造石符合建材标准。不仅解决了现有技术中再生石的强度、硬度不能满足要求的问题，同时也解决了粒度小、吸油值高的石材加工废粉料的利用率问题。
2)本发明采用多种固废资源作为原料，减少环境污染的同时，还可以通过简单工艺的组合，获得符合建材标准的再生有机人造石，具有较好的环境效益和经济效益。
具体实施方式：
以下是对本发明的进一步说明，而不是对本发明的限制。
实施例1：
不饱和聚酯树脂：15份，石材加工废颗粒料40份、石材加工废粉料35份，无机填料：钛白粉5.55份，混纺纤维微醇解产物4份，固化剂2-过氧化丁酮0.3份，促进剂环烷酸钴0.15份。
混纺纤维经二元醇醇解剂于210℃微醇解15min，得到混纺纤维微醇解产物；其中，混纺纤维与醇解剂的质量比为10:1，催化剂氯化锡用量为混纺纤维总量的0.35％。
S1，称取配方量的石材加工废颗粒料、废粉料和无机填料混合均匀，得到骨料混合物；
S2，称取配方量的混纺纤维微醇解产物加热至90℃，倒入不饱和聚酯树脂中搅拌均匀，冷却至室温，添加配方量的固化剂与促进剂，搅拌均匀，得到不饱和聚酯混合物；
S3，将S1的骨料混合物倒入搅拌锅中，搅拌并加入S2的不饱和聚酯混合物，搅拌均匀。
S4，将S3的混合物注入模具中均匀布平，经真空压制，热固化处理2h，热固化温度为75℃，修边，获得成品。
实施例2
不饱和聚酯树脂：8份，石材加工废颗粒料63.925份、石材加工废粉料份25份，无机填料碳酸钙粉：2份，混纺纤维微醇解产物1份，固化剂2-过氧化丁酮0.05份，促进剂环烷酸钴0.025份。
混纺纤维经二元醇醇解剂于200℃微醇解20min，得到混纺纤维微醇解产物；其中，混纺纤维与醇解剂的质量比为10:2.1，氯化锡用量为混纺纤维总量的0.20％。
S1，称取配方量的石材加工废颗粒料、废粉料和无机填料混合均匀，得到骨料混合物；
S2，称取配方量的混纺纤维微醇解产物加热至80℃，倒入不饱和聚酯树脂中搅拌均匀，冷却至室温，添加配方量的固化剂与促进剂，搅拌均匀，得到不饱和聚酯混合物；
S3，将S1的骨料混合物倒入搅拌锅中，搅拌并加入S2的不饱和聚酯混合物，搅拌均匀。
S4，将S3的混合物注入模具中均匀布平，经真空压制，热固化处理2h，热固化温度为75℃，修边，获得成品。
实施例3
不饱和聚酯树脂：10.4份，石材加工废颗粒料50.48份、石材加工废粉料份26份，无机填料钛白粉：10份，混纺纤维微醇解产物3份，固化剂2-过氧化丁酮0.08份，促进剂环烷酸钴0.04份。
混纺纤维经二元醇醇解剂于205℃微醇解20min，得到混纺纤维微醇解产物；其中，混纺纤维与醇解剂的质量比为10:3，氯化锡用量为混纺纤维总量的0.10％。
S1，称取配方量的石材加工废颗粒料、废粉料和无机填料混合均匀，得到骨料混合物；
S2，称取配方量的混纺纤维微醇解产物加热至85℃，倒入不饱和聚酯树脂中搅拌均匀，冷却至室温，添加配方量的固化剂与促进剂，搅拌均匀，得到不饱和聚酯混合物；
S3，将S1的骨料混合物倒入搅拌锅中，搅拌并加入S2的不饱和聚酯混合物，搅拌均匀。
S4，将S3的混合物注入模具中均匀布平，经真空压制，热固化处理2h，热固化温度为75℃，修边，获得成品。
实施例4
不饱和聚酯树脂：11.5份，石材加工废颗粒料65份、石材加工废粉料份21份，无机填料碳酸钙粉：1份，混纺纤维微醇解产物1.2份，固化剂2-过氧化丁酮0.2份，促进剂环烷酸钴0.1份。
混纺纤维经二元醇醇解剂于200℃微醇解30min，得到混纺纤维微醇解产物；其中，混纺纤维与醇解剂的质量比为10:1.5，氯化锡用量为混纺纤维总量的0.18％。
S1，称取配方量的石材加工废颗粒料、废粉料和无机填料混合均匀，得到骨料混合物；
S2，称取配方量的混纺纤维微醇解产物加热至82℃，倒入不饱和聚酯树脂中搅拌均匀，冷却至室温，添加配方量的固化剂与促进剂，搅拌均匀，得到不饱和聚酯混合物；
S3，将S1的骨料混合物倒入搅拌锅中，搅拌并加入S2的不饱和聚酯混合物，搅拌均匀。
S4，将S3的混合物注入模具中均匀布平，经真空压制，热固化处理2h，热固化温度为75℃，修边，获得成品。
对比例1
对比例1不添加混纺纤维微醇解产物，其余组分与实施例3相同。
对比例2
对比例2将混纺纤维微醇解产物替换为混纺纤维，混纺纤维不进行微醇解，直接加热至82℃，倒入不饱和聚酯树脂中搅拌均匀进行后续的步骤，且其余组分与实施例3相同。
对比例3：
对比例3不添加石材加工废粉料，其余组分与实施例3相同。
性能测试
将实施例1-3，对比例1-2制备的再生有机人造石按照JC/T 908-2017进行外观、莫氏硬度、弯曲强度、压缩强度测试，结果记入表1。
1.外观裂纹判断：不允许出现，但不包括填料中石料(块)自身带来的裂纹和仿天然石裂纹。
2.莫氏硬度的测试标准为大于等于3级。
3.弯曲强度的测试标准为大于等于15MPa。
4.压缩强度的测试标准为大于等于80MPa。
表1
Claims (6)
1.一种混纺纤维微醇解物增强再生有机人造石，其特征在于，包括以下重量份原料：不饱和聚酯树脂8-15份，石材加工废颗粒料40-65份、石材加工废粉料21-35份，无机填料1-10份，混纺纤维微醇解产物1-5份，固化剂0.05-0.3份，促进剂0.025-0.15份。
2.根据权利要求1所述的混纺纤维微醇解物增强再生有机人造石，其特征在于，包括以下重量份原料：不饱和聚酯树脂10-12份，石材加工废颗粒料48-55份、石材加工废粉料24-30份，无机填料5-8份，混纺纤维微醇解产物2.5-3.5份，固化剂0.08-0.2份，促进剂0.04-0.10份。
3.根据权利要求1或2所述的混纺纤维微醇解物增强再生有机人造石，其特征在于，混纺纤维微醇解产物为混纺纤维经二元醇醇解剂于200-210℃微醇解15-30min得到；其中，混纺纤维与二元醇醇解剂的质量比为10:1-3，催化剂为氯化锡，催化剂用量为混纺纤维总量的0.1-0.35wt％。
4.根据权利要求2所述的混纺纤维微醇解物增强再生有机人造石，其特征在于，所述的混纺纤维为纺织边角料或回收的废弃纺织品的废纤维，经撕松、剪切处理后，形成2～5mm的短纤维，选自涤纶、锦纶、氨纶、丙纶及腈纶的一种或多种；其中，涤纶的含量不超过60wt％。
5.根据权利要求1所述的混纺纤维微醇解物增强再生有机人造石，其特征在于，石材加工废颗粒料为粒径10mm以上的石料，石材加工废粉料为不超过55μm的粉料。
6.一种混纺纤维微醇解物增强再生有机人造石的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
S1，称取配方量的石材加工废颗粒料、石材加工废粉料和无机填料混合均匀，得到骨料混合物；
S2，称取配方量的混纺纤维微醇解产物加热至80℃，倒入不饱和聚酯树脂中搅拌均匀，冷却至室温，添加配方量的固化剂与促进剂，搅拌均匀，得到不饱和聚酯混合物；
S3，将S1的骨料混合物倒入搅拌锅中，搅拌并加入S2的不饱和聚酯混合物，搅拌均匀得到混合物；
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| CN103833265A (zh) * | 2014-01-23 | 2014-06-04 | 王舒怡 | 高强度人造石英石板材及其制备方法 |
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