CN1315300A - 一次成型的粉煤灰复合材料及其制造方法 - Google Patents

一次成型的粉煤灰复合材料及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种一次成型的粉煤灰复合材料及其制造方法;,该复合材料以粉煤灰为主要原料,再添加废旧的聚乙烯或聚丙烯或聚氯乙烯塑料,润滑剂及消毒剂,按一定的重量份配比,经搅拌,预热,混炼及挤压成形制成;可部分替代木材,铸铁,钢材,PVC塑料等建筑材料,使用电厂废弃物粉煤灰及生活废旧聚烯塑料,有利于环保,成本较低,且一次成型,制作工艺比较简单。

Description

一次成型的粉煤灰复合材料及其制造方法
本发明型涉及一种一次成型的粉煤灰复合材料。具体地讲是用粉煤灰，废聚烯，润滑剂及消毒粉为原料而制造的一次成型的粉煤灰复合材料，本发明还涉及该一次成型的粉煤灰复合材料的制造方法。
目前，建筑业中的建筑材料有木材，铸铁，钢材，水泥，PVC塑料及铝合金等，常用于制作门，窗，护栏，装饰件或下水管道。木材的大量使用，会造成人类赖以生存的森林的剧减；钢铁不耐酸蚀，为防锈，经常要对其表面刷漆，维护费用高且污染环境，制造成本高，比重大；水泥的制造成本较高，比重较大；PVC塑料易老化，易燃，当使用温度超过70℃时会变形；铝合金不耐碱蚀，制造成本亦较高。
为了寻找木材，铸铁，钢材，水泥，PVC塑料及铝合金等建筑材料的替代品或部分替代品，并且能尽量利用电厂的废弃物粉煤灰及生活的弃物废塑料，不少有识之士进行了大量的研究与开发工作，并取得了相当的进展，其中，有的复合材料中以废聚乙烯为主要成分，即粉煤灰的用量较聚乙烯的用量少的多；有的复合材料中以粉煤灰为主要成分，但除聚乙烯以外，其它成分比较多且制造工艺较复杂。
本发明的目的是提供一种一次成型的粉煤灰复合材料，其主要成份是粉煤灰，具有较好的耐酸、碱性，比重较轻；本发明的另一目的是提供一种该一次成型的粉煤灰复合材料的比较简单的制造方法。
本发明的一次成型的粉煤灰复合材料，是由下列按重量份配比的原料制成：
粉煤灰    40-70  废聚烯    30-60
润滑剂    1-6    消毒粉    0.1-3；粉煤灰的用量多于废聚烯的用量。
本发明的一次成型的粉煤灰复合材料，各原料优选重量份配比为：
粉煤灰    50-65  废聚烯    35-50
润滑剂    2-4    消毒粉    0.3-1.5；粉煤灰的用量多于废聚烯的用量。
本发明的一次成型的粉煤灰复合材料，各原料最佳重量份配比为：
粉煤灰    55     废聚烯    40
润滑剂    2.5    消毒粉    1。
本发明的一次成型的粉煤灰复合材料，所述的废聚烯为废旧聚乙烯或废旧聚丙烯或废旧聚氯乙烯。
本发明的一次成型的粉煤灰复合材料的制造方法包括以下步骤：
(1)将粉煤灰粉碎至至少40目，将废聚烯粉碎至至少20目；
(2)用30-50℃热风烘干粉煤灰；
(3)按上述重量配比配料；
(4)混料机搅拌；
(5)在50-80℃温度下预热、进料；
(6)混炼：先用15-30分钟，升温至200-250℃，再用5-10分钟降温至110-130℃；
(7)挤出机出料的同时，模具成型；
(8)循环水冷却；
(9)切割，包装。
本发明的一次成型的粉煤灰复合材料，所述的润滑剂可以是离子腊或甘油，其作用是对混炼、出料的挤出机及成型模具表面起润滑作用；消毒粉可以是漂白粉或其它可净化水的消毒粉，利用消毒粉及混炼的较高温度对废旧聚烯材料进行消毒；所述的混炼，是指边温控边混料的过程，例如，可使用现在常用的挤出机，在其外围加上温控线圈，用电力升温或降温，并靠挤出机的带外螺纹的螺轴旋转，进行边温控边混料；。
下面列出用本发明的一次成型的粉煤灰复合材料的用处：管材：该复合材料中使用聚乙烯及聚丙烯制成的管材可用于给水、排水管道，该复合材料中使用废聚氯乙烯塑料制成的管道可用于排水管道；异型材及板材：可用于制作门、窗、地板砖或装饰材料；棒材：可作护栏，焊条等。
本发明的一次成型的粉煤灰复合材料优点是：
其加工性能较好，可锯、削、切、钻、粘，用这种材料制成的细棒材，可作为焊条进行该材料间的焊接，焊接的温度105℃左右；比重较轻，每立方厘米为1.6克；耐弱酸、碱；有韧性又耐磨，用该复合材料制成的管子之间连接可使用套扣或焊接；混炼后一次成型，制作工艺不太复杂；由于使用工业及生活废弃物粉煤灰及废旧聚烯，有利于环保且生产成本较低，约比钢铁低1.5-2.5倍，比铝合金低2.5-3.5倍，比PVC塑料低一倍左右；粉煤灰可以是黑色，灰色或白色，如果利用白色粉煤灰，制成的一次成型复合材料的表面可涂以彩色涂料作为装饰件使用；本复合材料还可回收再利用。
下面结合实施例，对本发明的一次成型的粉煤灰复合材料及其制造方法作进一步说明。
实施例1
本实施例为本发明的一次成型的粉煤灰复合地板砖的实施例，地板砖的厚度为4mm。
取下列原料，按重量(千克)份配比：
粉煤灰  70    废聚乙烯   30
润滑剂   3    消毒粉     0.5。
本实施例的一次成型的粉煤灰复合地板砖的制造方法是：
(1)将粉煤灰粉碎至40目，将废聚烯粉碎至20目；
(2)用30-50℃热风烘干粉煤灰；
(3)按上述重量配比配料；
(4)混料机搅拌；
(5)在50-80℃温度下预热、进料；
(6)混炼：先用25分钟，升温至250℃，再用10分钟降温至110℃；
(7)挤出机出料的同时，模具成型成板材；
(8)循环水冷却；
(9)切割成方块，包装。
本实施例的一次成型的粉煤灰复合地板砖的特点是厚度较薄，耐磨且有韧性，使用白色粉煤灰制作复合地板砖外观更佳。
实施例2。
本实施例为本发明的一次成型的粉煤灰复合管材的实施例，管的外径为50mm，管壁厚为2mm。
取下列原料，按重量(千克)份配比：
粉煤灰  55       废聚乙烯  40
润滑剂  2.5      消毒粉    1。
本实施例的一次成型的粉煤灰复合管材的制造方法是：
(1)将粉煤灰粉碎至120目，将废聚烯粉碎至20目；
(2)用30-50℃热风烘干粉煤灰；
(3)按上述重量配比配料；
(4)混料机搅拌；
(5)在50-80℃温度下预热、进料；
(6)混炼：先用20分钟，升温至220℃，再用5分钟降温至110℃；
(7)挤出机出料的同时，模具成型成管材；
(8)循环水冷却；
(9)切割，包装。
实施例3
本实施例为本发明的一次成型的粉煤灰复合管材的实施例，管的外径为110mm，管壁厚为4mm。
取下列原料，按重量(千克)份配比：
粉煤灰  60    废聚乙烯  45
润滑剂   3    消毒粉    1。
本实施例的一次成型的粉煤灰复合管材的制造方法是：
(1)将粉煤灰粉碎至150目，将废聚烯粉碎至30目；
(2)用30-50℃热风烘干粉煤灰；
(3)按上述重量配比配料；
(4)混料机搅拌；
(5)在50-80℃温度下预热、进料；
(6)混炼：先用25分钟，升温至240℃，再用8分钟降温至120℃；
(7)挤出机出料的同时，模具成型成管材；
(8)循环水冷却；
(9)切割，包装。
实施例2及实施例3的一次成型的粉煤灰复合管材，经清华大学先进材料实验室检测，结果为：
1．冲击强度试验    αk=9.23±1.28KJ/cm2
2．拉伸屈服强度    ＞45MPa
3．水压试验        50mm×2mm管   1.6MPa不破裂
                   110mm×4mm管  1.5MPa不破裂
4．软化温度        ≥100℃
5．气味            无不良气味
6．耐酸碱性        耐弱酸弱碱
7．毒性            常温下无毒。
以上两个实施例所提供的管材，可用于供水管道。目前我国楼房供水水压不超过0.6MPa，由检测结果可知，该管材的耐水压性能可充分满足供水管要求，其抗冲击及抗拉伸屈服强度较PVC管强，耐酸碱性比PVC管及钢管较优良。

Claims (6)

1．一种一次成型的粉煤灰复合材料，其特征在于它是由下列按重量配比的原料制成：
粉煤灰   40-70    废聚烯  30-60
润滑剂   1-6      消毒粉  0.1-3；粉煤灰的用量多于废聚烯的用量。
2．根据权利要求1所述的一次成型的粉煤灰复合材料，其特征在于各原料按下述重量配比：
粉煤灰    50-65  废聚烯    35-50
润滑剂    2-4    消毒粉    0.3-1.5；粉煤灰的用量多于废聚烯的用量。
3．根据权利要求1所述的一次成型的粉煤灰复合材料，其特征在于各原料按下述重量配比：
粉煤灰   55      废聚烯    40
润滑剂   2.5     消毒粉    1。
4．根据权利要求1或2或3所述的一次成型的粉煤灰复合材料，其特征在于所述的废聚烯为废旧聚乙烯，废旧聚丙烯或废旧聚氯乙烯。
5．根据权利要求1所述的一次成型的粉煤灰复合材料的制造方法，其特征在于包括以下工艺步骤：
(1)将粉煤灰粉碎至至少40目，将废聚烯粉碎至至少20目；
(2)用30-50℃热风烘干粉煤灰；
(3)按上述重量配比配料；
(4)混料机搅拌；
(5)在50-80℃温度下预热、进料；
(6)混炼：先用15-30分钟，升温至200-250℃，再用5-10分钟降温至110-130℃；
(7)挤出机出料的同时，模具成型；
(8)循环水冷却；
(9)切割，包装。
6．根据权利要求4所述的一次成型的粉煤灰复合材料制造方法，其特征在于包括以下工艺步骤：
(1)将粉煤灰粉碎至至少40目，将废聚烯粉碎至至少20目；
(2)用30-50℃热风烘干粉煤灰；
(3)按上述重量配比配料；
(4)混料机搅拌；
(5)在50-80℃温度下预热、进料；
(6)混炼：先用15-30分钟，升温至200-250℃，再用5-10分钟降温至110-130℃；
(7)挤出机出料的同时，模具成型；
(8)循环水冷却；
(9)切割，包装。
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