CN104003652A - 一种含石材废渣的相变型保温人造石板材及其制备方法与应用 - Google Patents

一种含石材废渣的相变型保温人造石板材及其制备方法与应用 Download PDF

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Abstract

本发明属于人造石材料技术领域，公开了一种含石材废渣的相变型保温人造石板材及其制备方法与应用。相变型保温人造石板材原料由0～70重量份石英砂；22～92重量份石材废渣；8～10重量份不饱和树脂；0.5～2重量份颜料；0.2～0.5重量份助剂和1～4重量份相变储能材料组成。将上述原料各组分混合均匀，然后送入布料机布料并进入制板模具中，再送入成型机成型，最后送入固化炉固化，即制得含石材废渣的相变型保温人造石板材。所得板材具有成本低、储热保温效果好的优点，可用作室内建筑节能材料。

Description

一种含石材废渣的相变型保温人造石板材及其制备方法与应用
技术领域
本发明属于人造石材料技术领域，具体涉及一种含石材废渣的相变型保温人造石板材及其制备方法与应用。
背景技术
人造石作为一种符合国家可持续发展战略的新型健康环保产品，已经突破了传统的应用领域，向着墙体装修用高档建材发展。这就需要人造石在保证一定力学强度的同时，应具备一些特殊功能，如节能保温性能等。如中国发明专利CN102390954B公开了一种节能型人造石板材的制备方法，其在石英原料制备中添加助磨改性材料，使石英原料的外表面包裹一层特殊材料，阻隔了石英原料的自身老化和对不饱和树脂的渗透吸收，减少了配方中不饱和树脂的用量，提高了石材强度并降低了生产成本。中国发明专利CN102322121B公开了一种利用泡沫铝板复合的薄型人造石，该发明降低了资源消耗，同时人造石材兼有泡沫铝板保温隔热的特性。另外，随着石材废渣再利用技术的进步和国家对于环境保护的重视，越来越多的人造石材制造商将天然或者人造石材的废渣替代一部分石英进行人造石材的生产。中国发明专利(申请号：201210008462.9，公开号CN103204663A)公开了一种用固体废渣制备的人造石，其主要利用的是抛光砖和瓷砖废渣部分或全部替代石英砂，但对天然石材或人造石材废渣的利用未有涉及。
另一方面，相变储能材料是一类具有热能存储和温度调节功能的物质，作为一种较为理想的节能材料越来越受到科学家们的重视。许多新型的复合相变储能材料被开发出来以克服单一无机或有机相变材料的不足，成为今后相变储能材料的发展方向之一。相变材料在建材领域的应用为建筑工程提供了一种降低能耗和减少对环境负面影响的有效途径。利用相变材料的蓄热、放热特性，可以调整、控制建筑物内部及周围环境的温度，减轻能源供求在时间和速度上的不匹配，使建筑物达到自调温效果。适合建筑热环境的相变材料往往为固-液型相变材料，使用填充有相变储能材料颗粒的建筑材料作为墙体材料，不仅对维持建筑物室内温度恒定具有积极的作用，而且建筑材料基体还能够为相变材料提供定形载体，防止相变材料在使用过程中渗出。将相变储能材料引入广泛使用的人造石中，制作具有相变保温性能的节能型人造石墙体材料，能够通过相变过程储存热能并在环境温度降低时释放，用于冬季取暖，调节室内温度，达到节能降耗的目的。然而，目前还没有相关相变储能材料用于人造石材制备的报道。
发明内容
为了解决现有技术的缺点和不足之处，本发明的首要目的在于提供一种含石材废渣的相变型保温人造石板材原料。该相变型保温人造石板材原料利用石材废渣全部或部分替代石英原料，并添加相变储能材料。
本发明的另一目的在于提供一种由上述相变型保温人造石板材原料制备含石材废渣的相变型保温人造石板材的方法。
本发明的再一目的在于提供一种由上述制备方法制备得到的含石材废渣的含石材废渣的相变型保温人造石板材。
本发明的又一目的在于提供上述含石材废渣的相变型保温人造石板材的应用。
本发明目的通过以下技术方案实现：
一种含石材废渣的相变型保温人造石板材原料，由以下重量份的组分组成：石英砂：0～70份；石材废渣：22～92份；不饱和树脂：8～10份；颜料：0.5～2份；助剂：0.2～0.5份；相变储能材料：1～4份。
所述石英砂是指粒径为20～100目的石英砂。
所述的石材废渣为经高温烘干处理和热处理的粒径为20～100目的天然石材或未经抛光处理的人造石材废渣的一种或两种。
所述的不饱和树脂为不饱和聚酯树脂。
所述的助剂为硅烷偶联剂和过氧化-2-乙基己酸叔丁酯的混合物，硅烷偶联剂与过氧化-2-乙基己酸叔丁酯的重量比为4：1。
所述的相变储能材料为分子量为10000-20000的聚乙二醇或新戊二醇-季戊四醇二元体系中的一种或两种。
一种含石材废渣的相变型保温人造石板材的制备方法，将上述含石材废渣的相变型保温人造石板材原料中各组分混合均匀，然后送入布料机布料并进入制板模具中，再送入成型机在真空、振动、加压下除去气泡并成型，最后送入固化炉固化，即制得相变型保温人造石板材。
上述含石材废渣的相变型保温人造石板材的制备方法中，所述固化是指在温度为85～95℃的条件下，固化40-45分钟。
一种含石材废渣的相变型保温人造石板材，由上述制备方法制备得到。所得含石材废渣的相变型保温人造石板材利用石材废渣全部或部分替代石英原料，材料成本低，并加入相变储能材料与石材废渣良好结合，所得人造石具有相变保温性能，能够通过相变过程储存热能并在环境温度降低时释放，是一种节能降耗的环保产品。
上述含石材废渣的相变型保温人造石板材在室内建筑节能材料中的应用。
本发明含石材废渣的相变型保温人造石板材的制备原理为：通过石材废渣全部或部分替代石英原料，材料成本低，而且绿色环保；现有技术中，相变储能材料的添加一般需要构建交联网格或通过接枝反应以防止相变材料在使用过程中渗出，而本发明通过添加石材废渣如天然石材或未经抛光处理的人造石材废渣，可以为相变储能材料提供良好的吸附载体，所得相变型保温人造石板材在使用过程中相变储能材料不易渗出，达到了良好的储热保温效果。
通过本发明的制备方法及所得到的产物具有如下优点及有益效果：
(1)本发明的含石材废渣的相变型保温人造石板材通过石材废渣全部或部分替代石英原料，材料成本低；并成功加入相变储能材料，使所得人造石具有相变保温性能，能够通过相变过程储存热能并在环境温度降低时释放，是一种节能降耗的环保产品。
(2)本发明的含石材废渣的相变型保温人造石板材采用石材废渣为主要原料，石材废渣能为相变储能材料提供良好的吸附载体，在使用过程中相变储能材料不易渗出，具有良好的储热保温效果；
(3)由于石材废渣与相变储能材料的良好结合，本发明的相变型保温人造石板材无需单独制作保温层，不影响现有人造石材制作工艺，制备方法简单。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
将天然花岗岩石材废渣进行高温烘干处理和热处理，筛选出粒径20～40目的部分22kg，加入粒径为40～100目的石英砂70kg，与8kg不饱和聚酯树脂，0.5kg白色颜料，0.2kg重量比为4：1的硅烷偶联剂和过氧化-2-乙基己酸叔丁酯的混合物，1kg聚乙二醇-10000，入搅拌桶充分搅拌均匀后，把搅拌好的物料送入布料并进入制板模具中，然后送入成型机在真空、振动、加压下除去气泡并成型，再送入固化炉在温度85℃下，固化40分钟，即制得白色相变型保温人造石板材，再经过打磨，抛光，切割成需要的规格。
实施例2
将天然花岗岩石材废渣进行高温烘干处理和热处理，筛选出粒径40～100目的部分50kg，加入粒径为20～40目的石英砂40kg，与10kg不饱和聚酯树脂，1kg灰色颜料，0.3kg重量比为4：1的硅烷偶联剂和过氧化-2-乙基己酸叔丁酯的混合物，4kg聚乙二醇-10000，入搅拌桶充分搅拌均匀后，把搅拌好的物料送入布料并进入制板模具中，然后送入成型机在真空、振动、加压下除去气泡并成型，再送入固化炉在温度90℃下，固化45分钟，即制得灰色相变型保温人造石板材，再经过打磨，抛光，切割成需要的规格。
实施例3
将人造大理石石材废渣进行高温烘干处理和热处理，筛选出粒径20～100目的部分92kg，与8kg不饱和聚酯树脂，0.5kg白色颜料，0.5kg重量比为4：1的硅烷偶联剂和过氧化-2-乙基己酸叔丁酯的混合物，3kg质量比为1:1的新戊二醇和季戊四醇混合物，入搅拌桶充分搅拌均匀后，把搅拌好的物料送入布料并进入制板模具中，然后送入成型机在真空、振动、加压下除去气泡并成型，再送入固化炉在温度95℃下，固化42分钟，即制得白色相变型保温人造石板材，再经过打磨，抛光，切割成需要的规格。
实施例4
将人造大理石石材废渣进行高温烘干处理和热处理，筛选出粒径40-100目的部分60kg，选择粒径为20～40目的石英砂40kg，与10kg不饱和聚酯树脂，2kg白色颜料，0.5kg重量比为4：1的硅烷偶联剂和过氧化-2-乙基己酸叔丁酯的混合物，4kg质量比为1:1的新戊二醇和季戊四醇混合物，入搅拌桶充分搅拌均匀后，把搅拌好的物料送入布料并进入制板模具中，然后送入成型机在真空、振动、加压下除去气泡并成型，再送入固化炉在温度95℃下，固化45分钟，即制得白色相变型保温人造石板材，再经过打磨，抛光，切割成需要的规格。
对比实施例5
选择粒径为20-100目的石英砂92kg，与8kg不饱和聚酯树脂，1kg白色颜料，0.5kg重量比为4：1的硅烷偶联剂和过氧化-2-乙基己酸叔丁酯的混合物，入搅拌桶充分搅拌均匀后，把搅拌好的物料送入布料并进入制板模具中，然后送入成型机在真空、振动、加压下除去气泡并成型，再送入固化炉在温度85℃下，固化40分钟，即制得白色相变型保温人造石板材，再经过打磨，抛光，切割成需要的规格。
将上述得到的人造石板材进行抗压强度和储热密度(相变潜热)性能的测试，所得到的结果如表1所示：
样品 抗压强度/MPa 储热密度/J/kg
实施例1 18.6 689
实施例2 16.9 1320
实施例3 14.2 701
实施例4 15.6 890
对比实施例5 20.8 0
表1
以上结果表明，相变储能材料的添加一定程度上降低了人造石的力学性能，但在一定添加量范围内，该类型保温人造石墙体材料的力学强度完全可以满足相关标准要求和实际使用要求，并且具有明显的节能保温效果。其储能密度均大于600J/kg。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其它的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种含石材废渣的相变型保温人造石板材原料，其特征在于：由以下重量份的组分组成：石英砂：0～70份；石材废渣：22～92份；不饱和树脂：8～10份；颜料：0.5～2份；助剂：0.2～0.5份；相变储能材料：1～4份。
2.根据权利要求1所述的一种含石材废渣的相变型保温人造石板材原料，其特征在于：所述石英砂是指粒径为20～100目的石英砂；所述的石材废渣为经高温烘干处理和热处理的粒径为20～100目的天然石材或非抛光人造石材废渣的一种或两种。
3.根据权利要求1所述的一种含石材废渣的相变型保温人造石板材原料，其特征在于：所述的不饱和树脂为不饱和聚酯树脂。
4.根据权利要求1所述的一种含石材废渣的相变型保温人造石板材原料，其特征在于：所述的助剂为硅烷偶联剂和过氧化-2-乙基己酸叔丁酯的混合物，硅烷偶联剂与过氧化-2-乙基己酸叔丁酯的重量比为4：1。
5.根据权利要求1所述的一种含石材废渣的相变型保温人造石板材原料，其特征在于：所述的相变储能材料为分子量为10000-20000的聚乙二醇或新戊二醇-季戊四醇二元体系中的一种或两种。
6.一种含石材废渣的相变型保温人造石板材的制备方法，其特征在于：将权利要求1～5中任一项所述的含石材废渣的相变型保温人造石板材原料各组分混合均匀，然后送入布料机布料并进入制板模具中，再送入成型机在真空、振动、加压下除去气泡并成型，最后送入固化炉固化，即制得含石材废渣的相变型保温人造石板材。
7.根据权利要求6所述的一种含石材废渣的相变型保温人造石板材的制备方法，其特征在于：所述固化是指在温度为85～95℃的条件下，固化40-45分钟。
8.一种含石材废渣的相变型保温人造石板材，由权利要求6所述的制备方法制备得到。
9.权利要求8所述的一种含石材废渣的相变型保温人造石板材在室内建筑节能材料中的应用。
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