CN104844934A - 矿塑复合材料及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种矿塑复合材料及其使用方法，该矿塑复合材料由下列按重量份数配比的成分组成：矿渣微粉90~110份，纤维粉40~200份，塑料母料40~200份，己内酰胺0~25份，酯化剂0.2~15份，偶联剂0~15份，接枝剂1~15份，增塑剂0~6份，润滑剂1.0~8.8份；所述矿塑产品由所述矿塑复合材料添加抗老化剂采用模具直接复合挤塑成型形成矿塑产品；在塑料母料里面添加由矿渣微粉和纤维粉合成的改性微矿粉，改性微矿粉能够等量代替部塑料母料的用量，增加塑料的强度，提高塑料质量的作用，从而实现强度和质量高的矿塑复合材料。
Description
技术领域
本发明涉及一种矿塑复合材料，特别涉及一种矿塑复合材料及其制备方法。
背景技术
目前，矿渣微粉的主要用途是在水泥中掺和以及在商品混凝土中添加，其利用方式各有所不同，归结起来，主要表现为三种利用形式：外加剂形式、掺合料形式、主掺形式；其主要作用是可以提高水泥、混凝土的早强和改善混凝土的某些特性（如易和性、提高早强、减少水化热等）。矿渣微粉中含有丰富的矿物质，因此，可以扩大其应用范围。当将矿渣微粉和纤维粉复合添加到塑料中可以形成矿塑复合材料，通过采用纤维粉对矿渣微粉改性可以得到改性的微矿粉，再将改性的微矿粉应用到塑料中，可以实现一种具有增加塑料的强度，提高塑料质量的作用。
因此，现在需要合适的工艺方法制备矿塑复合材料以及矿塑产品。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，针对现有矿渣微粉用途的不足，提供一种矿塑复合材料。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是，该矿塑复合材料由下列按重量份数配比的成分组成：矿渣微粉90~110份，纤维粉40~200份，塑料母料 40~200份，己内酰胺 0~25份，酯化剂 0.2~15份，偶联剂 0~15份，接枝剂1~15份，增塑剂0~6份，润滑剂1.0~8.8份。
采用上述技术方案，在塑料母料里面添加由矿渣微粉和纤维粉合成的改性微矿粉，改性微矿粉能够等量代替部塑料母料的用量，增加塑料的强度，提高塑料质量的作用，从而实现强度和质量高的矿塑复合材料，以及使用寿合长。
本发明还要解决的技术问题是，针对现有的不足，提供一种强度和质量高、使用寿命强的矿塑复合材料的制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是，强度和质量高的矿塑复合材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）研磨原材料：将矿渣微粉磨成粒度为80~800目的粉末并干燥至含水量为10%；将纤维粉磨成粒度为40~220目的粉末并干燥至含水量为10%；
（2）制备改性微矿粉：
①预混合：按重量份配比称取步骤（1）中所得的矿渣微粉90~110份和纤维粉40~200份，添加己内酰胺 0~25份，酯化剂 0.2~15份，偶联剂 0~15份，放入高速混合机，在转速为320~400转/分下进行预混合，并加热烘干，加热温度为70~170℃，加热时间至少为10分钟，获得改性矿渣微粉；
②充分混合：将步骤①中所得的改性微矿粉在450~600转/分的高速旋转下进行充分混合，加热烘干，加热温度为85~120℃，加热时间至少为15分钟，获得充分混合的改性微矿粉；
（3）制备矿塑复合材料：在步骤②中所得的充分混合的改性微矿粉中再按重量配比添加塑料母料40~200份，接枝剂1~15份，增塑剂0~6份和润滑剂1.0~8.8份，再次在450~600转/分的高速旋转下进行混合后加热烘干，加热温度为80~120℃，加热时间至少为10分钟，获得矿塑复合材料。
本发明还要解决的技术问题是，针对现有的不足，提供一种利用强度和质量高的矿塑复合材料矿塑复合材料制备的矿塑产品，该矿塑产品具有更高的质量，且零污染，使用寿命长。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是，该利用矿塑复合材料矿塑复合材料制备的矿塑产品，由所述矿塑复合材料添加抗老化剂采用模具直接复合挤塑成型形成矿塑产品。所述矿塑产品为矿塑地板或矿塑模板或矿塑育苗盘或矿塑建筑材料等各种矿塑产品。
本发明进一步改进在于，所述获得改性矿塑母料具体包括以下步骤：将所制得的充分混合的所述矿塑复合材料中按重量比添加抗老化剂0.2~2.5份，再次在450~600转/分的高速旋转下进行混合后加热烘干，加热温度为80~120℃，加热时间至少为10分钟，获得改性塑料母料粉末；所述挤塑成型所括以下步骤：将所得的改性矿塑母料放入塑料挤出机中，挤塑成型，获得所述所需矿塑产品。
作为本发明的优选方案，制备的矿塑产品包括以下重量份数配比的成分：矿渣微粉100份，纤维粉120份，塑料母料 60~90份，酯化剂2~5份，偶联剂1~10份，己内酰胺1~6份，接枝剂5~10份，增塑剂1~5份，润滑剂3.0~6.8份，抗老化剂0.2~2.5份。
本发明进一步改进在于，所述塑料母料为聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚乳酸、聚酰胺、聚甲醛、聚苯乙烯、聚四氟乙烯、聚苯硫醚、丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物中的一种或至少两种的组合；或为回收的废旧塑料。
本发明进一步改进在于，所述酯化剂为马来酸酐、乙酸、邻苯二甲酸酐、琥珀酸酐、丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚异丁烯、乙丙三元橡胶一种或多种的复合；偶联剂为硅烷偶联剂、异氰酸酯偶联剂、钛酸酯偶联剂一种或多种的复合。
本发明进一步改进在于，所述纤维粉是指包括松木粉、杨木粉、桃木粉在内的木粉和通过粉碎加工包括农田秸秆、入侵植物秸秆和食品加工过程中的含纤维废弃物在内的秸秆获得的全价秸秆粉；所述矿渣微粉指的是包括高炉矿渣、化铁炉渣、铁合金渣、钢渣、尘泥、粉煤灰及炉渣矿渣经过粉磨加工成为矿渣微粉。
本发明进一步改进在于，所述接枝剂是指二乙胺-二甲基亚砜、多聚甲醛、聚酰胺或具备类似功能的原料，或是一或多种的复合；所述增塑剂是指邻苯二甲酸二辛酯、二丁酯一种或多种的复合或具备类似功能的原料；所述润滑剂是指乙撑双硬脂酰胺、季戊四醇、硬脂酸一种或多种的复合或具有类似功能的商品润滑剂。
本发明进一步改进在于，所述抗老化剂是选自2-巯基苯并咪唑、丙酮与二苯胺的高温缩合物、N-苯基-2-萘胺、N,N'-二对苯二胺、6-乙氧基-2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉、苯乙烯化苯酚、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、对甲酚与双坏戊二烯丁基化反应产物、聚羟基对苯基甲酸锌、N,N-二丁基二硫代氨基甲酸镍、2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体、N-异丙基-N'-苯基对苯二胺、N-(1,3-二甲基)丁基-N'-苯基对苯二胺、N-苯基-1-萘胺中的一种或多种的复合。
采用本发明的技术方案，其产生的有益效果是：在塑料母料里面添加由矿渣微粉和纤维粉合成的改性微矿粉，改性微矿粉能够等量代替部塑料母料的用量，可以增加塑料的强度，提高塑料质量的作用，从而实现强度和质量高的矿塑复合材料；同时成本低，可采用回收的废旧塑料，大大降低了成本。此外，采用该矿塑复合材料可以用于制备各种矿塑产品，如矿塑地板、矿塑墙板以及矿塑家居制品等，可以实现零污染的家居产品，同时具有高的质量和强度，使用寿命长。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明：
图1是本发明实施例1的矿塑复合材料的制备工艺流程图；
图2是本发明实施例4的矿塑产品的制备工艺流程图。
具体实施方式
实施例1：
该矿塑复合材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）研磨原材料：将矿渣微粉用机械设备粉碎研磨成粒度为700目的粉末；干燥至含水量为4%；将秸杆纤维粉用机械设备粉碎研磨成粒度为200目的粉末；干燥至含水量为6%；
（2）制备改性微矿粉：
①预混合：按重量份配比称取步骤（1）中所得的矿渣微粉1000g和纤维粉1200g，添加酯化剂40g，偶联剂70g，己内酰胺30g，放入高速混合机，在转速为360转/分下进行预混合，并加热烘干，加热温度为80℃，加热时间为10分钟，获得改性矿渣微粉；
②充分混合：将步骤①中所得的改性微矿粉在550转/分的高速旋转下进行充分混合，加热烘干，加热温度为85℃，加热时间为15分钟，获得充分混合的改性微矿粉；
（3）制备矿塑复合材料：在步骤②中所得的充分混合的改性微矿粉中再按重量配比添加聚丙烯塑料母料1000g，接枝剂80g，增塑剂40g，润滑剂50g，再次在600转/分的高速旋转下进行混合后加热烘干，加热温度为85℃，加热时间为20分钟，获得矿塑复合材料。
实施例2：
该矿塑复合材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）研磨原材料：将矿渣微粉用机械设备磨成粒度为100目的粉末并干燥至含水量为10%；将秸杆纤维粉磨成粒度为50目的粉末并干燥至含水量为10%；
（2）制备改性微矿粉：
①预混合：按重量份配比称取步骤（1）中所得的矿渣微粉900g和纤维粉400g，添加酯化剂10g，放入高速混合机，在转速为320转/分下进行预混合，并加热烘干，加热温度为100℃，加热时间为10分钟，获得改性矿渣微粉；
②充分混合：将步骤①中所得的改性微矿粉在450转/分的高速旋转下进行充分混合，加热烘干，加热温度为100℃，加热时间为10分钟，获得充分混合的改性微矿粉；
（3）制备矿塑复合材料：在步骤②中所得的充分混合的改性微矿粉中再按重量配比添加聚丙烯塑料母料600g，接枝剂30g，增塑剂10g和润滑剂10g份，再次在480转/分的高速旋转下进行混合后加热烘干，加热温度为90℃，加热时间为10分钟，获得矿塑复合材料。
实施例3：
该矿塑复合材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）研磨原材料：将矿渣微粉用机械设备磨成粒度为400目的粉末并干燥至含水量为8%；将秸杆纤维粉磨成粒度为120目的粉末并干燥至含水量为8%；
（2）制备改性微矿粉：
①预混合：按重量份配比称取步骤（1）中所得的矿渣微粉1100g和纤维粉2000g，添加己内酰胺230g份，酯化剂140g，偶联剂130g，放入高速混合机，在转速为400转/分下进行预混合，并加热烘干，加热温度为110℃，加热时间为10分钟，获得改性矿渣微粉；
②充分混合：将步骤①中所得的改性微矿粉在600转/分的高速旋转下进行充分混合，加热烘干，加热温度为120℃，加热时间为15分钟，获得充分混合的改性微矿粉；
（3）制备矿塑复合材料：在步骤②中所得的充分混合的改性微矿粉中再按重量配比添加聚丙烯塑料母料2000g，接枝剂150g，增塑剂60g和润滑剂80g，再次在600转/分的高速旋转下进行混合后加热烘干，加热温度为95℃，加热时间为10分钟，获得矿塑复合材料。
实施例4：
该矿塑产品的制备方法，包括以下步骤：
（1）获得改性塑料母性粉末：将实施例1中所得的充分混合的所述矿塑复合材料中按重量比添加抗老化剂0.5份，再次在480转/分的高速旋转下进行混合后加热烘干，加热温度为85℃，加热时间为20分钟，获得改性塑料母料粉末；
（2）挤塑成型：在步骤（1）中所得的改性塑料母料粉末放入塑料挤出机中，挤塑成型，获得所述所需矿塑产品。
该矿塑产品具有高的强度，且使用寿命长。
实施例5：
所制备的矿塑产品为矿塑柜板，该矿塑柜板的制备方法，包括以下步骤：
（1）获得改性塑料母性粉末：将实施例1中所得的充分混合的所述矿塑复合材料中按重量比添加抗老化剂2份，再次在600转/分的高速旋转下进行混合后加热烘干，加热温度为95℃，加热时间为25分钟，获得改性塑料母料粉末；
（2）挤塑成型：在步骤（1）中所得的改性塑料母料粉末放入塑料挤出机中，挤塑成型，获得矿塑柜板。
（3）组装成型：将步骤（2）中所得的矿塑柜板经过组装，制得矿塑衣柜。
该矿塑衣柜的质量比现有技术的实木高1.5倍，比现在技术中的塑料的高出1.2倍以上，同时该矿塑衣柜为零污染，且使用寿命长。
最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的若干个具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形，如制备其它的矿塑产品或单一的改变制备的条件等。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种矿塑复合材料，其特征在于，该矿塑复合材料由下列按重量份数配比的成分组成：矿渣微粉90~110份，纤维粉40~200份，塑料母料 40~200份，己内酰胺 0~25份，酯化剂 0.2~15份，偶联剂 0~15份，接枝剂1~15份，增塑剂0~6份，润滑剂1.0~8.8份。
2.一种制备权利要求1所述的矿塑复合材料的方法，包括以下步骤：
（1）研磨原材料：将矿渣微粉磨成粒度为80~800目的粉末并干燥至含水量为10%；将纤维粉磨成粒度为40~220目的粉末并干燥至含水量为10%；
（2）制备改性微矿粉：
①预混合：按重量份配比称取步骤（1）中所得的矿渣微粉90~110份和纤维粉40~200份，添加己内酰胺 0~25份，酯化剂 0.2~15份，偶联剂 0~15份，放入高速混合机，在转速为320~400转/分下进行预混合，并加热烘干，加热温度为70~170℃，加热时间至少为10分钟，获得改性矿渣微粉；
②充分混合：将步骤①中所得的改性微矿粉在450~600转/分的高速旋转下进行充分混合，加热烘干，加热温度为85~120℃，加热时间至少为15分钟，获得充分混合的改性微矿粉；
（3）制备矿塑复合材料：在步骤②中所得的充分混合的改性微矿粉中再按重量配比添加塑料母料40~200份，接枝剂1~15份，增塑剂0~6份和润滑剂1.0~8.8份，再次在450~600转/分的高速旋转下进行混合后加热烘干，加热温度为80~120℃，加热时间至少为10分钟，获得矿塑复合材料。
3.一种利用权利要求1或2所述的矿塑复合材料制备的矿塑产品，其特征在于，所述矿塑产品是由所述矿塑复合材料添加抗老化剂获得改性矿塑母料后采用模具直接挤塑成型形成矿塑产品。
4.如权利要求3所述的利用矿塑复合材料制备的矿塑产品，其特征在于，
所述获得改性矿塑母料具体包括以下步骤：将所制得的充分混合的所述矿塑复合材料中按重量比添加抗老化剂0.2~2.5份，再次在450~600转/分的高速旋转下进行混合后加热烘干，加热温度为80~120℃，加热时间至少为10分钟，获得改性塑料母料粉末；
所述挤塑成型包括以下步骤：将所得的改性矿塑母料放入塑料挤出机中，挤塑成型，获得所述所需矿塑产品。
5.如权利要求4所述的利用矿塑复合材料制备的矿塑产品，其特征在于，包括以下重量份数配比的成分：矿渣微粉100份，纤维粉100份，塑料母料 60~90份，酯化剂2~5份，偶联剂1~10份，己内酰胺1~6份，接枝剂5~10份，增塑剂1~5份，润滑剂3.0~6.8份，抗老化剂0.2~2.5份。
6.如权利要求4所述的利用矿塑复合材料制备的矿塑产品，其特征在于，所述塑料母料为聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚乳酸、聚酰胺、聚甲醛、聚苯乙烯、聚四氟乙烯、聚苯硫醚、丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物中的一种或至少两种的组合；或为回收的废旧塑料。
7.如权利要求5所述的利用矿塑复合材料制备的矿塑产品，其特征在于，所述酯化剂为马来酸酐、乙酸、邻苯二甲酸酐、琥珀酸酐、丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚异丁烯、乙丙三元橡胶一种或多种的复合；偶联剂为硅烷偶联剂、异氰酸酯偶联剂、钛酸酯偶联剂一种或多种的复合。
8.如权利要求6所述的利用矿塑复合材料制备的矿塑产品，其特征在于，所述纤维粉是指包括松木粉、杨木粉、桃木粉在内的木粉和通过粉碎加工包括农田秸秆、入侵植物秸秆和食品加工过程中的含纤维废弃物在内的秸秆获得的全价秸秆粉；所述矿渣微粉指的是包括高炉矿渣、化铁炉渣、铁合金渣、钢渣、尘泥、粉煤灰及炉渣矿渣经过粉磨加工而成的粉末。
9.如权利要求7所述的利用矿塑复合材料制备的矿塑产品，其特征在于，所述接枝剂是指二乙胺-二甲基亚砜、多聚甲醛、聚酰胺，或是一或多种的复合；所述增塑剂是指邻苯二甲酸二辛酯、二丁酯一种或多种的复合；所述润滑剂是指乙撑双硬脂酰胺、季戊四醇、硬脂酸一种或多种的复合。
10.如权利要求8所述的利用矿塑复合材料制备的矿塑产品，其特征在于，所述抗老化剂是选自2-巯基苯并咪唑、丙酮与二苯胺的高温缩合物、N-苯基-2-萘胺、N,N'-二对苯二胺、6-乙氧基-2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉、苯乙烯化苯酚、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、对甲酚与双坏戊二烯丁基化反应产物、聚羟基对苯基甲酸锌、N,N-二丁基二硫代氨基甲酸镍、2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体、N-异丙基-N'-苯基对苯二胺、N-(1,3-二甲基)丁基-N'-苯基对苯二胺、N-苯基-1-萘胺中的一种或多种的复合。
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