一种石材加工废料与轻纺固废耦合制备人造石的方法
文献发布时间：2023-06-19 19:28:50
技术领域
本发明涉及C04B26/02技术领域，尤其涉及一种石材加工废料与轻纺固废耦合制备人造石的方法。
背景技术
中国专利CN201410793258公开了一种废石粉复合人造石，废石粉复合人造石的结构从下到上依次为无机人造石层、高含量废石粉树脂人造石层、低含量废石粉树脂人造石层和树脂抗菌表层，各层采用梯度复合制备工艺加工成一个整体。但是装饰性能不够好。
中国专利CN201710658293公开了一种高性价比复合人造石的制备方法，可以根据各层功能选择不同的填料与树脂。基层只作为支撑体，填料的粒径与颜色是否均匀对板材的应用没有影响，可选择性大，基层填料除了采用碳酸钙砂/粉外，还可以选择各种石材加工废料、建筑废料等。但是在使用中受到外力容易开裂。
中国专利CN201510247707公开了一种蓄能发光人造石的制备方法及其人造石，制备的人造石蓄光快、发光时间长、发光亮度高、阻燃性能好、防腐蚀能力强、耐磨、使用范围广泛的优点，同时应用在楼梯，门框，墙角等特殊地方还具有指引、警示的作用，可有效的防止意外事件发生，提高安全性。但是缺少装饰性。
发明内容
为解决上述问题，本申请公开了一种石材加工废料与轻纺固废耦合制备人造石，按重量份计，所述人造石的原料包括：纤维源不饱和树脂5-15份，夜光粉0.5-20份，偶联剂0.5-1.5份，固化剂0.05-0.3份，促进剂0.025-0.15份，石材加工废料60-80份，无机填料10-25份，色浆0.5-5份。
优选的，所述人造石的原料包括：纤维源不饱和树脂10份，夜光粉12份，偶联剂1份，固化剂0.2份，促进剂0.1份，石材加工废料70份，无机填料15份，色浆2.5份。
优选的，所述石材加工废料包括：石材加工废颗粒料和石材加工废粉料，其重量比为2：(1-5)。
进一步优选的，所述石材加工废颗粒料和石材加工废粉料重量比为2：1。
优选的，所述石材加工废料来源于福建鹏翔实业有限公司。
本申请人发现，在制备过程中，石材加工废料与无机填料和夜光粉混合时，不够均匀，并且与纤维源不饱和树脂相容性不够好，加入硅烷偶联剂后，尤其是硅烷偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷，虽然可以通过乙烯基三甲氧基硅烷将石材表面改性，改善相容性，但是人造石的发光效果却不够好，但是当乙烯基三甲氧基硅烷与固化剂和促进剂的重量比为1:1.5:0.7时，使得人造石的发光效果提升。
优选的，所述纤维源不饱和树脂为轻纺固废，即废纺泡泡料经后处理得到。
在一种实施方式中，所述后处理的步骤为：
S1：将废纺泡泡料经二元醇醇解剂和醋酸锌，在200-210℃醇解2-3h；
S2：向步骤S1中加入有机酸性物质在180-210℃发生缩聚反应；
S3：降温至70-90℃，按照废纺泡泡料质量的67％-90％加入稀释剂，调整体系固含量为65-70％，加入0.2-5份夜光粉，搅拌均匀，冷却后得到纤维源不饱和树脂。
优选的，所述后处理的步骤为：
S1：将废纺泡泡料经二元醇醇解剂、醋酸锌在205℃醇解2.5h；
S2：向步骤S1中加入有机酸性物质在190℃发生缩聚反应；
S3：降温至80℃，按照废纺泡泡料质量的78％加入稀释剂，调整体系至固含量为68％，加入2份夜光粉，搅拌均匀，冷却后得到纤维源不饱和树脂。
优选的，所述废纺泡泡料，来源于轻纺固废中的PET废料(废丝、废膜、废化纤布等)通过分检、清洗后放到专业泡料机里融化，打出一颗一颗的大粒子。
优选的，所述二元醇醇解剂选自碳原子数为C2-C10的二元醇。
进一步优选的，所述二元醇选自1,2-丙二醇、乙二醇两种。
优选的，所述乙二醇与1,2-丙二醇的摩尔比为1：(2.5-3.0)。
进一步优选的，所述乙二醇与1,2-丙二醇的摩尔比为1：2.8。
优选的，所述二元醇总用量为废纺泡泡料质量的40％-50％。
进一步优选的，所述二元醇的用量为废纺泡泡料质量的40％。
优选的，所述醋酸锌用量为废纺泡泡料质量的的0.1-0.5％。
进一步优选的，所述醋酸锌用量为废纺泡泡料质量的的0.2％。
优选的，所述有机酸性物质选自顺丁烯二酸酐、丙烯酸、甲基丙烯酸中的一种或多种。
进一步优选的，所述有机酸性物质为顺丁烯二酸酐。
优选的，所述顺丁烯二酸酐的用量为废纺泡泡料质量的35％-45％。
进一步优选的，所述顺丁烯二酸酐的用量为废纺泡泡料质量的40％。
优选的，所述稀释剂选自苯乙烯、α-甲基苯乙烯、甲基丙烯酸单体等的一种或多种。
进一步优选的，所述稀释剂选自苯乙烯。
优选的，所述偶联剂选自硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂中的一种。
进一步优选的，所述偶联剂选自硅烷偶联剂中含双键的硅烷偶联剂，选自γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，乙烯基三甲氧基硅烷，乙烯基三乙氧基硅烷中的一种或多种。
优选的，所述硅烷偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷。
优选的，所述夜光粉为稀土铝酸氧化物、稀土硅酸盐氧化物种的一种或多种。
进一步优选的，所述夜光粉为稀土铝酸氧化物，牌号GL-4A。
优选的，所述无机填料选自钛白粉、碳酸钙粉、大理石粉、石英粉中的一种或多种。
本发明所述无机填料为本领域人员常规选择，本发明不做特别限定。
本申请还公开了一种石材加工废料与轻纺固废耦合制备人造石的方法，所述方法包括以下步骤：
S1：将石材加工废料、无机填料、剩余夜光粉放入搅拌机种搅拌均匀，备用；
S2：将偶联剂和纤维源不饱和树脂混合均匀；
S3：将色浆加入步骤S2中混合均匀，得到混合液；
S4：向步骤S1中加入混合液，固化剂、促进剂搅拌均匀；
S5：将步骤S4的混合物倒入模具、布平后真空压制成型。
本发明所述促进剂和固化剂为本领域人员可进行常规选择，本发明不做特别限定。
优选的，所述色浆牌号为ASL-1202，购自于义务爱色丽科技有限公司。有益效果：
1.本申请使用石材加工废料和轻纺固废的PET废纺泡泡料，制备人造石，有利于资源的回收利用。
2.本申请使用石材加工废粉料和石材加工废颗粒料结合，按照一定配比，可以使制备出的人造石在外观上更有真实感，提高了观赏性。
3.本申请通过在人造石的纤维源不饱和树脂中预先加入部分荧光粉，促使荧光粉较好地分散在树脂中，保证人造石具有纤维线状的发光效果，装饰性更好。
4.本申请通过加入纤维源不饱和树脂、偶联剂和石材加工废粉料共同耦合作用，解决了石材加工废粉料在体系中相容性问题。
5.本申请制备的人造石硬度高，可以应用于户外建筑装饰，和室内布局，有效拓阔了人造石的应用范围。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本实施例1公开了一种石材加工废料与轻纺固废耦合制备人造石，按重量份计，所述人造石的原料包括：纤维源不饱和树脂5份，夜光粉0.5份，偶联剂0.5份，固化剂0.05份，促进剂0.025份，石材加工废料60份，无机填料10份，色浆0.5份。
所述石材加工废料包括：石材加工废颗粒料，和石材加工废粉料，其重量比为2：1。
所述石材加工废料来源于福建鹏翔实业有限公司。
所述纤维源不饱和树脂为轻纺固废，即废纺泡泡料经后处理得到。
在一种实施方式中，所述后处理的步骤为：
S1：将废纺泡泡料经二元醇醇解剂、醋酸锌在200℃醇解2h；
S2：向步骤S1中加入有机酸性物质在180℃发生缩聚反应；
S3：降温至70℃，按照废纺泡泡料质量的67％加入稀释剂，调整体系至固含量为65％，加入0.2份夜光粉，搅拌均匀，冷却后得到纤维源不饱和树脂。
所述废纺泡泡料，来源于轻纺固废中的PET废料(废丝、废膜、废化纤布等)通过分检、清洗后放到专业泡料机里融化，打出一颗一颗的大粒子。
所述二元醇醇解剂为乙二醇与1,2-丙二醇。其摩尔比为1：2.5。
所述二元醇总用量为废纺泡泡料质量的40％。
所述醋酸锌用量为废纺泡泡料质量的0.1％。
所述有机酸性物质为顺丁烯二酸酐。
所述顺丁烯二酸酐的用量为废纺泡泡料的35％。
所述稀释剂为苯乙烯。
所述硅烷偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷。
所述夜光粉为稀土铝酸氧化物，牌号GL-4A。
本实施例1还公开了一种石材加工废料与轻纺固废耦合制备人造石的方法，所述方法包括以下步骤：
S1：将石材加工废料、无机填料、剩余夜光粉放入搅拌机种搅拌均匀，备用；
S2：将偶联剂和纤维源不饱和树脂混合均匀；
S3：将色浆加入步骤S2中混合均匀，得到混合液；
S4：向步骤S1中加入混合液，固化剂、促进剂搅拌均匀；
S5：将步骤S4的混合物倒入模具、布平后真空压制成型。
所述色浆牌号为ASL-1202，购自于义务爱色丽科技有限公司。
实施例2
本实施例2公开了一种石材加工废料与轻纺固废耦合制备人造石，按重量份计，所述人造石的原料包括：纤维源不饱和树脂15份，夜光粉20份，偶联剂15份，固化剂0.30份，促进剂0.15份，石材加工废料80份，无机填料25份，色浆5份。
所述石材加工废料包括：石材加工废颗粒料，和石材加工废粉料，其重量比为2：5。
所述石材加工废料来源于福建鹏翔实业有限公司。
所述纤维源不饱和树脂为轻纺固废，即废纺泡泡料经后处理得到。
在一种实施方式中，所述后处理的步骤为：
S1：将废纺泡泡料经二元醇醇解剂、醋酸锌在210℃醇解3h；
S2：向步骤S1中加入有机酸性物质在210℃发生缩聚反应；
S3：降温至90℃，按照废纺泡泡料质量的90％加入稀释剂，调整体系至固含量为70％，加入5份夜光粉，搅拌均匀，冷却后得到纤维源不饱和树脂。
所述废纺泡泡料，来源于轻纺固废中的PET废料(废丝、废膜、废化纤布等)通过分检、清洗后放到专业泡料机里融化，打出一颗一颗的大粒子。
所述二元醇醇解剂为乙二醇与1,2-丙二醇，重量比为1：3。
所述二元醇总用量为废纺泡泡料质量的50％。
所述醋酸锌用量为废纺泡泡料质量的0.5％。
所述有机酸性物质为顺丁烯二酸酐。
所述顺丁烯二酸酐的用量为废纺泡泡料质量的45％。
所述稀释剂为苯乙烯。
所述硅烷偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷。
所述夜光粉为稀土铝酸氧化物，牌号GL-8C。
本实施例2还公开了一种石材加工废料与轻纺固废耦合制备人造石的方法，所述方法包括以下步骤：
S1：将石材加工废料、无机填料、剩余夜光粉放入搅拌机种搅拌均匀，备用；
S2：将偶联剂和纤维源不饱和树脂混合均匀；
S3：将色浆加入步骤S2中混合均匀，得到混合液；
S4：向步骤S1中加入混合液，固化剂、促进剂搅拌均匀；
S5：将步骤S4的混合物倒入模具、布平后真空压制成型。
所述色浆牌号为ASL-1202，购自于义务爱色丽科技有限公司。
实施例3
本实施例3公开了一种石材加工废料与轻纺固废耦合制备人造石，所述人造石的原料包括：纤维源不饱和树脂10份，夜光粉12份，偶联剂1份，固化剂0.2份，促进剂0.1份，石材加工废料70份，无机填料15份，色浆2.5份。
所述石材加工废料包括：石材加工废颗粒料，和石材加工废粉料，其重量比为2：1。
所述石材加工废料来源于福建鹏翔实业有限公司。
所述纤维源不饱和树脂为轻纺固废，即废纺泡泡料经后处理得到。
在一种实施方式中，所述后处理的步骤为：
S1：将废纺泡泡料料经二元醇醇解剂和醋酸锌，在205醇解2.5h；
S2：向步骤S1中加入有机酸性物质在190℃发生缩聚反应；
S3：降温至80℃，按照废纺泡泡料质量的78％加入稀释剂，调整体系至固含量为68％，加入2份夜光粉，搅拌均匀，冷却后得到纤维源不饱和树脂。
所述废纺泡泡料，来源于轻纺固废中的PET废料(废丝、废膜、废化纤布等)通过分检、清洗后放到专业泡料机里融化，打出一颗一颗的大粒子。
所述二元醇醇解剂为乙二醇与1,2-丙二醇的摩尔比为1：2.8。
所述二元醇的用量为废纺泡泡料质量的40％。
所述醋酸锌用量为废纺泡泡料质量的0.2％。
所述有机酸性物质为顺丁烯二酸酐。
所述顺丁烯二酸酐的用量为废纺泡泡料质量的40％。
所述稀释剂为苯乙烯。
所述硅烷偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷。
所述夜光粉为稀土铝酸氧化物，牌号BL-2A。
本实施例3还公开了一种石材加工废料与轻纺固废耦合制备人造石的方法，所述方法包括以下步骤：
S1：将石材加工废料、无机填料、剩余夜光粉放入搅拌机种搅拌均匀，备用；
S2：将偶联剂和纤维源不饱和树脂混合均匀；
S3：将色浆加入步骤S2中混合均匀，得到混合液；
S4：向步骤S1中加入混合液，固化剂、促进剂搅拌均匀；
S5：将步骤S4的混合物倒入模具、布平后真空压制成型。
所述色浆牌号为ASL-1202，购自于义务爱色丽科技有限公司。
对比例1
所述石材加工废料包括：石材加工废颗粒料和石材加工废粉料，其重量比为2：6。其余与实施例3相同。
对比例2
按重量份计，所述人造石的原料包括：纤维源不饱和树脂20份，夜光粉12份，偶联剂1份，固化剂3份，促进剂2份，石材加工废料70份，无机填料15份，色浆2.5份。其余与实施例3相同。
性能测试
将实施例1-3，对比例1-2制备的人造石按照JC/T 908-2017进行莫氏硬度、弯曲强度、压缩强度、落球冲击强度，结果记入表1。
1.莫氏硬度的测试标准为大于等于3级。
2.弯曲强度的测试标准为大于等于15MPa。
3.压缩强度的测试标准为大于等于80MPa。
4.落球冲击力强度测试：使用225g实心钢球，800mm高度自由落下，观察人造石有无破损。
5.对实施例3进行余晖亮度测试，余晖亮度1分钟，余晖亮度1566.42
mcd/m2，10分钟，余晖亮度295.87mcd/m2，60分钟，余晖亮度28.71mcd/m2。
表1
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