本公開涉及建筑材料領(lǐng)域，具體地，涉及一種生態(tài)砂塑復(fù)合材料組合物及制備生態(tài)砂塑復(fù)合材料的方法和所制備的材料。
背景技術(shù)：
目前市政園林、建材家居、環(huán)境裝飾以及相關(guān)工業(yè)領(lǐng)域所運(yùn)用的型材、板材大部分為原木或木塑復(fù)合材料，此類型材環(huán)境承受能力有限，容易開裂，翹曲變形，易被腐蝕，理化性能不穩(wěn)定。此外，木塑材料和原木都要消耗大量的森林資源，不利于可持續(xù)發(fā)展。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本公開的目的是提供一種生態(tài)砂塑復(fù)合材料組合物及制備生態(tài)砂塑復(fù)合材料的方法和所制備的生態(tài)砂塑復(fù)合材料，該生態(tài)砂塑復(fù)合材料的物理化學(xué)性能穩(wěn)定，強(qiáng)度高，無毒、無味，耐酸堿、耐高低溫，市場(chǎng)應(yīng)用前景好。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本公開第一方面：提供一種生態(tài)砂塑復(fù)合材料組合物，該組合物包括風(fēng)積沙、樹脂和粉煤灰，以100重量份的所述風(fēng)積沙為基準(zhǔn)，所述粉煤灰的含量為12-80重量份，所述樹脂的含量為12-80重量份。
可選地，以100重量份的所述風(fēng)積沙為基準(zhǔn)，所述粉煤灰的含量為25-50重量份，所述樹脂的含量為25-50重量份。
可選地，所述風(fēng)積沙包括粒徑為20-40目的第一風(fēng)積沙和粒徑為100-200目的第二風(fēng)積沙，所述第一風(fēng)積沙和第二風(fēng)積沙的重量比為1：(2-20)。
可選地，所述樹脂為選自聚乙烯樹脂、聚丙烯樹脂、聚氯乙烯樹脂、聚苯乙烯樹脂、聚丁烯樹脂和聚乳酸樹脂中的至少一種。
可選地，所述樹脂為聚丙烯樹脂和聚乙烯樹脂，所述聚丙烯樹脂和聚乙烯樹脂的重量比為1：(0.5-3)。
可選地，所述組合物還包括助劑，以100重量份的所述風(fēng)積沙為基準(zhǔn)，所述助劑的含量為0.2-15重量份。
可選地，所述助劑為選自增塑劑、內(nèi)外潤(rùn)滑劑、交聯(lián)改性劑、填充劑、穩(wěn)定劑和阻燃劑中的至少一種。
可選地，所述增塑劑為選自苯二甲酸酯類增塑劑、多元醇酯類增塑劑和檸檬酸酯類增塑劑中的至少一種，所述內(nèi)外潤(rùn)滑劑為選自聚乙烯蠟、硬酯酸鋅、硬脂酸鈣和液體石蠟中的至少一種，所述交聯(lián)改性劑為選自鋁酸酯偶聯(lián)劑、硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑和聚異氰酸酯偶聯(lián)劑中的至少一種，所述填充劑為選自輕質(zhì)碳酸鈣、重質(zhì)碳酸鈣和硅酸鈣中的至少一種，所述穩(wěn)定劑為選自抗氧劑、光穩(wěn)定劑和熱穩(wěn)定劑中的至少一種，所述阻燃劑為選自磷酸酯、鹵代烴和氫氧化鋁中的至少一種。
可選地，所述助劑為內(nèi)外潤(rùn)滑劑和交聯(lián)改性劑，以100重量份的所述風(fēng)積沙為基準(zhǔn)，所述內(nèi)外潤(rùn)滑劑的含量為0.2-2重量份，所述交聯(lián)改性劑的含量為0.2-2重量份。
本公開第二方面：提供一種制備生態(tài)砂塑復(fù)合材料的方法，該方法包括：
a、對(duì)風(fēng)積沙和粉煤灰進(jìn)行混合處理，得到包覆粉煤灰的風(fēng)積沙顆粒；
b、將步驟a中得到的所述包覆粉煤灰的風(fēng)積沙顆粒與樹脂混合，然后在100-150℃下處理5-15分鐘，得到混合后的物料；
c、將步驟b中得到的所述混合后的物料進(jìn)行擠出成型；
其中，以100重量份的所述風(fēng)積沙為基準(zhǔn)，所述粉煤灰的用量為12-80重量份，所述樹脂的用量為12-80重量份。
可選地，該方法還包括：先分別對(duì)所述風(fēng)積沙和粉煤灰進(jìn)行預(yù)處理，得到預(yù)處理后的風(fēng)積沙和粉煤灰，然后再對(duì)所述預(yù)處理后的風(fēng)積沙和粉煤灰進(jìn)行混合處理，得到包覆粉煤灰的風(fēng)積沙顆粒；對(duì)所述風(fēng)積沙進(jìn)行的預(yù)處理包括擦洗、烘干和篩分，所述預(yù)處理后的風(fēng)積沙的水含量低于5重量％，所述預(yù)處理后的風(fēng)積沙包括粒徑為20-40目的第一風(fēng)積沙和粒徑為100-200目的第二風(fēng)積沙，所述第一風(fēng)積沙和第二風(fēng)積沙的重量比為1：(2-20)；對(duì)所述粉煤灰進(jìn)行的預(yù)處理包括烘干和篩分，所述預(yù)處理后的粉煤灰的粒度為500-700目，水含量低于5重量％。
可選地，步驟a中的所述混合處理的溫度為20-80℃，時(shí)間為10-50分鐘。
可選地，該方法還包括：將步驟a中得到的所述包覆粉煤灰的風(fēng)積沙顆粒與助劑混合，在100-150℃處理5-10分鐘，得到改性的風(fēng)積沙顆粒，然后再將所述改性的風(fēng)積沙顆粒與所述樹脂混合，以100重量份的所述風(fēng)積沙為基準(zhǔn)，所述助劑的用量為0.2-15重量份。
可選地，所述助劑為選自增塑劑、內(nèi)外潤(rùn)滑劑、交聯(lián)改性劑、填充劑、穩(wěn)定劑和阻燃劑中的至少一種。
可選地，所述增塑劑為選自苯二甲酸酯類增塑劑、多元醇酯類增塑劑和檸檬酸酯類增塑劑中的至少一種，所述內(nèi)外潤(rùn)滑劑為選自聚乙烯蠟、硬酯酸鋅、硬脂酸鈣和液體石蠟中的至少一種，所述交聯(lián)改性劑為選自鋁酸酯偶聯(lián)劑、硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑和聚異氰酸酯偶聯(lián)劑中的至少一種，所述填充劑為選自輕質(zhì)碳酸鈣、重質(zhì)碳酸鈣和硅酸鈣中的至少一種，所述穩(wěn)定劑為選自抗氧劑、光穩(wěn)定劑和熱穩(wěn)定劑中的至少一種，所述阻燃劑為選自磷酸酯、鹵代烴和氫氧化鋁中的至少一種。
可選地，所述助劑為內(nèi)外潤(rùn)滑劑和交聯(lián)改性劑，以100重量份的所述風(fēng)積沙為基準(zhǔn)，所述內(nèi)外潤(rùn)滑劑的含量為0.2-2重量份，所述交聯(lián)改性劑的含量為0.2-2重量份。
可選地，所述樹脂為選自聚乙烯樹脂、聚丙烯樹脂、聚氯乙烯樹脂、聚苯乙烯樹脂、聚丁烯樹脂和聚乳酸樹脂中的至少一種。
可選地，所述樹脂為聚丙烯樹脂和聚乙烯樹脂，所述聚丙烯樹脂和聚乙烯樹脂的重量比為1：(0.5-3)。
可選地，該方法還包括：將步驟b中得到的所述混合后的物料進(jìn)行擠出成型后對(duì)所得的成型材料進(jìn)行切割的步驟。
本公開第三方面：提供由本公開第二方面所述的方法制備的生態(tài)砂塑復(fù)合材料。
通過上述技術(shù)方案，本公開將風(fēng)積沙與粉煤灰共混復(fù)合為填料，再與樹脂進(jìn)行共聚反應(yīng)，提供一種新型環(huán)保的生態(tài)砂塑復(fù)合材料組合物配方、生態(tài)砂塑復(fù)合材料的制備方法及所制備的材料。采用本公開提供的生態(tài)砂塑復(fù)合材料組合物配方及方法制得的生態(tài)砂塑復(fù)合材料物理、化學(xué)性能穩(wěn)定，強(qiáng)度高，無毒、無味，耐酸堿、溫度敏感度低，經(jīng)過表面處理后，可以產(chǎn)生木質(zhì)感，仿真度高，可以完全或部分取代現(xiàn)有的木塑型材和原木，并具有可鋸、可釘、可切割或螺釘固定的二次加工性質(zhì)，邊角料或廢棄的產(chǎn)品可以經(jīng)回收、破碎后重新擠出、定型制造型材產(chǎn)品。采用本公開的生態(tài)砂塑復(fù)合材料制造型材時(shí)，制得的材料在設(shè)備中流動(dòng)速比穩(wěn)定，溫度容易控制和調(diào)節(jié)；并且材料不會(huì)產(chǎn)生炭化現(xiàn)象，節(jié)約生產(chǎn)成本。
本公開的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的具體實(shí)施方式部分予以詳細(xì)說明。
具體實(shí)施方式
以下對(duì)本公開的具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體實(shí)施方式僅用于說明和解釋本公開，并不用于限制本公開。
本公開第一方面：提供一種生態(tài)砂塑復(fù)合材料組合物，該組合物包括風(fēng)積沙、樹脂和粉煤灰，以100重量份的所述風(fēng)積沙為基準(zhǔn)，所述粉煤灰的含量為12-80重量份，所述樹脂的含量為12-80重量份。
本公開中所述的風(fēng)積沙為沙漠風(fēng)積沙，是指被風(fēng)吹而積淀的沙層，多見于沙漠和戈壁。人類治理風(fēng)積沙的方法主要是在沙漠表層植樹種草，但由于沙漠中的極端氣候，植樹存活率低，效果不佳。
風(fēng)積沙堅(jiān)硬耐磨，化學(xué)、機(jī)械和熱學(xué)性能穩(wěn)定，且價(jià)廉易得。粉煤灰顆粒呈多孔型蜂窩狀組織，比表面積較大，具有較高的吸附活性，并且珠壁具有多孔結(jié)構(gòu)，孔隙率高達(dá)50～80％，易于與樹脂基體復(fù)合。采用二元復(fù)合填料的方式，將風(fēng)積沙與粉煤灰復(fù)合應(yīng)用，使風(fēng)積沙顆粒鑲嵌在粉煤灰多孔組織中，形成復(fù)合無機(jī)填料，能夠改善基體樹脂的力學(xué)性能。同時(shí)，不同形狀的顆粒減緩了應(yīng)力的集中，從而表現(xiàn)出力學(xué)性能的加和性。本公開拓寬了沙漠工業(yè)化利用的產(chǎn)業(yè)途徑，實(shí)現(xiàn)了沙產(chǎn)業(yè)與綠色材料的有機(jī)結(jié)合。
根據(jù)本公開，為了進(jìn)一步提高所述生態(tài)砂塑復(fù)合材料組合物的性能，優(yōu)選情況下，以100重量份的所述風(fēng)積沙為基準(zhǔn)，所述粉煤灰的含量為25-50重量份，所述樹脂的含量為25-50重量份。
根據(jù)本公開，將粒徑不同的風(fēng)積沙混合使用，能夠進(jìn)一步增強(qiáng)風(fēng)積沙、粉煤灰與樹脂之間的結(jié)合力度，從而進(jìn)一步提高組合物的性能。因此，所述風(fēng)積沙可以包括粒徑為20-40目的第一風(fēng)積沙和粒徑為100-200目的第二風(fēng)積沙，所述第一風(fēng)積沙和第二風(fēng)積沙的重量比可以為1：(2-20)。
根據(jù)本公開，具有特定粒度的粉煤灰對(duì)風(fēng)積沙的包覆效果更好，優(yōu)選地，所述粉煤灰的粒度可以為500-700目。
根據(jù)本公開，所述樹脂可以為選自聚乙烯樹脂、聚丙烯樹脂、聚氯乙烯樹脂、聚苯乙烯樹脂、聚丁烯樹脂和聚乳酸樹脂中的至少一種。根據(jù)本公開的一種優(yōu)選實(shí)施方式，當(dāng)所述樹脂為聚丙烯樹脂和聚乙烯樹脂聯(lián)用時(shí)，可以在最大程度提高組合物性能的條件下進(jìn)一步降低原料成本，所述聚丙烯樹脂和聚乙烯樹脂的重量比可以為1：(0.5-3)。
根據(jù)本公開，為了進(jìn)一步提高所述生態(tài)砂塑復(fù)合材料組合物的性能，所述組合物還可以包括助劑。所述助劑的含量較低時(shí)即可發(fā)揮提高組合物性能的作用，例如，以100重量份的所述風(fēng)積沙為基準(zhǔn)，所述助劑的含量可以為0.2-15重量份。
所述助劑的種類可以為本領(lǐng)域的常規(guī)選擇，例如可以為選自增塑劑、內(nèi)外潤(rùn)滑劑、交聯(lián)改性劑、填充劑、穩(wěn)定劑和阻燃劑中的至少一種。其中，所述增塑劑可以為選自苯二甲酸酯類增塑劑、多元醇酯類增塑劑和檸檬酸酯類增塑劑中的至少一種，所述內(nèi)外潤(rùn)滑劑可以為選自聚乙烯蠟、硬酯酸鋅、硬脂酸鈣和液體石蠟中的至少一種，所述交聯(lián)改性劑可以為選自鋁酸酯偶聯(lián)劑、硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑和聚異氰酸酯偶聯(lián)劑中的至少一種，所述填充劑可以為選自輕質(zhì)碳酸鈣、重質(zhì)碳酸鈣和硅酸鈣中的至少一種，所述穩(wěn)定劑可以為選自抗氧劑、光穩(wěn)定劑和熱穩(wěn)定劑中的至少一種，所述阻燃劑可以為選自磷酸酯、鹵代烴和氫氧化鋁中的至少一種。
本公開的生態(tài)砂塑復(fù)合材料組合物在采用的助劑種類較少時(shí)即可達(dá)到提高組合物性能的目的。因此，根據(jù)本公開的一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述助劑可以為內(nèi)外潤(rùn)滑劑和交聯(lián)改性劑，以100重量份的所述風(fēng)積沙為基準(zhǔn)，所述內(nèi)外潤(rùn)滑劑的含量可以為0.2-2重量份，所述交聯(lián)改性劑的含量可以為0.2-2重量份。
本公開的生態(tài)砂塑復(fù)合材料組合物可以根據(jù)需要被制成具有不同色彩的材料，因此，所述組合物還可以包括顏料。所述顏料的含量可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行調(diào)整，例如，以100重量份的所述風(fēng)積沙為基準(zhǔn)，所述顏料的含量可為0.5-50重量份。
本公開第二方面：提供一種制備生態(tài)砂塑復(fù)合材料的方法，該方法包括：
a、對(duì)風(fēng)積沙和粉煤灰進(jìn)行混合處理，得到包覆粉煤灰的風(fēng)積沙顆粒；
b、將步驟a中得到的所述包覆粉煤灰的風(fēng)積沙顆粒與樹脂混合，然后在100-150℃下處理5-15分鐘，得到混合后的物料；
c、將步驟b中得到的所述混合后的物料進(jìn)行擠出成型；
其中，以100重量份的所述風(fēng)積沙為基準(zhǔn)，所述粉煤灰的用量為12-80重量份，所述樹脂的用量為12-80重量份。優(yōu)選情況下，以100重量份的所述風(fēng)積沙為基準(zhǔn)，所述粉煤灰的用量為25-50重量份，所述樹脂的用量為25-50重量份。
本公開第二方面提供的制備方法將風(fēng)積沙與粉煤灰共混復(fù)合為填料，再與樹脂進(jìn)行共聚反應(yīng)，制備得到新型環(huán)保的生態(tài)砂塑復(fù)合材料。風(fēng)積沙與樹脂基體復(fù)合的關(guān)鍵問題在于界面結(jié)合，直接將風(fēng)積沙加入到樹脂中，只存在簡(jiǎn)單的機(jī)械結(jié)合，所制得的產(chǎn)品強(qiáng)度無法達(dá)到使用要求。本公開采用二元復(fù)合填料的方式，先將風(fēng)積沙與粉煤灰復(fù)合應(yīng)用，使風(fēng)積沙顆粒鑲嵌在粉煤灰多孔組織中，形成復(fù)合無機(jī)填料，再與樹脂進(jìn)行共聚反應(yīng)，包覆粉煤灰的風(fēng)積沙顆粒與樹脂之間可以生成牢固的化學(xué)鍵，化學(xué)鍵與機(jī)械鍵結(jié)合共存以提高強(qiáng)度，能夠改善基體樹脂的力學(xué)性能，制得具有優(yōu)良性能的生態(tài)砂塑復(fù)合材料。
為了進(jìn)一步提高產(chǎn)品的性能，該方法還可以包括：先分別對(duì)所述風(fēng)積沙和粉煤灰進(jìn)行預(yù)處理，得到預(yù)處理后的風(fēng)積沙和粉煤灰，然后再對(duì)所述預(yù)處理后的風(fēng)積沙和粉煤灰進(jìn)行混合處理，得到包覆粉煤灰的風(fēng)積沙顆粒。
對(duì)所述風(fēng)積沙進(jìn)行的預(yù)處理可以包括擦洗、烘干和篩分。所述擦洗可以包括將風(fēng)積沙與水混合后進(jìn)行攪拌。所述擦洗可以在本領(lǐng)域的常規(guī)設(shè)備中進(jìn)行，例如可以在擦洗機(jī)內(nèi)進(jìn)行。實(shí)際操作時(shí)，可以將風(fēng)積沙置于擦洗機(jī)內(nèi)，加入適量的水，在機(jī)械力的作用下不斷攪拌、翻動(dòng)，砂粒間互相撞擊、擦磨，附在砂粒表面的泥分及疏松的氧化物薄膜被剝離，然后用清水進(jìn)行漂洗，去除泥分及微粒。通過擦洗可以借助機(jī)械力和風(fēng)積沙砂粒間的剪切力來除去風(fēng)積沙表面的薄膜氧化物和泥性雜質(zhì)礦物等，并擦碎未成單體的礦物集合體，達(dá)到提純效果。所述烘干和篩分的操作方法為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知，本公開不再贅述。經(jīng)過篩分后，可以將風(fēng)積沙篩分為粒徑為20-40目的第一風(fēng)積沙和粒徑為100-200目的第二風(fēng)積沙，將粒徑不同的風(fēng)積沙混合使用，能夠進(jìn)一步增強(qiáng)風(fēng)積沙、粉煤灰與樹脂之間的結(jié)合力度，從而進(jìn)一步提高組合物的性能。為了達(dá)到理想的優(yōu)化性能的效果，所述第一風(fēng)積沙和第二風(fēng)積沙的重量比可以為1：(2-20)。對(duì)風(fēng)積沙進(jìn)行預(yù)處理后，所述預(yù)處理后的風(fēng)積沙的水含量低于5重量％，優(yōu)選低于2重量％。
對(duì)所述粉煤灰進(jìn)行的預(yù)處理可以包括烘干和篩分，所述烘干和篩分的操作方法同樣為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知。經(jīng)過預(yù)處理后，所述預(yù)處理后的粉煤灰的粒度較細(xì)，可以為500-700目，水含量低于5重量％，優(yōu)選低于2重量％。
步驟a中的所述混合處理可以在本領(lǐng)域的常規(guī)用于混合的設(shè)備中進(jìn)行，例如可以在高混機(jī)內(nèi)進(jìn)行。步驟a中的所述混合處理的溫度可以為20-80℃，時(shí)間可以為10-50分鐘。所述高混機(jī)可以為本領(lǐng)域所常規(guī)使用的，可以商購(gòu)得到，例如可以為張家港欣達(dá)機(jī)械有限公司公司生產(chǎn)的srl-z600型號(hào)高混機(jī)。
為了進(jìn)一步提高產(chǎn)品的性能，該方法還可以包括：將步驟a中得到的所述包覆粉煤灰的風(fēng)積沙顆粒與助劑混合，在100-150℃處理5-10分鐘，得到改性的風(fēng)積沙顆粒，然后再將所述改性的風(fēng)積沙顆粒與所述樹脂混合，以100重量份的所述風(fēng)積沙為基準(zhǔn)，所述助劑的用量可以為0.2-15重量份。
所述助劑的種類可以為本領(lǐng)域的常規(guī)選擇，例如可以為選自增塑劑、內(nèi)外潤(rùn)滑劑、交聯(lián)改性劑、填充劑、穩(wěn)定劑和阻燃劑中的至少一種。其中，所述增塑劑可以為選自苯二甲酸酯類增塑劑、多元醇酯類增塑劑和檸檬酸酯類增塑劑中的至少一種，所述內(nèi)外潤(rùn)滑劑可以為選自聚乙烯蠟、硬酯酸鋅、硬脂酸鈣和液體石蠟中的至少一種，所述交聯(lián)改性劑可以為選自鋁酸酯偶聯(lián)劑、硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑和聚異氰酸酯偶聯(lián)劑中的至少一種，所述填充劑可以為選自輕質(zhì)碳酸鈣、重質(zhì)碳酸鈣和硅酸鈣中的至少一種，所述穩(wěn)定劑可以為選自抗氧劑、光穩(wěn)定劑和熱穩(wěn)定劑中的至少一種，所述阻燃劑可以為選自磷酸酯、鹵代烴和氫氧化鋁中的至少一種。根據(jù)本公開的一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述助劑可以為內(nèi)外潤(rùn)滑劑和交聯(lián)改性劑，以100重量份的所述風(fēng)積沙為基準(zhǔn)，所述內(nèi)外潤(rùn)滑劑的用量可以為0.2-2重量份，所述交聯(lián)改性劑的用量可以為0.2-2重量份。本公開的制備生態(tài)砂塑復(fù)合材料的方法在采用的助劑種類較少時(shí)即可達(dá)到提高產(chǎn)品性能的目的。
步驟b中的所述混合可以在本領(lǐng)域的常規(guī)用于混合的設(shè)備中進(jìn)行，實(shí)際操作時(shí)，可以在與步驟a中的混合處理所使用的相同的設(shè)備中進(jìn)行。
根據(jù)本公開，所述樹脂可以為選自聚乙烯樹脂、聚丙烯樹脂、聚氯乙烯樹脂、聚苯乙烯樹脂、聚丁烯樹脂和聚乳酸樹脂中的至少一種。根據(jù)本公開的一種優(yōu)選實(shí)施方式，當(dāng)所述樹脂為聚丙烯樹脂和聚乙烯樹脂聯(lián)用時(shí)，可以在最大程度提高組合物性能的條件下進(jìn)一步降低原料成本，所述聚丙烯樹脂和聚乙烯樹脂的重量比可以為1：(0.5-3)。
根據(jù)本公開，所述方法還可以包括在制備過程中加入顏料，使制得的生態(tài)砂塑復(fù)合材料具有不同色彩。加入顏料的步驟可以為制備過程中與原料混合相關(guān)的任一步，如可以在步驟a和/或步驟b中進(jìn)行，也可以在加入助劑的步驟進(jìn)行。所述顏料的含量可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行調(diào)整，例如，以100重量份的所述風(fēng)積沙為基準(zhǔn)，所述顏料的用量可為0.5-50重量份。
根據(jù)本公開，步驟c中的所述擠出成型的操作方法和條件可以為本領(lǐng)域常規(guī)的，本公開不做特殊的限制。例如，所述擠出成型的條件可以為：溫度為160-180℃，壓力為5-15mpa。
根據(jù)實(shí)際需要，本公開提供的制備生態(tài)砂塑復(fù)合材料的方法還可以包括：將步驟b中得到的所述混合后的物料進(jìn)行擠出成型后對(duì)所得的成型材料進(jìn)行切割的步驟。
本公開第三方面：提供由本公開第二方面所述的方法制備的生態(tài)砂塑復(fù)合材料。本公開第三方面提供的材料物理、化學(xué)性能穩(wěn)定，無毒、無味，耐酸堿、溫度敏感度低，經(jīng)過表面處理后，可以產(chǎn)生木質(zhì)感，仿真度高，可以完全或部分取代現(xiàn)有的木塑型材和原木，并具有可鋸、可釘、可切割或螺釘固定的二次加工性質(zhì)，邊角料或廢棄的產(chǎn)品可以經(jīng)回收、破碎后重新擠出、定型制造型材產(chǎn)品。采用本公開的生態(tài)砂塑復(fù)合材料制造型材時(shí)，制得的材料在設(shè)備中流動(dòng)速比穩(wěn)定，溫度容易控制和調(diào)節(jié)；并且材料不會(huì)產(chǎn)生炭化現(xiàn)象，節(jié)約生產(chǎn)成本。
下面通過實(shí)施例對(duì)本公開做進(jìn)一步的說明，但并不因此而限制本公開的內(nèi)容。
實(shí)施例中所用到的化學(xué)品除特殊標(biāo)明外，均為分析純。
實(shí)施例中，風(fēng)積沙的水含量按照《散裝礦產(chǎn)品取樣、制樣通則水分測(cè)定方法熱干燥法》gb2007.6-1987的測(cè)試方法進(jìn)行測(cè)定。
實(shí)施例中，聚乙烯樹脂購(gòu)自愛克森美孚公司，商品號(hào)為hta-001；聚丙烯樹脂購(gòu)自燕山石化公司，商品號(hào)為k9026；聚氯乙烯樹脂購(gòu)自齊魯石化公司，商品號(hào)為s-700；聚苯乙烯樹脂購(gòu)自福建鴻潤(rùn)股份有限公司，商品號(hào)為g-23q；聚乳酸樹脂購(gòu)自浙江海正生物材料股份公司，商品號(hào)為revode101；鋁酸酯偶聯(lián)劑購(gòu)自南京能德化工有限公司，商品號(hào)為aca-eaa1；硅烷偶聯(lián)劑購(gòu)自蓋州助劑廠，商品號(hào)為kh550；聚乙烯蠟購(gòu)自青島賽諾化工有限公司，商品號(hào)為s900；液體石蠟購(gòu)自辛集恒源助劑廠，商品號(hào)為sh/t6-5；硬酯酸鋅購(gòu)自石家莊聯(lián)科塑料助劑有限公司，商品號(hào)為ca557；硬脂酸鈣購(gòu)自鄭州祖輝化工公司，商品號(hào)為zh200。
實(shí)施例1
(1)取風(fēng)積沙58kg，在連續(xù)擦洗脫泥機(jī)內(nèi)加入40kg水進(jìn)行擦洗，擦洗時(shí)間20分鐘，然后將擦洗后的風(fēng)積沙在100～200℃下烘干20分鐘，烘干后的風(fēng)積沙的水含量為0.5重量％，再經(jīng)過篩分得到6kg粒徑為20-40目的第一風(fēng)積沙和48kg粒徑為100-200目的第二風(fēng)積沙。
(2)取粉煤灰25kg進(jìn)行篩分、在100～200℃下烘干20分鐘，得到20kg粒徑為600目、水含量為0.6重量％的預(yù)處理后的粉煤灰。
(3)將步驟(1)中得到的第一風(fēng)積沙和第二風(fēng)積沙與步驟(2)中得到的預(yù)處理后的粉煤灰放入高混機(jī)，在50℃下進(jìn)行混合處理30分鐘，得到包覆粉煤灰的風(fēng)積沙顆粒。
(4)將1kg交聯(lián)改性劑鋁酸酯偶聯(lián)劑、0.5kg內(nèi)外潤(rùn)滑劑聚乙烯蠟、0.5kg內(nèi)外潤(rùn)滑劑硬酯酸鋅投入高混機(jī)使其與步驟(3)得到的包覆粉煤灰的風(fēng)積沙顆粒進(jìn)行充分混合包覆改性，在120℃下處理8分鐘，得到改性的風(fēng)積沙顆粒。
(5)將10kg聚乙烯樹脂和10kg聚丙烯樹脂放入高混機(jī)使其與步驟(4)得到的改性的風(fēng)積沙顆粒進(jìn)行充分混合，在120℃下處理8分鐘，得到混合后的物料。
(6)最后步驟(5)得到的混合后的物料卸出后輸送到擠壓成型設(shè)備進(jìn)行塑化擠出成型，擠出成型的條件為：溫度為170℃，壓力為10mpa，時(shí)間為10分鐘，得到本實(shí)施例制備的生態(tài)砂塑復(fù)合材料。成型材料經(jīng)冷卻切割，包裝入庫(kù)。
實(shí)施例2
(1)取風(fēng)積沙110kg，在連續(xù)擦洗脫泥機(jī)內(nèi)加入60kg水進(jìn)行擦洗，擦洗時(shí)間30分鐘，然后將擦洗后的風(fēng)積沙在150～180℃下烘干20分鐘，烘干后的風(fēng)積沙的水含量為0.6重量％，再經(jīng)過篩分得到5kg粒徑為20-40目的第一風(fēng)積沙和95kg粒徑為100-200目的第二風(fēng)積沙。
(2)取粉煤灰30kg進(jìn)行篩分、在180℃下烘干20分鐘，得到28kg粒徑為600目、水含量為0.9重量％的預(yù)處理后的粉煤灰。
(3)將步驟(1)中得到的第一風(fēng)積沙和第二風(fēng)積沙與步驟(2)中得到的預(yù)處理后的粉煤灰放入高混機(jī)，在110℃下進(jìn)行混合處理10分鐘，得到包覆粉煤灰的風(fēng)積沙顆粒。
(4)將0.3kg交聯(lián)改性劑硅烷偶聯(lián)劑、0.4kg內(nèi)外潤(rùn)滑劑液體石蠟、0.3kg內(nèi)外潤(rùn)滑劑硬脂酸鈣投入高混機(jī)使其與步驟(3)得到的包覆粉煤灰的風(fēng)積沙顆粒進(jìn)行充分混合包覆改性，在120℃下處理8分鐘，得到改性的風(fēng)積沙顆粒。
(5)將10kg聚乙烯樹脂和20kg聚丙烯樹脂放入高混機(jī)使其與步驟(4)得到的改性的風(fēng)積沙顆粒進(jìn)行充分混合，在120℃下處理8分鐘，得到混合后的物料。
(6)最后步驟(5)得到的混合后的物料卸出后輸送到擠壓成型設(shè)備進(jìn)行塑化擠出成型，擠出成型的條件為：溫度為180℃，壓力為8mpa，時(shí)間為10分鐘，得到本實(shí)施例制備的生態(tài)砂塑復(fù)合材料。成型材料經(jīng)冷卻切割，包裝入庫(kù)。
實(shí)施例3
(1)取風(fēng)積沙230kg，在連續(xù)擦洗脫泥機(jī)內(nèi)加入90kg水進(jìn)行擦洗，擦洗時(shí)間40分鐘，然后將擦洗后的風(fēng)積沙在190℃下烘干20分鐘，烘干后的風(fēng)積沙的水含量為0.5重量％，再經(jīng)過篩分得到50kg粒徑為20-40目的第一風(fēng)積沙和150kg粒徑為100-200目的第二風(fēng)積沙。
(2)取粉煤灰90kg進(jìn)行篩分、在200℃下烘干20分鐘，得到80kg粒徑為600目、水含量為0.5重量％的預(yù)處理后的粉煤灰。
(3)將步驟(1)中得到的第一風(fēng)積沙和第二風(fēng)積沙與步驟(2)中得到的預(yù)處理后的粉煤灰放入高混機(jī)，在100℃下進(jìn)行混合處理10分鐘，得到包覆粉煤灰的風(fēng)積沙顆粒。
(4)將0.6kg交聯(lián)改性劑硅烷偶聯(lián)劑、0.5kg內(nèi)外潤(rùn)滑劑聚乙烯蠟、0.4kg內(nèi)外潤(rùn)滑劑硬脂酸鋅投入高混機(jī)使其與步驟(3)得到的包覆粉煤灰的風(fēng)積沙顆粒進(jìn)行充分混合包覆改性，在120℃下處理8分鐘，得到改性的風(fēng)積沙顆粒。
(5)將60kg聚乙烯樹脂和30kg聚丙烯樹脂放入高混機(jī)使其與步驟(4)得到的改性的風(fēng)積沙顆粒進(jìn)行充分混合，在120℃下處理8分鐘，得到混合后的物料。
(6)最后步驟(5)得到的混合后的物料卸出后輸送到擠壓成型設(shè)備進(jìn)行塑化擠出成型，擠出成型的條件為：溫度為160℃，壓力為15mpa，時(shí)間為8分鐘，得到本實(shí)施例制備的生態(tài)砂塑復(fù)合材料。成型材料經(jīng)冷卻切割，包裝入庫(kù)。
實(shí)施例4
采用實(shí)施例1的方法制備生態(tài)砂塑復(fù)合材料，不同的是，步驟(1)為：取風(fēng)積沙60kg，在連續(xù)擦洗脫泥機(jī)內(nèi)加入40kg水進(jìn)行擦洗，擦洗時(shí)間20分鐘，然后將擦洗后的風(fēng)積沙在100～200℃下烘干20分鐘，烘干后的風(fēng)積沙的水含量為0.5重量％，再經(jīng)過篩分得到54kg粒徑為20-40目的風(fēng)積沙。
實(shí)施例5
采用實(shí)施例1的方法制備生態(tài)砂塑復(fù)合材料，不同的是，步驟(1)為：取風(fēng)積沙60kg，在連續(xù)擦洗脫泥機(jī)內(nèi)加入40kg水進(jìn)行擦洗，擦洗時(shí)間20分鐘，然后將擦洗后的風(fēng)積沙在100～200℃下烘干20分鐘，烘干后的風(fēng)積沙的水含量為0.5重量％，再經(jīng)過篩分得到54kg粒徑為100-200目的風(fēng)積沙。
實(shí)施例6
采用實(shí)施例1的方法制備生態(tài)砂塑復(fù)合材料，不同的是，步驟(2)為：取粉煤灰25kg進(jìn)行篩分、在100～200℃下烘干20分鐘，得到20kg粒徑為800目、水含量為0.6重量％的預(yù)處理后的粉煤灰。
實(shí)施例7
采用實(shí)施例1的方法制備生態(tài)砂塑復(fù)合材料，不同的是，本實(shí)施例不進(jìn)行步驟(4)的操作。
實(shí)施例8
采用實(shí)施例1的方法制備生態(tài)砂塑復(fù)合材料，不同的是，步驟(4)為：將0.5kg交聯(lián)改性劑鋁酸酯偶聯(lián)劑、0.5kg交聯(lián)改性劑硅烷偶聯(lián)劑、0.5kg內(nèi)外潤(rùn)滑劑聚乙烯蠟、0.5kg內(nèi)外潤(rùn)滑劑硬脂酸鋅、0.1kg苯二甲酸酯類增塑劑、0.1kg多元醇酯類增塑劑、1kg填充劑輕質(zhì)碳酸鈣、0.1kg抗氧劑1010和0.1kg阻燃劑氫氧化鋁投入高混機(jī)使其與步驟(3)得到的包覆粉煤灰的風(fēng)積沙顆粒進(jìn)行充分混合包覆改性，在120℃下處理8分鐘，得到改性的風(fēng)積沙顆粒。
實(shí)施例9
采用實(shí)施例1的方法制備生態(tài)砂塑復(fù)合材料，不同的是，步驟(5)為：將20kg聚乙烯樹脂放入高混機(jī)使其與步驟(4)得到的改性的風(fēng)積沙顆粒進(jìn)行充分混合，在120℃下處理8分鐘，得到混合后的物料。
實(shí)施例10
采用實(shí)施例1的方法制備生態(tài)砂塑復(fù)合材料，不同的是，步驟(5)為：將20kg聚丙烯樹脂放入高混機(jī)使其與步驟(4)得到的改性的風(fēng)積沙顆粒進(jìn)行充分混合，在120℃下處理8分鐘，得到混合后的物料。
實(shí)施例11
采用實(shí)施例1的方法制備生態(tài)砂塑復(fù)合材料，不同的是，步驟(5)為：將10kg聚乙烯樹脂和10kg聚氯乙烯樹脂放入高混機(jī)使其與步驟(4)得到的改性的風(fēng)積沙顆粒進(jìn)行充分混合，在120℃下處理8分鐘，得到混合后的物料。
實(shí)施例12
采用實(shí)施例1的方法制備生態(tài)砂塑復(fù)合材料，不同的是，步驟(5)為：將10kg聚苯乙烯樹脂和10kg聚乳酸樹脂放入高混機(jī)使其與步驟(4)得到的改性的風(fēng)積沙顆粒進(jìn)行充分混合，在120℃下處理8分鐘，得到混合后的物料。
實(shí)施例13
(1)取風(fēng)積沙110kg，在連續(xù)擦洗脫泥機(jī)內(nèi)加入60kg水進(jìn)行擦洗，擦洗時(shí)間30分鐘，然后將擦洗后的風(fēng)積沙在150～180℃下烘干20分鐘，烘干后的風(fēng)積沙的水含量為0.6重量％，再經(jīng)過篩分得到30kg粒徑為20-40目的第一風(fēng)積沙和70kg粒徑為100-200目的第二風(fēng)積沙。
(2)取粉煤灰15kg進(jìn)行篩分、在180℃下烘干20分鐘，得到12kg粒徑為600目、水含量為0.9重量％的預(yù)處理后的粉煤灰。
(3)將步驟(1)中得到的第一風(fēng)積沙和第二風(fēng)積沙與步驟(2)中得到的預(yù)處理后的粉煤灰放入高混機(jī)，在110℃下進(jìn)行混合處理10分鐘，得到包覆粉煤灰的風(fēng)積沙顆粒。
(4)將0.3kg交聯(lián)改性劑硅烷偶聯(lián)劑、0.2kg內(nèi)外潤(rùn)滑劑液體石蠟、0.1kg內(nèi)外潤(rùn)滑劑硬脂酸鈣投入高混機(jī)使其與步驟(3)得到的包覆粉煤灰的風(fēng)積沙顆粒進(jìn)行充分混合包覆改性，在120℃下處理8分鐘，得到改性的風(fēng)積沙顆粒。
(5)將8kg聚乙烯樹脂和8kg聚丙烯樹脂放入高混機(jī)使其與步驟(4)得到的改性的風(fēng)積沙顆粒進(jìn)行充分混合，在120℃下處理8分鐘，得到混合后的物料。
(6)最后步驟(5)得到的混合后的物料卸出后輸送到擠壓成型設(shè)備進(jìn)行塑化擠出成型，擠出成型的條件為：溫度為180℃，壓力為8mpa，時(shí)間為10分鐘，得到本實(shí)施例制備的生態(tài)砂塑復(fù)合材料。成型材料經(jīng)冷卻切割，包裝入庫(kù)。
實(shí)施例14
(1)取風(fēng)積沙110kg，在連續(xù)擦洗脫泥機(jī)內(nèi)加入60kg水進(jìn)行擦洗，擦洗時(shí)間30分鐘，然后將擦洗后的風(fēng)積沙在150～180℃下烘干20分鐘，烘干后的風(fēng)積沙的水含量為0.6重量％，再經(jīng)過篩分得到5kg粒徑為20-40目的第一風(fēng)積沙和100kg粒徑為100-200目的第二風(fēng)積沙。
(2)取粉煤灰85kg進(jìn)行篩分、在180℃下烘干20分鐘，得到80kg粒徑為600目、水含量為0.9重量％的預(yù)處理后的粉煤灰。
(3)將步驟(1)中得到的第一風(fēng)積沙和第二風(fēng)積沙與步驟(2)中得到的預(yù)處理后的粉煤灰放入高混機(jī)，在110℃下進(jìn)行混合處理10分鐘，得到包覆粉煤灰的風(fēng)積沙顆粒。
(4)將2kg交聯(lián)改性劑硅烷偶聯(lián)劑、1kg內(nèi)外潤(rùn)滑劑液體石蠟、1kg內(nèi)外潤(rùn)滑劑硬脂酸鈣投入高混機(jī)使其與步驟(3)得到的包覆粉煤灰的風(fēng)積沙顆粒進(jìn)行充分混合包覆改性，在120℃下處理8分鐘，得到改性的風(fēng)積沙顆粒。
(5)將40kg聚乙烯樹脂和40kg聚丙烯樹脂放入高混機(jī)使其與步驟(4)得到的改性的風(fēng)積沙顆粒進(jìn)行充分混合，在120℃下處理8分鐘，得到混合后的物料。
(6)最后步驟(5)得到的混合后的物料卸出后輸送到擠壓成型設(shè)備進(jìn)行塑化擠出成型，擠出成型的條件為：溫度為180℃，壓力為8mpa，時(shí)間為10分鐘，得到本實(shí)施例制備的生態(tài)砂塑復(fù)合材料。成型材料經(jīng)冷卻切割，包裝入庫(kù)。
對(duì)比例1
與實(shí)施例1的區(qū)別在于，本對(duì)比例不進(jìn)行步驟(2)和步驟(3)的操作，而是直接將步驟(1)中得到的風(fēng)積沙與助劑混合然后進(jìn)行后續(xù)的操作。
對(duì)比例2
與實(shí)施例1的區(qū)別在于，本對(duì)比例不進(jìn)行步驟(1)和步驟(3)的操作，而是直接將步驟(2)中得到的預(yù)處理后的粉煤灰與助劑混合然后進(jìn)行后續(xù)的操作。
測(cè)試實(shí)施例
對(duì)實(shí)施例1-13及對(duì)比例1-2所制得的生態(tài)砂塑復(fù)合材料進(jìn)行強(qiáng)度性能、耐磨性能和硬度的測(cè)試。按照gb/t9341-2008《塑料彎曲性能的測(cè)定》進(jìn)行彎曲強(qiáng)度和彎曲彈性模量的檢測(cè)。按照gb/t24508-2009《木塑地板》進(jìn)行磨耗值的檢測(cè)。按照gb/t3398.2-2008《塑料硬度測(cè)定第2部分：洛氏硬度》進(jìn)行硬度的檢測(cè)。測(cè)試結(jié)果見表1。
表1
由表1可見，采用本公開的方法制備的生態(tài)砂塑復(fù)合材料具有較好的強(qiáng)度性能和耐磨性能，硬度較高。尤其在以100重量份的所述風(fēng)積沙為基準(zhǔn)，粉煤灰的含量為25-50重量份，樹脂的含量為25-50重量份，或者在風(fēng)積沙為粒徑為20-40目的第一風(fēng)積沙和粒徑為100-200目的第二風(fēng)積沙的組合，或者在樹脂為聚丙烯樹脂和聚乙烯樹脂的組合，或者在添加的助劑為內(nèi)外潤(rùn)滑劑和交聯(lián)改性劑時(shí)，更有利于提高材料的強(qiáng)度性能、耐磨性能和硬度。
以上詳細(xì)描述了本公開的優(yōu)選實(shí)施方式，但是，本公開并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本公開的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對(duì)本公開的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡(jiǎn)單變型，這些簡(jiǎn)單變型均屬于本公開的保護(hù)范圍。
另外需要說明的是，在上述具體實(shí)施方式中所描述的各個(gè)具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進(jìn)行組合，為了避免不必要的重復(fù)，本公開對(duì)各種可能的組合方式不再另行說明。
此外，本公開的各種不同的實(shí)施方式之間也可以進(jìn)行任意組合，只要其不違背本公開的思想，其同樣應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明所公開的內(nèi)容。