一种造纸白泥基人造石的制备方法 |
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| 申请号 | CN201710190830.9 | 申请日 | 2017-03-28 | 公开(公告)号 | CN106966652A | 公开(公告)日 | 2017-07-21 |
| 申请人 | 常州大学; | 发明人 | 陈兴权; 宋昊; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及一种造纸白泥基人造石的制备方法，属于废弃物再利用技术领域。本发明利用造纸白泥作为基料，通过与白 云 石粉及饭麦石进行碾磨混合，增加活性，再使用 柠檬酸 对其 碱 性调节，同时进行 酸化 ，增加微孔的形成，辅以添加 钛 酸四丁酯及 硅 烷 偶联剂 对其进行改性，增加与低 密度 聚乙烯的相容性，随后通过与低密度聚乙烯混炼，使低密度聚乙烯填充于微孔之间，增加了强度及抗 水 性，最后与 水泥 、竹 纤维 等混合，混炼物发挥微晶核作用，填充于空间网状结构，使固体凝胶及纤维结晶长大，增加基体密实，最后通过振动、干燥、脱模及养护，从而制备得人造石，本发明充分利用了造纸白泥，实现了废弃物的资源化利用，且本发明制备的人造石制作简单，成本低。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种造纸白泥基人造石的制备方法，其特征在于具体制备步骤为： |
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| 说明书全文 | 一种造纸白泥基人造石的制备方法技术领域[0001] 本发明涉及一种造纸白泥基人造石的制备方法，属于废弃物再利用技术领域。 背景技术[0002] 造纸白泥来源于造纸工艺中碱回收车间白泥回收阶段；在造纸生产过程中，制浆黑液经提取、蒸发浓缩，在碱回收炉焙烧得到熔融物，溶于水呈绿液，然后将石灰加入绿液中进行苛化反应，得到白色沉淀物，即为白泥。按现有工艺，每生产1t纸浆大约产生1t白泥，且随着我国制浆造纸企业新建的碱回收系统数量增多、规模扩大，产生的白泥将会成比例大幅度增加并积累。 [0003] 目前，大多数企业采用填埋或堆放的方式处理造纸白泥，填埋处理虽然简便易行、投资少，但需占用大量的土地资源，而且在污泥的填埋过程中由于压实、降雨和微生物分解的原因，会产生高浓度渗滤液和残留碱的溶解，造成地下水污染，同时，大型白泥堆场在恶劣天气等条件下还存在溃塌风险，成为社会危害的隐患。因此，这种粗放型白泥处理方式不仅带来了环境污染、资源浪费以及社会危害的隐患，随着土地和管理维护成本的上升以及不断严苛的环保要求，已经成为制约企业可持续发展的重要因素之一，寻求白泥的资源化回收利用途径必将是造纸企业和全社会的必然选择。 [0004] 人造石是一种由填充料、高性能树脂和颜料、功能助剂经过真空浇铸成型的复合材料，其无放射性、无毒、无污染、可塑性强，广泛应用于公共建筑和家庭装修等。按照人造石的用途、性能、档次的不同，填充料分为氢氧化铝、碳酸钙粉、石英等，其中应用氢氧化铝生产的人造石具有板材开裂率低、吸水性低、渗透性能好等特性，但生产程序复杂，制作成本高。 发明内容[0005] 本发明所要解决的技术问题：针对目前造纸白泥的处理方式多为填埋或堆放，易造成环境污染、资源浪费以及社会危害，同时现在人造石生产程序复杂，制作成本高的问题，本发明利用造纸白泥作为基料，通过与白云石粉及饭麦石进行碾磨混合，增加活性，再使用柠檬酸对其碱性调节，同时进行酸化，增加微孔的形成，辅以添加钛酸四丁酯及硅烷偶联剂对其进行改性，增加与低密度聚乙烯的相容性，随后通过与低密度聚乙烯混炼，使低密度聚乙烯填充于微孔之间，增加了强度及抗水性，最后与水泥、竹纤维等混合，混炼物发挥微晶核作用，填充于空间网状结构，使固体凝胶及纤维结晶长大，增加基体密实，最后通过振动、干燥、脱模及养护，从而制备得人造石，本发明充分利用了造纸白泥，实现了废弃物的资源化利用，且本发明制备的人造石制作简单，成本低。 [0006] 为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是： [0007] (1)按质量比7:2:3，取造纸白泥、白云石粉及麦饭石粉放入雷蒙磨粉机中以120r/min磨粉30～40min，收集雷蒙磨粉机中的磨粉物，将磨粉物与磨粉物质量1～2倍的1.3mol/L柠檬酸溶液放入反应釜中，设定温度为60～70℃，以200r/min搅拌20～25min，再分别加入造纸白泥质量1～2％的钛酸四丁酯及造纸白泥质量1～2％三乙氧基硅烷，升温至160～190℃，搅拌7～9h； [0008] (2)在上述搅拌结束后，自然冷却至室温，进行出料，收集出料物，对出料物进行喷雾干燥，设定出口温度为170℃，收集干燥物，按质量比7:4～9:4，将干燥物与低密度聚乙烯放入混炼机中，设定前辊温度为175～180℃，后辊温度为169～173℃，混炼20～25min，收集混炼物； [0009] (3)按重量份数计，取30～35份硅酸盐水泥、28～32份水、15～18份上述混炼物、8～11份桉树油、6～9份竹纤维、3～5份硅酸钠、1～3份木质素磺酸钠及2～4份硬脂酸钙，放入搅拌机中，以400r/min搅拌30～40min，收集搅拌混合物，得混合料； [0010] (4)将上述混合料放入模具中，并将模具置于振动机中，以1100rpm振动10～15min，再将模具置于真空干燥箱中，设定温度为90～95℃，真空度为360～420Pa，干燥10～ 15h，将模具取出脱模，收集脱模物，随后把脱模物置于40～45℃，空气湿度为80～85％的环境中养护2～4天，收集养护后的脱模物，即可得造纸白泥基人造石。 [0011] 经检测本发明制备的造纸白泥基人造石得：抗压强度为78.3～79.3MPa，抗折强度为25.9～26.8MPa，软化系数为0.88～0.93，弯曲强度为43～46MPa，吸水率为0.11～0.14％，巴氏硬度为64～69HBa。 [0012] 本发明与其他方法相比，有益技术效果是： [0013] (1)本发明充分利用了造纸白泥，实现了废弃物的资源化利用，且本发明制备的人造石制作简单，成本低； [0014] (2)本发明制备的造纸白泥基人造石质地坚硬，耐水性能好，耐老化等优点，可广泛应用于公共建筑和家庭装修等领域。 具体实施方式[0015] 按质量比7:2:3，取造纸白泥、白云石粉及麦饭石粉放入雷蒙磨粉机中以120r/min磨粉30～40min，收集雷蒙磨粉机中的磨粉物，将磨粉物与磨粉物质量1～2倍的1.3mol/L柠檬酸溶液放入反应釜中，设定温度为60～70℃，以200r/min搅拌20～25min，再分别加入造纸白泥质量1～2％的钛酸四丁酯及造纸白泥质量1～2％三乙氧基硅烷，升温至160～190℃，搅拌7～9h；在上述搅拌结束后，自然冷却至室温，进行出料，收集出料物，对出料物进行喷雾干燥，设定出口温度为170℃，收集干燥物，按质量比7:4～9:4，将干燥物与低密度聚乙烯放入混炼机中，设定前辊温度为175～180℃，后辊温度为169～173℃，混炼20～25min，收集混炼物；按重量份数计，取30～35份硅酸盐水泥、28～32份水、15～18份上述混炼物、8～11份桉树油、6～9份竹纤维、3～5份硅酸钠、1～3份木质素磺酸钠及2～4份硬脂酸钙，放入搅拌机中，以400r/min搅拌30～40min，收集搅拌混合物，得混合料；将上述混合料放入模具中，并将模具置于振动机中，以1100rpm振动10～15min，再将模具置于真空干燥箱中，设定温度为90～95℃，真空度为360～420Pa，干燥10～15h，将模具取出脱模，收集脱模物，随后把脱模物置于40～45℃，空气湿度为80～85％的环境中养护2～4天，收集养护后的脱模物，即可得造纸白泥基人造石。 [0016] 实例1 [0017] 按质量比7:2:3，取造纸白泥、白云石粉及麦饭石粉放入雷蒙磨粉机中以120r/min磨粉30min，收集雷蒙磨粉机中的磨粉物，将磨粉物与磨粉物质量1倍的1.3mol/L柠檬酸溶液放入反应釜中，设定温度为60℃，以200r/min搅拌20min，再分别加入造纸白泥质量1％的钛酸四丁酯及造纸白泥质量1％三乙氧基硅烷，升温至160℃，搅拌7h；在上述搅拌结束后，自然冷却至室温，进行出料，收集出料物，对出料物进行喷雾干燥，设定出口温度为170℃，收集干燥物，按质量比7:4，将干燥物与低密度聚乙烯放入混炼机中，设定前辊温度为175℃，后辊温度为169℃，混炼20min，收集混炼物；按重量份数计，取30份硅酸盐水泥、28份水、15份上述混炼物、8份桉树油、6份竹纤维、3份硅酸钠、1份木质素磺酸钠及2份硬脂酸钙，放入搅拌机中，以400r/min搅拌30min，收集搅拌混合物，得混合料；将上述混合料放入模具中，并将模具置于振动机中，以1100rpm振动10min，再将模具置于真空干燥箱中，设定温度为90℃，真空度为360Pa，干燥10h，将模具取出脱模，收集脱模物，随后把脱模物置于40℃，空气湿度为80％的环境中养护2天，收集养护后的脱模物，即可得造纸白泥基人造石。 [0018] 经检测本发明制备的造纸白泥基人造石得：抗压强度为78.3MPa，抗折强度为25.9MPa，软化系数为0.88，弯曲强度为43MPa，吸水率为0.11％，巴氏硬度为64HBa。 [0019] 实例2 [0020] 按质量比7:2:3，取造纸白泥、白云石粉及麦饭石粉放入雷蒙磨粉机中以120r/min磨粉40min，收集雷蒙磨粉机中的磨粉物，将磨粉物与磨粉物质量2倍的1.3mol/L柠檬酸溶液放入反应釜中，设定温度为70℃，以200r/min搅拌25min，再分别加入造纸白泥质量2％的钛酸四丁酯及造纸白泥质量2％三乙氧基硅烷，升温至190℃，搅拌9h；在上述搅拌结束后，自然冷却至室温，进行出料，收集出料物，对出料物进行喷雾干燥，设定出口温度为170℃，收集干燥物，按质量比9:4，将干燥物与低密度聚乙烯放入混炼机中，设定前辊温度为180℃，后辊温度为173℃，混炼25min，收集混炼物；按重量份数计，取35份硅酸盐水泥、32份水、18份上述混炼物、11份桉树油、9份竹纤维、5份硅酸钠、3份木质素磺酸钠及4份硬脂酸钙，放入搅拌机中，以400r/min搅拌40min，收集搅拌混合物，得混合料；将上述混合料放入模具中，并将模具置于振动机中，以1100rpm振动15min，再将模具置于真空干燥箱中，设定温度为95℃，真空度为420Pa，干燥15h，将模具取出脱模，收集脱模物，随后把脱模物置于45℃，空气湿度为85％的环境中养护4天，收集养护后的脱模物，即可得造纸白泥基人造石。 [0021] 经检测本发明制备的造纸白泥基人造石得：抗压强度为79.3MPa，抗折强度为26.8MPa，软化系数为0.93，弯曲强度为46MPa，吸水率为0.14％，巴氏硬度为69HBa。 [0022] 实例3 [0023] 按质量比7:2:3，取造纸白泥、白云石粉及麦饭石粉放入雷蒙磨粉机中以120r/min磨粉35min，收集雷蒙磨粉机中的磨粉物，将磨粉物与磨粉物质量2倍的1.3mol/L柠檬酸溶液放入反应釜中，设定温度为65℃，以200r/min搅拌23min，再分别加入造纸白泥质量1.5％的钛酸四丁酯及造纸白泥质量1.5％三乙氧基硅烷，升温至170℃，搅拌8h；在上述搅拌结束后，自然冷却至室温，进行出料，收集出料物，对出料物进行喷雾干燥，设定出口温度为170℃，收集干燥物，按质量比8:4，将干燥物与低密度聚乙烯放入混炼机中，设定前辊温度为178℃，后辊温度为171℃，混炼23min，收集混炼物；按重量份数计，取33份硅酸盐水泥、30份水、16份上述混炼物、10份桉树油、7份竹纤维、4份硅酸钠、2份木质素磺酸钠及3份硬脂酸钙，放入搅拌机中，以400r/min搅拌35min，收集搅拌混合物，得混合料；将上述混合料放入模具中，并将模具置于振动机中，以1100rpm振动13min，再将模具置于真空干燥箱中，设定温度为93℃，真空度为380Pa，干燥13h，将模具取出脱模，收集脱模物，随后把脱模物置于43℃，空气湿度为83％的环境中养护3天，收集养护后的脱模物，即可得造纸白泥基人造石。 [0024] 经检测本发明制备的造纸白泥基人造石得：抗压强度为78.8MPa，抗折强度为26.3MPa，软化系数为0.91，弯曲强度为45MPa，吸水率为0.13％，巴氏硬度为64HBa。 |
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