一种低温陶瓷石材的生产方法技术

本发明专利技术涉及一种用废渣制成的低温陶瓷石材生产方法，属建筑材料技术领域。低温陶瓷石材的组分为处理废渣、原状废渣、改性剂、促进剂、表面活性剂；各组分按重量比配合，其比例为处理废渣∶原状废渣∶改性剂∶促进剂∶表面活性剂＝１００∶３０－６０∶１０－５０∶０．５－７∶０．０３－２．０。上述原料经原料处理、混合料制备、成型、养护、干燥、装饰工序制成以硅铝矿物为基体相的低温陶瓷石材。本发明专利技术不用水泥、石膏或塑料粘结剂，没有高温高压和有毒物质存在与释放。具有成本低廉、废物利用率高、环境友好、节约天然资源等优点。

Method for producing low temperature ceramic stone

The invention relates to a method for producing low temperature ceramic stone made of waste residue, belonging to the technical field of building materials. Low temperature ceramic stone components for processing waste, waste residue, original modifier, promoter, surfactant; components according to weight ratio, the proportion of processing waste, waste residue, undisturbed modifier: accelerator: surfactant = 100: 30: 60: 10: 50: 0.5: 7: 0.032.0. The said raw material is made of low temperature ceramic stone with silicon aluminum mineral as matrix phase through raw material treatment, mixture preparation, molding, curing, drying and decoration process. The present invention does not use cement, gypsum or plastic binders, and has no high temperature, high pressure, and toxic substances present and released. The utility model has the advantages of low cost, high utilization rate of waste, friendly environment, saving natural resources, etc..

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用废渣制成的低温陶瓷石材生产方法，属建 筑材料
二
技术介绍
我国的废渣诸如粉煤灰、煤矸石、冶炼渣、磷渣等大宗固体废弃 物的年产量已达9亿吨，历年累计堆存近70亿吨，利用率不足50%，大宗利用主要在硅酸盐水泥、混凝土、墙体砖、筑路、回填方面。植物剩余物诸如秸杆、蔗渣、烟杆、果壳、树皮、枝丫、杂草以及经济植物加工提 取有效成分后的剩余残渣是自然界中最为丰富而且可以再生的生物质资源，我国仅秸杆的年产量就达到7亿多吨，大部分被付之一炬，既污染空气，又浪费资源。公知的植物 剩余物资源化方案中，比较有代表性的技术有如下几种秸杆还田、氨化饲料、腐植肥 料、燃料、人造板(纤维板、刨花板、层板)、活性碳、造纸等，其中木材利用是植物 废弃物的主要途径，目前国内生产的各种人造木材主要有三种类型 一是以热固性聚合 物如脲醛树脂、酚醛树脂为粘结剂的人造板材；二是以水泥、石膏、菱镁土为粘结剂的 刨花板；三是以热塑性聚合物如聚乙烯、聚氯乙烯为代表的木塑材料。开发成本低、性 能好、无毒、环保的新品种人造木材依然是今后植物废弃物资源化的发展方向。基于天然及人造木材存在的诸如湿胀干缩、力学性能差、不耐水、不阻燃、怕虫蛀、 易腐烂变质等问题，国内外学者主要从木材改性方面进行研究，并在具有特殊性能的木 材陶瓷、陶瓷木材、金属化木材、硅酸钙系木材、聚合物木材方面取得了进展。木材陶瓷化是木材改性的重要途径，但以往主要是用硅酸乙脂以及可溶性金属盐对 基材进行渗透处理，这些方法不可能形成连续的陶瓷体结构，而要得到陶瓷体结构就必 须经过高温煅烧，但最终得到的却是完全没有木材特征的木材陶瓷。也就是说，公知技 术还没有真正实现木材的陶瓷化改性。废渣的主要成分一般由二氧化硅、氧化铝、氧化钙、氧化铁、氧化镁、氧化钠组成， 通过适当的方法进行处理，其原来的硅酸盐结构能解聚，并能在以水为介质条件下再度 聚合形成新的硅酸盐网络，具有陶瓷材料的性能，但由于陶瓷体形成的过程没有传统陶 瓷的高温烧结，因此称为低温陶瓷。因其结构的形成是在接近常温条件下完成的，可采 用多种方法进行改性，避免了高温可能对添加物构成的热失配和化学不相容；用工业废 渣制成的低温陶瓷胶凝材料与植物废弃物进行复合制成的低温陶瓷木材，兼具陶瓷的无 毒、阻燃、稳定、耐久、耐水、耐腐蚀、耐磨、耐虫蛀和木材的轻质、柔韧、透气、可 加工和可装饰性能，可望以其优势性能在建筑装饰、建筑墙体、建筑保温隔热、建筑结 构等方面获得广泛应用。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用废渣和植物废弃物制低温陶瓷木材的方法，利用工业废 渣的物理化学特征，首先制备成能水化凝固的低温陶瓷胶凝材料；用该胶凝材料与植物废弃物进行复合制备成具有优良物理力学性能的低温陶瓷木材，以替代日渐稀缺的天然 木材和有毒的人造木材使用，从而为我国生态环境良性循环和资源利用永续不衰战略目 标的实现作出贡献。 本专利技术的
技术实现思路
1、 原料和配方1) 主原料第一类主原料是废渣包括废玻璃、玻璃纤维废渣、粉煤灰、磷渣、冶炼渣、 城市垃圾焚化渣，它们在产生过程中已经过了高温煅烧或熔融，这些工业废渣可单独或两种以上任意比例搭配使用；第二类主原料是植物废弃物，包括稻草、麦草、玉米杆、蔗渣、烟杆、果壳、 锯末、树皮、树枝、杂草，它们既可单独使用，也可两种或两种以上混合搭配使用。2) 添加剂包括改性剂、促进剂、表面活性剂三类。改性剂为水玻璃的水溶液，密度为1. 30—1. 52g/ml,模数为3. 7—2. 0;促进剂为氟硅酸钙、氟硅酸钠、氟硅酸钾、烧碱中的一种或任意两种或两 种以上按任意比例搭配使用；表面活性剂为三乙醇胺、木质素磺酸钙、木质素磺酸钠、磺化三聚氰胺甲醛 树脂、萘磺酸盐中的一种或任意两种或两种以上按任意比例搭配使用；3) 配方(按重量比计)废渣植物废弃物改性剂促进剂表面活性剂=100: 30-600: 10-50: 0.5—7: 0.03—2.0;4) 配方的适用范围(1) 废渣、植物废弃物和改性剂质量均包含自然或处理过程带入的水份；(2) 把配方中的的植物废弃物替换成废渣(废玻璃、玻璃纤维废渣、粉煤灰、磷渣、冶炼渣、城市垃圾焚化渣)，制备出的是低温陶瓷复合材料，不具有 木材但具有石材特征。2、 本专利技术按以下生产步骤完成1)原料处理废渣包括废玻璃、玻璃纤维废渣、粉煤灰、磷渣、冶炼渣、城市垃圾焚化渣中若含水率大于5%，需要加入废渣含水的30—50重量％生石灰， 并混合陈化1一12小时；若含水率小于或等于5重量％可直接使用；废渣与促进剂、 表面活性剂混合粉磨，制成粒度小于0. 08隱占85%—100%混合粉体；植物废弃物需要破碎加工成长度0. 5—150mm、宽度0. 5—10mm、厚度0, 1 一5mm形状，既可直接使用，也可用处理剂进行浸泡或浸煮处理，处理剂为石 灰、硅酸钠、碳酸钠、硼砂、磷酸钠、硫酸铝、硫酸铝钾中的一种或几种的 水溶液，处理剂的用量为植物废弃物的0.5—15重量％，处理剂水溶液浓度为 0.01—5.0重量％，自然浸泡时间为1 —15天，浸煮时间为2—6小时，浸煮温 度为60—95°C;2) 混合料制备混合粉体与改性剂、处理过的植物废弃物混合均匀成混合料；3) 成型当混合料中水分含量小于20重量％时，压制成型，成型压力O. 1 一3. OMPa，热压温度为60—198。C，保压时间为5—55分钟；当混合料中水分含 量大于或等于20重量％时，用振捣、挤出和浇注成型。4) 养护成型制品自然放置12—36小时后再在温度为65—175。C的湿热 蒸汽环境中养护6—36小时；5) 干燥制品养护完成后，采用风干、太阳晒或烘炉进行干燥脱水，当 质量含水率小于5重量％时成为半成品。6) 装饰处理半成品经过干燥后，需要打磨平整，用油漆、涂料、木纹纸之一粘贴装饰或用由不饱和聚脂树脂、无机填料、固化剂、促凝剂一种或 几种混合装饰层进行涂覆处理，待表面凝固后，进行抛光，成为产品。本技术与现有技术相比所具有如下优点1、 与公知的人造木材相比，本专利技术不用热塑性塑料、热固性树脂粘结剂，完全避 免了高分子聚合物降解、添加剂释放、残留物挥发(如甲醛)造成的有毒物污染问题； 同时从根本上解决了木材的防火、防水、阻燃、消烟问题。2、 与传统的刨花板相比，本专利技术采用废渣为胶凝材料，最终形成的是具有陶瓷性 能的坚强结构，避免了水泥、石膏作为刨花板胶凝材料无法解决的湿胀干縮、强度低、 寿命短的问题。3、 本专利技术的主要原料是废渣和植物废弃物，原料丰富，成本低廉；制品具有陶瓷的稳定性、阻燃、无毒、硬度高、耐磨性好的特征，同时具有木材的轻质、保温、 耐冲击和可加工的性能。四附图说明图l是本专利技术的工艺流程。五具体实施例方式实施例1:取质量含水率为1.2%的磷渣100份、0.8份木质磺酸钙、0.03份三乙醇胺、 2份氟硅酸钠共混粉磨成粒度小于0.08mm占95%的粉体；按锯末/稻草/杂草 =1/1.25/0. 5比例配合的植物废弃物550份先破碎成长度为100-150mm，然后与 处理剂水溶液混合浸煮，处理剂为为硅酸钠、石灰、碳酸钠的混合水溶液，三种的 质量比为1/2/1.5,处理剂的用量为植物废弃物的10重量％，浓度为4. 5重量％， 浸煮4小时，浸煮温度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低温陶瓷石材的生产方法，其特征在于：该材料的组分为废渣、改性剂、促进剂、表面活性剂，其配方为处理废渣∶原状废渣∶改性剂∶促进剂∶表面活性剂＝１００∶３０－６００∶１０－５０∶０．５－７∶０．０３－２．０，１）、处理废渣或原状废渣为废玻璃、玻璃纤维废渣、粉煤灰、磷渣、冶炼渣、城市垃圾焚化渣中的一种或几种，２）、改性剂为水玻璃的水溶液，密度为１．３０－１．５２ｇ／ｍｌ，模数为３．７－２．０，３）、促进剂为氟硅酸钙、氟硅酸钠、氟硅酸钾、烧碱中的一种或几种，４）、表面活性剂为三乙醇胺、木质素磺酸钙、木质素磺酸钠、磺化三聚氰胺甲醛树脂、萘磺酸盐中的一种或几种，配好方的上述材料按以下生产步骤完成：１）、废渣处理：所用废渣的折合含水率若大于５％，需加入废渣含水质量３０－５０％的生石灰，并混合陈化１－１２小时；若折合含水率小于或等于５重量％，就直接使用，经过陈化处理后的处理废渣经粉磨为粒度小于０．０８ｍｍ占８５％－１００％的粉体，粉磨时与计量过的表面活性剂、促进剂混磨成混合粉体，２）、混合料制备：混合粉体加入原状废渣与改性剂混合均匀成混合料，３）、成型：当混合料中水分含量小于２０重量％时，压制成型，成型压力０．１－３．０ＭＰａ，热压温度为６０－１９８℃，保压时间为５－５５分钟，当混合料中水分含量大于等于２０重量％时，用振捣、挤出或浇注成型，４）、养护：成型制品自然放置１２－３６小时后再在温度为６５－１７５℃的湿热蒸汽环境中养护６－３６小时，５）、干燥：制品养护完成后，采用风干、太阳晒或烘炉进行干燥脱水，当含水率小于５重量％时成为半成品，６）、半成品经过干燥后打磨平整，用不饱和聚脂树脂、无机填料、固化剂和促凝剂组成的混合物装饰层进行涂覆处理，待表面凝固后，进行抛光，成为产品。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张召述，夏举佩，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：53[中国|云南]