一种石塑复合扇叶及其制备方法技术

本发明专利技术属于复合材料技术领域，具体涉及一种石塑复合扇叶及其制备方法，所述的制备方法包括：(1)向煤矸石中加入石灰石粉，煅烧处理，得到烧成物；(2)将硅烷偶联剂分散到水中，加入步骤(1)中的烧成物，超声分散处理，然后烘干并筛分处理，得塑性颗粒物；(3)将塑性颗粒物与用于制备所述石塑复合扇叶的基体树脂、其他助剂通过失重称下料至挤出机中，通过螺杆的剪切、混炼使得塑性颗粒物在所述的基体树脂中分散均匀得到熔融混合物，接着将熔融混合物挤出到模具中，冷却成型，得到所述的石塑复合扇叶；本发明专利技术中，通过对煤矸石进行细化处理，并将其作为填料添加到基体树脂中制备得到石塑复合扇叶，提高了石塑复合扇叶的强度。

【技术实现步骤摘要】
一种石塑复合扇叶及其制备方法
本专利技术属于复合材料
，具体涉及一种石塑复合扇叶及其制备方法。
技术介绍
电风扇的工作原理是利用交流电动机将电能转化为机械能，交流电动机驱动扇叶转动从而推动空气流动，促进人体皮肤表面汗液的急速蒸发，结合蒸发吸热的原理使人感觉到凉爽。相比于空调来说，电风扇的耗电量非常低，是夏季降温的优选。一般的来说，在所有配置情况相同的情况下，金属制(一般是铝合金)扇叶相对于塑料扇叶来说，因材质上更硬，出风更加强劲和稳定；塑料扇叶的成本低是关键，如果不是大功率的风扇，塑料扇叶的性价比会更高，但是，塑料扇叶在长期使用后易发生变形，可靠性较差。为了提高塑料制品的强度，提高其使用的可靠性，技术人员常在塑料制品中填充填料，如无机增强填料来增加塑料制品的强度。现有技术中，石塑制品就是一种在塑料中添加石粉进而提高制品强度，降低制品加工成本的新型材料。应用研究者对石塑制品的缺陷和应用进行了大量的可靠性研究。而现有石塑制品及其生产、加工、回收等均存在有较多的技术问题亟待解决，如石粉应当尽可能的细化，不仅能提高石粉在塑料制品中的填充效果，确保强度提高能力；同时，细化后的石粉能避免对塑料制品的回收造粒增加难度；石粉与塑料毕竟是不相容的体系，石粉的添加量不宜过多，过多后容易造成强度的降低，或是成型的困难。以上均是本领域技术人员亟需解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种石塑复合扇叶的制备方法，提高塑料基风扇扇叶的强度，确保扇叶长期使用的可靠性。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：一种石塑复合扇叶的制备方法，包括以下步骤：(1)向煤矸石中加入石灰石粉，在高温下煅烧处理，自然冷却后得到烧成物；(2)将硅烷偶联剂分散到水中，加入步骤(1)中的烧成物，超声分散处理，然后烘干并筛分处理，得塑性颗粒物；(3)将塑性颗粒物与用于制备所述石塑复合扇叶的基体树脂、其他助剂通过失重称下料至挤出机中，通过螺杆的剪切、混炼使得塑性颗粒物在所述的基体树脂中分散均匀得到熔融混合物，接着将熔融混合物挤出到模具中，冷却成型，得到所述的石塑复合扇叶。在进一步的技术方案中，步骤(2)中，在将烧成物加入到硅烷偶联剂的水溶液中后，将混合物转入到行星研磨机中研磨细化。在进一步的技术方案中，步骤(1)中，煤矸石与石灰石粉的重量比为1：(0.3～0.7)；和/或，所述煅烧处理工艺包括，煅烧温度为750～800℃，煅烧时间为1～3h。在进一步的技术方案中，步骤(2)中，所述的硅烷偶联剂、水和所述烧成物的重量比为(0.4～0.8)：(1.5～3)：1。在进一步的技术方案中，步骤(3)中，用于制备所述石塑复合扇叶的原料组合物包括以下重量份的原料：塑性颗粒物15～33份、基体树脂60～110份、其他助剂1～5份。在进一步的技术方案中，所述的其他助剂包括抗静电剂、抗氧剂、爽滑剂、润滑剂中的一种或其组合。本专利技术还提供了一种采用上述制备方法制备得到的石塑复合扇叶。与现有技术相比，本专利技术具有以下技术效果：本专利技术中，通过对煤矸石进行细化处理，并将其作为填料添加到用于制备扇叶的基体树脂中制备得到石塑复合扇叶，不仅解决了现有技术中煤矸石作为固体废弃物的处理问题，还通过煤矸石与石灰石粉的混合煅烧，解决了现有技术中煤矸石难以破碎细化的问题；煤矸石煅烧处理后形成富含活性基团的粉体结构，能够与硅烷偶联剂上的基团相互连接，实现与基体树脂相容性的改善，确保煤矸石粉对基体树脂的增强改性能力。本专利技术的其他特征和优点将在随后的具体实施方式中予以详细说明。具体实施方式为了使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐明本专利技术。本专利技术提供了一种石塑复合扇叶的制备方法，包括以下步骤：(1)向煤矸石中加入石灰石粉，在高温下煅烧处理，自然冷却后得到烧成物；(2)将硅烷偶联剂分散到水中，加入步骤以1)中的烧成物，超声分散处理，然后烘干并筛分处理，得塑性颗粒物；(3)将塑性颗粒物与用于制备所述石塑复合扇叶的基体树脂、其他助剂通过失重称下料至挤出机中，通过螺杆的剪切、混炼使得塑性颗粒物在所述的基体树脂中分散均匀得到熔融混合物，接着将熔融混合物挤出到模具中，冷却成型，得到所述的石塑复合扇叶。本专利技术中所述的煤矸石是在采煤过程和洗煤过程中排放的固体废弃物，是一种在成煤过程中与煤层伴生的一种含碳量低、比煤坚硬的黑灰色岩石，煤矸石的主要成分有Al2O3、SiO2，另外还含有数量不等的Fe2O3、CaO、MgO、Na2O、K2O、P2O5、SO3和微量稀有元素(镓、钒、钛、钴)；现有技术中，煤矸石作为固体废弃物，不仅堆积占地，而且还能产生自燃污染空气或引起火灾，因此煤矸石的开发利用也是一个亟待解决的技术问题。本专利技术将煤矸石与石灰石粉进行混合，在高温煅烧处理的作用下，煤矸石中的高岭石转变为硅酸二钙和七铝十二钙，处于介稳状态的硅酸二钙在晶相转变过程中产生的体积膨胀可以达到10％之多，造成硅酸二钙连同矿物组成一同粉化。通过将烧成物与硅烷偶联剂进行混合并超声分散处理，在超声的作用下，硅烷偶联剂侵入到煤矸石粉的孔隙结构中，并形成包覆结构，利于煤矸石粉与基体树脂中的分散，同时改善了煤矸石粉与基体树脂的不相容，提高了煤矸石粉作为填料与基体树脂的相容能力，确保石塑制品强度的提高。本专利技术提供的技术方案中，不仅解决了煤矸石作为固体废弃物的处理问题，还通过煤矸石与石灰石粉的混合煅烧，解决了现有技术中煤矸石难以破碎细化的问题；在煤矸石煅烧活化的同时实现了煤矸石的细化，通过细化处理得到的煤矸石粉的粒径很小，在基体树脂中填充后能够显著的提高塑料制品的强度，煤矸石煅烧处理后形成富含活性基团的粉体结构，能够与硅烷偶联剂上的基团相互连接，实现与基体树脂相容性的改善，确保煤矸石粉对基体树脂的增强改性能力。本专利技术中的煤矸石粉细化的很充分，可以提高煤矸石粉在石塑复合扇叶中的添加量，进一步的降低成本，提高增强改性效果。与此同时，本领域技术人员知晓，塑料的回收处理普遍采用破碎、再次熔融挤出造粒的方法，挤出机的过滤网会被熔体混合物，即回收塑料中的填料堵塞，若填料的粒径过大，会导致过滤网容易堵塞，增加了过滤网的更换频率，导致回收造粒的难度增加，成本上升。本专利技术中的煤矸石粉细化的很充分，降低了基体树脂的后续回收处理难度。根据本专利技术，为了进一步提高煤矸石粉的细化效果，步骤(2)中，在将烧成物加入到硅烷偶联剂的水溶液中后，将混合物转入到行星研磨机中研磨细化。优选的，经行星研磨机研磨细化的煤矸石粉的粒径为1～5μm。然后再进行超声分散处理，接着烘干并筛分过500目筛，得到塑性颗粒物。根据本专利技术，优选条件下，步骤(1)中，煤矸石与石灰石粉的重量比为1：(0.3～0.7)；所述煅烧处理工艺包括，煅烧温度为750～800℃，煅烧时间为1～3h。本专利技术中，步骤(2)中，所述的硅烷偶联剂、水和所述烧成物的重量比为(0.4～0.8)：(1.5～3)：1。通过将硅烷偶联剂、水和所述烧成物的重量比限定在上述范围内，确保烧成物的表面能够包覆有足够且不致于过多的硅烷偶联剂，从而确保较好烧成物在基体树脂中较好的填充效果，确保最终成品的结构强度。本专利技术中，步骤(3)中，用于制备所述石塑复合扇叶的原料组合物包括以下重本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种石塑复合扇叶的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)向煤矸石中加入石灰石粉，在高温下煅烧处理，自然冷却后得到烧成物；(2)将硅烷偶联剂分散到水中，加入步骤(1)中的烧成物，超声分散处理，然后烘干并筛分处理，得塑性颗粒物；(3)将塑性颗粒物与用于制备所述石塑复合扇叶的基体树脂、其他助剂通过失重称下料至挤出机中，通过螺杆的剪切、混炼使得塑性颗粒物在所述的基体树脂中分散均匀得到熔融混合物，接着将熔融混合物挤出到模具中，冷却成型，得到所述的石塑复合扇叶。

【技术特征摘要】
1.一种石塑复合扇叶的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)向煤矸石中加入石灰石粉，在高温下煅烧处理，自然冷却后得到烧成物；(2)将硅烷偶联剂分散到水中，加入步骤(1)中的烧成物，超声分散处理，然后烘干并筛分处理，得塑性颗粒物；(3)将塑性颗粒物与用于制备所述石塑复合扇叶的基体树脂、其他助剂通过失重称下料至挤出机中，通过螺杆的剪切、混炼使得塑性颗粒物在所述的基体树脂中分散均匀得到熔融混合物，接着将熔融混合物挤出到模具中，冷却成型，得到所述的石塑复合扇叶。2.根据权利要求1所述的石塑复合扇叶的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，在将烧成物加入到硅烷偶联剂的水溶液中后，将混合物转入到行星研磨机中研磨细化。3.根据权利要求1所述的石塑复合扇叶的制备方法，其特征在于：步骤(1)...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪六一，
申请(专利权)人：合肥斯姆雷品牌管理有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34