一种利用秸秆、芦苇增强赤泥矿物的复合板材及制备方法技术

本发明专利技术提供一种利用秸秆、芦苇增强赤泥矿物的复合板材及制备方法，属于资源与环境技术领域。本发明专利技术选择秸秆、芦苇和典型工业固废资源作为原料，对秸秆、芦苇和聚合物基体、填料之间相容性作用进行改善，采用共挤出的方法制备矿物复合材料，生产过程中减少了易挥发、污染大的物质的应用，本发明专利技术制备的复合板材属于环境友好型产品，有利于减少碳排放量，原材料价格低廉，具有一定的环境效益和经济效益。具有一定的环境效益和经济效益。

【技术实现步骤摘要】
一种利用秸秆、芦苇增强赤泥矿物的复合板材及制备方法


[0001]本专利技术属于资源与环境
，具体涉及一种利用秸秆、芦苇增强赤泥矿物的复合板材及制备方法。

技术介绍

[0002]赤泥作为铝土矿生产氧化铝过程中所产生的副产品，根据从矿石提取氧化铝的方法不同，分别产出拜耳法、碱石灰烧结法、拜耳
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烧结联合法等赤泥，拜耳法一直是生产氧化铝的主要方法，据统计大约每生产1吨氧化铝的同时可生产1.5
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2.0吨赤泥，按照2021年氧化铝产量7747.5万吨，赤泥每年新增1.1亿吨
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1.5亿吨左右。2021年，全年赤泥综合利用总量约为750万吨，综合利用率6.68％，到2022年赤泥的综合利用率仅为7.6％。
[0003]秸秆是一种可再生的绿色生物资源，不仅可以作为农村居民的生活燃料、牲畜饲料和有机肥料，而且能被各种工业制造广泛利用，近年来我国秸秆综合利用量不断增长，截至2021年我国秸秆综合利用量为6.47亿吨，综合利用率达88.1％，秸秆资源的肥料化、燃料化、原料化、饲料化和基料化等“五料化”被政府所强调，其中原料化程度还有待提高。芦苇是一种适应性广、抗逆性强、生物量高的高大禾草，目前大多数都作为放牧地利用。芦苇地上部分植株高大，又有较强的再生力，研究发现芦苇中纤维素含量与稻草中纤维素含量相接近，如果能充分利用芦苇中纤维含量高的优点，利用其优质的纤维制备纤维素纤维具有巨大的经济及社会意义。
[0004]塑料填料种类繁多，根据其化学结构可分为无机填料和有机填料，其中无机填料多是滑石粉、碳酸钙、硅灰石、高岭土、膨润土等。通过无机填料加入，可有效改善材料的部分力学性能。因地区资源的不同，且随着滑石粉、碳酸钙等天然矿物资源的需求量不断提高，寻找可替代天然无机矿物填充料的需求提上日程。
[0005]基于秸秆、芦苇资源的可再生特点，以及工业固体废弃物综合利用的目标，通过天然可再生资源和工业固废资源的协同利用制备矿物复合材料代替木板或天然矿物资源，极大地缓解现阶段森林、矿石资源不断减少、木材需求不断提高的现状。本专利技术选择秸秆、芦苇和典型工业固废资源作为原料，对原料进行改性处理，采用共挤出的方法制备矿物复合材料，本专利技术所制备的矿物复合材料具有强度高、耐候性等特点。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于通过对秸秆、芦苇和工业固废
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赤泥协同利用，提供一种秸秆、芦苇增强赤泥矿物复合板材，对秸秆、芦苇和聚合物基体、填料之间相容性作用进行改善，制备出性能优良的矿物复合材料。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：
[0008]一种利用秸秆、芦苇增强赤泥矿物的复合板材，以质量百分比计，包括以下组份：高分子材料50
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60％、无机填料20
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30％、改性秸秆、芦苇微粉10
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20％、相容剂1
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5％，润滑剂1
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5％。
[0009]进一步地，所述高分子材料为聚丙烯、聚乙烯、再回收塑料中的一种或几种的混合物。
[0010]进一步地，所述无机填料为工业固体废弃物，所述工业固体废弃物为赤泥、铁尾矿、粉煤灰、煤矸石中的一种或几种的混合物。
[0011]优选地，所述工业固体废弃物需要干燥粉碎至400目以上。
[0012]进一步地，所述润滑剂为硬脂酸锌、石蜡中的一种或几种的混合物。
[0013]本专利技术还涉及上述的利用秸秆、芦苇增强赤泥矿物的复合板材的制备方法，包括如下步骤：
[0014](1)对秸秆、芦苇依次进行浸泡、清洗、改性处理后烘干至含水率低于4％，改性剂占秸秆、芦苇质量的0.5
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2.5％；将烘干后的秸秆、芦苇磨碎得到改性秸秆、芦苇微粉；
[0015](2)按重量份计，高分子材料50～60％、无机填料20～30％、改性秸秆、芦苇微粉10～20％、相容剂1
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5％，润滑剂1
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5％，加入混料机搅拌混合；
[0016](3)通过共挤、切割工艺得到所述秸秆、芦苇增强赤泥矿物复合板材。
[0017]进一步地，所述步骤(1)中，改性处理时间为3h
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5h，改性处理温度为50
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80℃，改性处理采用的改性剂为钛酸酯偶联剂或硅烷偶联剂。
[0018]进一步地，所述步骤(1)中，烘干后的秸秆、芦苇磨碎至400目以上。
[0019]进一步地，所述步骤(2)中，混料机搅拌速率为700r/min
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850r/min。
[0020]进一步地，所述步骤(3)中，共挤温度为100
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170℃。
[0021]本专利技术的有益效果是：
[0022]本专利技术通过利用秸秆、芦苇增强赤泥制备出矿物复合板材，其产品力学性能优良，结合性能好，参考《建筑材料及制品燃烧性能分级》(GB 8624
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2012)，符合阻燃等级要求。生产过程中尽量减少了易挥发、污染大的物质的应用，本专利技术制备的复合板材属于环境友好型产品，有利于减少碳排放量，原材料价格低廉，具有一定的环境效益和经济效益。
具体实施方式
[0023]下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例,基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。
[0024]为了便于理解本专利技术，给出了本专利技术的若干实施例，但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例,相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容更加透彻全面。
[0025]本专利技术的目的在于提出秸秆、芦苇增强赤泥矿物复合板，下面结合具体实施例对本专利技术作进一步的说明，本专利技术的示意性实施方式及其说明用于解释本专利技术，但并不作为对专利技术的限定。
[0026]本专利技术实施例中改性剂是公知的市售的偶联剂，相容剂为公知的市售的相容剂。
[0027]实施例1
[0028]一种秸秆、芦苇增强赤泥矿物复合板材，以质量百分比计，包括以下组份：改性秸秆、芦苇微粉10％、聚乙烯60％、赤泥25％、马来酸酐接枝相容剂2％，硬脂酸锌3％。
[0029]本实施案例的秸秆、芦苇增强赤泥矿物复合板的制备方法，包括如下步骤：
[0030]以下原料皆为重量份数，
[0031](1)对秸秆、芦苇依次进行浸泡、清洗、改性处理，改性处理时间为3h，改性处理温度为60℃，改性剂采用硅烷偶联剂KH550，最后烘干至含水率低于4％；将烘干后的秸秆、芦苇粉碎得到改性秸秆、芦苇微粉；
[0032](2)按以上实施方式的重量计，将原料加入混料机混合搅拌，混料机搅拌速率850r/min；
[0033](3)通过共挤、切割工艺，共挤温度100本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用秸秆、芦苇增强赤泥矿物的复合板材，其特征在于，以质量百分比计，包括以下组份：高分子材料50
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60％、无机填料20
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30％、改性秸秆、芦苇微粉10
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20％、相容剂1
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5％，润滑剂1
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5％。2.根据权利要求1所述的利用秸秆、芦苇增强赤泥矿物的复合板材，其特征在于，所述高分子材料为聚丙烯、聚乙烯、再回收塑料中的一种或几种的混合物。3.根据权利要求1所述的利用秸秆、芦苇增强赤泥矿物的复合板材，其特征在于，所述无机填料为工业固体废弃物，所述工业固体废弃物为赤泥、铁尾矿、粉煤灰、煤矸石中的一种或几种的混合物。4.根据权利要求3所述的利用秸秆、芦苇增强赤泥矿物的复合板材，其特征在于，所述工业固体废弃物需要干燥粉碎至400目以上。5.根据权利要求1所述的利用秸秆、芦苇增强赤泥矿物的复合板材，其特征在于，所述润滑剂为硬脂酸锌、石蜡中的一种或几种的混合物。6.根据权利要求1
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5任一所述的利用秸秆、芦苇增强赤泥矿物的复合板材的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)对秸秆、芦苇依次进行浸泡、清洗、改性处理后烘干至含水率低于4％，改性剂占秸秆、芦苇质...

【专利技术属性】
技术研发人员：张以河，王新珂，李光柱，阮克胜，杜宁宏，
申请(专利权)人：北京中科齐盛低碳科技有限公司，
类型：发明
国别省市：