复合制品及制备方法技术

本发明专利技术揭示一种复合制品和制备所述复合制品的方法。所述复合制品包括(a)聚合物材料粘合剂和含金属材料或(b)聚合物材料粘合剂和含碳材料。所述方法包括加热和混合所述复合制品的组分，然后将加热后的混合物形成最终制品的形状，加热步骤足以熔化至少部分的聚合物材料粘合剂以促进形成所述制品。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】复合制品及制备方法本专利技术涉及一种复合制品及该制品的制备方法。本专利技术尤其涉及，但不限于，一种由回收制品制成的复合制品。本专利技术尤其涉及，但不限于，一种适合在高温方法中使用的复合制品。术语“高温方法”此处理解为在高于400℃的温度，典型的为在至少600℃下操作的方法。高温方法的例子为在例如炼钢炉的冶金炉中实施的方法。在上述方法中，本专利技术的复合制品意欲提供任一种或多种的含金属的单元和能源。其他高温方法的例子为在发电站和窑炉中实施的方法，例如水泥制成的窑炉，所述方法需要的热量是由化石燃料或工程燃料产生。在上述方法中，本专利技术的复合制品意欲提供一种作为替代化石燃料的能源。本专利技术不限于适合在高温方法中使用的复合制品。例如，本专利技术的复合制品还可以是适合于用作建筑材料或建筑防护材料以及耐磨材料（例如为提供耐磨性或抗腐蚀性），例如作为木材或钢材的替代品。本专利技术基于将聚合物材料作为粘合剂使用，使复合制品中的含金属材料和/或含碳材料的颗粒保持在一起，所述复合制品包括(a)聚合物材料和含金属材料或(b)聚合物材料和含碳材料或(c)聚合物材料和含金属材料以及含碳材料。本专利技术还基于通过结合加热和混合所述复合制品的组分来生产这些复合制品，加热步骤足以熔化至少部分的所述聚合物材料粘合剂以促进形成所述制品。本专利技术提供一种制备以下形式的复合制品的方法：(a)聚合物材料粘合剂和含金属材料或(b)聚合物材料粘合剂和含碳材料，所述方法包括加热和混合所述复合制品的组分，然后将加热后的混合物形成最终制品的形状，加热步骤足以熔化至少部分的所述聚合物材料粘合剂以促进形成所述制品。加热和混合步骤可以按前段所述的顺序，或颠倒顺序或同时实施。术语“含金属材料”此处理解为能在高温方法中加工的任何材料，所述高温方法例如在冶金炉中实施的制备金属制品的高温冶金方法。术语“金属”此处理解为包括金属合金。炼钢，尤其是电弧炼钢是申请人尤其关注的一种冶金方法。其他冶金方法包括，例如，碱性吹氧炼钢和炼铁的方法。本专利技术不限于高温冶金方法。含金属材料可以为回收材料。生产包括聚合物材料粘合剂和含金属材料的复合制品的方法可包括将其他材料与所述聚合物材料和含金属材料混合，所述其他材料例如为除了所述聚合物粘合剂以外的碳源材料。其他碳源可包括以下任一种或多种：生物质、粉煤灰、橡胶、纸张、焦炭粉、炭粉、煤粉、来自于打印机和影印机的色粉，以及任何其他适合的有机材料。应注意的，典型的，除了含有炭黑形式的碳以外，色粉还含有含金属的颗粒（铁氧化物）和聚合物材料。所述其他碳源可为回收材料。所述其他碳源可为未加工的材料。所述其他材料可包括生石灰、白云石和菱镁石。所述方法可包括控制所述方法并选择所述含金属材料（当存在时）、选择含碳材料（当存在时）以及选择所述聚合物材料粘合剂，以制备具有所需要的孔隙度的制品。也存在所述制品需要是无孔的情况。还存在其他情况，其中优选在诸如高温冶金法的高温方法中进行化学反应，可使制品具有一定的孔隙度水平。例如，在炉内，所述制品内部发生的化学反应是需要的，在这种情况下，一定水平的孔隙度对于促进挥发性反应产物的逸出是有利的。所述方法可包括混合所述含金属材料和所述聚合物材料粘合剂，使得所述含金属材料在制品中均匀分散。所述方法可包括混合所述含碳材料和所述聚合物材料粘合剂，使得所述含碳材料在制品中均匀分散。所述方法可包括在足够高的可使聚合物材料粘合剂完全熔化的温度下，加热所述制品的组分的混合物。依据聚合物材料粘合剂、混合物的其他组分的具体选择，以及形成所述复合制品的特定方法的要求，所述温度可为任何合适的温度。例如，在所述聚合物材料粘合剂是低密度聚乙烯的情况下，典型的温度约为150-175℃。所述方法可包括选择含金属材料和含碳材料使得这些材料在加热步骤中保持固体。所述方法可包括控制所述方法和选择含金属材料（当存在时）、选择含碳材料（当存在时）以及选择聚合物材料粘合剂，以制备具有所需要的密度的制品。例如，当制品是炼钢过程的进料时，优选所述制品具有这样的密度，可使所述制品在炼钢过程中形成的熔融金属池上漂浮。所述含金属材料和含碳材料可为颗粒形式。作为与炼钢法相关的具体示例，所述含金属材料可为含铁颗粒的形式。所述含铁颗粒可为粉末形式。作为具体示例，所述含铁颗粒可为轧屑粉末或者集尘灰或者其他炼钢车间或炼铁车间副产品的形式。在所述含铁颗粒用于在电弧炼钢炉中炼钢的情况下，术语“粉末”此处理解为具有主要尺寸(majordimension)小于6mm的颗粒。将所述聚合物材料作为含在本专利技术的复合制品中的含金属材料或含碳材料的粘合剂使用，不限于在冶金炉中实施的高温方法中使用的复合制品，并扩展至需要本专利技术的复合制品的常规高温方法中使用的复合制品。在这种情况下，本专利技术不限于粉末，并扩展至具有主要尺寸大于6mm的含金属材料和含碳材料。所述聚合物材料粘合剂可以为任何适合的材料。对聚合物材料粘合剂的一个重要要求是在指定的用于所述制品的材料处理和操作条件下，能够作为所述复合制品其他组分的粘合剂。例如，指定条件包括在室外空气下的长期储存。进一步例如，指定条件可包括用于所述制品的特定的材料处理要求。所述聚合物材料粘合剂可为回收的聚合物材料。所述聚合物材料粘合剂可为回收的聚乙烯，例如低密度聚乙烯或高密度聚丙烯或回收的聚丙烯。所述含碳材料可为生物质、粉煤灰、橡胶、纸张、焦炭粉、炭粉、煤粉、来自于打印机和影印机的使用过的色粉，以及任何其他适合的有机材料的形式。所述含碳材料可为回收的材料。所述含碳材料可为未加工材料。所述方法可包括任何适于形成最终制品形状的成型步骤。所述成型步骤可包括以下任一种：挤出步骤、模塑步骤（包括注塑法）以及制团或其他类型的冲压步骤。例如，成型步骤可包括通过挤出加热后的混合物，将加热后的混合物形成复合制品。挤出物可为最终制品的形状。可选的，需要将挤出物切割以制成最终制品的形状。例如，成型步骤可包括形成连续的挤出物，然后随着挤出物从挤出机的挤出对其进行切割，形成最终制品的形状。在所述挤出物以连续的“绳”（大的或小的横截面）从挤出机中挤出的情况下，所述方法可包括将所述绳切割成更小的长度，从而使更小长度的挤出物形成制品。最终制品的形状可为任何合适的形状和合适的尺寸。依据制品所应用的冶金方法和冶金炉对材料处理和工艺要求，确定最终制品的形状和尺寸。所述制品可为小球状。所述制品可为颗粒状。所述制品可为较大型制品的形式，如块状、锭状(pigs),饼状,栓状和盘状。所述较大型制品可具有至少10cm的主要尺寸。所述较大型制品可具有至少15cm的主要尺寸。所述较大型制品可为至少1kg。所述较大型制品可为至少2kg。所述较大型制品可为至少3kg。所述较大型制品可为小于10kg。在任何给定的情况下，影响所述制品的形状和尺寸的因素包括以下几点：·制品应具有足够的强度和韧性，使其能够在如冶金车间的高温加工车间被处理，并能够被加入到所述车间内的诸如冶金炉的高温炉中，伴随在所述炉内部和/或外部粉末的产生，所述制品没有明显的分解成为小尺寸的制品。·制品应足够大并具有需要的机械性能，例如能抵抗高温和诸如冶金炉的高温炉中的反应条件的强度，以利于控制所述制品在需要的时间段后，在高温炉中的分解。基于高温方法，所述时间段可为相对短的或较长的时本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.08.09 AU 20109035541.一种制备在高于400℃的高温下在冶金炉中实施的方法中使用的复合制品的方法,所述复合制品为以下形式：(a)作为粘合剂的选自回收的低密度聚乙烯或回收的高密度聚丙烯或回收的聚丙烯的回收的聚合物材料粘合剂和(b)选自橡胶、焦炭粉、炭粉、煤粉中的一种或多种的含碳材料，所述聚合物材料在制品中含有10wt％以上，所述制备复合制品的方法包括加热和混合所述复合制品的组分，然后将加热后的混合物形成形状为小球状、颗粒状、块状、锭状、饼状、栓状或盘状的最终制品，加热步骤足以熔化至少部分的回收的聚合物材料粘合剂以促进形成作为无孔制品的所述制品，所述无孔制品是防水的，并包括连续网状聚合物材料以及均匀分散的含碳材料，所述制品具有足够的强度和韧性，使其能够在高温加工车间被处理，并能够被加入到所述车间内的冶金炉中，而不明显的分解成为小尺寸的制品，并且所述制品足够大并具有需要的机械性能，能抵抗高温和冶金炉中的反应条件的强度，以利于控制所述制品在需要的时间段后，在所述炉中的分解。2.一种制备在高于400℃的高温下在冶金炉中实施的方法中使用的复合制品的方法,所述复合制品为以下形式：(a)作为粘合剂的选自回收的低密度聚乙烯或回收的高密度聚丙烯或回收的聚丙烯的回收的聚合物材料粘合剂和(b)选自橡胶、焦炭粉、炭粉、煤粉中的一种或多种的含碳材料，所述聚合物材料在制品中含有10wt％以上，所述制备复合制品的方法包括混合和加热所述复合制品的组分，然后将加热后的混合物形成形状为小球状、颗粒状、块状、锭状、饼状、栓状或盘状的最终制品，加热步骤足以熔化至少部分的回收的聚合物材料粘合剂以促进形成作为无孔制品的所述制品，所述无孔制品是防水的，并包括连续网状聚合物材料以及均匀分散的含碳材料，所述制品具有足够的强度和韧性，使其能够在高温加工车间被处理，并能够被加入到所述车间内的冶金炉中，而不明显的分解成为小尺寸的制品，并且所述制品足够大并具有需要的机械性能，能抵抗高温和冶金炉中的反应条件的强度，以利于控制所述制品在需要的时间段后，在所述炉中的分解。3.一种制备在高于400℃的高温下在冶金炉中实施的方法中使用的复合制品的方法,所述复合制品为以下形式：(a)作为粘合剂的选自回收的低密度聚乙烯或回收的高密度聚丙烯或回收的聚...

【专利技术属性】
技术研发人员：保罗·詹姆斯·欧凯恩，凯瑟琳·路易斯·斯基德莫尔，
申请(专利权)人：新南威尔士第一钢铁制造私人有限公司，
类型：
国别省市：