CN112048159A - 一种芳香族聚酯/人造石废渣复合材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于高分子材料加工领域，具体涉及一种芳香族聚酯/人造石废渣复合材料及其制备方法。该复合材料是由以下重量份数的原料组成：芳香族聚酯45‑95份、人造石废渣5‑55份、抗氧剂0.1‑1份、光稳定剂0.1‑1份。本发明制备的复合材料，具有较好的综合力学性能、加工性能和尺寸稳定性，且整个制备过程未带入其他溶剂，极大的方便工业化生产。
Description
【技术领域】
本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种芳香族聚酯/人造石废渣复合材料及其制备方法。
【背景技术】
聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)和聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)是最主要的三种半结晶性芳香族聚酯，具有良好的耐磨性、耐热性和耐化学药品性，广泛应用于合成纤维、薄膜和工程塑料等领域。然而，其对石油资源的过度依赖以及本身固有的尺寸稳定性(成型时的尺寸收缩)和难以生物降解等不足不利于芳香族聚酯的可持续发展。
人造岗石是由93wt％左右的不同细度的重钙粉末或砂子、7wt％左右的不饱和树脂和少量颜料等，经真空搅拌、高压震荡、固化定型、切割打磨等工序制备而成。具有色泽艳丽、颜色可控可调、环保、可多次翻新等特点，是一种国际流行的绿色环保装饰材料。但在人造岗石生产过程中，由于需要对固化后的人造石进行切割和水淋降温，产生大量包含碳酸钙废渣的废石浆，经沉淀絮凝后的浓缩液中固体废弃物含量约20％，该部分称为人造石废渣。由于废渣表面含有不饱和热固性聚酯残余物，难以二次加工，在自然环境中不能降解，造成严重的环境污染，成为隐藏在光鲜亮丽的人造石背后的最大行业隐患，制约人造石行业的绿色可持续发展。据行业介绍，每条人造石生产线平均每天产生碳酸钙废渣约25吨，不仅造成严重环境污染和水污染，也是资源的极大浪费。
如何实现人造石废渣的变废为宝和缓解石化资源的过度消耗成为业界最关注的问题。到目前为止，关于芳香族聚酯/人造石废渣复合材料的制备至今尚无报道。
【发明内容】
本发明的目的之一是提供一种芳香族聚酯/人造石废渣复合材料。
本发明的另一个目的是提供一种上述芳香族聚酯/人造石废渣复合材料的制备方法。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种芳香族聚酯/人造石废渣复合材料，该复合材料是由以下重量份数的原料组成：芳香族聚酯45-95份、人造石废渣5-55份、抗氧剂0.1-1份、光稳定剂0.1-1份。
进一步地，所述的芳香族聚酯为聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯和聚对苯二甲酸丁二醇酯中的一种。
本发明中，所述的人造石废渣为人造石材生产过程中产生的废渣经湿法制粒，过筛，于100℃干燥8h后所得的粒径为小于30μm的粉状材料。本发明中，所述的抗氧剂选自抗氧剂168、抗氧剂264、抗氧剂300、抗氧剂565、抗氧剂1010或抗氧剂1076中的一种。
本发明中，所述的光稳定剂选自光稳定剂292、光稳定剂622、光稳定剂770或光稳定剂944中的一种。
本发明所述的芳香族聚酯/人造石废渣复合材料的制备方法，包括以下步骤，称取芳香族聚酯、人造石废渣、抗氧剂和光稳定剂，在高分子加工设备中进行熔融共混，熔融温度为240～270℃，制成所述复合材料。
进一步地，所述的高分子加工设备选自单螺杆挤出机、双螺杆挤出机、密炼机、注塑机、高速混合机、开炼机或微型注塑机中的一种或几种。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
与现有技术相比，本发明制备的复合材料，由于选材上以人造石废渣为填料，充分利用了人造石废渣表面包覆的不饱和聚酯树脂，不但省去了常规的表面处理工艺或步骤，而且由于填料与基体的结构相似带来的界面相容，使得制备的复合材料具有较好的综合力学性能、加工性能和尺寸稳定性，且整个制备过程未带入其他溶剂，极大的方便工业化生产。
【具体实施方式】
以下结合所示实施例对本发明作进一步的说明。所用的PET和PBT均为中国石化仪征化纤股份有限公司产品，PTT为Shell公司产品。所用的人造石废渣来自于广西利升石业有限公司，在使用前过500目筛子(筛除较粗的粒子)获得粒子尺寸小于30μm的粉状材料并干燥。
实施例1：
称取45份聚对苯二甲酸乙二醇酯、55份人造石废渣、0.1份抗氧剂168和0.1份光稳定剂292，温度为270℃，在密炼-挤出一体机上熔融共混造粒，制备聚对苯二甲酸乙二醇酯/人造石废渣复合材料标准样条。测试样品的力学性能、耐热性能和成型收缩率，数值如表1所示。
实施例2：
称取45份聚对苯二甲酸丙二醇酯、55份人造石废渣、0.1份抗氧剂263和0.1份光稳定剂622，于高速混合机中混合2min，245℃条件下经双螺杆机挤出机熔融挤出造粒，制备聚对苯二甲酸丙二醇酯/人造石废渣复合材料标准样条。测试样品的力学性能、耐热性能和成型收缩率，数值如表1所示。
实施例3：
称取65份聚对苯二甲酸丁二醇、35份人造石废渣、0.5份抗氧剂300和0.5份光稳定剂770，于高速混合机中混合2min，245℃条件下经双螺杆机挤出机熔融挤出造粒，制备聚对苯二甲酸丁二醇/人造石废渣复合材料标准样条。测试样品的力学性能、耐热性能和成型收缩率，数值如表1所示。
实施例4：
称取95份聚对苯二甲酸丙二醇酯、5份人造石废渣、1份抗氧剂565和1份光稳定剂944，于高速混合机中混合2min，240℃条件下经双螺杆机挤出机熔融挤出造粒，制备聚对苯二甲酸丙二醇酯/人造石废渣复合材料标准样条。测试样品的力学性能、耐热性能和成型收缩率，数值如表1所示。
实施例5：
称取45份聚对苯二甲酸丁二醇酯、55份人造石废渣、0.1份抗氧剂1010和0.1份光稳定剂944，于高速混合机中混合2min，240℃条件下经单螺杆机挤出机熔融挤出造粒，制备聚对苯二甲酸丁二醇酯/人造石废渣复合材料标准样条。测试样品的力学性能、耐热性能和成型收缩率，数值如表1所示。
为了更好的说明本发明组分中芳香族聚酯和人造石废渣复合的重要作用，比较例1和2在实施例5的基础上分别考察了未加入苯二甲酸丁二醇酯、未加入人造石废渣所制得复合材料的性能影响，结果见表1。
比较例1：
称取55份人造石废渣、0.1份抗氧剂1010和0.1份光稳定剂944，于高速混合机中混合2min，240℃条件下经单螺杆机挤出机熔融挤出造粒，制备材料样条。测试样品的力学性能、耐热性能和成型收缩率，数值如表1所示。
比较例2:
称取45份聚对苯二甲酸丁二醇酯、0.1份抗氧剂1010和0.1份光稳定剂944，于高速混合机中混合2min，240℃条件下经单螺杆机挤出机熔融挤出造粒，制备材料样条。测试样品的力学性能、耐热性能和成型收缩率，数值如表1所示。
表1
通过表1我们发现，人造石废渣的加入在保持芳香族聚酯较高强度的同时，较大幅度提高了芳香族聚酯的热稳定性和显著降低了他们的成型收缩率。因而芳香族聚酯/人造石废渣复合材料具有优异的综合性能。
上述说明是针对本发明较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本发明的专利申请范围，凡本发明所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本发明所涵盖专利范围。
Claims (7)
1.一种芳香族聚酯/人造石废渣复合材料，其特征在于：该复合材料是由以下重量份数的原料组成：芳香族聚酯45-95份、人造石废渣5-55份、抗氧剂0.1-1份、光稳定剂0.1-1份。
2.根据权利要求1所述的芳香族聚酯/人造石废渣复合材料，其特征在于：所述的芳香族聚酯为聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯和聚对苯二甲酸丁二醇酯中的一种。
3.根据权利要求1所述的芳香族聚酯/人造石废渣复合材料，其特征在于：所述的人造石废渣为人造石材生产过程中产生的废渣经湿法制粒，过筛，于100℃干燥8h后所得的粒径为小于30μm的粉状材料。
4.根据权利要求1所述的芳香族聚酯/人造石废渣复合材料，其特征在于：所述的抗氧剂选自抗氧剂168、抗氧剂264、抗氧剂300、抗氧剂565、抗氧剂1010或抗氧剂1076中的一种。
5.根据权利要求1所述的芳香族聚酯/人造石废渣复合材料，其特征在于：所述的光稳定剂选自光稳定剂292、光稳定剂622、光稳定剂770或光稳定剂944中的一种。
6.权利要求要求1至5任一项所述的芳香族聚酯/人造石废渣复合材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤，称取芳香族聚酯、人造石废渣、抗氧剂和光稳定剂，在高分子加工设备中进行熔融共混，熔融温度为240～270℃，制成所述复合材料。
7.根据权利要求6所述的芳香族聚酯/人造石废渣复合材料的制备方法，其特征在于：所述的高分子加工设备选自单螺杆挤出机、双螺杆挤出机、密炼机、注塑机、高速混合机、开炼机或微型注塑机中的一种或几种。
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- 2020-09-16 CN CN202010974693.XA patent/CN112048159A/zh active Pending
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