一種連續(xù)纖維增強(qiáng)赤泥復(fù)合材料板材的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及氧化鋁工業(yè)產(chǎn)出的廢料赤泥的利用技術(shù)，具體是以赤泥為主要原料的纖維增強(qiáng)赤泥復(fù)合板材及其制備方法，屬于利用固體廢棄物制備建材的領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，氧化鋁工業(yè)產(chǎn)出的赤泥堆積成山、數(shù)量巨大對環(huán)境造成了很大的危害。預(yù)計(jì)2015年年底，赤泥累計(jì)堆存量將達(dá)到3.5億噸。我國近年來開展了跨學(xué)科、多領(lǐng)域的綜合利用技術(shù)研究工作，如赤泥提取有價(jià)金屬，建筑用磚，礦山膠結(jié)充填膠凝材料等。但這些研究尚處于實(shí)驗(yàn)階段，還未實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。專利CN2007101002325.9描述了采用燒結(jié)處理制備赤泥石英砂建筑材料，燒結(jié)溫度1250°C _1350°C，消耗能源過大；專利2006100110688.7，200710137584.7，200810058211等專利的技術(shù)特征都是屬于堿-礦渣-赤泥體系，都需添加大量堿活化劑進(jìn)行燒結(jié)再粉磨處理。綜上所述，有關(guān)赤泥利用的專利，能耗高，很難實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。
[0003]近年來，連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料板材以其優(yōu)異的機(jī)械性能、可回收性、生產(chǎn)工藝連續(xù)性等特點(diǎn)日益成為人們的研究熱點(diǎn)。復(fù)合板材夾芯層的形式也層出不窮，有蜂窩板，發(fā)泡板等形式。但這些復(fù)合板材的夾芯層大多是有機(jī)材料，而夾芯層為無機(jī)材料并與有機(jī)片材復(fù)合制成的復(fù)合材料板材很少。本專利提供了一種有機(jī)與無機(jī)材料復(fù)合制成的板材，對以后有機(jī)無機(jī)材料板材的發(fā)展有一定借鑒意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于直接利用氧化鋁工業(yè)產(chǎn)出的廢料赤泥，通過熱熔法制備新型的高強(qiáng)有機(jī)與生態(tài)無機(jī)相結(jié)合的板材；提供一種低成本，大摻量利用赤泥固化凝膠反應(yīng)制備成新型有機(jī)與生態(tài)無機(jī)相結(jié)合的材料制備方法。這種板材可以廣泛應(yīng)用于建筑，裝飾等行業(yè)中，市場空間巨大；并提供了一種有效的方法解決了赤泥回收利用的難題，創(chuàng)造出較大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取了如下技術(shù)方案:
一種連續(xù)纖維增強(qiáng)赤泥復(fù)合材料板材，由上層、下層和夾芯層組成，其特征在于，夾芯層位于上層與下層之間，上層、下層均由2-6層呈0° /90°交錯(cuò)排布的連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性聚合物復(fù)合材料片材制成，上層與下層的厚度為0.7-2mm，夾芯層為赤泥高填充凝膠材料板材，厚度為10-20mm，上層和下層通過熱熔融分別與赤泥高填充凝膠材料板材的上、下表面復(fù)合。
[0006]其中，連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性聚合物復(fù)合材料片材的連續(xù)纖維為玻璃纖維，熱塑性聚合物選用聚乙烯、聚丙烯、尼龍中的一種。
[0007]其中，連續(xù)纖維增強(qiáng)赤泥復(fù)合材料板材夾芯層的組成及其重量比:赤泥30-50%，氯化鎂鹵水20-40%，氧化鎂10-20%，木粉10-30%，抗水劑0.4-0.6%，抗鹵劑0.4-0.6%，增強(qiáng)劑0.4-0.6%，改性劑1-3%和界面結(jié)合劑2-10%。
[0008]其中，界面結(jié)合劑為糊狀淀粉或聚乙烯醇中的一種或一種以上的混合物。
[0009]本發(fā)明還涉及上述連續(xù)纖維增強(qiáng)赤泥復(fù)合材料板材的制備方法，包括以下步驟:
(1)按權(quán)利要求3的重量比稱取原料，經(jīng)攪拌機(jī)混合攪拌后制成漿狀胚料，將胚料倒入事先準(zhǔn)備好的塑料模具，進(jìn)行布料；
(2)布料完成后，在基板上覆加3-10層玻璃纖維網(wǎng)布，然后振動(dòng)、輥壓成型；
(3)輥壓成型后的赤泥板材，在自然環(huán)境中凝固后即可脫模；
(4)脫模后的赤泥板材在溫度為18-25°C，相對濕度為60-70%的恒溫恒濕條件下經(jīng)過7-10天的養(yǎng)護(hù)，充分化合反應(yīng)后，再切割加工成赤泥高填充凝膠材料板材；
(5)將連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性聚合物復(fù)合材料的片材分別鋪到夾芯層上下表面，送入鋼帶壓機(jī)；
(6)鋼帶壓機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)拖動(dòng)連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料片材和夾芯層同步通過鋼帶壓機(jī)的熱壓區(qū)和冷壓區(qū)，通過熱壓和冷壓將連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性聚合物復(fù)合材料片材熔融黏合到夾芯層的上下表面；
(7)得到連續(xù)纖維增強(qiáng)赤泥復(fù)合材料板材。
[0010]其中，步驟(6)中，熱壓溫度為210-260°c，熱壓壓力為2-4MPa，熱壓時(shí)間為l-3min，冷壓溫度為60-80°C，冷壓壓力為2_4MPa，冷壓時(shí)間為l_3min。
[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明有益效果表現(xiàn)為:
1、本發(fā)明通過連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性聚合物復(fù)合材料片材與赤泥高填充凝膠材料板材熔融復(fù)合的方式，開發(fā)了一種高強(qiáng)有機(jī)-生態(tài)無機(jī)夾心復(fù)合板材，制成的新型板材具有高強(qiáng)、輕質(zhì)、防水、抗壓力強(qiáng)、抗彎曲、耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)；此外，通過與連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料片材的熱熔融復(fù)合，改變了傳統(tǒng)無機(jī)凝膠材料不耐水，易反鹵等缺點(diǎn)，同時(shí)大幅提高了板材的機(jī)械性能。
[0012]2、連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性聚合物復(fù)合材料片材與赤泥高填充凝膠材料板材直接通過熱熔融黏合，不是通過膠粘結(jié)，界面結(jié)合力和可靠性遠(yuǎn)優(yōu)于膠粘結(jié)，此外，通過添加聚乙烯醇或糊狀淀粉界面改性，可大幅提高面層材料和芯層材料的界面結(jié)合力。
[0013]3、所制備的連續(xù)纖維增強(qiáng)赤泥復(fù)合材料板材中，芯層材料摻加入了大量的赤泥，對于解決赤泥回收利用問題提供了良好的解決辦法，同時(shí)創(chuàng)造出社會(huì)經(jīng)濟(jì)價(jià)值，真正實(shí)現(xiàn)變廢為寶。
[0014]4、本發(fā)明制備的連續(xù)纖維增強(qiáng)赤泥復(fù)合材料板材上下面層為熱塑性塑料，可以很方便的進(jìn)行著色、裝飾等二次加工，提高其應(yīng)用領(lǐng)域，尤其適于室內(nèi)裝飾吊頂、墻面的裝飾。
【附圖說明】
[0015]圖1是連續(xù)纖維增強(qiáng)赤泥復(fù)合材料板材結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是連續(xù)纖維增強(qiáng)赤泥復(fù)合材料板材截面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]其中，1-上層面板，2_夾芯層，3_下層面板。
【具體實(shí)施方式】
[0017]為了更好地解釋本發(fā)明，以下結(jié)合具體實(shí)例進(jìn)一步闡明本發(fā)明的主要內(nèi)容，但本發(fā)明的內(nèi)容不僅僅局限于以下實(shí)例。
[0018]實(shí)施例1:
根據(jù)本發(fā)明的連續(xù)纖維增強(qiáng)赤泥復(fù)合材料板材，連續(xù)纖維增強(qiáng)赤泥復(fù)合材料板材夾芯層各組分的重量比為赤泥30%，氯化鎂鹵水20%，氧化鎂20%，木粉22.8%，抗水劑0.4%，抗鹵劑0.4%，增強(qiáng)劑0.4%，改性劑2%和聚乙烯醇4%。將上述重量比稱取的原料經(jīng)攪拌機(jī)120轉(zhuǎn)/分鐘攪拌后制成漿狀胚料，將胚料倒入事先準(zhǔn)備好的塑料模具，進(jìn)行布料；布料完成后，在基板上覆加3層玻璃纖維網(wǎng)布，經(jīng)振動(dòng)輥壓形成板狀胚體；接著在自然環(huán)境下凝固，然后在溫度為18°C，相對濕度為60%條件下養(yǎng)護(hù)7天，充分固化后再剪切加工成1mm厚的夾芯層赤泥高填充凝膠材料板材；將2層呈0° /90°交錯(cuò)排布的連續(xù)纖維增強(qiáng)聚乙烯復(fù)合材料片材分別鋪到夾芯層上下表面，送入鋼帶壓機(jī)，鋼帶壓機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)拖動(dòng)連續(xù)纖維增強(qiáng)聚乙烯復(fù)合材料