合成树脂瓦

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  合成树脂瓦秸秆纤维增强聚酯瓦

  1.一种合成树脂瓦秸秆纤维增强聚酯瓦,其特征在于,其制造的原料配方为(重量百分比):

合成树脂瓦秸秆纤维增强聚酯瓦


  秸秆纤维:26%-30%;            间苯型聚酯树脂:20%-24%;

  苯乙烯:5%-7%;                硬质酸锌:0.4%-0.6%;

  丁叔酯:0.25%-0.3%;           氧化镁:0.15%-0.25%;

  云母粉:6%-9%;                滑石粉:8%-10%;

  氢氧化铝:8%-10%;             针状硅灰石粉:剩余量。

  2.根据权利要求1所述的合成树脂瓦秸秆纤维增强聚酯瓦,其特征在于,所述各原料配方为(重量百分比):

  秸秆纤维:28%;                 间苯型聚酯树脂:22%;

  苯乙烯:6%;                    硬脂酸锌:0.5%;

  叔丁脂:0.3%;                  氧化镁:0.2%;

  云母粉:8%;                    滑石粉:10%;

  氢氧化铝:10%;                 针状硅灰石粉:15%。

  3.根据权利要求1所述的合成树脂瓦秸秆纤维增强聚酯瓦,其特征在于,所述间苯型聚酯树脂经过用乙二酸改性处 理。

  4.一种权利要求1所述合成树脂瓦秸秆纤维增强聚酯瓦制造方法,将根据权利要求1配比的原料进行制造的步骤包 括:

  秸秆纤维预处理步骤;

  树脂料浆预处理步骤;

  功能性填料预处理步骤;

  将经预处理好的秸秆纤维、树脂料浆及功能性填料均匀混合步骤;

  电热模压成型步骤。

  5.根据权利要求4所述的合成树脂瓦秸秆纤维增强聚酯瓦制造方法,其特征是所述秸秆纤维预处理步骤为:将秸秆 破碎成尺寸小于30mm的秸秆纤维,烘干备用。

  6.根据权利要求4所述的合成树脂瓦秸秆纤维增强聚酯瓦制造方法,其特征是所述树脂料浆预处理步骤为:将间苯 型聚酯树脂、苯乙烯、硬质酸锌、丁叔酯、氧化镁按配比在调速分散机中搅拌均匀,得树脂料浆。

  7.根据权利要求4所述的合成树脂瓦秸秆纤维增强聚酯瓦制造方法,其特征是所述功能性填料预处理步骤为:将云 母粉、针状硅废石粉、滑石粉、氢氧化铝按配比在捏合机中进行多级多速混合均匀,得功能性填料。

  8.根据权利要求4所述的合成树脂瓦秸秆纤维增强聚酯瓦制造方法,其特征是所述将经预处理好的秸秆纤维、树脂 料浆及功能性填料均匀混合成复合物料步骤为:先将功能性填料与树脂料浆在捏合机中搅拌混合均匀, 然后分批分散加入秸秆纤维继续搅拌混合均匀,得复合物料。

  9.根据权利要求4所述的合成树脂瓦秸秆纤维增强聚酯瓦制造方法,其特征是所述电热模压成型步骤为:将复合物 料铺装入成型模具,在电热成型机中成型,成型温度145℃-150℃、压力8-15MPa、成型时间2-3min/mm。

  10.根据权利要求4所述的合成树脂瓦秸秆纤维增强聚酯瓦制造方法,其特征是所述原料中的间苯型聚酯树脂经过用 乙二酸改性处理,改性方法为:向间苯型聚酯树脂加入其重量1.5%-2.5%的乙二酸,在氮气保护下, 加热至110℃-150℃,搅拌反应14-3小时,降至常温备用。

  说明书

  合成树脂瓦秸秆纤维增强聚酯瓦及其制造方法

  技术领域:

  本发明涉及一种建筑屋面防水材料,特别是一种合成树脂瓦秸秆纤维增强聚酯瓦,属于屋面建筑材料领域。

合成树脂瓦秸秆纤维增强聚酯瓦


  背景技术:

  目前,在建筑屋面材料中大幅面瓦广泛使用的是彩钢瓦。但由于彩钢瓦不耐酸碱,金属表层容 易生锈,易产生破漏现象,耐用性差,同时,彩钢瓦的隔热效果也不好,夏天或冬天屋内温度随外界气温 变化明显;合成树脂瓦在一定程度上能够克服彩钢瓦的不耐腐蚀、隔音隔热效果差的缺点,可以作为取代 彩钢瓦的替代品,但是,由于合成树脂瓦因其分子结构决定了其在高温条件下软化、低温脆化的性能,易 分解,易老化是合成树脂瓦的通病,因此在屋面冷热循环长时间紫外线分解环境下机械强度变低,再承载 风压雪压,使其使用寿命大大缩短,不能满足现代建筑隔音隔热、使用寿命长等性能的要求。

  同时,在我国农村,农作物秸秆大都被直接燃烧处理,不仅没能得到有效利用,还对环境造成 污染。如何既能充分有效地利用了秸秆作为生产瓦的原料,又能克服彩钢瓦和合成树脂瓦存在的缺陷,是 本发明所要解决的问题。

  发明内容:

  本发明的目的是提供一种合成树脂瓦秸秆纤维增强聚酯瓦及其制造方法,既能充分利用秸秆资源,又具有 抗折强度高、隔音隔热,高耐候、使用寿命长的性能,完全取代彩钢瓦及合成树脂瓦

  本发明通过以下技术方案实现:

  合成树脂瓦秸秆纤维增强聚酯瓦的制造的原料配方为(重量百分比):

  秸秆纤维:26%-30%; 间苯型聚酯树脂:20%-24%;

  苯乙烯:5%-7%;     硬质酸锌:0.4%-0.6%;

  丁叔酯:0.25%-0.3%;氧化镁:0.15%-0.25%;

  云母粉:6%-9%;     滑石粉:8%-10%;

  氢氧化铝:8%-10%;  针状硅灰石粉:剩余量。

  上述各原料配方的优选配方为(重量百分比):

  秸秆纤维:28%;      间苯型聚酯树脂:22%;

  苯乙烯:6%;         硬脂酸锌:0.5%;

  叔丁脂:0.3%;       氧化镁:0.2%;

  云母粉:8%;         滑石粉:10%;

  氢氧化铝:10%;针状硅灰石粉:15%。

  上述间苯型聚酯树脂优选采用经过用乙二酸改性处理后的间苯型聚酯树脂。

  上述合成树脂瓦秸秆纤维增强聚酯瓦的制造方法是,将上述配比的原料进行制造的步骤包括:秸秆纤维预 处理步骤;树脂料浆预处理步骤;功能性填料预处理步骤;将经预处理好的秸秆纤维、树脂料浆及功能性 填料均匀混合成复合物料步骤;电热模压成型步骤。

  上述秸秆纤维预处理步骤为:将秸秆破碎成尺寸小于3mm的秸秆纤维,烘干备用。

  上述树脂料浆预处理步骤为:将间苯型聚酯树脂、苯乙烯、硬质酸锌、丁叔酯、氧化镁按配比 在调速分散机中搅拌均匀,得树脂料浆。

  上述功能性填料预处理步骤为:将云母粉、针状硅废石粉、滑石粉、氢氧化铝按配比在捏合机 中进行多级多速混合均匀,得功能性填料。

  上述将经预处理好的秸秆纤维、树脂料浆及功能性填料均匀混合成复合物料步骤为:先将功能 性填料与树脂料浆在捏合机中搅拌混合均匀,然后分批分散加入秸秆纤维继续搅拌混合均匀,得复合物料。

  上述电热模压成型步骤为:将复合物料铺装入成型模具,在热压成型机中成型,成型温度145 ℃-150℃、压力8-15MPa、成型时间2-3分钟/mm。复合物料铺装厚度可根据产品需要进行控制,一般铺装 厚度为2-4mm。

  上述原料中的间苯型聚酯树脂经过用乙二酸改性处理,改性方法为:向间苯型聚酯树脂加入其 重量1.5%-2.5%的乙二酸,在氮气保护下,加热至110℃-130℃,搅拌反应1-3小时,降至常温备用。

  由于间苯型聚酯树脂单体多,用长链的乙二酸改性,可以提高产品的韧性及抗冲击能力。

  上述秸秆主要包括麦秆、稻草、豆杆、棉花杆等农作物秸秆,以及稻糠壳、花生壳等。

  本发明之所以能提供取代彩钢瓦和合成树脂瓦合成树脂瓦秸秆纤维增强聚酯瓦,主要在于各原料的选取 和合理配方。除秸秆外,其他各原料均为可从市场上购得的工业级产品。

  间苯型聚酯树脂是各种材料的粘结载体,间苯型聚酯树脂是间苯型不饱和聚酯树脂的简称,属 于不饱和聚酯树脂的一种。其最为胶凝剂的主要机理是混合、浸润、交联、热固而实现产品设计的强度及 其他性能,特别是经乙二酸改性处理过的间苯型聚酯树脂。间苯型聚酯树脂没固化前是线型份子的液态物, 通过添加多种助剂及多种粉体材料和纤维经加热固化便可以生产出高强度网状分子结构的不溶不熔物质 的产品。同时,在化学稳定性方面,间苯型聚酯树脂要比制造合成树脂瓦所用的基料PVC树脂要稳定得多, 所制造的产品故而比合成树脂瓦在耐用性、使用寿命等性能上要好,

  叔丁酯是过氧化物,有加速固化和固化完全的性能;苯乙烯因含有双键,有助于聚酯交联与低 收缩;聚酯树脂固化需增稠,高活性轻质氧化镁是增稠剂;硬质酸锌是内脱模剂,能减小模内产品与模具 粘结力。

  云母粉、针状硅废石粉、滑石粉、氢氧化铝等粉料属于功能性填料,云母粉具有优异弹性、韧 性、绝缘性及耐酸碱;滑石粉能具有的润滑性、抗黏助流,能起到增加剪力强度及产品稳定性作用;氢氧 化铝是阻燃、防发烟,不产生有毒气体的优质粉材;硅灰石粉具有针状结构,可提高抗冲击强度,增强流 动性,以及抗拉强度。

  秸秆纤维以优良的柔韧性,及可分散性复合后成三维网状结构增强了产品的抗弯强度及整体稳 定性能,同时秸秆纤维比重小,比表面积大,具有很好的保温隔热隔声性能及防热膨胀开裂效果。其机理 也由于秸秆纤维的分布,秸秆纤维体积冷热稳定,明显起到了上述效果。

  采用本发明制得的合成树脂瓦秸秆纤维增强聚酯瓦,经国家建筑材料测试中心检测,主要的性能指标达到 如下的技术要求,见表1。

  表1.

  表1中各项目的检测依据标准是:GB-T 7019-1997《纤维水泥制品试验方法》、GB-T 8814-2004 门、窗用未增塑聚氯乙烯(PVC-U)型材、GB 8624-2006建筑材料及制品燃烧性能分级、GB-T 10295-2008 《绝热材料稳态热阻及有关特性的测定热流计法》。从表1反映出的检测结果来看,合成树脂瓦秸秆纤维增强聚酯瓦 在抗折、抗冲击、抗冻性等基本性能方面具有优于彩钢瓦及合成树脂瓦的性能,同时,由于含有大量秸秆 纤维,大大增强了其保温隔热的性能,导热系数达到了小于0.11W/(m.k)的属于绝热材料的要求,一般导 热系数小于0.174W/(M·K)的材料称为绝热材料(又称保温隔热材料),远远低于合成树脂瓦的0.33W/(m.k)。 合成树脂瓦秸秆纤维增强聚酯瓦的燃烧性能并未因大量含有秸秆纤维而降低,检测结果仍达到最高级别A1级,属于 不燃性建筑材料,而同类的合成树脂瓦只能达到B级。在热变化率方面,合成树脂瓦秸秆纤维增强聚酯瓦为1.9%,合 成树脂瓦为3%左右,有着更好地耐用性。

  本发明具有以下优点:

  一、本发明的合成树脂瓦秸秆纤维增强聚酯瓦中秸杆占26%-30%,增强了产品的隔音隔热的性能效果,有 效利用了秸秆资源,不仅有利于保护生态环境,而且可降低生产成本和使用成本。

  二、本发明采用间苯型不饱和聚酯作为胶凝剂,加之配方与组分合理,因此使其制品具有环保、 无毒无害、无裂纹、轻质保温,收缩膨胀系数小的特点,防火、防水、防腐、防蛀及耐风雨侵蚀性能良 好,使用寿命长。

  三、本发明的合成树脂瓦秸秆纤维增强聚酯瓦是单层结构,而合成树脂瓦是由PVC树脂为基层、ASA、PPMA、 PMMA等工程树脂为面料多层的共挤结构,且耐候性耐用性主要取决于表层材料,存在易开裂褪色老化的问 题,本发明产品的单层结构则解决了合成树脂瓦所存在的这些问题。

  具体实施方式:

  实施例1:

  (1)将秸秆破碎成尺寸小于3mm的秸秆纤维,烘干后装袋备用。

  (2)将32kg间苯聚酯树酯、8kg苯乙烯、0.64kg硬脂酸锌、0.4kg叔丁酯及0.24kg氧化镁, 分别投入不锈钢拉缸内,用调速分散机(型号NH-300)在600转/min、800转/min、600转/min转速下各 搅拌3分钟左右,混合均匀后移出拉缸,排出空气备用。

  (3)分别将9.6kg云母粉、41.92kg针状硅灰石粉、12.8kg滑石粉及12.8kg氢氧化铝粉投入 捏合机(型号NH-300)料槽内开机转3分钟左右,混合均匀,停机。

  (4)将经步骤(2)后的不锈钢拉缸内的树脂料浆倒入捏合机料槽内与其中功能性填料相混, 开机搅拌,按正转、反转、正转的顺序各搅拌3分钟左右,混合均匀。然后,将41.6kg经步骤(1)处理 后的秸秆纤维,分次分散地加入捏合机料槽中,正转、反转各4分钟左右,混合均匀,得复合物料。

  (5)将复合物料铺装入成型模具,铺装厚度为3mm,在热压成型机(型号AEOT-50)中成型, 成型温度150℃、压力8MPa、成型时间5分钟/mm。

  (6)所制得的秸秆纤维超强聚酯瓦,经检测主要性能指标为:导热系数为0.11W/(m.k);燃 烧性能为A1级;热变化率为1.9%;抗折力性能横向为1650N/m,纵向为360N;外观、抗冲击、抗冻性等指 标均为合格。

  实施例2:

  (1)将秸秆破碎成尺寸小于3mm的秸秆纤维,烘干后装袋备用。

  (2)在反应釜(型号FS--500型)中投入100kg间苯型聚酯树脂及1.5kg的乙二酸,在充氮 气保护下,加热至110℃,搅拌反应3小时,降至常温备用。

  (3)将35.2kg经步骤(2)处理所得乙二酸改性间苯聚酯树酯、9.6kg苯乙烯、0.8kg硬脂酸 锌、0.48kg叔丁酯及0.32kg氧化镁,分别投入不锈钢拉缸内,用调速分散机在600转/min、800转/min、 600转/min转速下各搅拌3分钟左右,混合均匀后移出拉缸,排出空气备用。

  (4)分别将12.8kg云母粉、24kg针状硅灰石粉、16kg滑石粉及16kg氢氧化铝粉投入捏合机 (型号NH-300)料槽内开机转3分钟左右,混合均匀,停机。

  (5)将经步骤(3)后的不锈钢拉缸内的树脂料浆倒入捏合机料槽内与其中功能性填料相混, 开机搅拌,按正转、反转、正转的顺序各搅拌3分钟左右,混合均匀。然后,将44.8kg经步骤(1)处理 后的秸秆纤维,分次分散地加入捏合机料槽中,正转、反转各4分钟左右,混合均匀,得复合物料。

  (6)将复合物料铺装入成型模具,铺装厚度为3mm,在热压成型机(型号AEOT-50)中成型, 成型温度145℃、压力15MPa、成型时间3分钟/mm。

  (7)所制得的秸秆纤维超强聚酯瓦,经检测主要性能指标为:导热系数为0.10W/(m.k);燃 烧性能为A1级;热变化率为1.9%;抗折力性能横向为1850N/m,纵向为370N;外观、抗冲击、抗冻性等指 标均为合格。

  实施例3:

  (1)将秸秆破碎成尺寸小于3mm的秸秆纤维,烘干后装袋备用。

  (2)在反应釜(型号FS--500型)中投入100kg间苯型聚酯树脂及2.5kg的乙二酸,在充氮气 保护下,加热至130℃,搅拌反应1.5小时,降至常温备用。

  (3)将38.4kg经步骤(2)处理所得乙二酸改性间苯聚酯树酯、11.2kg苯乙烯、0.96kg硬脂 酸锌、0.48kg叔丁酯及0.4kg氧化镁,分别投入不锈钢拉缸内,用调速分散机在600转/min、800转/min、 600转/min转速下各搅拌3分钟左右,混合均匀后移出拉缸,排出空气备用。

  (4)分别将14.4kg云母粉、14.16kg针状硅灰石粉、16kg滑石粉及16kg氢氧化铝粉投入捏 合机(型号NH-300)料槽内开机转3分钟左右,混合均匀,停机。

  (5)将经步骤(3)后的不锈钢拉缸内的树脂料浆倒入捏合机料槽内与其中功能性填料相混, 开机搅拌,按正转、反转、正转的顺序各搅拌3分钟左右,混合均匀。然后,将48kg经步骤(1)处理后 的秸秆纤维,分次分散地加入捏合机料槽中,正转、反转各4分钟左右,混合均匀,得复合物料。

  (6)将复合物料铺装入成型模具,铺装厚度为3mm,在热压成型机(型号AEOT-50)中成型, 成型温度145℃、压力15MPa、成型时间3分钟/mm。

合成树脂瓦秸秆纤维增强聚酯瓦


  (7)所制得的秸秆纤维超强聚酯瓦,经检测主要性能指标为:导热系数为0.11W/(m.k);燃 烧性能为A1级;热变化率为1.8%;抗折力性能横向为1780N/m,纵向为385N;外观、抗冲击、抗冻性等指 标均为合格。


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