权利要求
1.固废基石晶地板基材，其特征在于，该石晶地板基材按重量百分比原料如下： 所述不锈钢渣超细粉的细度为500目～700目； 所述固化飞灰超细粉的细度为500目～700目； 所述热稳定剂为聚乙烯蜡； 所述增塑剂为二甘醇二苯甲酸酯； 所述混合发泡剂为偶氮二甲酰胺与碳酸氢钠的混合物，其质量比为1:2～2:1； 所述发泡调节剂为丙烯酸脂。
2.如权利要求1所述的固废基石晶地板基材，其特征在于，所述不锈钢渣超细粉化学成分及质量百分比如下： 3.如权利要求1所述的一种固废基石晶地板基材，其特征在于，所述固化飞灰超细粉的化学成分和质量百分比如下： 4.如权利要求1所述的一种固废基石晶地板基材，其特征在于，所述树脂粉为聚氯乙烯。 5.如权利要求1所述的一种固废基石晶地板基材，其特征在于，所述润滑剂为液体氯化石蜡。 6.如权利要求1所述的一种固废基石晶地板基材，其特征在于，所述热稳定剂、增塑剂、润滑剂、混合发泡剂与发泡调节剂的总重量百分比为7％～10％。 7.一种如权利要求1所述固废基石晶地板基材的制备方法，其特征在于包括如下步骤： 首先，利用温度为110℃～130℃的高速混合机将不锈钢渣超细粉、固化飞灰超细粉与树脂粉进行混合90min～120min，再加入热稳定剂、增塑剂、润滑剂、混合发泡剂与发泡调节剂进行混合45min～60min，获得高温混合物； 其次，利用温度为50℃～60℃的冷混机将高温混合物进行冷却60min～90min，获得固废基石晶地板基材前驱物； 最后，利用温度为170℃～200℃的螺杆挤出机将固废基石晶地板基材前驱物进行混合45min～60min，再进入片材T模头挤出成型，成型的片材经过三/四辊压延机，获得固废基石晶地板基材。
说明书
固废基石晶地板基材及其制备方法
技术领域
本发明属于石木高分子复合地板领域，具体涉及一种固废基石晶地板基材及其制备方法。
背景技术
石晶地板是以碳酸钙粉、聚氯乙烯(或聚丙烯)等高分子材料、其他材料为原料制成的复合材料作为基材，经表面饰面、加工而成的复合地板，其中石晶地板基材是主要的组成部分。T/CNFPIA 3004-2019《石木塑地板》于2019年3月20日正式发布，在该团体标准实施后，为推广石晶地板在工程中的应用，中国林产工业协会和中国城市科学研究会联合编制并于2020年4月公布了《石木塑地板应用技术标准》。近年来随着石晶地板市场的日益扩大，导致对石晶地板基材的原料的需求量增加，尤其是轻质碳酸钙、滑石粉等一次资源的消耗量增加显著。
不锈钢渣为工业固体废弃物，其呈现碱性，其主要成分为CaO、Fe 2O 3、SiO 2，还有少量ZnO、CuO、Cr 2O 3、PbO等重金属氧化物；飞灰不同于一般的粉煤灰或烟灰，其不是化学惰性物质，含有能被水浸出的Cd、Pb、Zn、Cr等多种有害重金属物质和盐类，属于危险固体废弃物，需要固化技术处理后方可使用。固化飞灰解决了Cd、Pb、Zn、Cr等多种有害重金属物质和盐类能被水浸出的问题，其主要化学成分为SiO 2、Al 2O 3、CaO。目前不锈钢渣、固化飞灰的利用率低且大量露天堆存，不仅占用宝贵土地，而且对周围环境和地下水造成污染。若能利用不锈钢渣、固化飞灰替代价格昂贵的一次资源轻质碳酸钙、滑石粉，不仅可以提高不锈钢渣、固化飞灰的利用附加值，而且降低石晶地板基材的生产成本。
发明内容
为了解决传统石晶地板基材需要消耗轻质碳酸钙粉、滑石粉等一次资源的问题；轻质碳酸钙粉属于硅酸盐，造成耐磨性能有待提高的问题；固化飞灰难以利用，尤其高附加值利用的问题。本发明提供了利用不锈钢渣超细粉、固化飞灰超细粉制备一种固废基石晶地板基材，以期解决以上问题，符合当前节能环保、循环经济的产业发展要求。
为了解决以上技术问题，本发明是通过以下技术方案予以实现的。
本发明提供了一种固废基石晶地板基材，该石晶地板基材按重量百分比原料如下：
所述不锈钢渣超细粉的细度为500目～700目，主要化学成分为CaO(52.35％)、SiO 2(23.68％)、Al 2O 3(8.31％)、MgO(7.56％)、Fe 2O 3(1.96％)、Cr 2O 3(1.12％)、PbO(0.83％)、P 2O5(0.41％)、CuO(0.37％)、MnO(0.32％)和其他(3.09％)。
所述固化飞灰超细粉的细度为500目～700目，主要化学成分为CaO(35.15％)、SiO 2(28.59％)、Al 2O 3(13.35％)、Fe 2O 3(6.11％)、MgO(2.22％)、SO 3(4.12％)、Cl(0.86％)和其他(9.60％)。
所述树脂粉为聚氯乙烯。
所述热稳定剂为聚乙烯蜡。
所述增塑剂为二甘醇二苯甲酸酯。
所述润滑剂为液体氯化石蜡。
所述混合发泡剂为偶氮二甲酰胺与碳酸氢钠的混合物，其质量比为1:2～2:1。
所述发泡调节剂为丙烯酸脂。
所述热稳定剂、增塑剂、润滑剂、混合发泡剂与发泡调节剂的总重量百分比为7％～10％。
本发明同时提供了上述固废基石晶地板基材的制备方法，具体包括如下步骤：
首先，利用温度为110℃～130℃的高速混合机将不锈钢渣超细粉、固化飞灰超细粉与树脂粉进行混合90min～120min，再加入热稳定剂、增塑剂、润滑剂、混合发泡剂与发泡调节剂进行混合45min～60min，获得高温混合物。
其次，利用温度为50℃～60℃的冷混机将高温混合物进行冷却60min～90min，获得固废基石晶地板基材前驱物。
最后，利用温度为170℃～200℃的螺杆挤出机将固废基石晶地板基材前驱物进行混合45min～60min，再进入片材T模头挤出成型，成型的片材经过三/四辊压延机，获得固废基石晶地板基材。
本发明的创新点：
(1)利用不锈钢渣超细粉、固化飞灰超细粉具有球状(球磨加工工艺)、砾石状(立磨加工工艺)的特点，用以替代轻质碳酸钙粉、滑石粉，达到在石晶地板基材中颗粒充填与骨架支撑的作用。
(2)轻质碳酸钙粉属于碳酸盐，其具有良好的耐水性，但是其耐磨性、耐候性不足。利用不锈钢渣超细粉属于硅酸盐的特性，以及聚氯乙烯属于高分子材料具有良好疏水性，所制备的石晶地板基材不仅具有防水性和防潮性，而且耐磨性、耐候性大幅提高。
(3)不锈钢渣超细粉的细度为500目～700目，固化飞灰超细粉的细度为500目～700目，利用超细粉具有比表面积大、分散性好的特点，可以均匀分散于聚氯乙烯中，达到良好的和易性。
(4)不锈钢渣具有碱性，有利于石晶地板基材的发泡，提高弯曲强度性能；固化飞灰中氧化铝含量高，提高阻燃性能。同时聚氯乙烯具有良好的包裹性，可以有效包裹不锈钢渣中重金属，限制重金属元素浸出，确保安全性。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、本发明解决了传统石晶地板基材需要消耗轻质碳酸钙粉、滑石粉等一次资源的问题；轻质碳酸钙粉属于硅酸盐，造成耐磨性能有待提高的问题；固化飞灰难以利用，尤其高附加值利用的问题。
2、本发明利用工业固废不锈钢渣超细粉、固化飞灰超细粉，再与树脂粉、热稳定剂、增塑剂、润滑剂、混合发泡剂、发泡调节剂复合制备一种固废基石晶地板基材，以期解决以上问题，符合当前节能环保、循环经济的产业发展要求。
附图说明
图1为本发明球磨加工工艺的不锈钢渣超细粉SEM图。
图2为本发明立磨加工工艺的固化飞灰超细粉SEM图。
具体实施方式
以下结合具体实施例详述本发明，但本发明不局限于下述实施例。
实施例1
以制备本发明产品100g为例所用的组分及其质量配比为：
所述不锈钢渣超细粉的细度为550目，主要化学成分为CaO(52.35％)、SiO 2(23.68％)、Al 2O 3(8.31％)、MgO(7.56％)、Fe 2O 3(1.96％)、Cr 2O 3(1.12％)、PbO(0.83％)、P 2O5(0.41％)、CuO(0.37％)、MnO(0.32％)和其他(3.09％)。
所述固化飞灰超细粉的细度为700目，主要化学成分为CaO(35.15％)、SiO 2(28.59％)、Al 2O 3(13.35％)、Fe 2O 3(6.11％)、MgO(2.22％)、SO 3(4.12％)、Cl(0.86％)和其他(9.60％)。
所述树脂粉为聚氯乙烯。
所述热稳定剂为聚乙烯蜡。
所述增塑剂为二甘醇二苯甲酸酯。
所述润滑剂为液体氯化石蜡。
所述混合发泡剂为偶氮二甲酰胺与碳酸氢钠的混合物，其质量比为1:2。
所述发泡调节剂为丙烯酸脂。
所述热稳定剂、增塑剂、润滑剂、混合发泡剂与发泡调节剂的总重量百分比为9.1％。
首先，利用温度为125℃的高速混合机将不锈钢渣超细粉、固化飞灰超细粉与树脂粉进行混合90min，再加入热稳定剂、增塑剂、润滑剂、混合发泡剂与发泡调节剂进行混合45min，获得高温混合物。
其次，利用温度为60℃的冷混机将高温混合物进行冷却70min，获得固废基石晶地板基材前驱物。
最后，利用温度为190℃的螺杆挤出机将固废基石晶地板基材前驱物进行混合55min，再进入片材T模头挤出成型，成型的片材经过三/四辊压延机，获得固废基石晶地板基材。
实施例2
以制备本发明产品100g为例所用的组分及其质量配比为：
所述不锈钢渣超细粉的细度为700目，主要化学成分为CaO(52.35％)、SiO 2(23.68％)、Al 2O 3(8.31％)、MgO(7.56％)、Fe 2O 3(1.96％)、Cr 2O 3(1.12％)、PbO(0.83％)、P 2O5(0.41％)、CuO(0.37％)、MnO(0.32％)和其他(3.09％)。
所述固化飞灰超细粉的细度为600目，主要化学成分为CaO(35.15％)、SiO 2(28.59％)、Al 2O 3(13.35％)、Fe 2O 3(6.11％)、MgO(2.22％)、SO 3(4.12％)、Cl(0.86％)和其他(9.60％)。
所述树脂粉为聚氯乙烯。
所述热稳定剂为聚乙烯蜡。
所述增塑剂为二甘醇二苯甲酸酯。
所述润滑剂为液体氯化石蜡。
所述混合发泡剂为偶氮二甲酰胺与碳酸氢钠的混合物，其质量比为2:1。
所述发泡调节剂为丙烯酸脂。
所述热稳定剂、增塑剂、润滑剂、混合发泡剂与发泡调节剂的总重量百分比为8.7％。
首先，利用温度为110℃的高速混合机将不锈钢渣超细粉、固化飞灰超细粉与树脂粉进行混合105min，再加入热稳定剂、增塑剂、润滑剂、混合发泡剂与发泡调节剂进行混合60min，获得高温混合物。
其次，利用温度为55℃的冷混机将高温混合物进行冷却80min，获得固废基石晶地板基材前驱物。
最后，利用温度为170℃的螺杆挤出机将固废基石晶地板基材前驱物进行混合60min，再进入片材T模头挤出成型，成型的片材经过三/四辊压延机，获得固废基石晶地板基材。
实施例3
以制备本发明产品100g为例所用的组分及其质量配比为：
所述不锈钢渣超细粉的细度为650目，主要化学成分为CaO(52.35％)、SiO 2(23.68％)、Al 2O 3(8.31％)、MgO(7.56％)、Fe 2O 3(1.96％)、Cr 2O 3(1.12％)、PbO(0.83％)、P 2O5(0.41％)、CuO(0.37％)、MnO(0.32％)和其他(3.09％)。
所述固化飞灰超细粉的细度为500目，主要化学成分为CaO(35.15％)、SiO 2(28.59％)、Al 2O 3(13.35％)、Fe 2O 3(6.11％)、MgO(2.22％)、SO 3(4.12％)、Cl(0.86％)和其他(9.60％)。
所述树脂粉为聚氯乙烯。
所述热稳定剂为聚乙烯蜡。
所述增塑剂为二甘醇二苯甲酸酯。
所述润滑剂为液体氯化石蜡。
所述混合发泡剂为偶氮二甲酰胺与碳酸氢钠的混合物，其质量比为1:1。
所述发泡调节剂为丙烯酸脂。
所述热稳定剂、增塑剂、润滑剂、混合发泡剂与发泡调节剂的总重量百分比为9.2％。
首先，利用温度为130℃的高速混合机将不锈钢渣超细粉、固化飞灰超细粉与树脂粉进行混合95min，再加入热稳定剂、增塑剂、润滑剂、混合发泡剂与发泡调节剂进行混合55min，获得高温混合物。
其次，利用温度为50℃的冷混机将高温混合物进行冷却90min，获得固废基石晶地板基材前驱物。
最后，利用温度为200℃的螺杆挤出机将固废基石晶地板基材前驱物进行混合45min，再进入片材T模头挤出成型，成型的片材经过三/四辊压延机，获得固废基石晶地板基材。
实施例4
以制备本发明产品100g为例所用的组分及其质量配比为：
所述不锈钢渣超细粉的细度为500目～700目，主要化学成分为CaO(52.35％)、SiO 2(23.68％)、Al 2O 3(8.31％)、MgO(7.56％)、Fe 2O 3(1.96％)、Cr 2O 3(1.12％)、PbO(0.83％)、P 2O5(0.41％)、CuO(0.37％)、MnO(0.32％)和其他(3.09％)。
所述固化飞灰超细粉的细度为500目～700目，主要化学成分为CaO(35.15％)、SiO 2(28.59％)、Al 2O 3(13.35％)、Fe 2O 3(6.11％)、MgO(2.22％)、SO 3(4.12％)、Cl(0.86％)和其他(9.60％)。
所述树脂粉为聚氯乙烯。
所述热稳定剂为聚乙烯蜡。
所述增塑剂为二甘醇二苯甲酸酯。
所述润滑剂为液体氯化石蜡。
所述混合发泡剂为偶氮二甲酰胺与碳酸氢钠的混合物，其质量比为2:1。
所述发泡调节剂为丙烯酸脂。
所述热稳定剂、增塑剂、润滑剂、混合发泡剂与发泡调节剂的总重量百分比为9.9％。
首先，利用温度为120℃的高速混合机将不锈钢渣超细粉、固化飞灰超细粉与树脂粉进行混合120min，再加入热稳定剂、增塑剂、润滑剂、混合发泡剂与发泡调节剂进行混合50min，获得高温混合物。
其次，利用温度为50℃的冷混机将高温混合物进行冷却60min，获得固废基石晶地板基材前驱物。
最后，利用温度为180℃的螺杆挤出机将固废基石晶地板基材前驱物进行混合50min，再进入片材T模头挤出成型，成型的片材经过三/四辊压延机，获得固废基石晶地板基材。
实施例5
以制备本发明产品100g为例所用的组分及其质量配比为：
所述不锈钢渣超细粉的细度为500目，主要化学成分为CaO(52.35％)、SiO 2(23.68％)、Al 2O 3(8.31％)、MgO(7.56％)、Fe 2O 3(1.96％)、Cr 2O 3(1.12％)、PbO(0.83％)、P 2O5(0.41％)、CuO(0.37％)、MnO(0.32％)和其他(3.09％)。
所述固化飞灰超细粉的细度为650目，主要化学成分为CaO(35.15％)、SiO 2(28.59％)、Al 2O 3(13.35％)、Fe 2O 3(6.11％)、MgO(2.22％)、SO 3(4.12％)、Cl(0.86％)和其他(9.60％)。
所述树脂粉为聚氯乙烯。
所述热稳定剂为聚乙烯蜡。
所述增塑剂为二甘醇二苯甲酸酯。
所述润滑剂为液体氯化石蜡。
所述混合发泡剂为偶氮二甲酰胺与碳酸氢钠的混合物，其质量比为1:2。
所述发泡调节剂为丙烯酸脂。
所述热稳定剂、增塑剂、润滑剂、混合发泡剂与发泡调节剂的总重量百分比为8.1％。
首先，利用温度为115℃的高速混合机将不锈钢渣超细粉、固化飞灰超细粉与树脂粉进行混合115min，再加入热稳定剂、增塑剂、润滑剂、混合发泡剂与发泡调节剂进行混合60min，获得高温混合物。
其次，利用温度为60℃的冷混机将高温混合物进行冷却70min，获得固废基石晶地板基材前驱物。
最后，利用温度为200℃的螺杆挤出机将固废基石晶地板基材前驱物进行混合45min，再进入片材T模头挤出成型，成型的片材经过三/四辊压延机，获得固废基石晶地板基材。
实施例6
以制备本发明产品100g为例所用的组分及其质量配比为：
所述不锈钢渣超细粉的细度为600目，主要化学成分为CaO(52.35％)、SiO 2(23.68％)、Al 2O 3(8.31％)、MgO(7.56％)、Fe 2O 3(1.96％)、Cr 2O 3(1.12％)、PbO(0.83％)、P 2O5(0.41％)、CuO(0.37％)、MnO(0.32％)和其他(3.09％)。
所述固化飞灰超细粉的细度为550目，主要化学成分为CaO(35.15％)、SiO 2(28.59％)、Al 2O 3(13.35％)、Fe 2O 3(6.11％)、MgO(2.22％)、SO 3(4.12％)、Cl(0.86％)和其他(9.60％)。
所述树脂粉为聚氯乙烯。
所述热稳定剂为聚乙烯蜡。
所述增塑剂为二甘醇二苯甲酸酯。
所述润滑剂为液体氯化石蜡。
所述混合发泡剂为偶氮二甲酰胺与碳酸氢钠的混合物，其质量比为1:1。
所述发泡调节剂为丙烯酸脂。
所述热稳定剂、增塑剂、润滑剂、混合发泡剂与发泡调节剂的总重量百分比为9％。
首先，利用温度为125℃的高速混合机将不锈钢渣超细粉、固化飞灰超细粉与树脂粉进行混合110min，再加入热稳定剂、增塑剂、润滑剂、混合发泡剂与发泡调节剂进行混合55min，获得高温混合物。
其次，利用温度为55℃的冷混机将高温混合物进行冷却80min，获得固废基石晶地板基材前驱物。
最后，利用温度为190℃的螺杆挤出机将固废基石晶地板基材前驱物进行混合55min，再进入片材T模头挤出成型，成型的片材经过三/四辊压延机，获得固废基石晶地板基材。
对比例1
以制备本发明产品100g为例所用的组分及其质量配比为：
所述轻质碳酸钙的细度为325目。
所述固化飞灰超细粉的细度为550目，主要化学成分为CaO(35.15％)、SiO 2(28.59％)、Al 2O 3(13.35％)、Fe 2O 3(6.11％)、MgO(2.22％)、SO 3(4.12％)、Cl(0.86％)和其他(9.60％)。
所述树脂粉为聚氯乙烯。
所述热稳定剂为聚乙烯蜡。
所述增塑剂为二甘醇二苯甲酸酯。
所述润滑剂为液体氯化石蜡。
所述混合发泡剂为偶氮二甲酰胺与碳酸氢钠的混合物，其质量比为1:1。
所述发泡调节剂为丙烯酸脂。
所述热稳定剂、增塑剂、润滑剂、混合发泡剂与发泡调节剂的总重量百分比为9％。
首先，利用温度为125℃的高速混合机将轻质碳酸钙粉、固化飞灰超细粉与树脂粉进行混合110min，再加入热稳定剂、增塑剂、润滑剂、混合发泡剂与发泡调节剂进行混合55min，获得高温混合物。
其次，利用温度为55℃的冷混机将高温混合物进行冷却80min，获得固废基石晶地板基材前驱物。
最后，利用温度为190℃的螺杆挤出机将固废基石晶地板基材前驱物进行混合55min，再进入片材T模头挤出成型，成型的片材经过三/四辊压延机，获得固废基石晶地板基材。
对比例2
以制备本发明产品100g为例所用的组分及其质量配比为：
所述不锈钢渣超细粉的细度为600目，主要化学成分为CaO(52.35％)、SiO 2(23.68％)、Al 2O 3(8.31％)、MgO(7.56％)、Fe 2O 3(1.96％)、Cr 2O 3(1.12％)、PbO(0.83％)、P 2O5(0.41％)、CuO(0.37％)、MnO(0.32％)和其他(3.09％)。
所述滑石粉的细度为400目。
所述树脂粉为聚氯乙烯。
所述热稳定剂为聚乙烯蜡。
所述增塑剂为二甘醇二苯甲酸酯。
所述润滑剂为液体氯化石蜡。
所述混合发泡剂为偶氮二甲酰胺与碳酸氢钠的混合物，其质量比为1:1。
所述发泡调节剂为丙烯酸脂。
所述热稳定剂、增塑剂、润滑剂、混合发泡剂与发泡调节剂的总重量百分比为9％。
首先，利用温度为125℃的高速混合机将不锈钢渣超细粉、滑石粉与树脂粉进行混合110min，再加入热稳定剂、增塑剂、润滑剂、混合发泡剂与发泡调节剂进行混合55min，获得高温混合物。
其次，利用温度为55℃的冷混机将高温混合物进行冷却80min，获得固废基石晶地板基材前驱物。
最后，利用温度为190℃的螺杆挤出机将固废基石晶地板基材前驱物进行混合55min，再进入片材T模头挤出成型，成型的片材经过三/四辊压延机，获得固废基石晶地板基材。
对比例3
以制备本发明产品100g为例所用的组分及其质量配比为：
所述轻质碳酸钙粉的细度为325目。
所述滑石粉的细度为400目。
所述树脂粉为聚氯乙烯。
所述热稳定剂为聚乙烯蜡。
所述增塑剂为二甘醇二苯甲酸酯。
所述润滑剂为液体氯化石蜡。
所述混合发泡剂为偶氮二甲酰胺与碳酸氢钠的混合物，其质量比为1:1。
所述发泡调节剂为丙烯酸脂。
所述热稳定剂、增塑剂、润滑剂、混合发泡剂与发泡调节剂的总重量百分比为9％。
首先，利用温度为125℃的高速混合机将轻质碳酸钙粉、滑石粉与树脂粉进行混合110min，再加入热稳定剂、增塑剂、润滑剂、混合发泡剂与发泡调节剂进行混合55min，获得高温混合物。
其次，利用温度为55℃的冷混机将高温混合物进行冷却80min，获得固废基石晶地板基材前驱物。
最后，利用温度为190℃的螺杆挤出机将固废基石晶地板基材前驱物进行混合55min，再进入片材T模头挤出成型，成型的片材经过三/四辊压延机，获得固废基石晶地板基材。
实施例1～6及对比例1～3制备的固废基石晶地板基材，其性能检测过程如下：
依据《塑料和硬橡胶使用硬度计测定压痕硬度(邵氏硬度)》(GB/T2411-2008)、《建筑材料可燃性试验方法》(GB/T8626-2007)、《塑料弯曲性能试验方法》(GB/T9341-2000)进行性能测试。
表1.固废基石晶地板基材的性能
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“固废基石晶地板基材及其制备方法” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
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编辑：中冶有色技术网
来源：安徽工业大学
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2024年12月27日 ~ 29日 
