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大量BAUER電機(jī)BS02-38H/P04LA32/EMV-SP

  • 更新時(shí)間:  2020-03-02
  • 產(chǎn)品型號(hào):  BG20-37/D08LA4-TOF/EKK008
  • 簡(jiǎn)單描述
  • 大量BAUER電機(jī)BS02-38H/P04LA32/EMV-SP
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    公司模式:德國(guó)本土采購(gòu),德國(guó)倉(cāng)庫(kù)拼單操作,為客戶節(jié)約了成本,提高了采購(gòu)效率。提供原裝。
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大量BAUER電機(jī)BS02-38H/P04LA32/EMV-SP

 

大量BAUER電機(jī)BS02-38H/P04LA32/EMV-SP

 

BAUER GBR56/1-A4 (C915) Nr. 68138100

: BAUER BS06-74V/D04LA4-TF

: BAUER BF70Z-44/D09LA4-S/ESX010A9/SP

: BAUER BS06-31V/D04LA4-ST Artikel-Nr.: 188B850200

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: Lenord+Bauer GEL2443 KN1G5K150-E

: BAUER PNF05LA30-G/SP/ ID:25212836

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: danfoss bauer ETB Z008B5 GS 105 V 10.0 NM

: BAUER BG05-31/D04LA4 173B867700

: Lenord+Bauer S/N:0824001329

: BAUER ETB E008B9HN GS180V 10NM

: Camille Bauer SINEAX TI816-5110 990-722

: Lenord+Bauer GEL260-VN00500A003;UB=10-30VDC

: BAUER Type.BG10-31/D06LA4 Nr.1762274-2

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: Lenord+Bauer GEL243Y017

: BAUER BG20-37/D08LA4-TOF/EKK008B5/MG Artikel-Nr.: 171X354400

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: Lenord+Bauer GEL243Y017

: Lenord+Bauer GEL2432K-RAD600

以煅燒處理后不同粒徑的造紙白泥廢料為合成填料,不飽和聚酯樹(shù)脂(UPR)為黏結(jié)劑,采用常溫固化成型工藝合成一種低成本、高性能的人造石裝飾材料。以白泥廢料、固化劑、促進(jìn)劑和潤(rùn)濕劑為水平因子,人造石彎曲強(qiáng)度為試驗(yàn)指標(biāo)進(jìn)行正交試驗(yàn)設(shè)計(jì),并對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證分析和討論。結(jié)果表明:白泥能有效阻止人造石斷面裂紋的擴(kuò)展,對(duì)人造石彎曲強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度和表面質(zhì)量顯著性影響較大。佳成型工藝參數(shù)為:白泥用量200份;潤(rùn)濕劑用量0.25份;促進(jìn)劑用量1份;固化劑用量3份。

關(guān)鍵詞:人造石;造紙白泥;不飽和聚酯;正交試驗(yàn)設(shè)計(jì);綜合性能

造紙白泥是造紙工業(yè)堿回收苛化工段產(chǎn)生的廢棄物,其主要成分為碳酸鈣,含少量硅酸鈣、石灰,鋁、鐵、鎂等化合物以及NaOH(殘堿)和有機(jī)雜質(zhì)等[1]。制漿造紙白泥排放量大,利用率低,給環(huán)境帶來(lái)嚴(yán)重污染。目前白泥可替代部分鈣質(zhì)原料,生產(chǎn)普通硅酸鹽水泥[2-4]、陶瓷[5]等。由于造紙白泥呈堿性,含有部分有機(jī)雜質(zhì),目前其應(yīng)用研究沒(méi)有系統(tǒng)性。樹(shù)脂型人造石是以不飽和聚酯樹(shù)脂(UPR)為膠結(jié)料,摻入無(wú)機(jī)填料及其他助劑經(jīng)一定工藝制備的一種復(fù)合材料[6]。因其具有無(wú)毒、無(wú)放射性、耐磨耐沖擊、易保養(yǎng)等優(yōu)點(diǎn)廣泛用于建筑行業(yè),如賓館、商店、辦公大樓等[7]。筆者通過(guò)對(duì)工業(yè)廢料白泥進(jìn)行物化性質(zhì)分析及簡(jiǎn)單除雜,擬采用工業(yè)級(jí)廢料,在不加以表面改性的條件下制備出符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的人造大理石,從而實(shí)現(xiàn)廢料資源化利用,并彌補(bǔ)天然人造石短缺的現(xiàn)狀。

1實(shí)驗(yàn)部分

1.1原料

造紙白泥,貴州赤天化工集團(tuán);不飽和聚酯樹(shù)脂(UPR),885#,貴陽(yáng)金華恒化工有限公司;異辛酸鈷,T-8A,貴陽(yáng)金華恒化工有限公司;過(guò)氧化甲乙酮,TY-D,貴陽(yáng)金華恒化工有限公司;苯乙烯,TC-SM,貴陽(yáng)金華恒化工有限公司。

1.2白泥的前處理

(1)pH測(cè)試取自工廠的白泥顯堿性,實(shí)驗(yàn)前需將白泥處理為接近中性。將白泥與去離子水按質(zhì)量比1:20混合,攪拌靜置后過(guò)濾,所得濾液pH值接近7.0,說(shuō)明經(jīng)洗滌過(guò)濾后的白泥接近中性。用少量硫酸對(duì)洗滌廢水進(jìn)行中和,循環(huán)使用。(2)煅燒處理白泥廢料的主要成分為碳酸鈣,其中含有部分有機(jī)雜質(zhì)。圖1為白泥的TG-DSC曲線。從圖1可以看出,接近100℃時(shí)出現(xiàn)水蒸氣吸熱峰,760℃時(shí)為碳酸鈣的分解吸熱峰,因此,在除去其中有機(jī)雜質(zhì)的同時(shí)要保證碳酸鈣主成分不被分解,需在400℃煅燒溫度下對(duì)造紙白泥進(jìn)行處理。(3)廢料級(jí)配確定為使人造石制品具有一定的尺寸穩(wěn)定性,需增加樹(shù)脂中白泥廢料的用量,通過(guò)粗、細(xì)復(fù)合廢料搭配降低填料體系的比表面積,進(jìn)而減少樹(shù)脂用量,提高制品的強(qiáng)度??紤]到填料堆砌的緊密程度[8],依據(jù)粉料“立方密堆積”原理,選取100目與200目的混合粉料作為合成填料。

1.3成型工藝

采用常溫成型工藝制備樹(shù)脂型人造石,其工藝流程如圖2所示。

2正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)

2.1因素水平及正交試驗(yàn)表

正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)是利用正交表來(lái)安排與分析多因素試驗(yàn)的一種設(shè)計(jì)方法[9-10]。以改性白泥用量(A)、潤(rùn)濕劑苯乙烯用量(B)、促進(jìn)劑異辛酸鈷用量(C)、固化劑過(guò)氧化甲乙酮用量(D)為影響因素,大理石彎曲強(qiáng)度為試驗(yàn)指標(biāo)進(jìn)行正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)。正交試驗(yàn)初步選定改性白泥用量200~300份,苯乙烯用量0.25~0.75份,促進(jìn)劑用量0.5~1.5份,固化劑用量1~3份。得出的因素水平如表1所示。選取標(biāo)準(zhǔn)的L9(34)進(jìn)行正交試驗(yàn)設(shè)計(jì),并根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行極差分析,得出各因素顯著性大小,正交試驗(yàn)結(jié)果如表2所示。由表2得出各個(gè)因素對(duì)人造石彎曲強(qiáng)度的影響程度如圖3所示。

2.2正交試驗(yàn)結(jié)果分析

從表2的顯著性分析結(jié)果可以看出,各因素對(duì)人造石彎曲強(qiáng)度的影響程度為A>C>B>D,即造紙白泥的顯著性強(qiáng),其次為促進(jìn)劑和苯乙烯,固化劑的影響小。得出的優(yōu)工藝參數(shù)組合為A1B1C2D3,即當(dāng)白泥用量為200份、苯乙烯用量為0.25份、促進(jìn)劑用量為1份、固化劑用量為3份時(shí),人造石的彎曲強(qiáng)度高(超過(guò)40MPa),符合JC908—2002《實(shí)體面材》檢測(cè)要求。

3結(jié)果與討論

3.1白泥用量對(duì)人造石抗折性能的影響

由正交試驗(yàn)顯著性分析可知,白泥廢料用量對(duì)人造石彎曲強(qiáng)度的影響較為顯著。在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步分析白泥對(duì)人造石抗折強(qiáng)度的影響,結(jié)果如圖4所示。從圖4可以看出,隨著白泥廢料用量的增加,復(fù)合材料的抗折強(qiáng)度逐漸下降。當(dāng)白泥用量超過(guò)250份時(shí),復(fù)合材料的抗折強(qiáng)度低于25.7MPa,不能滿足DB44/T768—2010檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。這是由于隨著白泥用量的增加,較多無(wú)機(jī)填料得不到充分潤(rùn)濕,造成內(nèi)部缺陷和氣泡增多致使材料的性能下降。在考慮工業(yè)廢料資源化利用及人造石綜合性能的情況下,初步選擇白泥用量為200份進(jìn)行后續(xù)實(shí)驗(yàn)分析。

3.2苯乙烯對(duì)人造石性能的影響

由圖3可知苯乙烯對(duì)人造石的彎曲強(qiáng)度具有較大影響。在白泥用量為200份的前提下,研究苯乙烯潤(rùn)濕劑對(duì)人造石抗折強(qiáng)度和表面質(zhì)量的影響,結(jié)果如表3所示。從表3可以看出,隨著苯乙烯用量的增加,人造石表面斑印先減少甚消失,而后又出現(xiàn),其抗折強(qiáng)度則先提高后降低。當(dāng)苯乙烯用量為0.25份時(shí),人造石表面斑印消失,其抗折強(qiáng)度有所提高。這是由于少量苯乙烯可以降低UPR的黏度,使白泥廢料被充分潤(rùn)濕;且苯乙烯作為交聯(lián)劑,少量摻入可提高樹(shù)脂的固化程度,使復(fù)合材料的強(qiáng)度提高。但苯乙烯用量過(guò)多時(shí),樹(shù)脂反應(yīng)活性增強(qiáng),固化交聯(lián)速率加快,復(fù)合材料的脆性增大。綜合考慮實(shí)驗(yàn)經(jīng)濟(jì)性和產(chǎn)品性能,本實(shí)驗(yàn)選取苯乙烯潤(rùn)濕劑用量為0.25份進(jìn)行后續(xù)分析。

3.3人造石的微觀形貌

用掃描電子顯微鏡觀察人造石復(fù)合材料表面和沖擊斷面形貌,結(jié)果如圖5所示。從圖5可以看出,白泥粉體在UPR中分散較為均勻,潤(rùn)濕良好(圖5(a));而人造石斷面較粗糙,說(shuō)明復(fù)合材料受到?jīng)_擊時(shí),分散均勻的白泥廢料承受載荷,吸收了更多的沖擊能量(圖5(b))。由此可見(jiàn),白泥廢料的摻入對(duì)人造石復(fù)合材料斷面裂紋的擴(kuò)展起到阻礙或終止作用。

4結(jié)論

(1)為去除白泥廢料中有機(jī)雜質(zhì),需400℃煅燒溫度;粗細(xì)填料的搭配可有效提高無(wú)機(jī)填料在有機(jī)溶劑中的潤(rùn)濕性。(2)通過(guò)抗折強(qiáng)度和表面質(zhì)量分析試驗(yàn)驗(yàn)證,在用白泥廢料制備樹(shù)脂型人造石的工藝中,白泥極限用量為200份,苯乙烯潤(rùn)濕劑用量為0.25份。制備出的UPR/造紙白泥復(fù)合材料的力學(xué)性能和表面質(zhì)量均滿足行業(yè)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)要求。(3)通過(guò)對(duì)人造石進(jìn)行表面和斷面掃描電鏡分析,結(jié)果表明,白泥廢料能有效阻礙和終止復(fù)合材料斷面裂紋的擴(kuò)展。

: BAUER BS06-74V/D05LA4 Artikel-Nr.: 173Z313800

: Lenord+Bauer GEL2443Y005 gel2443ekrg5g150m05

: Bauer Gear Motor GmbH BG30Z-37/D06LA4-TF-S/E003B9

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以煅燒處理后不同粒徑的造紙白泥廢料為合成填料,不飽和聚酯樹(shù)脂(UPR)為黏結(jié)劑,采用常溫固化成型工藝合成一種低成本、高性能的人造石裝飾材料。以白泥廢料、固化劑、促進(jìn)劑和潤(rùn)濕劑為水平因子,人造石彎曲強(qiáng)度為試驗(yàn)指標(biāo)進(jìn)行正交試驗(yàn)設(shè)計(jì),并對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證分析和討論。結(jié)果表明:白泥能有效阻止人造石斷面裂紋的擴(kuò)展,對(duì)人造石彎曲強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度和表面質(zhì)量顯著性影響較大。佳成型工藝參數(shù)為:白泥用量200份;潤(rùn)濕劑用量0.25份;促進(jìn)劑用量1份;固化劑用量3份。

關(guān)鍵詞:人造石;造紙白泥;不飽和聚酯;正交試驗(yàn)設(shè)計(jì);綜合性能

造紙白泥是造紙工業(yè)堿回收苛化工段產(chǎn)生的廢棄物,其主要成分為碳酸鈣,含少量硅酸鈣、石灰,鋁、鐵、鎂等化合物以及NaOH(殘堿)和有機(jī)雜質(zhì)等[1]。制漿造紙白泥排放量大,利用率低,給環(huán)境帶來(lái)嚴(yán)重污染。目前白泥可替代部分鈣質(zhì)原料,生產(chǎn)普通硅酸鹽水泥[2-4]、陶瓷[5]等。由于造紙白泥呈堿性,含有部分有機(jī)雜質(zhì),目前其應(yīng)用研究沒(méi)有系統(tǒng)性。樹(shù)脂型人造石是以不飽和聚酯樹(shù)脂(UPR)為膠結(jié)料,摻入無(wú)機(jī)填料及其他助劑經(jīng)一定工藝制備的一種復(fù)合材料[6]。因其具有無(wú)毒、無(wú)放射性、耐磨耐沖擊、易保養(yǎng)等優(yōu)點(diǎn)廣泛用于建筑行業(yè),如賓館、商店、辦公大樓等[7]。筆者通過(guò)對(duì)工業(yè)廢料白泥進(jìn)行物化性質(zhì)分析及簡(jiǎn)單除雜,擬采用工業(yè)級(jí)廢料,在不加以表面改性的條件下制備出符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的人造大理石,從而實(shí)現(xiàn)廢料資源化利用,并彌補(bǔ)天然人造石短缺的現(xiàn)狀。

1實(shí)驗(yàn)部分

1.1原料

造紙白泥,貴州赤天化工集團(tuán);不飽和聚酯樹(shù)脂(UPR),885#,貴陽(yáng)金華恒化工有限公司;異辛酸鈷,T-8A,貴陽(yáng)金華恒化工有限公司;過(guò)氧化甲乙酮,TY-D,貴陽(yáng)金華恒化工有限公司;苯乙烯,TC-SM,貴陽(yáng)金華恒化工有限公司。

1.2白泥的前處理

(1)pH測(cè)試取自工廠的白泥顯堿性,實(shí)驗(yàn)前需將白泥處理為接近中性。將白泥與去離子水按質(zhì)量比1:20混合,攪拌靜置后過(guò)濾,所得濾液pH值接近7.0,說(shuō)明經(jīng)洗滌過(guò)濾后的白泥接近中性。用少量硫酸對(duì)洗滌廢水進(jìn)行中和,循環(huán)使用。(2)煅燒處理白泥廢料的主要成分為碳酸鈣,其中含有部分有機(jī)雜質(zhì)。圖1為白泥的TG-DSC曲線。從圖1可以看出,接近100℃時(shí)出現(xiàn)水蒸氣吸熱峰,760℃時(shí)為碳酸鈣的分解吸熱峰,因此,在除去其中有機(jī)雜質(zhì)的同時(shí)要保證碳酸鈣主成分不被分解,需在400℃煅燒溫度下對(duì)造紙白泥進(jìn)行處理。(3)廢料級(jí)配確定為使人造石制品具有一定的尺寸穩(wěn)定性,需增加樹(shù)脂中白泥廢料的用量,通過(guò)粗、細(xì)復(fù)合廢料搭配降低填料體系的比表面積,進(jìn)而減少樹(shù)脂用量,提高制品的強(qiáng)度。考慮到填料堆砌的緊密程度[8],依據(jù)粉料“立方密堆積”原理,選取100目與200目的混合粉料作為合成填料。

1.3成型工藝

采用常溫成型工藝制備樹(shù)脂型人造石,其工藝流程如圖2所示。

2正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)

2.1因素水平及正交試驗(yàn)表

正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)是利用正交表來(lái)安排與分析多因素試驗(yàn)的一種設(shè)計(jì)方法[9-10]。以改性白泥用量(A)、潤(rùn)濕劑苯乙烯用量(B)、促進(jìn)劑異辛酸鈷用量(C)、固化劑過(guò)氧化甲乙酮用量(D)為影響因素,大理石彎曲強(qiáng)度為試驗(yàn)指標(biāo)進(jìn)行正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)。正交試驗(yàn)初步選定改性白泥用量200~300份,苯乙烯用量0.25~0.75份,促進(jìn)劑用量0.5~1.5份,固化劑用量1~3份。得出的因素水平如表1所示。選取標(biāo)準(zhǔn)的L9(34)進(jìn)行正交試驗(yàn)設(shè)計(jì),并根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行極差分析,得出各因素顯著性大小,正交試驗(yàn)結(jié)果如表2所示。由表2得出各個(gè)因素對(duì)人造石彎曲強(qiáng)度的影響程度如圖3所示。

2.2正交試驗(yàn)結(jié)果分析

從表2的顯著性分析結(jié)果可以看出,各因素對(duì)人造石彎曲強(qiáng)度的影響程度為A>C>B>D,即造紙白泥的顯著性強(qiáng),其次為促進(jìn)劑和苯乙烯,固化劑的影響小。得出的優(yōu)工藝參數(shù)組合為A1B1C2D3,即當(dāng)白泥用量為200份、苯乙烯用量為0.25份、促進(jìn)劑用量為1份、固化劑用量為3份時(shí),人造石的彎曲強(qiáng)度高(超過(guò)40MPa),符合JC908—2002《實(shí)體面材》檢測(cè)要求。

3結(jié)果與討論

3.1白泥用量對(duì)人造石抗折性能的影響

由正交試驗(yàn)顯著性分析可知,白泥廢料用量對(duì)人造石彎曲強(qiáng)度的影響較為顯著。在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步分析白泥對(duì)人造石抗折強(qiáng)度的影響,結(jié)果如圖4所示。從圖4可以看出,隨著白泥廢料用量的增加,復(fù)合材料的抗折強(qiáng)度逐漸下降。當(dāng)白泥用量超過(guò)250份時(shí),復(fù)合材料的抗折強(qiáng)度低于25.7MPa,不能滿足DB44/T768—2010檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。這是由于隨著白泥用量的增加,較多無(wú)機(jī)填料得不到充分潤(rùn)濕,造成內(nèi)部缺陷和氣泡增多致使材料的性能下降。在考慮工業(yè)廢料資源化利用及人造石綜合性能的情況下,初步選擇白泥用量為200份進(jìn)行后續(xù)實(shí)驗(yàn)分析。

3.2苯乙烯對(duì)人造石性能的影響

由圖3可知苯乙烯對(duì)人造石的彎曲強(qiáng)度具有較大影響。在白泥用量為200份的前提下,研究苯乙烯潤(rùn)濕劑對(duì)人造石抗折強(qiáng)度和表面質(zhì)量的影響,結(jié)果如表3所示。從表3可以看出,隨著苯乙烯用量的增加,人造石表面斑印先減少甚消失,而后又出現(xiàn),其抗折強(qiáng)度則先提高后降低。當(dāng)苯乙烯用量為0.25份時(shí),人造石表面斑印消失,其抗折強(qiáng)度有所提高。這是由于少量苯乙烯可以降低UPR的黏度,使白泥廢料被充分潤(rùn)濕;且苯乙烯作為交聯(lián)劑,少量摻入可提高樹(shù)脂的固化程度,使復(fù)合材料的強(qiáng)度提高。但苯乙烯用量過(guò)多時(shí),樹(shù)脂反應(yīng)活性增強(qiáng),固化交聯(lián)速率加快,復(fù)合材料的脆性增大。綜合考慮實(shí)驗(yàn)經(jīng)濟(jì)性和產(chǎn)品性能,本實(shí)驗(yàn)選取苯乙烯潤(rùn)濕劑用量為0.25份進(jìn)行后續(xù)分析。

3.3人造石的微觀形貌

用掃描電子顯微鏡觀察人造石復(fù)合材料表面和沖擊斷面形貌,結(jié)果如圖5所示。從圖5可以看出,白泥粉體在UPR中分散較為均勻,潤(rùn)濕良好(圖5(a));而人造石斷面較粗糙,說(shuō)明復(fù)合材料受到?jīng)_擊時(shí),分散均勻的白泥廢料承受載荷,吸收了更多的沖擊能量(圖5(b))。由此可見(jiàn),白泥廢料的摻入對(duì)人造石復(fù)合材料斷面裂紋的擴(kuò)展起到阻礙或終止作用。

4結(jié)論

(1)為去除白泥廢料中有機(jī)雜質(zhì),需400℃煅燒溫度;粗細(xì)填料的搭配可有效提高無(wú)機(jī)填料在有機(jī)溶劑中的潤(rùn)濕性。(2)通過(guò)抗折強(qiáng)度和表面質(zhì)量分析試驗(yàn)驗(yàn)證,在用白泥廢料制備樹(shù)脂型人造石的工藝中,白泥極限用量為200份,苯乙烯潤(rùn)濕劑用量為0.25份。制備出的UPR/造紙白泥復(fù)合材料的力學(xué)性能和表面質(zhì)量均滿足行業(yè)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)要求。(3)通過(guò)對(duì)人造石進(jìn)行表面和斷面掃描電鏡分析,結(jié)果表明,白泥廢料能有效阻礙和終止復(fù)合材料斷面裂紋的擴(kuò)展。

: Lenord+Bauer GEL 2432T-1BC600

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: BAUER BS06-62U/D06LA4/MG ID.74127

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: Camille Bauer PK 610 Programmierkabel;137887

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: Camille Bauer SINEAX TI816-5110 990-722

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: BAUER BG05-31/D05LA4/SP(No.25702568-8)

: BAUER BS04-71V/D06LA4 Artikel-Nr.: 188J198000

以煅燒處理后不同粒徑的造紙白泥廢料為合成填料,不飽和聚酯樹(shù)脂(UPR)為黏結(jié)劑,采用常溫固化成型工藝合成一種低成本、高性能的人造石裝飾材料。以白泥廢料、固化劑、促進(jìn)劑和潤(rùn)濕劑為水平因子,人造石彎曲強(qiáng)度為試驗(yàn)指標(biāo)進(jìn)行正交試驗(yàn)設(shè)計(jì),并對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證分析和討論。結(jié)果表明:白泥能有效阻止人造石斷面裂紋的擴(kuò)展,對(duì)人造石彎曲強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度和表面質(zhì)量顯著性影響較大。佳成型工藝參數(shù)為:白泥用量200份;潤(rùn)濕劑用量0.25份;促進(jìn)劑用量1份;固化劑用量3份。

關(guān)鍵詞:人造石;造紙白泥;不飽和聚酯;正交試驗(yàn)設(shè)計(jì);綜合性能

造紙白泥是造紙工業(yè)堿回收苛化工段產(chǎn)生的廢棄物,其主要成分為碳酸鈣,含少量硅酸鈣、石灰,鋁、鐵、鎂等化合物以及NaOH(殘堿)和有機(jī)雜質(zhì)等[1]。制漿造紙白泥排放量大,利用率低,給環(huán)境帶來(lái)嚴(yán)重污染。目前白泥可替代部分鈣質(zhì)原料,生產(chǎn)普通硅酸鹽水泥[2-4]、陶瓷[5]等。由于造紙白泥呈堿性,含有部分有機(jī)雜質(zhì),目前其應(yīng)用研究沒(méi)有系統(tǒng)性。樹(shù)脂型人造石是以不飽和聚酯樹(shù)脂(UPR)為膠結(jié)料,摻入無(wú)機(jī)填料及其他助劑經(jīng)一定工藝制備的一種復(fù)合材料[6]。因其具有無(wú)毒、無(wú)放射性、耐磨耐沖擊、易保養(yǎng)等優(yōu)點(diǎn)廣泛用于建筑行業(yè),如賓館、商店、辦公大樓等[7]。筆者通過(guò)對(duì)工業(yè)廢料白泥進(jìn)行物化性質(zhì)分析及簡(jiǎn)單除雜,擬采用工業(yè)級(jí)廢料,在不加以表面改性的條件下制備出符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的人造大理石,從而實(shí)現(xiàn)廢料資源化利用,并彌補(bǔ)天然人造石短缺的現(xiàn)狀。

1實(shí)驗(yàn)部分

1.1原料

造紙白泥,貴州赤天化工集團(tuán);不飽和聚酯樹(shù)脂(UPR),885#,貴陽(yáng)金華恒化工有限公司;異辛酸鈷,T-8A,貴陽(yáng)金華恒化工有限公司;過(guò)氧化甲乙酮,TY-D,貴陽(yáng)金華恒化工有限公司;苯乙烯,TC-SM,貴陽(yáng)金華恒化工有限公司。

1.2白泥的前處理

(1)pH測(cè)試取自工廠的白泥顯堿性,實(shí)驗(yàn)前需將白泥處理為接近中性。將白泥與去離子水按質(zhì)量比1:20混合,攪拌靜置后過(guò)濾,所得濾液pH值接近7.0,說(shuō)明經(jīng)洗滌過(guò)濾后的白泥接近中性。用少量硫酸對(duì)洗滌廢水進(jìn)行中和,循環(huán)使用。(2)煅燒處理白泥廢料的主要成分為碳酸鈣,其中含有部分有機(jī)雜質(zhì)。圖1為白泥的TG-DSC曲線。從圖1可以看出,接近100℃時(shí)出現(xiàn)水蒸氣吸熱峰,760℃時(shí)為碳酸鈣的分解吸熱峰,因此,在除去其中有機(jī)雜質(zhì)的同時(shí)要保證碳酸鈣主成分不被分解,需在400℃煅燒溫度下對(duì)造紙白泥進(jìn)行處理。(3)廢料級(jí)配確定為使人造石制品具有一定的尺寸穩(wěn)定性,需增加樹(shù)脂中白泥廢料的用量,通過(guò)粗、細(xì)復(fù)合廢料搭配降低填料體系的比表面積,進(jìn)而減少樹(shù)脂用量,提高制品的強(qiáng)度。考慮到填料堆砌的緊密程度[8],依據(jù)粉料“立方密堆積”原理,選取100目與200目的混合粉料作為合成填料。

1.3成型工藝

采用常溫成型工藝制備樹(shù)脂型人造石,其工藝流程如圖2所示。

2正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)

2.1因素水平及正交試驗(yàn)表

正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)是利用正交表來(lái)安排與分析多因素試驗(yàn)的一種設(shè)計(jì)方法[9-10]。以改性白泥用量(A)、潤(rùn)濕劑苯乙烯用量(B)、促進(jìn)劑異辛酸鈷用量(C)、固化劑過(guò)氧化甲乙酮用量(D)為影響因素,大理石彎曲強(qiáng)度為試驗(yàn)指標(biāo)進(jìn)行正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)。正交試驗(yàn)初步選定改性白泥用量200~300份,苯乙烯用量0.25~0.75份,促進(jìn)劑用量0.5~1.5份,固化劑用量1~3份。得出的因素水平如表1所示。選取標(biāo)準(zhǔn)的L9(34)進(jìn)行正交試驗(yàn)設(shè)計(jì),并根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行極差分析,得出各因素顯著性大小,正交試驗(yàn)結(jié)果如表2所示。由表2得出各個(gè)因素對(duì)人造石彎曲強(qiáng)度的影響程度如圖3所示。

2.2正交試驗(yàn)結(jié)果分析

從表2的顯著性分析結(jié)果可以看出,各因素對(duì)人造石彎曲強(qiáng)度的影響程度為A>C>B>D,即造紙白泥的顯著性強(qiáng),其次為促進(jìn)劑和苯乙烯,固化劑的影響小。得出的優(yōu)工藝參數(shù)組合為A1B1C2D3,即當(dāng)白泥用量為200份、苯乙烯用量為0.25份、促進(jìn)劑用量為1份、固化劑用量為3份時(shí),人造石的彎曲強(qiáng)度高(超過(guò)40MPa),符合JC908—2002《實(shí)體面材》檢測(cè)要求。

3結(jié)果與討論

3.1白泥用量對(duì)人造石抗折性能的影響

由正交試驗(yàn)顯著性分析可知,白泥廢料用量對(duì)人造石彎曲強(qiáng)度的影響較為顯著。在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步分析白泥對(duì)人造石抗折強(qiáng)度的影響,結(jié)果如圖4所示。從圖4可以看出,隨著白泥廢料用量的增加,復(fù)合材料的抗折強(qiáng)度逐漸下降。當(dāng)白泥用量超過(guò)250份時(shí),復(fù)合材料的抗折強(qiáng)度低于25.7MPa,不能滿足DB44/T768—2010檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。這是由于隨著白泥用量的增加,較多無(wú)機(jī)填料得不到充分潤(rùn)濕,造成內(nèi)部缺陷和氣泡增多致使材料的性能下降。在考慮工業(yè)廢料資源化利用及人造石綜合性能的情況下,初步選擇白泥用量為200份進(jìn)行后續(xù)實(shí)驗(yàn)分析。

3.2苯乙烯對(duì)人造石性能的影響

由圖3可知苯乙烯對(duì)人造石的彎曲強(qiáng)度具有較大影響。在白泥用量為200份的前提下,研究苯乙烯潤(rùn)濕劑對(duì)人造石抗折強(qiáng)度和表面質(zhì)量的影響,結(jié)果如表3所示。從表3可以看出,隨著苯乙烯用量的增加,人造石表面斑印先減少甚消失,而后又出現(xiàn),其抗折強(qiáng)度則先提高后降低。當(dāng)苯乙烯用量為0.25份時(shí),人造石表面斑印消失,其抗折強(qiáng)度有所提高。這是由于少量苯乙烯可以降低UPR的黏度,使白泥廢料被充分潤(rùn)濕;且苯乙烯作為交聯(lián)劑,少量摻入可提高樹(shù)脂的固化程度,使復(fù)合材料的強(qiáng)度提高。但苯乙烯用量過(guò)多時(shí),樹(shù)脂反應(yīng)活性增強(qiáng),固化交聯(lián)速率加快,復(fù)合材料的脆性增大。綜合考慮實(shí)驗(yàn)經(jīng)濟(jì)性和產(chǎn)品性能,本實(shí)驗(yàn)選取苯乙烯潤(rùn)濕劑用量為0.25份進(jìn)行后續(xù)分析。

3.3人造石的微觀形貌

用掃描電子顯微鏡觀察人造石復(fù)合材料表面和沖擊斷面形貌,結(jié)果如圖5所示。從圖5可以看出,白泥粉體在UPR中分散較為均勻,潤(rùn)濕良好(圖5(a));而人造石斷面較粗糙,說(shuō)明復(fù)合材料受到?jīng)_擊時(shí),分散均勻的白泥廢料承受載荷,吸收了更多的沖擊能量(圖5(b))。由此可見(jiàn),白泥廢料的摻入對(duì)人造石復(fù)合材料斷面裂紋的擴(kuò)展起到阻礙或終止作用。

4結(jié)論

(1)為去除白泥廢料中有機(jī)雜質(zhì),需400℃煅燒溫度;粗細(xì)填料的搭配可有效提高無(wú)機(jī)填料在有機(jī)溶劑中的潤(rùn)濕性。(2)通過(guò)抗折強(qiáng)度和表面質(zhì)量分析試驗(yàn)驗(yàn)證,在用白泥廢料制備樹(shù)脂型人造石的工藝中,白泥極限用量為200份,苯乙烯潤(rùn)濕劑用量為0.25份。制備出的UPR/造紙白泥復(fù)合材料的力學(xué)性能和表面質(zhì)量均滿足行業(yè)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)要求。(3)通過(guò)對(duì)人造石進(jìn)行表面和斷面掃描電鏡分析,結(jié)果表明,白泥廢料能有效阻礙和終止復(fù)合材料斷面裂紋的擴(kuò)展。

: danfoss bauer BG05-11/PO4LA32/EMV 3-mot:1796258-4

: Lenord+Bauer GEL 2432T-1B0000

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: BAUER BG20-11/DHE09XA4 Artikel-Nr.: 188F640100

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以煅燒處理后不同粒徑的造紙白泥廢料為合成填料,不飽和聚酯樹(shù)脂(UPR)為黏結(jié)劑,采用常溫固化成型工藝合成一種低成本、高性能的人造石裝飾材料。以白泥廢料、固化劑、促進(jìn)劑和潤(rùn)濕劑為水平因子,人造石彎曲強(qiáng)度為試驗(yàn)指標(biāo)進(jìn)行正交試驗(yàn)設(shè)計(jì),并對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證分析和討論。結(jié)果表明:白泥能有效阻止人造石斷面裂紋的擴(kuò)展,對(duì)人造石彎曲強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度和表面質(zhì)量顯著性影響較大。佳成型工藝參數(shù)為:白泥用量200份;潤(rùn)濕劑用量0.25份;促進(jìn)劑用量1份;固化劑用量3份。

關(guān)鍵詞:人造石;造紙白泥;不飽和聚酯;正交試驗(yàn)設(shè)計(jì);綜合性能

造紙白泥是造紙工業(yè)堿回收苛化工段產(chǎn)生的廢棄物,其主要成分為碳酸鈣,含少量硅酸鈣、石灰,鋁、鐵、鎂等化合物以及NaOH(殘堿)和有機(jī)雜質(zhì)等[1]。制漿造紙白泥排放量大,利用率低,給環(huán)境帶來(lái)嚴(yán)重污染。目前白泥可替代部分鈣質(zhì)原料,生產(chǎn)普通硅酸鹽水泥[2-4]、陶瓷[5]等。由于造紙白泥呈堿性,含有部分有機(jī)雜質(zhì),目前其應(yīng)用研究沒(méi)有系統(tǒng)性。樹(shù)脂型人造石是以不飽和聚酯樹(shù)脂(UPR)為膠結(jié)料,摻入無(wú)機(jī)填料及其他助劑經(jīng)一定工藝制備的一種復(fù)合材料[6]。因其具有無(wú)毒、無(wú)放射性、耐磨耐沖擊、易保養(yǎng)等優(yōu)點(diǎn)廣泛用于建筑行業(yè),如賓館、商店、辦公大樓等[7]。筆者通過(guò)對(duì)工業(yè)廢料白泥進(jìn)行物化性質(zhì)分析及簡(jiǎn)單除雜,擬采用工業(yè)級(jí)廢料,在不加以表面改性的條件下制備出符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的人造大理石,從而實(shí)現(xiàn)廢料資源化利用,并彌補(bǔ)天然人造石短缺的現(xiàn)狀。

1實(shí)驗(yàn)部分

1.1原料

造紙白泥,貴州赤天化工集團(tuán);不飽和聚酯樹(shù)脂(UPR),885#,貴陽(yáng)金華恒化工有限公司;異辛酸鈷,T-8A,貴陽(yáng)金華恒化工有限公司;過(guò)氧化甲乙酮,TY-D,貴陽(yáng)金華恒化工有限公司;苯乙烯,TC-SM,貴陽(yáng)金華恒化工有限公司。

1.2白泥的前處理

(1)pH測(cè)試取自工廠的白泥顯堿性,實(shí)驗(yàn)前需將白泥處理為接近中性。將白泥與去離子水按質(zhì)量比1:20混合,攪拌靜置后過(guò)濾,所得濾液pH值接近7.0,說(shuō)明經(jīng)洗滌過(guò)濾后的白泥接近中性。用少量硫酸對(duì)洗滌廢水進(jìn)行中和,循環(huán)使用。(2)煅燒處理白泥廢料的主要成分為碳酸鈣,其中含有部分有機(jī)雜質(zhì)。圖1為白泥的TG-DSC曲線。從圖1可以看出,接近100℃時(shí)出現(xiàn)水蒸氣吸熱峰,760℃時(shí)為碳酸鈣的分解吸熱峰,因此,在除去其中有機(jī)雜質(zhì)的同時(shí)要保證碳酸鈣主成分不被分解,需在400℃煅燒溫度下對(duì)造紙白泥進(jìn)行處理。(3)廢料級(jí)配確定為使人造石制品具有一定的尺寸穩(wěn)定性,需增加樹(shù)脂中白泥廢料的用量,通過(guò)粗、細(xì)復(fù)合廢料搭配降低填料體系的比表面積,進(jìn)而減少樹(shù)脂用量,提高制品的強(qiáng)度。考慮到填料堆砌的緊密程度[8],依據(jù)粉料“立方密堆積”原理,選取100目與200目的混合粉料作為合成填料。

1.3成型工藝

采用常溫成型工藝制備樹(shù)脂型人造石,其工藝流程如圖2所示。

2正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)

2.1因素水平及正交試驗(yàn)表

正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)是利用正交表來(lái)安排與分析多因素試驗(yàn)的一種設(shè)計(jì)方法[9-10]。以改性白泥用量(A)、潤(rùn)濕劑苯乙烯用量(B)、促進(jìn)劑異辛酸鈷用量(C)、固化劑過(guò)氧化甲乙酮用量(D)為影響因素,大理石彎曲強(qiáng)度為試驗(yàn)指標(biāo)進(jìn)行正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)。正交試驗(yàn)初步選定改性白泥用量200~300份,苯乙烯用量0.25~0.75份,促進(jìn)劑用量0.5~1.5份,固化劑用量1~3份。得出的因素水平如表1所示。選取標(biāo)準(zhǔn)的L9(34)進(jìn)行正交試驗(yàn)設(shè)計(jì),并根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行極差分析,得出各因素顯著性大小,正交試驗(yàn)結(jié)果如表2所示。由表2得出各個(gè)因素對(duì)人造石彎曲強(qiáng)度的影響程度如圖3所示。

2.2正交試驗(yàn)結(jié)果分析

從表2的顯著性分析結(jié)果可以看出,各因素對(duì)人造石彎曲強(qiáng)度的影響程度為A>C>B>D,即造紙白泥的顯著性強(qiáng),其次為促進(jìn)劑和苯乙烯,固化劑的影響小。得出的優(yōu)工藝參數(shù)組合為A1B1C2D3,即當(dāng)白泥用量為200份、苯乙烯用量為0.25份、促進(jìn)劑用量為1份、固化劑用量為3份時(shí),人造石的彎曲強(qiáng)度高(超過(guò)40MPa),符合JC908—2002《實(shí)體面材》檢測(cè)要求。

3結(jié)果與討論

3.1白泥用量對(duì)人造石抗折性能的影響

由正交試驗(yàn)顯著性分析可知,白泥廢料用量對(duì)人造石彎曲強(qiáng)度的影響較為顯著。在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步分析白泥對(duì)人造石抗折強(qiáng)度的影響,結(jié)果如圖4所示。從圖4可以看出,隨著白泥廢料用量的增加,復(fù)合材料的抗折強(qiáng)度逐漸下降。當(dāng)白泥用量超過(guò)250份時(shí),復(fù)合材料的抗折強(qiáng)度低于25.7MPa,不能滿足DB44/T768—2010檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。這是由于隨著白泥用量的增加,較多無(wú)機(jī)填料得不到充分潤(rùn)濕,造成內(nèi)部缺陷和氣泡增多致使材料的性能下降。在考慮工業(yè)廢料資源化利用及人造石綜合性能的情況下,初步選擇白泥用量為200份進(jìn)行后續(xù)實(shí)驗(yàn)分析。

3.2苯乙烯對(duì)人造石性能的影響

由圖3可知苯乙烯對(duì)人造石的彎曲強(qiáng)度具有較大影響。在白泥用量為200份的前提下,研究苯乙烯潤(rùn)濕劑對(duì)人造石抗折強(qiáng)度和表面質(zhì)量的影響,結(jié)果如表3所示。從表3可以看出,隨著苯乙烯用量的增加,人造石表面斑印先減少甚消失,而后又出現(xiàn),其抗折強(qiáng)度則先提高后降低。當(dāng)苯乙烯用量為0.25份時(shí),人造石表面斑印消失,其抗折強(qiáng)度有所提高。這是由于少量苯乙烯可以降低UPR的黏度,使白泥廢料被充分潤(rùn)濕;且苯乙烯作為交聯(lián)劑,少量摻入可提高樹(shù)脂的固化程度,使復(fù)合材料的強(qiáng)度提高。但苯乙烯用量過(guò)多時(shí),樹(shù)脂反應(yīng)活性增強(qiáng),固化交聯(lián)速率加快,復(fù)合材料的脆性增大。綜合考慮實(shí)驗(yàn)經(jīng)濟(jì)性和產(chǎn)品性能,本實(shí)驗(yàn)選取苯乙烯潤(rùn)濕劑用量為0.25份進(jìn)行后續(xù)分析。

3.3人造石的微觀形貌

用掃描電子顯微鏡觀察人造石復(fù)合材料表面和沖擊斷面形貌,結(jié)果如圖5所示。從圖5可以看出,白泥粉體在UPR中分散較為均勻,潤(rùn)濕良好(圖5(a));而人造石斷面較粗糙,說(shuō)明復(fù)合材料受到?jīng)_擊時(shí),分散均勻的白泥廢料承受載荷,吸收了更多的沖擊能量(圖5(b))。由此可見(jiàn),白泥廢料的摻入對(duì)人造石復(fù)合材料斷面裂紋的擴(kuò)展起到阻礙或終止作用。

4結(jié)論

(1)為去除白泥廢料中有機(jī)雜質(zhì),需400℃煅燒溫度;粗細(xì)填料的搭配可有效提高無(wú)機(jī)填料在有機(jī)溶劑中的潤(rùn)濕性。(2)通過(guò)抗折強(qiáng)度和表面質(zhì)量分析試驗(yàn)驗(yàn)證,在用白泥廢料制備樹(shù)脂型人造石的工藝中,白泥極限用量為200份,苯乙烯潤(rùn)濕劑用量為0.25份。制備出的UPR/造紙白泥復(fù)合材料的力學(xué)性能和表面質(zhì)量均滿足行業(yè)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)要求。(3)通過(guò)對(duì)人造石進(jìn)行表面和斷面掃描電鏡分析,結(jié)果表明,白泥廢料能有效阻礙和終止復(fù)合材料斷面裂紋的擴(kuò)展。

: BAUER E008B8 GS 105 V 8.0 NM (26385281/2)

: Lenord+Bauer GEL2443Y005 gel2443ekrg5g150m05

: BAUER ETB Z015B9HN GS180V 40.0NM

: Bauer Geared Motors GBR513-A4 (910)XXB BAU1227785

: Camille Bauer 707-214DB150

: BAUER BS06-62U/D06LA4/MG,0.25kw

: BAUER BG06-31/D06LA4-TF/SP 173H6138

: BAUER BS04-63U/DU04LA4-E/E003B7/SP,0.055kw,25316035-3

: Lenord+Bauer GEL 2432T-1BC600

: Lenord+Bauer GEL243Y017

: Camille Bauer Sineax P 530

: Lenord+Bauer K290048 244KN1G5 MiniCoder GEL2443 KN1G5K030-E

: Lenord+Bauer GEL293-V-4096I001

: Lenord+Bauer GEL 2432T-1BC600

: Lenord+Bauer GEL 2432T-1BC600

: BAUER PNF05LA30-G/SP/ ID:25212836

: Lenord+Bauer GEL2443Y005 gel2443ekrg5g150m05

: Lenord+Bauer GEL 2432T-1BC600

: Lenord+Bauer GEL2432T-1BA

: bauer gear gmbh ETB E008B8 GS 180 V 8.0 NM

: BAUER BS02-38H/DU04LA4-S/E003B7/SP,0.04kw,25316258-3

: danfoss bauer 191057-A3-1 P.1 D05+D06+D07+DK6 Nr.BAU1012924

: BAUER BAU1227785 BREMSSCHEIBE GBR513-A4

: BAUER PNF05LA30-G/SP/ ID:25212836

: BAUER G70G20-11/D06LA4-TF/AM rtikel-Nr.: 188I313700

: Bauer Gear Motor GmbH ETG BG60-11/D13MA4

: Lenord+Bauer GEL 2432T-1BC600

: Lenord+Bauer GEL2443 KN1G5K150-E

: Bauer Gear Motor GmbH DNF09SA4/SP Nr:188F345900 25120149-27

: BAUER BG05-31/D04LA4 173B867700

: BAUER BG60-11/D16XA122-TOF-S/ESX125A9

: BAUER GB108/1-A3 BAU2549115

: Lenord+Bauer GEL 2432T-1BC600

: BAUER BS02-12U/D04LA4-S/E003B9;3-MOT:25795467-4

: Lenord+Bauer GEL 2432T-1BC600

: Lenord+Bauer GEL2443KN1G3A050ME

: BAUER Z150A7

: BAUER BS03-38H/D08LA6 Nr.: 173H026100

: BAUER BS04-34V/D06LA4 25723372-2

: BAUER PNF05LA30-G/SP 25212836 Artikel-Nr.: 173B480500

: BAUER SG 3.575A

: danfoss bauer BS04-61U/D06LA4 3 Artikel-Nr.: 188P838400

: BAUER BS10Z-21V/D06LA8/SP 188B071300(26107311-8)

: Bauer Gear Motor GmbH BK70-14U/DHE13MA4-TF-G-K/ESX070A7HA/HT1-C2-SP,IV/D

: Lenord+Bauer GEL 2432T-1BC600

: Lenord+Bauer GEL2443Y005 gel2443ekrg5g150m05

: Bauer Gear Motor GmbH BS06-13U/D08LA4-TF-ZW/C3

: BAUER BG10-11/DHE09LA4-TX-FV-S/ESX010A9/SP Artikel-Nr.: 188P207200 Entspricht Nr. 171F5235

: Camille Bauer Zusatzkabel f.Programmierung;141440

: Lenord+Bauer GEL 2432T-1B0000

: danfoss bauer BG05-11/D05LA4-K/E003B9

: Lenord+Bauer BK1181

: BAUER G30-37/DSE09LA4/C3

: Camille Bauer KINAX WT707 124DB25

: BAUER BS06-31V/DWLU06LA8/SP Artikel-Nr.: 171Z140500

 

以煅燒處理后不同粒徑的造紙白泥廢料為合成填料,不飽和聚酯樹(shù)脂(UPR)為黏結(jié)劑,采用常溫固化成型工藝合成一種低成本、高性能的人造石裝飾材料。以白泥廢料、固化劑、促進(jìn)劑和潤(rùn)濕劑為水平因子,人造石彎曲強(qiáng)度為試驗(yàn)指標(biāo)進(jìn)行正交試驗(yàn)設(shè)計(jì),并對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證分析和討論。結(jié)果表明:白泥能有效阻止人造石斷面裂紋的擴(kuò)展,對(duì)人造石彎曲強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度和表面質(zhì)量顯著性影響較大。佳成型工藝參數(shù)為:白泥用量200份;潤(rùn)濕劑用量0.25份;促進(jìn)劑用量1份;固化劑用量3份。

關(guān)鍵詞:人造石;造紙白泥;不飽和聚酯;正交試驗(yàn)設(shè)計(jì);綜合性能

造紙白泥是造紙工業(yè)堿回收苛化工段產(chǎn)生的廢棄物,其主要成分為碳酸鈣,含少量硅酸鈣、石灰,鋁、鐵、鎂等化合物以及NaOH(殘堿)和有機(jī)雜質(zhì)等[1]。制漿造紙白泥排放量大,利用率低,給環(huán)境帶來(lái)嚴(yán)重污染。目前白泥可替代部分鈣質(zhì)原料,生產(chǎn)普通硅酸鹽水泥[2-4]、陶瓷[5]等。由于造紙白泥呈堿性,含有部分有機(jī)雜質(zhì),目前其應(yīng)用研究沒(méi)有系統(tǒng)性。樹(shù)脂型人造石是以不飽和聚酯樹(shù)脂(UPR)為膠結(jié)料,摻入無(wú)機(jī)填料及其他助劑經(jīng)一定工藝制備的一種復(fù)合材料[6]。因其具有無(wú)毒、無(wú)放射性、耐磨耐沖擊、易保養(yǎng)等優(yōu)點(diǎn)廣泛用于建筑行業(yè),如賓館、商店、辦公大樓等[7]。筆者通過(guò)對(duì)工業(yè)廢料白泥進(jìn)行物化性質(zhì)分析及簡(jiǎn)單除雜,擬采用工業(yè)級(jí)廢料,在不加以表面改性的條件下制備出符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的人造大理石,從而實(shí)現(xiàn)廢料資源化利用,并彌補(bǔ)天然人造石短缺的現(xiàn)狀。

1實(shí)驗(yàn)部分

1.1原料

造紙白泥,貴州赤天化工集團(tuán);不飽和聚酯樹(shù)脂(UPR),885#,貴陽(yáng)金華恒化工有限公司;異辛酸鈷,T-8A,貴陽(yáng)金華恒化工有限公司;過(guò)氧化甲乙酮,TY-D,貴陽(yáng)金華恒化工有限公司;苯乙烯,TC-SM,貴陽(yáng)金華恒化工有限公司。

1.2白泥的前處理

(1)pH測(cè)試取自工廠的白泥顯堿性,實(shí)驗(yàn)前需將白泥處理為接近中性。將白泥與去離子水按質(zhì)量比1:20混合,攪拌靜置后過(guò)濾,所得濾液pH值接近7.0,說(shuō)明經(jīng)洗滌過(guò)濾后的白泥接近中性。用少量硫酸對(duì)洗滌廢水進(jìn)行中和,循環(huán)使用。(2)煅燒處理白泥廢料的主要成分為碳酸鈣,其中含有部分有機(jī)雜質(zhì)。圖1為白泥的TG-DSC曲線。從圖1可以看出,接近100℃時(shí)出現(xiàn)水蒸氣吸熱峰,760℃時(shí)為碳酸鈣的分解吸熱峰,因此,在除去其中有機(jī)雜質(zhì)的同時(shí)要保證碳酸鈣主成分不被分解,需在400℃煅燒溫度下對(duì)造紙白泥進(jìn)行處理。(3)廢料級(jí)配確定為使人造石制品具有一定的尺寸穩(wěn)定性,需增加樹(shù)脂中白泥廢料的用量,通過(guò)粗、細(xì)復(fù)合廢料搭配降低填料體系的比表面積,進(jìn)而減少樹(shù)脂用量,提高制品的強(qiáng)度。考慮到填料堆砌的緊密程度[8],依據(jù)粉料“立方密堆積”原理,選取100目與200目的混合粉料作為合成填料。

1.3成型工藝

采用常溫成型工藝制備樹(shù)脂型人造石,其工藝流程如圖2所示。

2正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)

2.1因素水平及正交試驗(yàn)表

正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)是利用正交表來(lái)安排與分析多因素試驗(yàn)的一種設(shè)計(jì)方法[9-10]。以改性白泥用量(A)、潤(rùn)濕劑苯乙烯用量(B)、促進(jìn)劑異辛酸鈷用量(C)、固化劑過(guò)氧化甲乙酮用量(D)為影響因素,大理石彎曲強(qiáng)度為試驗(yàn)指標(biāo)進(jìn)行正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)。正交試驗(yàn)初步選定改性白泥用量200~300份,苯乙烯用量0.25~0.75份,促進(jìn)劑用量0.5~1.5份,固化劑用量1~3份。得出的因素水平如表1所示。選取標(biāo)準(zhǔn)的L9(34)進(jìn)行正交試驗(yàn)設(shè)計(jì),并根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行極差分析,得出各因素顯著性大小,正交試驗(yàn)結(jié)果如表2所示。由表2得出各個(gè)因素對(duì)人造石彎曲強(qiáng)度的影響程度如圖3所示。

2.2正交試驗(yàn)結(jié)果分析

從表2的顯著性分析結(jié)果可以看出,各因素對(duì)人造石彎曲強(qiáng)度的影響程度為A>C>B>D,即造紙白泥的顯著性強(qiáng),其次為促進(jìn)劑和苯乙烯,固化劑的影響小。得出的優(yōu)工藝參數(shù)組合為A1B1C2D3,即當(dāng)白泥用量為200份、苯乙烯用量為0.25份、促進(jìn)劑用量為1份、固化劑用量為3份時(shí),人造石的彎曲強(qiáng)度高(超過(guò)40MPa),符合JC908—2002《實(shí)體面材》檢測(cè)要求。

3結(jié)果與討論

3.1白泥用量對(duì)人造石抗折性能的影響

由正交試驗(yàn)顯著性分析可知,白泥廢料用量對(duì)人造石彎曲強(qiáng)度的影響較為顯著。在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步分析白泥對(duì)人造石抗折強(qiáng)度的影響,結(jié)果如圖4所示。從圖4可以看出,隨著白泥廢料用量的增加,復(fù)合材料的抗折強(qiáng)度逐漸下降。當(dāng)白泥用量超過(guò)250份時(shí),復(fù)合材料的抗折強(qiáng)度低于25.7MPa,不能滿足DB44/T768—2010檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。這是由于隨著白泥用量的增加,較多無(wú)機(jī)填料得不到充分潤(rùn)濕,造成內(nèi)部缺陷和氣泡增多致使材料的性能下降。在考慮工業(yè)廢料資源化利用及人造石綜合性能的情況下,初步選擇白泥用量為200份進(jìn)行后續(xù)實(shí)驗(yàn)分析。

3.2苯乙烯對(duì)人造石性能的影響

由圖3可知苯乙烯對(duì)人造石的彎曲強(qiáng)度具有較大影響。在白泥用量為200份的前提下,研究苯乙烯潤(rùn)濕劑對(duì)人造石抗折強(qiáng)度和表面質(zhì)量的影響,結(jié)果如表3所示。從表3可以看出,隨著苯乙烯用量的增加,人造石表面斑印先減少甚消失,而后又出現(xiàn),其抗折強(qiáng)度則先提高后降低。當(dāng)苯乙烯用量為0.25份時(shí),人造石表面斑印消失,其抗折強(qiáng)度有所提高。這是由于少量苯乙烯可以降低UPR的黏度,使白泥廢料被充分潤(rùn)濕;且苯乙烯作為交聯(lián)劑,少量摻入可提高樹(shù)脂的固化程度,使復(fù)合材料的強(qiáng)度提高。但苯乙烯用量過(guò)多時(shí),樹(shù)脂反應(yīng)活性增強(qiáng),固化交聯(lián)速率加快,復(fù)合材料的脆性增大。綜合考慮實(shí)驗(yàn)經(jīng)濟(jì)性和產(chǎn)品性能,本實(shí)驗(yàn)選取苯乙烯潤(rùn)濕劑用量為0.25份進(jìn)行后續(xù)分析。

3.3人造石的微觀形貌

用掃描電子顯微鏡觀察人造石復(fù)合材料表面和沖擊斷面形貌,結(jié)果如圖5所示。從圖5可以看出,白泥粉體在UPR中分散較為均勻,潤(rùn)濕良好(圖5(a));而人造石斷面較粗糙,說(shuō)明復(fù)合材料受到?jīng)_擊時(shí),分散均勻的白泥廢料承受載荷,吸收了更多的沖擊能量(圖5(b))。由此可見(jiàn),白泥廢料的摻入對(duì)人造石復(fù)合材料斷面裂紋的擴(kuò)展起到阻礙或終止作用。

4結(jié)論

(1)為去除白泥廢料中有機(jī)雜質(zhì),需400℃煅燒溫度;粗細(xì)填料的搭配可有效提高無(wú)機(jī)填料在有機(jī)溶劑中的潤(rùn)濕性。(2)通過(guò)抗折強(qiáng)度和表面質(zhì)量分析試驗(yàn)驗(yàn)證,在用白泥廢料制備樹(shù)脂型人造石的工藝中,白泥極限用量為200份,苯乙烯潤(rùn)濕劑用量為0.25份。制備出的UPR/造紙白泥復(fù)合材料的力學(xué)性能和表面質(zhì)量均滿足行業(yè)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)要求。(3)通過(guò)對(duì)人造石進(jìn)行表面和斷面掃描電鏡分析,結(jié)果表明,白泥廢料能有效阻礙和終止復(fù)合材料斷面裂紋的擴(kuò)展。

 


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