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石材加工废料用于制备蓄光自发光型人造石的研究

范志强  
【摘要】:本文通过研究,确定了利用石材加工废料等作为原料制备树脂型人造石及自发光型人造石的配方及相关技术,并通过粒度分布测试、X射线衍射分析、扫描电子显微镜观察、力学性能测试、人造石发光强度检测等手段对利用废料制备的人造石及发光型人造石进行性能测试及分析,取得了如下研究成果:(1)经过对石材加工废料成分分析可知,石材加工废料主要成分为CaCO3,可以用于制备树脂型人造石。废料含水率应控制在2.5%以内。废料含水率大于2.5%时,随着含水率增加,使制备的人造石抗折强度下降,并且出现各种质量问题。石材加工废料吸油值大于石英砂吸油值,若不改变树脂量,人造石抗折强度降低,当取代量达到75%时,强度下降近28.3%。(2)采用苯乙烯调节不饱和聚酯黏度,可使粉料能够充分润湿。石材加工废料取代量为75%,掺入0.5%左右苯乙烯改善粉料润湿状态及其在树脂中分散状态;通过掺入苯乙烯调节树脂黏度,可使人造石抗折强度提高14%。三乙醇胺可加速过氧化甲乙酮产生自由基,并改善不饱和聚酯固化性能,使固化物强度提高;采用75%石材加工废料取代石英砂,并用1%左右三乙醇胺对石材加工废料进行表面处理所制备的人造石抗折强度提高了18.2%;三乙醇胺过量会加速树脂固化交联反应,使固化物脆性增大,抗折强度降低。(3)未掺杂石材加工废料时,夜光粉适宜掺量为20%,制备出的发光型人造石性能良好,1min发光强度也接近纯夜光粉1min发光强度;但是过多蓄光自发光材料的加入,会导致人造石力学性能下降,同时夜光粉掺入量增加也并没有明显提升人造石发光强度。(4)夜光粉掺入量为20%时,随着石材加工废料掺量增加,蓄光自发光型人造石发光强度下降明显,石材加工废料取代量为75%时,人造石1min发光强度仅为320mcd/m2。经过分析850目碳酸钙、石材加工废料、石英砂、不饱和聚酯、气相二氧化硅的折射率可以看出,废料折射率明显不同于其他材料,这也就导致了蓄光自发光材料受激发后的发射光线在固化物体系内散射增加,不能很好逸出人造石表面,导致了发光强度下降。(5)夜光粉在水中容易发生水解而失效,可以采用人造石表面胶衣覆盖的方式防止水分渗透,进而保证人造石能长期稳定发光。(6)在夜光粉掺入量为20%时,用石材加工废料取代1250目碳酸钙制备自发光型人造石,石材加工废料适宜取代量为25%,此时人造石加1min发光强度为1040mcd/m2;石材加工废料取代量为25%时,夜光粉适宜掺入量为25%,此时自发光型人造石发光强度较好,其3s发光强度达到了5460mcd/m2,同时抗折强度为22.3Mpa。


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