一種連續纖維增強赤泥復合材料板材的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及氧化鋁工業產出的廢料赤泥的利用技術，具體是以赤泥為主要原料的纖維增強赤泥復合板材及其制備方法，屬于利用固體廢棄物制備建材的領域。
【背景技術】
[0002]目前，氧化鋁工業產出的赤泥堆積成山、數量巨大對環境造成了很大的危害。預計2015年年底，赤泥累計堆存量將達到3.5億噸。我國近年來開展了跨學科、多領域的綜合利用技術研究工作，如赤泥提取有價金屬，建筑用磚，礦山膠結充填膠凝材料等。但這些研究尚處于實驗階段，還未實現產業化。專利CN2007101002325.9描述了采用燒結處理制備赤泥石英砂建筑材料，燒結溫度1250°C _1350°C，消耗能源過大；專利2006100110688.7，200710137584.7，200810058211等專利的技術特征都是屬于堿-礦渣-赤泥體系，都需添加大量堿活化劑進行燒結再粉磨處理。綜上所述，有關赤泥利用的專利，能耗高，很難實現產業化。
[0003]近年來，連續纖維增強熱塑性復合材料板材以其優異的機械性能、可回收性、生產工藝連續性等特點日益成為人們的研究熱點。復合板材夾芯層的形式也層出不窮，有蜂窩板，發泡板等形式。但這些復合板材的夾芯層大多是有機材料，而夾芯層為無機材料并與有機片材復合制成的復合材料板材很少。本專利提供了一種有機與無機材料復合制成的板材，對以后有機無機材料板材的發展有一定借鑒意義。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于直接利用氧化鋁工業產出的廢料赤泥，通過熱熔法制備新型的高強有機與生態無機相結合的板材；提供一種低成本，大摻量利用赤泥固化凝膠反應制備成新型有機與生態無機相結合的材料制備方法。這種板材可以廣泛應用于建筑，裝飾等行業中，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，創造出較大的社會經濟價值。
[0005]為了實現上述目的，本發明采取了如下技術方案:
一種連續纖維增強赤泥復合材料板材，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°交錯排布的連續纖維增強熱塑性聚合物復合材料片材制成，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、下表面復合。
[0006]其中，連續纖維增強熱塑性聚合物復合材料片材的連續纖維為玻璃纖維，熱塑性聚合物選用聚乙烯、聚丙烯、尼龍中的一種。
[0007]其中，連續纖維增強赤泥復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%，增強劑0.4-0.6%，改性劑1-3%和界面結合劑2-10%。
[0008]其中，界面結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]本發明還涉及上述連續纖維增強赤泥復合材料板材的制備方法，包括以下步驟:
(1)按權利要求3的重量比稱取原料，經攪拌機混合攪拌后制成漿狀胚料，將胚料倒入事先準備好的塑料模具，進行布料；
(2)布料完成后，在基板上覆加3-10層玻璃纖維網布，然后振動、輥壓成型；
(3)輥壓成型后的赤泥板材，在自然環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過7-10天的養護，充分化合反應后，再切割加工成赤泥高填充凝膠材料板材；
(5)將連續纖維增強熱塑性聚合物復合材料的片材分別鋪到夾芯層上下表面，送入鋼帶壓機；
(6)鋼帶壓機的旋轉運動拖動連續纖維增強熱塑性復合材料片材和夾芯層同步通過鋼帶壓機的熱壓區和冷壓區，通過熱壓和冷壓將連續纖維增強熱塑性聚合物復合材料片材熔融黏合到夾芯層的上下表面；
(7)得到連續纖維增強赤泥復合材料板材。
[0010]其中，步驟(6)中，熱壓溫度為210-260°c，熱壓壓力為2-4MPa，熱壓時間為l-3min，冷壓溫度為60-80°C，冷壓壓力為2_4MPa，冷壓時間為l_3min。
[0011]與現有技術相比，本發明有益效果表現為:
1、本發明通過連續纖維增強熱塑性聚合物復合材料片材與赤泥高填充凝膠材料板材熔融復合的方式，開發了一種高強有機-生態無機夾心復合板材，制成的新型板材具有高強、輕質、防水、抗壓力強、抗彎曲、耐腐蝕等優點；此外，通過與連續纖維增強復合材料片材的熱熔融復合，改變了傳統無機凝膠材料不耐水，易反鹵等缺點，同時大幅提高了板材的機械性能。
[0012]2、連續纖維增強熱塑性聚合物復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，界面結合力和可靠性遠優于膠粘結，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合力。
[0013]3、所制備的連續纖維增強赤泥復合材料板材中，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，同時創造出社會經濟價值，真正實現變廢為寶。
[0014]4、本發明制備的連續纖維增強赤泥復合材料板材上下面層為熱塑性塑料，可以很方便的進行著色、裝飾等二次加工，提高其應用領域，尤其適于室內裝飾吊頂、墻面的裝飾。
【附圖說明】
[0015]圖1是連續纖維增強赤泥復合材料板材結構示意圖；
圖2是連續纖維增強赤泥復合材料板材截面結構示意圖。
[0016]其中，1-上層面板，2_夾芯層，3_下層面板。
【具體實施方式】
[0017]為了更好地解釋本發明，以下結合具體實例進一步闡明本發明的主要內容，但本發明的內容不僅僅局限于以下實例。
[0018]實施例1:
根據本發明的連續纖維增強赤泥復合材料板材，連續纖維增強赤泥復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攪拌機120轉/分鐘攪拌后制成漿狀胚料，將胚料倒入事先準備好的塑料模具，進行布料；布料完成后，在基板上覆加3層玻璃纖維網布，經振動輥壓形成板狀胚體；接著在自然環境下凝固，然后在溫度為18°C，相對濕度為60%條件下養護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°交錯排布的連續纖維增強聚乙烯復合材料片材分別鋪到夾芯層上下表面，送入鋼帶壓機，鋼帶壓機的旋轉運動拖動連續纖維增強聚乙烯復合材料