[发明专利]一种玻璃/铝基复合材料

说明书

技术领域

本发明涉及一种玻璃/铝基复合材料，具体说，是涉及一种主要由废玻璃和废铝组成的玻璃/铝基复合材料，属于复合材料技术领域。

背景技术

每天工业生产及生活中产生的大量废弃物不仅严重污染环境，还会造成大量可用资源的浪费。例如：铝质易拉罐每年消耗12万吨左右，如果回收处理不当，废铝易拉罐将形成庞大的污染源，给环境保护带来很大的困难；另外，玻璃在民用和工业中的应用也很广泛，例如建筑中的窗格玻璃、化工及医疗卫生部门所用的玻璃器皿、汽车工业中的挡风玻璃、人们生活中的罐头瓶、饮料瓶、酒瓶及很多玻璃装饰材料及功能材料等，随着人们生活水平的提高，玻璃制品的用量逐年攀升，虽然玻璃用途极为广泛，但它性脆，属易耗、易损品，所以废弃玻璃占居民垃圾的比例也不容忽视，处理不当不但会伤害人畜，也是极大的资源浪费。解决这些问题的最佳方法是将这些废弃物再生利用。

众所周知：铝韧性好但硬度低，玻璃硬度高但具有脆性，如果将两者结合制成玻璃/铝基复合材料，其中玻璃既是分散相又是增强相，则能使两者性能扬长避短：既能保留铝韧性好的优点，又能克服铝硬度低的缺点；既能保留玻璃硬度高的优点，又能克服玻璃脆性的缺点，可以代替木材、钢材、塑材，得到广泛应用。但如何利用废弃的铝制品和玻璃制品制备复合材料以再生利用，目前还未见有关报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种主要由废玻璃和废铝组成的玻璃/铝基复合材料，以填补现有技术的空白，实现废弃铝制品和废弃玻璃制品的再生利用。

为实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

本发明提供的玻璃/铝基复合材料的组成及各组成所占重量百分比为：

废玻璃 7～30％

废铝   60～90％

添加剂 1～10％

以上三者之和为100％。

所述废玻璃来源于生活废弃物中的碎玻璃、玻璃瓶或建筑废弃物中的玻璃门窗。

所述废铝来源于生活废弃物中的废铝易拉罐或建筑废弃物中的铝型材门窗或工业废弃物中的报废铝制品。

所述添加剂为成型剂、结晶硅或粘结剂；如果添加剂为成型剂，其所占重量百分比以1～3％最佳；如果添加剂为结晶硅，其所占重量百分比以3～6％最佳；如果添加剂为粘结剂，其所占重量百分比以5～10％最佳。

所述成型剂优选硬脂酸锌。

所述粘结剂优选水玻璃。

本发明所述的玻璃/铝基复合材料可采用粉末冶金法、半固态搅拌法、液态挤压法或真空压力浸渍法制备而成。

本发明所述的玻璃/铝基复合材料，其组分中90％～99％为废弃物，即废玻璃占7～30％，废铝占60～90％。其中的玻璃既是分散相又是增强相，所制备的废弃物复合材料使原来的两种废弃物的性能得到扬长避短，两类废弃物的优点得到了叠加，致使这两类再生资源的价值倍增，具有明显的社会、经济、环境三大效益。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步详细、完整的说明：

实施例1

本实施例提供的玻璃/铝基复合材料的组成及各组成所占重量百分比为：

废玻璃 7％

废铝   90％

结晶硅 3％。

所述废玻璃来源于生活废弃物中的碎玻璃、玻璃瓶或建筑废弃物中的玻璃门窗。

所述废铝来源于生活废弃物中的废铝易拉罐或建筑废弃物中的铝型材门窗或工业废弃物中的报废铝制品。

本实施例提供的玻璃/铝基复合材料的制备工艺如下：

1)将废玻璃制品经清洗、晒干、球磨、筛分制成40～100目的玻璃粉；

2)将废铝制品压制成铝块，然后放入坩锅中熔化；

3)向熔化的铝液中加入配比量的结晶硅，搅拌使生成铝硅合金液体；

4)将上述铝硅合金液体加入两段式加热搅拌炉的坩埚中，控制两段式加热搅拌炉的上段温度在600℃～680℃，下段温度在550℃～580℃；

5)待铝硅合金液体冷却到576℃～660℃，即成半固态时，放入可调速、升降搅拌浆，搅拌半固态的铝硅合金，使形成以搅拌轴为对称中心的旋转涡流；

6)按配比称量步骤1制备的玻璃粉，放入烘箱中预热到200℃～400℃；

7)一边搅拌，一边将预热后的玻璃粉加入旋转的涡流中；

8)充分搅拌，使玻璃粉均匀分散在铝硅合金熔体中，其中：搅拌速度为300～1000rpm，搅拌时间为10～60分钟；

9)加热，使升温到浇铸温度，浇铸制成锭，即得玻璃/铝基复合材料。