[发明专利]一种PBT/人造岗石废渣复合材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种PBT/人造岗石废渣复合材料及其制备方法，该复合材料由以下原料及重量份数制备：对苯二甲酸二甲酯100份，人造岗石废渣2‑13份，丁二醇95‑120份，酯交换催化剂0.01‑0.5份,聚合催化剂0.01‑0.5份，热稳定剂0.01‑0.5份。本发明制备的复合材料，制备方法为原位聚合，由于聚合过程体系粘度较低和剧烈的机械搅拌，加上人造岗石废渣表面包覆的不饱和树脂，使得人造岗石废渣在聚合体系中分散均匀，获得的复合材料综合力学性能优异，热稳定性、结晶速率和抗冲击强度均有明显的改善。本发明可高效处理人造岗石废渣，消除环境污染，而且可变废为宝，有益于环境保护，符合绿色经济发展理念。

技术领域

本发明属于材料化学技术领域，涉及一种PBT/人造岗石废渣复合材料及其制备方法。

背景技术

人造岗石作为一种国际流行的装饰材料，具有光洁度高、抗压耐磨、绿色环保等特点。人造岗石主要原材料天然大理石碎料占92wt％以上，其余由不饱和树脂和少量颜料等组成，经真空搅拌、高压震荡、固化成型、切割打磨等工序制备而成。但在对人造岗石切割和打磨抛光生产过程中，产生大量包含碳酸钙废渣的废石浆，经沉淀烘干后的固体废弃物含量约为20％，该部分称为人造石废渣。

由于废渣表面含有不饱和热固性聚酯残余物，难以二次加工，在自然环境中不能降解，造成严重的环境污染，一直以来是一个未能得到妥善处理的问题，制约人造石行业的绿色可持续发展。我国大理石资源丰富，分布广泛，年产量约150万吨，而利用率仅35％左右，不但资源极大浪费，而且造成严重空气污染和水污染。如何实现人造岗石废渣的资源化和无害化成为该行业绿色可持续发展的最大问题。

聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)是由对苯二甲酸二甲酯或和1,4-丁二醇聚合而得的聚酯。PBT是一种重要的热塑性聚酯，也是五大工程塑料之一。PBT优异的力学性能和耐腐蚀性被广泛应用于汽车制造和机械零部件等领域。然而，其热变形温度低的缺点，弱的冲击强度和较差的尺寸稳定性限制了它的发展

目前为止，还未见有关于PBT/人造岗石废渣复合材料的制备的相关报道。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种PBT/人造岗石废渣复合材料及其制备方法，该方法制备得到的复合材料不仅可高效处理人造岗石废渣，消除环境污染，而且可变废为宝，实现资源化利用，对环境综合治理等均具有非常重要的现实意义，可获得良好的社会效益和经济效益。

本发明技术方案如下：

一种PBT/人造岗石废渣复合材料，由以下重量份数的原料组分制备而成：

进一步地，所述丁二醇为1,4-丁二醇。

进一步地，所述酯交换催化剂选自钛酸四丁酯、三氧化二锑或K₂TiF₆中的一种。

进一步地，所述聚合催化剂选自乙酸锌、乙酸镁或乙酸铜中的一种。

进一步地，所述热稳定剂选自磷酸三苯酯或磷酸三甲酯中的一种。

本发明还提供了一种制备上述PBT/人造岗石废渣复合材料的方法，包括以下步骤：

(1)酯交换：将对苯二甲酸二甲酯、丁二醇及酯交换催化剂置于带搅拌的反应器中，开启搅拌，控制反应温度为190-210℃，进行酯交换反应；

(2)聚合：当步骤(1)蒸出甲醇的量高于对苯二甲酸二甲酯物质量的1.8倍时，加入聚合催化剂、热稳定剂和人造岗石废渣，控制温度至240-270℃，调节真空度到40Pa以下进行缩聚反应，反应时间为30-60min，缩聚结束后控制温度为60-80℃，真空干燥10-12h，即得人造岗石废渣的含量占1-10wt％的PBT/人造岗石废渣复合材料。

本发明所述的反应器为三颈烧瓶。