[发明专利]利用粉煤灰的纳米无机石板材及其生产方法

说明书

本发明涉及一种利用粉煤灰的纳米无机石板材及其生产方法。纳米无机石板材以天然石材废料或石英砂为骨料，硅酸钠溶液激发粉煤灰生成的聚合物作为无机胶粘剂，主要原料包含粉煤灰、纳米活性微粉、硅酸碱溶液、石材骨料以及无机颜料等。制备方法：首先将粉煤灰、纳米活性微粉、石材骨料、色粉混合搅拌均匀，之后加入硅酸钠溶液搅拌均匀，然后布料、真空下振动并压制成型、固化、抛光、渗硅，最终制得纳米无机石板材。本发明提供的纳米无机石板材不仅具有树脂型人造石的装饰性，而且无毒环保、利用固废、成本低、耐酸碱腐蚀、耐高温；此外，其还具备不变形、耐久性和耐紫外线等优势，适合室外场合使用。

技术领域

本发明涉及固体废弃物综合利用领域和人造石材技术领域，具体涉及一种利用粉煤灰的纳米无机石板材及其生产方法。

背景技术

众所周知，粉煤灰的综合利用是解决电厂、冶炼企业污染环境、造成安全隐患的有效途径。全国使用煤炭火力发电的比例高，产生的粉煤灰的量非常大，粉煤灰是火力发电的必然产物，每消耗4吨煤就会产生1吨粉煤灰。中国的火电装机容量从2002年起呈现出爆炸式的增长，因此，粉煤灰排放也成倍增长。据统计，中国粉煤灰产量达到了5亿吨；其中，仅产煤区淮南市境内每年排放的粉煤灰高达200万吨，严重污染环境。因此，如果能够提供方法合理利用上述粉煤灰，将有效减少其由于堆存造成的对土壤、大气、水质等环境影响和对人体健康的危害。

石材由于特殊的装饰效果一直广受欢迎，目前市场上装饰装修用的石材主要包括有机人造石和天然石两类，但天然石材由于资源有限及开采环境破坏严重，已经难以满足需求。有机人造石包含人造岗石和人造石英石，其均以不饱和聚脂树脂为胶粘剂，具有抗折高、加工性能好、装饰性好、抗污能力强等特点，应用于厨卫等室内装饰工程中。然而，有机人造石材在生产过程中存在有刺激性气味、有毒等问题，在使用过程中存在抗高温性能差、抗老化性能差、容易变形等问题，不能用于温度高的地方，防火等级要求高的公共场所，以及紫外线照射、冷热交替的室外环境等。

综上，提供一种综合利用粉煤灰生产高档石材的方法将有效解决上述问题。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明旨在提供一种利用粉煤灰的纳米无机石板材及其生产方法。本发明提供的纳米无机石材，以纳米活性微粉做促进剂，硅酸钠溶液激发粉煤灰反应生成的聚合物作为无机胶粘剂，资源广泛，并且利用固弃物生产新型建材，环保节能。此外，本发明纳米无机石材主要含有粉煤灰、纳米活性微粉、硅酸碱溶液、石材骨料和无机颜料等，无毒环保、利用固废、成本低、物理性能优异、装饰效果好，且成功量产。

为此，本发明提供如下技术方案：

第一方面，本发明提供一种纳米无机石板材，以天然石材废料或石英砂为骨料，过量的粉煤灰为填充料，再利用纳米活性微粉做促进剂，硅酸钠溶液激发粉煤灰生成的聚合物作为无机胶粘剂，真空振动并压制而成，得到以Al-O-Si四面体分子结构为主的纳米无机石板材。

优选地，纳米无机石板材的原料组分按重量份计，包括：粉煤灰20～50重量份、纳米活性微粉10～30重量份、硅酸钠溶液10～20重量份、骨料30～70重量份和色粉0～3重量份。

优选地，骨料包含废石料、石英砂、彩砂、琥珀和贝壳中的一种或多种。

优选地，色粉选用无机色粉，粉煤灰为一级灰，纳米活性微粉的粒径≤2μm，其制备是将活性矿粉通过超细粉末磨至2μm以下，制备具有活性的纳米活性微粉，作为粉煤灰的碱激发反应的促进剂。

优选地，硅酸钠溶液的模数为1.3～1.5，利用纳米活性微粉做促进剂，硅酸钠溶液激发粉煤灰制备胶粘剂。

制备本发明纳米无机石板材是按照重量份作为配比，在生产时可按照相应的比例增大或减少，如大规模生产可以千克或以吨为单位，小规模生产也可以克为单位，质量可以增大或减小，但各组成之间的质量配比比例不变。