人造建材及其制造方法

专利名称：人造建材及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种人造建材及其制造方法，特别涉及一种以铝渣及/或铝灰为主要原料的人造建材及其制造方法。
背景技术：
现代人的生活水平日益提升，对于生活环境的布置及美观上的要求也日益重视，尤其在忙碌的生活压力下，莫不希望能够放松心情，因此，生活环境中，特别是住家的布置变化及美观上，极易影响一个人的精神层次。由于天然石材的硬度高且质感佳，因此，生活环境的建筑物本身以及装饰用的建材方面经常使用天然石材来布置及装饰，以增进生活环境的自然感与美观性。但是，天然石材的价格昂贵且其来源有限，而其表面具有的毛细孔也会有吃色的现象。另外，天然石材的硬度相当高，其加工也有困难度高及费时的缺点。
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于是，聪明的人们创造了价格较低且易于加工的人造建材，特别是人造石材，以应用于生活环境的建筑物及其装饰的建材上。人造石材不仅表面光滑细致，而且无毛细孔而易于清洁，并且性能稳定，因此，近年来广受人们喜爱而应用于例如建筑物的墙壁、地板、流理台台面，或装饰用途的建材上。然而，习知人造石材所使用的主要材料之一仍是以天然石材(例如大理石或矿砂)为主，其制造方法仍是将天然石材研磨后再与其它材料混合制造，不仅一样取用天然石材而持续破坏大自然，而且也相当不环保，如授权公告号为CN1091083C的专利公开了一种人造汉白玉建材，以废弃的天然汉白玉或白色大理石碎料为原料，以不饱和聚酯树脂为粘结剂，有机过氧化物为固化剂，有机钴类化合物作该固化剂的促进剂，经过注模成型形，从而得到一种人造汉白玉建材。因此，如何提供一种使人们不仅不取用天然石材而破坏自然景观，而且也相当环保的人造建材及其制造方法，已成为重要课题之一。

发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种不仅不取用天然石材而破坏自然景观，而且也相当环保的人造建材及其制造方法。为达到上述目的，本发明一种人造建材的制造方法包括以下步骤研磨铝渣及铝灰，使其成为细小颗粒的第一原料；从该第一原料筛选出第二原料；加热第二原料；以及混合该加热后的第二原料与不饱和聚酯树脂，使第二原料与不饱和聚酯树脂均匀混合成为一泥状物。在本发明的制造方法中，其中于筛选第一原料的步骤中，筛网的规格为40目以上。在本发明的制造方法中，其中于加热第二原料的步骤中，加热温度至少需要摄氏150度以上。在本发明的制造方法中，其中于将加热后的第二原料与不饱和聚酯树脂混合的步骤中，该重量比例为I : 1、2 I、或3 I或其它。在本发明的制造方法中，其中于将加热后的第二原料与不饱和聚酯树脂混合的步骤中，更加入色膏、矿石或玻璃，并与泥状物均匀混合。在本发明的制造方法中，更包括将泥状物注入模具中固化成型。在本发明的制造方法中，其中于将泥状物注入模具中固化成型的步骤中，更加入促进剂(硬化剂)，以加速泥状物硬化。为达到上述目的，一种人造建材的制造方法包括以下步骤研磨铝渣或铝灰，使其成为细小颗粒的第一原料；加热该第一原料；以及混合加热后的该第一原料与不饱和聚酯
树脂，使该第一原料与不饱和聚酯树脂均匀混合成为一泥状物。在本发明的制造方法中，更包括加入黏结剂，并加压成型。为达到上述目的，本发明一种人造建材，包含铝元素与不饱和聚酯树脂，并且在该人造建材中，铝元素的重量百分比大于10%。承上所述，因依据本发明的一种人造建材及其制造方法是取用铝渣及铝灰为主要原料，经研磨(筛选)、加热后，再与不饱和聚酯树脂均匀混合，再依需求及用途注入不同模具中固化成型，或加入黏结剂加压成型，以制成人造建材或耐火砖材。藉此，本发明的制造方法是使用铝渣或/和铝灰为主要原料，不仅不会取用天然石材而破坏自然景观，而且使原本是工业废弃物的铝渣及铝灰可以充分回收再利用，也可避免将铝渣及铝灰等工业废弃物非法倾倒而污染环境，因此，也相当环保。


图I为本发明较佳实施例的一种人造建材的制造方法工艺流程示意图；图2为本发明又一较佳实施例的一种人造建材的制造方法工艺流程示意图；图3为本发明另一较佳实施例的一种人造建材的制造方法工艺流程示意图。附图标记说明S1 S5、P1 P5-步骤。
具体实施例方式以下将参照相关图式，说明依本发明较佳实施例的一种人造建材及其制造方法。如图I所示，其为本发明较佳实施例的一种人造建材的制造方法示意图。本发明的人造建材的制造方法可应用于建筑物、装饰用人造建材或防火建材的制造，特别是人造石材或耐火砖材的制造。而人造建材例如可应用于建筑物的墙面、柱面、地砖、或屋瓦，或可应用于流理台台面及台身，也可应用于装潢或装饰用，例如假山、石头、花瓶等，或是应用于防火建材。于此，并不限制其形状及用途。依据本发明的一种人造建材的制造方法包括步骤SI至步骤S4。以下将详细说明每一步骤的作法。首先，步骤SI是研磨铝渣或/和铝灰，使其成为细小颗粒的第一原料。于此，是通过研磨设备将铝渣以及铝灰加以研磨，使铝渣及铝灰变成细小颗粒状的第一原料。其中，研磨设备可为手动或自动的机器，而铝渣及铝灰为铝金属经冶炼后所剩余的废弃物，其中铝灰可包含铝二级集尘灰。再者，步骤S2是筛选第一原料。于此，是通过筛选设备将上述步骤SI中经研磨而呈细小颗粒状的第一原料加以过滤筛选，使筛选后的第一原料具有大约一致的颗粒大小。其中，筛选设备可为手动或自动的机器，而筛网的规格例如可为40目(含)以上。筛网的目数愈高(例如120目)，筛选后的颗粒将愈小，而成型后的人造建材的表面光滑度将愈高；反之，若筛网的目数愈低时(例如40目)，成型后人造建材的表面将愈粗糙。因此，本发明并不限定筛网的规格(但至少需40目以上)，可依使用者对人造建材的成品用途及其表面光滑度的需求以决定选用的筛网目数。接着，步骤S3是加热的第二原料。于此，是将步骤S2中筛选后的第一原料加热，使原存于第一原料内的水份蒸发，使第一原料干燥而不含水份。在步骤S3中，其加热温度需至少摄氏150度以上，以完全去除第一原料内的水分，避免原存于第一原料内的氮化铝成份与水份产生化学反应而发生臭味。另外，若未将第一原料内的水分去除，则将影响后续的制程，将于以下的步骤再说明。另夕卜，步骤S4是将加热后的第二原料与不饱和聚酯树脂(UnsaturatedPolyester Resin, UPR)混合,使第一原料与不饱和聚酯树脂均勻混合成为泥状物。当然， 在混合步骤中，可包含搅拌以使泥状物更均匀。于此，是通过混合设备将步骤S3中干燥后的第一原料与不饱和聚酯树脂依比例混合并搅拌均匀，使干燥后的第一原料均匀混合于不饱和聚酯树脂内并成为泥状物。其中，混合设备可为手动或自动的机器，搅拌时间至少需10分钟以上，以使二者混合均匀为目的。而两者混合的重量比例例如可为I : 1、2 I、或3 I或其它，于此，并不以此为限制。当然，使用者也可依成品的人造建材的需求而有不同的混合比例，且干燥后的第一原料与不饱和聚酯树脂的混合比例并非一定要整数。在此要特别说明的是，若要制造的人造建材成品的厚度比较薄时，其不饱和聚酯树脂的含量比例需比较高(第一原料与不饱和聚酯树脂的混合比例例如为I : 1)，而且其成形(硬化)时间也会比较长。反之，若要制造的人造建材成品的厚度比较厚时，其不饱和聚酯树脂的含量比例需比较低(第一原料与不饱和聚酯树脂的混合比例例如为3 : 1)，而且其成形(硬化)时间也会比较短。其中，不饱和聚酯树脂(unsaturated polyester resin,UPR)是由不饱和二兀酸、饱和二元酸及二元醇等原料，经酯化反应及苯乙烯单体(SM)的溶解，而成为黏稠状液体，而不饱和聚酯树脂可依成品的人造建材的用途及使用条件而作适当调配与选择。另外，因不饱和聚酯树脂于常温常压下即可硬(胶)化，其硬化时间约为数分钟至20分钟不等，且硬化后的物理特性具有优越机械强度、耐水性、耐候性、耐药品性及耐寒性等，因此，铝渣和铝灰与不饱和聚酯树脂均匀混合后将使铝渣和铝灰的性质相当稳定且安全，不会对人员及环境造成污染的问题。因此，利用上述干燥且筛选后的铝渣与铝灰与不饱和聚酯树脂均匀混合，以制造建筑及装饰用的人造建材，使成品的人造建材具有良好的物理和化学性能，而且性质也相当稳定及安全。另外，值得注意的是，于上述的步骤S3中，若没有先去除原存于第二原料内的水份，则第二原料将因内含少量的氮化铝成分而使第二原料不易与不饱和聚酯树脂混合，将影响后续成品的质量。再者，于将加热后的第二原料与不饱和聚酯树脂混合并搅拌的步骤S4中，更可加入色膏、矿石或玻璃等添加物，并与上述搅拌均匀的泥状物均匀混合，使成品的人造建材具有颜色、纹路、或丰富图样变化。其中，色膏例如可为钛白粉(Titanium Dioxide)、大理石粉、其它颜料或其组合，使成品的人造建材具有纹路或颜色。而矿石或玻璃可使成品的人造建材的表面闪亮。因此，通过将加热后的第二原料与不饱和聚酯树脂混合并搅拌时加入上述添加物，使成品的人造建材具有丰富的颜色、纹路、闪亮变化或图样变化。此外，如图2所示，本发明的人造建材的制造方法中，更可包括步骤S5 :将步骤S4的泥状物注入一模具中固化成型。在将上述的泥状物注入模具中固化成型之前，为了使硬化后的人造建材具有紧密的结构及较高的硬度，需先将上述泥状物内所含的气泡消除，使泥状物更为紧实。因此，本发明更可于步骤S4的泥状物搅拌时加入消泡剂，或将泥状物先经真空处理，以消除泥状物内含的气泡，使硬化后的成品具有紧密的结构。当然，也可例如以拍打、加压或振动等方式，来消除泥状物内含的气泡。在此再特别说明的是，于步骤S4搅拌均匀的泥状物中所加入的消泡剂，其实是一发泡剂，可使泥状物里面的气泡变大，使膨胀后的气泡自然散失至外界。 最后，于将泥状物注入模具中固化成型的步骤S5的同时，更可加入一促进(硬化)齐U，以加速泥状物硬化，减少制程时间。最后，再将硬化后的人造建材进行脱模及后续研磨等工作，以完成人造建材的制造。需注意的是，本实施例的制造方法的步骤仅为举例，并非限制性，例如在研磨铝渣或/和铝灰之后，可直接加热第一原料，而省略筛选步骤。或者，本实施例的铝渣或/和铝灰可经过多次的研磨而产生均匀小颗粒的第一原料，这样也不需再经过筛选步骤。另外，如图3所示，其为本发明另一较佳实施例的一种人造建材的制造方法示意图。依据本发明的另一种人造建材的制造方法包括步骤Pl至步骤P5。其中，步骤Pl至步骤P4与上述实施例的步骤SI至步骤S4相同，于此不再赘述。人造建材的制造方法中，更可包括步骤P5 :将步骤P4的泥状物中加入黏结剂，并加压成型。于此，是将黏结剂加入步骤P4的泥状物并均匀混合后，再经油压机器加压成型(压模成型)，以成为人造砖材，此人造砖材可耐摄氏1200 1800度的高温而作为防火建材使用。其中，黏结剂可例如为羧甲基纤维素(CMC)或水玻璃等。此外，本发明亦展示一种人造建材，其可通过本实施例的制造方法而产生、或是通过其它方法产生。人造建材包含铝元素与不饱和聚酯树脂，并且在该人造建材中，铝元素的重量百分比大于10%。其中铝元素可以铝金属、铝合金、铝的化合物的形式存在。综上所述，因依据本发明的一种人造建材及其制造方法是取用铝渣及/或铝灰为主要原料，经研磨、(筛选)、加热后，再与不饱和聚酯树脂均匀混合，再依需求及用途注入不同模具中固化成型，或加入黏结剂加压成型，以制成人造建材或耐火砖材。藉此，本发明的制造方法是使用铝渣或铝灰为主要原料，不仅不会取用天然石材而破坏自然景观，而且使原本是工业废弃物的铝渣及铝灰可以充分回收再利用，也可避免将铝渣及铝灰等工业废弃物非法倾倒而污染环境，因此，也相当环保。以上所述仅为举例性，而非为限制性者。任何未脱离本发明的精神与范畴，而对其进行的等效修改或变更，均应包含于本发明的申请专利范围中。
权利要求
1.一种人造建材的制造方法，包括以下步骤 研磨铝渣或/和铝灰，使其成为第一原料； 从该第一原料筛选出第二原料； 加热该第二原料；以及 将加热后的该第二原料与不饱和聚酯树脂混合，使该第二原料与不饱和聚酯树脂均匀混合成为泥状物。
2.如权利要求I所述的制造方法，其特征在于，通过筛网来筛选所述第一原料，且该筛网的规格为40目以上。
3.如权利要求I所述的制造方法，其特征在于，所述加热该第二原料的步骤中，加热温度为150°C以上。
4.如权利要求I所述的制造方法，其特征在于，所述混合加热后的该第二原料与该不饱和聚酯树脂的步骤中，更包含 加入色膏、矿石或玻璃。
5.如权利要求I所述的制造方法，其特征在于，更包括 将该泥状物注入模具中固化成型。
6.如权利要求I所述的制造方法，其特征在于，更包括 加入消泡剂，以消除该泥状物内含的气泡。
7.如权利要求I所述的制造方法，其特征在于，将该泥状物真空处理，以消除该泥状物内含的气泡。
8.如权利要求5所述的制造方法，其特征在于，更包括 加入促进剂，以加速该泥状物硬化。
9.一种人造建材的制造方法，其特征在于，包括以下步骤 研磨铝渣或铝灰，使其成为第一原料； 加热该第一原料；以及 混合加热后的该第一原料与不饱和聚酯树脂，使该第一原料与不饱和聚酯树脂均匀混合成为泥状物。
10.如权利要求I或9所述的制造方法，其特征在于，更包括 加入黏结剂，并加压成型。
11.一种人造建材，其特征在于，包含铝元素与不饱和聚酯树脂，并且在该人造建材中，铝元素的重量百分比大于10%。
全文摘要
本发明涉及一种人造建材及其制造方法，本发明人造建材的制作方法包括以下步骤研磨铝渣或/及铝灰，使其成为第一原料；从第一原料筛选出第二原料；加热第二原料；以及混合加热后第二原料与不饱和聚酯树脂，使第二原料与不饱和聚酯树脂均匀混合成为泥状物。本发明人造建材包含铝元素与不饱和聚酯树脂，并且在该人造建材中，铝元素的重量百分比大于10％。本发明的人造建材的制造方法由于不取用天然石材而避免破坏自然景观，而且也相当环保。
文档编号C04B26/18GK102951872SQ20111025415
公开日2013年3月6日 申请日期2011年8月31日 优先权日2011年8月31日
发明者林心怡 申请人:林心怡