专利名称：利用生产金属门的工业废料生产防火门填充料及制备方法
技术领域：
本发明涉及一种轻质发泡材料，特别是一种利用防盗门、防 火门、钢质进户门等金属门生产过程中产生的磷化废渣、废水及 转印废纸作为原料来生产防火门的防火填充料及制备方法。
背景技术：
目前，在生产防盗门、防火门、钢质进户门等金属门的生产 工艺流程中，为防止金属表面生锈以及使油漆具有更好的吸附力， 都必须对金属门进行酸洗除油磷化除锈处理，在此过程中都有金 属磷化处理后沉淀的磷化废渣和废水排出。由于磷化水溶液中添 加的化学原料较多，所以排放出来的废渣和废水中就含有多种有 害化学成份，废渣中主要含有五氧化磷，磷酸氢钙，磷酸二氢钙， 三氧化二铁，聚合氧化铝、聚丙烯酰胺等多种成份，废水中主要 含有大量的磷。为了达标排放，生产企业需投入大量资金、环保 设备、人员及水处理药剂对废渣和废水进行处理，经处理的废水 基本上能达到城巿污水排放标准，但排放的污水中仍然含有小量的磷；对水处理过程中沉淀下来的废渣，生产企业一般运到砖场 加入黄泥中，用作制砖的填充原料，在烧砖的过程中将废弃物进 行焚烧处理。但也有不良企业，不经过水处理这道工序，直接将 磷化废水向外排放。由于磷化废水中含有大量的磷，向外排放的 磷化废水向地下的深层渗透，污染地下水资源。在生产防盗门、防火门、钢质进户门等金属门的生产工艺流 程中，门面图案转印后会产生转印废纸，由于该废纸不能回收再 利用，因此如何处理也成为了包袱，有企业是经过晒干后烧掉， 而有的企业就直接倒入垃圾场不了 了之。上述问题不仅造成资源 浪费，不符合国家节能减排、综合利用的政策，而且污染环境。而目前生产的防盗门、防火门、钢质进户门等金属门一般选 用蜂窝纸和硅酸钙板夹硅酸铝棉为填充料。蜂窝纸存在的不足之处是遇火会燃烧，没有防火性能，吸声隔音及隔热保温性能差，易受潮，遇水会软化，防水耐水性能差。硅酸钩板夹硅酸铝棉存在的不足之处是耐火等级低，遇高温会产生熔化，起不到防火 作用，生产成本高，石棉刺手，粉尘吸入对人体损害大，为此国 家环保总局在2 0 05年就明确规定，家用制品中不得含有石棉，粘 合剂不得含有甲醛、苯等有害物质。防盗门、防火门、钢质进户 门等金属门迫切需要一种防火等级高、机械强度好、生产安装方 便、成本低的新型门内填充料。为此，许多科研机构、生产厂家及有识之士针对存在的上述 问题不断地进行了开发和研究，但至今尚未有较好的改进办法。发明内容我公司为解决上述存在的问题，投入大量人力和物力，对生 产金属门过程中产生的磷化废渣、废水及转印废纸的综合利用进 行了开发研究。经过一年多的努力，我公司研发出一种对磷化废 渣、废水及废纸进行综合利用生产新型防火门的填充料及制备方 法，为我公司在节能减排、环保治理、综合利用方面走出了一条 光明之路。本发明的目的是利用金属门生产过程中产生的磷化废 渣、废水及转印废纸作为原料，生产一种容重在200 ~ 500 kg/m3之间的防火门轻质填充料，该制品具有机械强度高、重量轻、耐 火等级高、吸声隔音效果好、耐候性强、隔热保温节能、生产简 便、无毒无害无放射等优点。该制品可广泛应用于金属门行业、 建筑材料行业以及相关行业。本发明解决其技术问题所釆用的技术方案，它包含氧化镁、 硫酸镁、金属磷化处理后沉淀的废渣、转印废纸、防水剂、减水剂和发泡剂，容重在2 00 ~ 5 00 kg/m3之间，各成份按重量百分比的配比分别为氧化镁 4 0 ~ 6 5 ;硫酸镁 20 ~ 30;金属磷化处理后沉淀的废渣 8~ 13;转印废纸 5~10;防水剂 2 ~ 6 ;减水剂 1. 5 ~ 6;发泡剂 0. 1 ~ 0. 5所述氧化镁的含量> 85%,其活性氧化镁含量> 65%,欠火烧 成份《2%,过火烧成份《3%,游离氧化钙含量《2%,三氧化二铁 《1. 5%，烧失量《15%。所述金属磷化处理后沉淀的废渣含有五氧化磷，磷酸氢锦， 磷酸二氢钙，三氧化二铁，聚合氧化铝、聚丙烯酰胺等多种成分， 细度在120目以上；具有耐火不燃、增韧保温、对氧化镁有很好 的缓凝耐水性能和抗水改性作用，但用量过多则使制品强度下降。所述转印废纸为经机器粉碎处理后的转印废纸渣，它含有大 量的纤维，能克服产品的脆性，增加其柔韧性，也能够降低产品 的密度，主要当纤维使用。所述防水剂主要起封闭毛细孔的间隙，降低吸水率。所述减水剂釆用改性聚羧酸盐高效减水剂，主要作用是堵塞 毛细孔的通透性能，改善孔结构，提高抗水性。所述硫酸镁主要起凝固作用，有减少制品硬化体的孔隙、对 返卤和返霜的改性作用，增加防水和耐水性能，避免铁皮的腐蚀， 起到防锈蚀作用所述发泡剂为动物蛋白型高效泡沬发泡剂，其水溶液的浓度为0. 1~0. 5%，其泡沬的直径《lmm,产气量大，对生产低密度制 品有意想不到的效果。所述填充料的制备方法，它包括如下步骤(1) 、按上述重量比例和顺序将氧化镁、金属磷化处理后沉淀 的废渣、防水剂、减水剂、硫酸镁、转印废纸加入搅拌机进行混 合，并加入磷化处理废水稀释为稠状基料浆；同时将发泡剂制成 泡沬浆；(2) 、将泡沬浆按体积4~ 15倍的比例加入到稠状基料浆中， 再进行二次搅拌成匀质的发泡料浆；(3) 、将料浆浇注进模具里固化成型；(4) 、脱模后，在常温常压下自然养护3~ 10天即为成品。 所述的磷化处理废水中含有磷酸根分子，由于磷酸有很好的缓凝作用，能对防火门内用填充料起到胶凝和堵塞填充料的毛细 孔，改善毛细孔的结构，可减少制品返卤和泛霜，改善氧化镁的 速凝有很好的缓凝耐水性能和抗水改性作用。还有能增加制品的 后期强度，提高产品的耐水性能。釆用上述的技术方案后，本发明有如下优点 1、本发明用机械物理发泡方法，在泡沬浆与稠状基料浆混合 搅拌的过程中，通过泡沬的表面活性作用，引入大量均匀封闭的 微细气泡，使发泡料浆里含有一定量的空气，待发泡料浆浇注到模具里固化成型后，泡沬随着水分的蒸发自行消失形成多孔结构， 最后内部留下许多封闭的气孔，在外部形成泡状凹凸的表面，从 而使本发明的材料具有绝热保温、吸声隔音、节能显着的性能，其搡作简便、投资少、成本低；2、 本发明可防止吸潮返卤、开裂变形；3、 本发明以金属磷化处理后沉淀的废渣、转印废纸作为填充 料的原料之一，用磷化处理废水稀释为稠状基料浆，变废为宝， 质轻价廉，就地取材，不仅解决了金属磷化处理后沉淀的废渣、 转印废纸因大量堆积占用土地的问题，而且同时解决了磷化废水 污染环境的问题，既能起到节能减排，减少环境污染的作用，还 能降低产品生产成本，提高企业效益和社会效益，符合国家产业 政策；4、 本发明的制品为多孔结构，通过调整气孔率大小和基料用 量来改变容重及强度的大小，调整范围大，容重可在200 - 500 k g / m3之间根据用途任意选用，以便满足不同使用功能的要求；5、 本发明使用动物蛋白型高效泡沬发泡剂，表面张力、泡沬 度、成本价格等都优于现有的发泡剂，其主要原因在于它产气量 大，对生产低密度的制品有意想不到的效果，表面张力大，气泡 稳定性强，有利于控制气孔率的大小，气孔率最大高达98%,最 小为0，从而能使容重在200 ~ 500 kg/m3之间任意调整，这样可大大拓宽本发明的应用领域；同时还提高了冻融强度、干湿强度、 软化强度和耐腐能力、防水耐水性能和节能效果。6、 本发明的制品是蜂窝纸、硅酸钙板和硅酸铝棉的替代品， 其造价比硅酸钙板和硅酸铝棉低60%左右；可减少蜂窝纸的使用 量，对节约林业资源也有很大的潜力；可改变蜂窝纸、硅酸钙板 和硅酸铝棉填充难度大、生产工艺复杂的落后面貌，提高劳动生所述减水剂釆用改性聚羧酸盐高效减水剂，主要作用是堵塞 毛细孔的通透性能，改善孔结构，提高抗水性。所述硫酸镁主要起凝固作用，有减少制品硬化体的孔隙、对 返卤和返霜的改性作用，增加防水和耐水性能，避免铁皮的腐蚀， 起到防锈蚀作用所述发泡剂为动物蛋白型高效泡沬发泡剂，其水溶液的浓度为0. 1~0. 5%，其泡沬的直径《lmm,产气量大，对生产低密度制 品有意想不到的效果。所述填充料的制备方法，它包括如下步骤(1) 、按上述重量比例和顺序将氧化镁、金属磷化处理后沉淀 的废渣、防水剂、减水剂、硫酸镁、转印废纸加入搅拌机进行混 合，并加入磷化处理废水稀释为稠状基料浆；同时将发泡剂制成 泡沬浆；(2) 、将泡沬浆按体积4~ 15倍的比例加入到稠状基料浆中， 再进行二次搅拌成匀质的发泡料浆；(3) 、将料浆浇注进模具里固化成型；(4) 、脱模后，在常温常压下自然养护3~ 10天即为成品。 所述的磷化处理废水中含有磷酸根分子，由于磷酸有很好的缓凝作用，能对防火门内用填充料起到胶凝和堵塞填充料的毛细 孔，改善毛细孔的结构，可减少制品返卤和泛霜，改善氧化镁的 速凝有很好的缓凝耐水性能和抗水改性作用。还有能增加制品的 后期强度，提高产品的耐水性能。釆用上述的技术方案后，本发明有如下优点 1、本发明用机械物理发泡方法，在泡沬浆与稠状基料浆混合 搅拌的过程中，通过泡沬的表面活性作用，引入大量均匀封闭的 微细气泡，使发泡料浆里含有一定量的空气，待发泡料浆浇注到的废渣、防水剂、减水剂、硫酸镁、转印废纸加入搅拌机进行混合，并加入磷化处理废水稀释为稠状基料浆；同时将发泡剂制成 泡沬浆；(2) 、将泡沬浆按体积4~ 15倍的比例加入到稠状基料浆中，再进行二次搅拌成匀质的发泡料浆；(3) 、将料浆浇注进模具里固化成型；(4) 、脱模后，在常温常压下自然养护3 10天即为成品。 所述的磷化处理废水中含有磷酸根分子。实施例1:本实施例按容重为200 kg/m3进行配制，其中氧化 镁100kg,无水硫酸镁50kg,金属磷化处理后沉淀的废渣23kg， 转印废纸15kg,防水剂5.5kg,减水剂6kg，发泡剂0.5kg，按上 述所述的制备方法加入磷化处理废水80kg稀释为稠状基料浆，然 后加入泡沬直径《lmm、用量是稠状基料浆的13 15倍的泡沬浆 二次搅拌，制成1970mmx 780mmx 50mm的板材。抗压强度l.權pa, 抗折强度0. 87Mpa。实施例2:本实施例按容重为300 kg/m3进行配制，其中氧化 镁150kg，无水硫酸镁75kg,金属磷化处理后沉淀的废渣34.5kg， 转印废纸22.5kg,防水剂8.6kg,减水剂9kg,发泡剂0.4kg，按 上述所述的制备方法加入磷化处理废水120kg稀释为稠状基料 浆，然后加入泡沬直径< lmm、用量是稠状基料浆的9~ 11倍的泡 沬浆二次搅拌，制成1970mm x 780mm x 50mm的板材。抗压强度 1.84Mpa,抗折强度1,20Mpa。实施例3:本实施例按容重为400 kg/m3进行配制，其中氧化 镁200kg,无水硫酸镁100kg,金属磷化处理后沉淀的废渣46kg, 转印废纸30kg,防水剂11.7kg，减水剂12kg,发泡剂0.3kg,按 上述所述的制备方法加入磷化处理废水160kg稀释为稠状基料浆，然后加入泡沫直径《lmm、用量是稠状基料浆的6~ 7倍的泡 沬浆二次搅拌，制成1970mm x 780mm x 50mm的板材。抗压强度 2.70Mpa,抗折强度1.53Mpa。实施例4:本实施例按容重为500 kg/m3进行配制，其中氧化 镁250kg，无水硫酸镁125kg，金属磷化处理后沉淀的废渣57. 5kg， 转印废纸37.5kg，防水剂14.8kg,减水剂15kg,发泡剂0.2kg, 按上述所述的制备方法加入磷化处理废水80kg稀释为稠状基料 浆，然后加入泡沬直径《lmm、用量是稠状基料浆的4~ 5倍的泡 沬桨二次搅拌，制成 1970mm x 780mm x 50mm的板材。抗压强度 3.30Mpa,抗折强度2.10Mpa。从上述实施例可以得出容重轻一强度差、容重重一强度好。 按容重为350 kg/^板材加工生产的钢质防火门，经国家防火建筑材料质量监督检验中心检验其检验结论为耐火性能为72分 钟，符合规定的甲级耐火时间要求，其余各项技术指标均合格， 按GB12955-91综合判定，该产品质量合格。该防火门填充料经浙 江省医学科学院检验其检验结论为大鼠急性经口毒性根据《工 业化学品毒性鉴定规范及实验方法》的急性经口毒性分级标准， 该防火门填充料的雌雄性大鼠急性经口毒性均属低毒级。该防火 门填充料经浙江省建材产品质量监督检验站检验其检验结论为 符合GB6566-2001《建筑材料放射性核素限量》标准中建筑主体 材料的要求。
权利要求
1、一种利用生产金属门的工业废料生产防火门填充料，其特征是它包含氧化镁、硫酸镁、金属磷化处理后沉淀的废渣、转印废纸、防水剂、减水剂和发泡剂，容重在200～500kg/m3之间，各成份按重量百分比的配比分别为氧化镁40～65；硫酸镁20～30；金属磷化处理后沉淀的废渣 8～13；转印废纸 5～10；防水剂2～6；减水剂1.5～6；发泡剂0.1～0.5。
2、 根据权利要求1所述的利用生产金属门的工业废料生产 防火门填充料，其特征是所述氧化镁的含量> 85%，其活性氧 化镁含量>65%，欠火烧成份《2%,过火烧成份《3%，游离氧化 钙含量《2%，三氧化二铁《1.5%，烧失量《15%。
3、 根据权利要求1所述的利用生产金属门的工业废料生产 防火门填充料，其特征是所述金属磷化处理后沉淀的废渣含有 五氧化磷，磷酸氢钙，磷酸二氢钙，三氧化二铁，聚合氧化铝、 聚丙烯酰胺等多种成分，细度在120目以上。
4、 根据权利要求1所述的利用生产金属门的工业废料生产 防火门填充料，其特征是所述转印废纸为经机器粉碎处理后的 转印废纸渣。
5 、根据权利要求1所述的利用生产金属门的工业废料生产 防火门填充料，其特征是所述发泡剂为动物蛋白型高效泡沫发泡剂，其水溶液的浓度为0.1~0.5%,其泡沬的直径《lmm。
6、 根据权利要求1至5任一项所述防火门填充料的制备方 法，其特征是它包括如下步骤(1) 、按上述重量比例和顺序将氧化镁、金属磷化处理后沉 淀的废渣、防水剂、减水剂、硫酸镁、转印废纸加入搅拌机进行 混合，并加入磷化处理废水稀释为稠状基料浆；同时将发泡剂制 成泡沬浆；(2) 、将泡沬浆按体积4~ 15倍的比例加入到稠状基料浆中，再进行二次搅拌成匀质的发泡料浆；(3) 、将料浆浇注进模具里固化成型；(4) 、脱模后，在常温常压下自然养护3~ 10天即为成品。
7、 根据权利要求6所述防火门填充料的制备方法，其特征 是所述的磷化处理废水中含有磷酸根分子。
全文摘要
本发明公开了一种利用生产金属门的工业废料生产防火门填充料及制备方法，它包含氧化镁、硫酸镁、金属磷化处理后沉淀的废渣、转印废纸、防水剂、减水剂和发泡剂，容重在200～500kg/m3之间，各成份按重量百分比的配比分别为氧化镁40～65；硫酸镁20～30；金属磷化处理后沉淀的废渣8～13；转印废纸5～10；防水剂2～6；减水剂1.5～6；发泡剂0.1～0.5；采用上述技术方案后，生产的制品具有机械强度高、重量轻、耐火等级高、吸声隔音效果好、耐候性强、隔热保温节能、生产简便、无毒无害无放射等优点；该制品可广泛应用于金属门行业、建筑材料行业以及相关行业。
文档编号C04B35/66GK101215178SQ20071030699
公开日2008年7月9日 申请日期2007年12月29日 优先权日2007年12月29日
发明者应连希 申请人:永康市美信实业有限公司