基本信息
- 项目名称：
- 复合塑料与工业废渣生产可回收利用建筑模板
- 来源：
- 第十一届“挑战杯”国赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 科技发明制作B类
- 简介：
- 以有“白色污染”之称的废旧塑料和有“黑色污染”之称的工业废渣粉煤灰作为主要原料，通过热压制板工艺制备废旧塑料粉煤灰复合建筑模板。研究了热压制板工艺中加热温度、保温时间、成型压力和粉煤灰掺量等主要工艺参数对复合材料力学性能的影响。结果表明，模板的加热温度和成型压力及保温时间分别为240℃、3.0MPa、40min；废旧塑料粉煤灰复合模板配方为废旧塑料含量为60wt%，粉煤灰填料含量为40wt%，废旧塑料中聚乙烯：聚丙烯=2:3（质量比），所制备的复合模板的成型性能及综合力学性能最佳；另外还发现上述模板具有密度较小，吸水率低，溶解率低，冷热尺寸稳定性好的特点。通过模板配方设计和加工工艺的改进，制出了实用模板（1830×915×15mm），经检测其性能指标达到《竹胶合板模板》（JC/T 156-2004）合格品要求。
- 详细介绍：
- 本作品通过实验将工业生产和人类生活所遗弃的聚丙烯、聚乙烯等废旧塑料与燃煤电厂及化工行业排放的粉煤灰为主要原料，通过热压制板工艺制备出废旧塑料粉煤灰复合模板。本项目采用适宜的工艺技术路线和优化工艺技术参数，最终生产出能满足建筑施工要求的塑料建筑模板，以取代目前建筑施工中使用的木模板和竹胶合板，减少建筑施工木材和竹材的损耗。同时生产出的废旧塑料与粉煤灰复合板还可回收再利用，从而达到节约资源和实现聚乙烯等废旧塑料与粉煤灰工业废渣资源化再生利用的目的。该塑料模板以其强度高、工艺简单、经济性好、脱模容易、可塑性好等优点在建筑市场将有广泛的应用前景,它的使用会大大地降低建筑成本,加快施工速度,提高工程质量,由于它的重复利用率高,其使用将会为国家和社会节省大量资源。同时由于用废旧塑料与粉煤灰生产复合模板的技术尚未大量的推广和使用，因此该项技术必将给建筑业带来一场变革。既减轻了工业废渣与塑料废弃物对环境的污染，又为建筑工程增加了新材料。生产出的废旧塑料粉煤灰复合模板已通过有关检测部门的检测达到国家建筑模板的标准。
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作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 1.目的：利用废塑料（聚丙烯、聚乙烯）及工业废渣（粉煤灰）生产塑料建筑模板，替代现有的竹胶板或木模板，消除白色污染、降低资源消耗、保持可持续发展。 2.基本思路：以废旧聚丙烯、聚乙烯为主要原料，通过清洗、破碎、加入粉煤灰等工业废渣后经熔融、造粒，通过对废塑料进行改性，并采用适宜的工艺技术路线和优化工艺技术参数，最终生产出能满足建筑施工要求的塑料建筑模板。 3.创新点：（1）以“白色污染”之称的废旧塑料与“黑色污染”之称的粉煤灰作为主要原料，减少建筑施工中竹材和木材的损耗。（2）生产出的废塑料建筑模板还可回收再利用。（3）采用两种废旧塑料共混，使生产出的板材获得较好的综合性能。同时加入粉煤灰，降低模板的热膨胀系数及收缩率，提高制品的尺寸稳定性。 4.技术关键：（1）在设计、发明过程中最佳工艺参数的确定是决定能否生产出符合要求的产品的关键。（2）由于采用多种废塑料共混，在成型过程中不同成分的废塑料之间相容性较差，根据所使用废塑料的情况，通过适当的调整塑料共混配方解决废塑料的共混相容性的问题。（3）因塑料的粘性比较强，选择什么模具能快速出模以节省生产时间。（4）粉煤灰的加入量、添加方式等对模板的强度、抗冲击性能及体积稳定性影响。 5.主要技术指标 （1）冲击强度：≥50KJ/m2 （2）静曲弹性模量：≥4500N/mm2 （3）静曲强度：≥50 N/ mm2 （4）水煮、冰冻、干燥的保存强度：≥35 N/ mm2 （5）折减系数：≥0.80
科学性、先进性
- 作品的科学性先进性 （1）该作品突破了传统的塑料回收利用方式，传统的回收方式为简单再生利用和改性再生利用，而本作品通过塑料改性以后加入工业废渣作为填料生产塑料建筑模板。 （2）用塑料模板来代替竹胶模板或木模板，既减少竹或木材的用量，又保持了绿化面积。 （3）该作品经检测达到JG/T156-2004《竹胶合板模板》的技术要求，并且中试生产的模板在施工单位使用得到很好的反馈意见，具有质量轻，尺寸稳定，在施工中应用方便，能够钻孔、钉、剧、刨等特点。 （4）该产品能够再次回收生产，减少了生产成本，实现资源的可持续发展。
获奖情况及鉴定结果
- 2008年10月22日在贵州省贵阳市沙冲南路贵州省建筑材料行业产品质量监督检验站举行的鉴定。 鉴定结论： （1）冲击强度：=52KJ/m2 （2）静曲弹性模量：=5700N/mm2 （3）静曲强度：=53 N/ mm2 （4）水煮、冰冻、干燥的保存强度：=39 N/ mm2 （5）折减系数：=0.81 所检指标符合JG/T156-2004《竹胶合板模板》的技术要求。
作品所处阶段
- 中试阶段
技术转让方式
作品可展示的形式
- 图片，样品。
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 1.技术特点和优势：（1）板面平整光滑,脱模快速容易；板面平整度误差在0.3mm以内,厚薄均匀度好,厚度公差在±0.3mm之内。（2）塑料中加粉煤灰的量占总质量的40%，以降低塑料建筑模板的价格。生产出的建筑模板耐酸、耐碱、耐候性也好,温度在-15℃～60℃,都能正常使用。（3）可塑性强,能根据设计要求,通过不同模具形式,生产出不同形状和不同规格的模板。模板表面可装饰图案,使模板工程与装饰工程相结合。（4）加工制作简单,板材用热压机即可快速模压成形。施工方便,可以钻孔、钉、锯、刨,与木模板加工性能一样,现场拼接方便。（5）可反复回收利用；可降低生产成本；施工应用整个过程中无环境污染,是一种绿色施工的生态模板。 2.适应范围：作建筑施工中混凝土浇注支撑模板及装潢领域的墙面、天花板和台面等。 3.技术性说明及市场分析和经济效益预测：目前建筑用尺寸为1830×915×15mm的竹胶合板和木模板的市场价为80元／块以上，而本模板生产成本预计在45元／块，每块板便宜35元。
同类课题研究水平概述
- 1.国外塑料模板研究现状 塑料模板是节能型绿色环保产品,具有广阔的发展前景。近几年,国外工业发达国家的塑料模板发展很快,开发了各种品种规格的塑料模板。德国NOE模板公司,是德国较大的跨国模板公司之一。多年前,该公司研制开发了一种NOE PLAST可塑模板内衬,可以把精美的木纹、浮雕、大理石、花岗石等外饰面真实地表现到混凝土上,创造出更具建筑美感的混凝土表面。美国SYMONS模板公司是全球较大的模板公司之一。该公司大力研制开发了各种塑料装饰衬模,这种模板共分7大类,有193种,705个规格。日本KANAFLEX集团公司研制开发了一种轻型塑料模板,其正反面均为平面,中间用竖肋隔成许多空心的结构,主要应用于楼板施工,并可以与木胶合板模板通用。 2.国内塑料模板研究现状 我国目前建筑塑料模板的产量很低,还没有得到普遍推广应用,各种塑料模板正处于不断开发和发展的阶段。主要为以下几种模板： （1）玻璃纤维增强塑料模板 1982年宝钢工程指挥部和上海跃华玻璃厂联合研制成“定型组合式增强塑料模板”,于1983年通过鉴定。这种模板选用聚丙烯为基材,玻璃纤维增强复合材料,采用注塑模压成型,模板结构和规格尺寸与组合钢模板基本相同,通过上海宝钢10多项建筑工程应用,取得较好的效果,受到施工人员的好评。 （2）竹材增强木塑模板 2004年,湖北石首鑫隆塑业有限公司研制成功了竹材增强木塑模板,以聚丙烯树脂为基材,添加木屑和阻燃剂,以竹筋为增强的结构性板材,采用层压机热压成形。这种模板的特点是采用竹筋增强,材料的强度和刚度较好的,能达到有关标准的要求；树脂内添加了木屑,减少了树脂用量,减轻了重量,降低了成本。素板周转可达30～50次,用于钢框塑料模板可以使用100次左右,这种模板在桥梁工程中得到大量应用,效果较好的。 （3）强塑PP模板 2002年北京天冠伟业工程塑料模板公司研制成功了工程塑料大模板系列产品。这种模板是在GFPP塑料中添加十几种辅助材料,经混合搅拌后,用专用造粒机制成混合料粒,再由挤出机加工成板材、异型材、管材等部件,在车间内加工组装焊接成工程塑料大模板。
