本文關(guān)鍵詞：人造彩砂的合成及其耐磨性探究

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【摘要】：彩砂在現(xiàn)代的建筑裝飾領(lǐng)域中,擁有著重要的地位,然而天然彩砂的礦物資源被開采的越來越少,瀕臨枯竭,已滿足不了建筑市場對彩砂的需求。由此人造彩砂越來越受到人們的青睞,人造彩砂代替天然彩砂是必由之路,但彩砂研究報道較少,結(jié)合彩砂的實(shí)際應(yīng)用得知,現(xiàn)市場上人造彩砂種類少,而且耐磨性較差,難以代替天然彩砂進(jìn)行廣泛應(yīng)用。本文分別采用聚合法和煅燒法制備人造彩砂,探究影響人造彩砂耐磨性的因素,并結(jié)合實(shí)際應(yīng)用,完成初步工藝設(shè)計計算,技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析和環(huán)境評價。利用相反轉(zhuǎn)法制備水性環(huán)氧樹脂,以此作為粘結(jié)劑,與鐵紅顏料、石英砂、固化劑混合干燥,制得聚合人造彩砂,SEM顯示彩砂表面有大塊顏料的團(tuán)聚體。采用不同濃度、不同類型的分散劑如：聚乙二醇(PEG)、十六烷基三甲基溴化銨(CTMAB)、油酸鈉(SO)等對顏料進(jìn)行預(yù)處理,提高聚合人造彩砂的耐攪拌性能。結(jié)果表明：加入SO分散劑1.5mM時,顏料分散穩(wěn)定性達(dá)到最佳,SEM顯示彩砂表面的顏料顆粒變小且分散均勻,攪拌后的彩砂顏色較為鮮艷,人造彩砂在攪拌使用時的顏料脫落情況得到顯著改善。采用磷酸與氫氧化鋁在90-100℃的水熱環(huán)境下,合成磷酸鹽膠黏劑,與石英砂、助熔劑以及不同的顏料等混合攪拌,經(jīng)600℃煅燒,制得煅燒彩砂。耐磨性檢測表明,使用小顆粒顏料所制得彩砂耐磨性良好,顯微研究表明：這是由于小顆粒顏料為軟團(tuán)聚體,結(jié)構(gòu)松散,在混合攪拌的過程中易于分散,增加了顏料、粘結(jié)劑與石英砂之間的接觸面積,使得所制備彩砂在混合調(diào)色的過程中,顏料不脫落,宏觀表現(xiàn)耐磨性好,能夠滿足市場需求,可行工業(yè)生產(chǎn),代替天然彩砂廣泛應(yīng)用。結(jié)合市場對人造彩砂的耐磨性能要求,本文針對煅燒法合成彩砂完成了初步工藝設(shè)計計算,技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析和環(huán)保評價。
【關(guān)鍵詞】：人造彩砂 耐磨性 分散劑 團(tuán)聚體
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TU521.1
【目錄】：

• 致謝7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-15
• 1 緒論15-23
• 1.1 人造彩砂的研究現(xiàn)狀15-17
• 1.2 人造彩砂存在的主要問題17-18
• 1.3 本課題研究的目的及意義18-22
• 1.4 課題研究的主要內(nèi)容22-23
• 2 聚合法中顏料分散對人造彩砂的耐磨性影響23-39
• 2.1 實(shí)驗(yàn)方法24-26
• 2.1.1 實(shí)驗(yàn)試劑與儀器24-25
• 2.1.2 水性環(huán)氧樹脂的制備25
• 2.1.3 固含量測試25
• 2.1.4 聚合法人造彩砂的合成25
• 2.1.5 彩砂的耐磨性測試25-26
• 2.1.6 沉降測試26
• 2.2 樣品表征26-27
• 2.2.1 X射線熒光光譜(XRF)26
• 2.2.2 傅里葉變換紅外光譜(IR)26
• 2.2.3 場發(fā)射掃描電鏡(SEM)26-27
• 2.2.4 X射線衍射(XRD)27
• 2.2.5 Zeta電位27
• 2.2.6 粒徑分布27
• 2.3 結(jié)果與討論27-38
• 2.3.1 外分析(FT-IR)27-28
• 2.3.2 XRF分析28
• 2.3.3 未加分散劑彩砂直觀圖與SEM分析28-31
• 2.3.4 沉降實(shí)驗(yàn)分析31-32
• 2.3.5 Zeta電位與粒徑分布32
• 2.3.6 分散劑SO對顏料顆粒分散性的影響32-34
• 2.3.7 加入分散劑彩砂直觀圖與SEM分析34-36
• 2.3.8 EDS測試36-37
• 2.3.9 XRD分析37-38
• 2.4 本章小結(jié)38-39
• 3 煅燒法中顏料顆粒的性質(zhì)對人造彩砂耐磨性的影響39-52
• 3.1 實(shí)驗(yàn)方法40-42
• 3.1.1 實(shí)驗(yàn)試劑與儀器40
• 3.1.2 磷酸二氫鋁的制備40-41
• 3.1.3 煅燒法人造彩砂的合成41
• 3.1.4 彩砂的耐磨性測試41-42
• 3.2 樣品表征42-43
• 3.2.1 同步熱分析儀(DTA)42
• 3.2.2 場發(fā)射掃描電鏡(SEM)42
• 3.2.3 X射線衍射(XRD)42-43
• 3.3 結(jié)果與討論43-51
• 3.3.1 Al(H_2PO_4)_3基體的固化分析43-44
• 3.3.2 顏料顆粒的性質(zhì)對彩砂耐磨性影響44-47
• 3.3.3 顏料的XRD、BET與SEM47-51
• 3.4 本章小結(jié)51-52
• 4 耐磨型人造彩砂的工業(yè)工藝設(shè)計52-61
• 4.1 生產(chǎn)工藝流程52-54
• 4.2 設(shè)備54-56
• 4.2.1 主要設(shè)備規(guī)格54-55
• 4.2.2 設(shè)備預(yù)算55
• 4.2.3 設(shè)備折舊核算55-56
• 4.3 能源56-58
• 4.3.1 物料能耗56-57
• 4.3.2 設(shè)備能耗57
• 4.3.3 能源消耗57-58
• 4.4 土建58
• 4.5 彩砂物料費(fèi)用58-59
• 4.6 其它費(fèi)用59
• 4.7 成本與利潤59-60
• 4.8 小結(jié)60-61
• 5 結(jié)論與展望61-63
• 5.1 結(jié)論61-62
• 5.2 展望62-63
• 參考文獻(xiàn)63-67
• 攻讀碩士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)活動及成果情況67

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本文編號：583416