纖維及表面增強熱固性泡沫塑料廢棄物板材及製備方法
2023-07-21 06:58:31
專利名稱：纖維及表面增強熱固性泡沫塑料廢棄物板材及製備方法
技術領域：
本發明涉及一種纖維及表面增強熱固性泡沫塑料廢棄物板材及製備方法，屬於資源回收與再利用領域。
背景技術：
伴隨經濟建設的發展和建築技術的進步，建築板材的用量與日俱增，且對其要求也越來越高。傳統建築板材的製造大量地消耗礦產資源和林業資源，近年來雖然開發了一些複合板材，如纖維板，鍍鋅板等，但這些材料多數強度低，在運輸、組裝、拆卸過程中容易變形或者破損率大，同時其生產製造工藝複雜、投資大、成本高、循環再利用率低、裝飾較困難。另一方面，材料行業的發展在為人們的生產生活帶來巨大便利的同時，也產生了大量的廢棄物，尤其是熱固性塑料廢棄物，其回收難度大且大多由於工藝複雜和能源消耗大而降低其回收價值。
發明內容
針對以上問題，本發明目的是利用纖維和飾面材料作為增強材料，以熱固性苯乙烯-丙烯睛(SAN)共聚物泡沫塑料廢棄物為基體，製備一種新型的建築及裝飾用再生複合板材。本發明不但提供一種生產工藝簡單、生產成本低、產品無毒無味且性能優良的纖維和紙面增強複合建築及裝飾用再生板材的製備方法，而且解決了的熱固性苯乙烯-丙烯睛共聚物泡沫塑料廢棄物回收再利用問題。所用增強纖維以天然纖維為主，這也提高了農業資源的附加值。纖維及表面增強熱固性泡沫塑料廢棄物板材的製備方法，其特徵是它由飾面材料、熱固性泡沫塑料、增強纖維、熱固性泡沫塑料、飾面材料組成的五層複合板材。纖維及表面增強熱固性泡沫塑料廢棄物板材的製備方法，其特徵是它由飾面材料、熱固性泡沫塑料、增強纖維、熱固性泡沫塑料、飾面材料組成的五層複合板材，熱固性泡沫塑料為廢棄的苯乙烯-丙烯腈共聚物泡沫塑料。纖維及表面增強熱固性泡沫塑料廢棄物板材的製備方法，步驟如下1)將廢棄的苯乙烯-丙烯腈共聚物泡沫塑料廢棄物清洗乾淨；將清洗後的苯乙烯-丙烯腈共聚物泡沫塑料研磨成20-100目的粉末；2)稱量原料粉末，在100-170°C下預熱，時間為10_30min ；3)在模具中鋪設一層飾面增強材料，將預熱好的原料放入熱壓機模具中，並在原料中間部位均勻鋪設一層增強纖維，在原料上表面也鋪設一層飾面增強材料；熱固性泡沫塑料廢棄物與天然纖維的質量百分比為85-95 5-15；4)在壓強為5-20MPa，溫度為140_200°C，時間為5_30min的條件下熱壓成型。本發明中可以將步驟4)成型後的板材進行低溫定型，其中壓強為5_20MPa，溫度為 20-80°C，時間為 15-30min。
本發明中可以將步驟1)將廢棄的苯乙烯-丙烯腈共聚物泡沫塑料廢棄物切成易於研磨的0. 5-2cm3的塊狀，然後將其研磨成20-100目的粉末。本發明所用的熱固性泡沫塑料廢棄物為任意單體摩爾比的苯乙烯-丙烯腈共聚物泡沫塑料廢棄物。本發明中步驟4)中所用的飾面增強材料是常用的牛皮紙、壓紋紙、書面紙、銅版紙、畫報紙或美紋紙等。所用的增強纖維為天然黃麻纖維、天然亞麻纖維、天然薴麻纖維本發明使用的原料粉末主要利用熱固性苯乙烯-丙烯睛共聚物泡沫塑料廢棄物粉末，在實施步驟2中，對原來粉末的預熱乾燥溫度不宜過高或過低，過高將使原來碳化和裂解，過低則無法實現對原來的徹底乾燥而影響所得複合板材的強度，預熱時間也應適中， 經探究在100-170°C下預熱10-30min教為合適；實施步驟3中的飾面增強材料可以根據實際需要進行調整；實施步驟3中的纖維應均勻鋪設於物料中間部位，以免所得板材的性能不均勻，局部強度過低。本發明中為實現真正意義上的環保，在複合板材的製備過程中完全利用纖維和飾面材料對苯乙烯-丙烯睛共聚物機體進行雙重物理增強，不使用粘合劑，無溶劑無甲醛，極大地簡化了生產工藝、降低了生產成本、減少了資源消耗。所製備的板材具有強度高、穩定性好、抗變形能力強，平整度高，防潮性能優越，握釘力強和阻燃、耐腐蝕性能。說明書附1 天然纖維和飾面增強熱固性泡沫塑料廢棄物再生複合板材示意圖；其中1為熱固性泡沫塑料、2為增強纖維、3為飾面材料
具體實施例方式下面結合具體實施例進一步說明本發明的技術方案。實施例1 (1)將苯乙烯-丙烯睛共聚物泡沫塑料廢棄物清洗乾淨，然後將其研磨成20-100 目的粉末。(2)稱取(1)中苯乙烯-丙烯睛共聚物泡沫塑料廢棄物粉末38. 25kg在100°C下預熱30min。(3)在模具中鋪設一層牛皮紙飾面，將預熱好的原料放入熱壓機模具中，並在原料中間部位均勻鋪設6. 75kg增強纖維，然後在原料上表面也鋪設一層牛皮紙飾面。(4)熱壓成型，壓強為20MPa，溫度為200°C，時間為30min。(5)對製備的板材進行鋸邊、砂光，製成標準尺寸的成品板材。其中苯乙烯-丙烯睛共聚物泡沫塑料廢棄物粉末為20-100目粉末，所用增強纖維是天然黃麻纖維，黃麻麻纖維在樣板中層沿長邊排列。所得板材密度為1000kg/m3的板材， 吸水率4. 02%、抗衝強度22. 41kJ/m2、抗壓強度50. 68MPa、抗彎強度42. 56MPa。實施例2 (1)將苯乙烯-丙烯睛共聚物泡沫塑料廢棄物清洗乾淨，然後將其切成0. 5-2cm3 的塊狀，將塊狀物研磨成20-100目的粉末。(2)稱取(1)中苯乙烯-丙烯睛共聚物泡沫塑料廢棄物粉末38. 25kg在100°C下預熱30min。(3)在模具中鋪設一層牛皮紙飾面，將預熱好的原料放入熱壓機模具中，並在原料中間部位均勻鋪設6. 75kg增強纖維，然後在原料上表面也鋪設一層牛皮紙飾面。(4)熱壓成型，壓強為20MPa，溫度為200°C，時間為30min。(5)低溫定型，壓強為20MPa，溫度為80°C，時間為15min。(6)對製備的板材進行鋸邊、砂光，製成標準尺寸的成品板材。其中苯乙烯-丙烯睛共聚物泡沫塑料廢棄物粉末為20-100目粉末，所用增強纖維是天然黃麻纖維，黃麻麻纖維在樣板中層沿長邊排列。所得板材密度為1000kg/m3的板材， 吸水率4. 56%、抗衝強度24. 65kJ/m2、抗壓強度53. 63MPa、抗彎強度41. 26MPa0實施例3 (1)將苯乙烯-丙烯睛共聚物泡沫塑料廢棄物清洗乾淨，然後將其切成0. 5-2cm3 的塊狀，將塊狀物研磨成20-100目的粉末。(2)稱取(1)中苯乙烯-丙烯睛共聚物泡沫塑料廢棄物粉末38. 25kg在150°C下預熱15min。(3)在模具中鋪設一層壓紋紙飾面，將預熱好的原料放入熱壓機模具中，並在原料中間部位均勻鋪設6. 75kg增強纖維，然後在原料上表面也鋪設一層壓紋紙飾面。(4)熱壓成型，壓強為15MPa，溫度為180°C，時間為15min。(5)低溫定型，壓強為lOMPa，溫度為50°C，時間為IOmin。(6)對製備的板材進行鋸邊、砂光，製成標準尺寸的成品板材。其中苯乙烯-丙烯睛共聚物泡沫塑料廢棄物粉末為20-100目粉末，所用增強纖維是天然黃麻纖維，黃麻纖維在樣板中層沿長邊排列。所得板材密度為1000kg/m3的板材，吸水率5. 52%、抗衝強度28. 95kJ/m2、抗壓強度58. 42MPa、抗彎強度46. 18MPa。實施例4 (1)將苯乙烯-丙烯睛共聚物泡沫塑料廢棄物清洗乾淨，然後將其切成0. 5-2cm3 的塊狀，將塊狀物研磨成20-100目的粉末。(2)稱取(1)中苯乙烯-丙烯睛共聚物泡沫塑料廢棄物粉末40. 5kg在150°C下預熱 IOmin0(3)在模具中鋪設一層美紋紙飾面，將預熱好的原料放入熱壓機模具中，並在原料中間部位均勻鋪設4. 5kg增強纖維，然後在原料上表面也鋪設一層美紋紙飾面。(4)熱壓成型，壓強為15MPa，溫度為180°C，時間為lOmin。(5)低溫定型，壓強為lOMPa，溫度為50°C，時間為IOmin。(6)對製備的板材進行鋸邊、砂光，製成標準尺寸的成品板材。其中苯乙烯-丙烯睛共聚物泡沫塑料廢棄物粉末為20-100目粉末，所用增強纖維是天然薴麻纖維，薴麻纖維在樣板中層沿長邊排列。所得板材密度為1000kg/m3的板材，吸水率4. 38%、抗衝強度27. 86kjm2、抗壓強度61. 15MPa、抗彎強度48. 32MPa。實施例5 (1)將苯乙烯-丙烯睛共聚物泡沫塑料廢棄物清洗乾淨，然後將其切成0. 5-2cm3 的塊狀，將塊狀物研磨成20-100目的粉末。(2)稱取(1)中苯乙烯-丙烯睛共聚物泡沫塑料廢棄物粉末42. 25kg在170°C下預熱IOmin。(3)在模具中鋪設一層銅版紙飾面，將預熱好的原料放入熱壓機模具中，並在原料中間部位均勻鋪設2. 25kg增強纖維，然後在原料上表面也鋪設一層銅版紙飾面。(4)熱壓成型，壓強為lOMPa，溫度為180°C，時間為IOmin。(5)低溫定型，壓強為15MPa，溫度為50°C，時間為15min。(6)對製備的板材進行鋸邊、砂光，製成標準尺寸的成品板材。其中苯乙烯-丙烯睛共聚物泡沫塑料廢棄物粉末為20-100目粉末，所用增強纖維是天然亞麻纖維，纖維在樣板中層沿長邊排列。所得板材密度為1000kg/m3的板材，吸水率 3. 45%、抗衝強度23. 68kJ/m2、抗壓強度63. 45MPa、抗彎強度50. 3IMPa0實施例6 (1)將苯乙烯-丙烯睛共聚物泡沫塑料廢棄物清洗乾淨，然後將其切成0. 5-2cm3 的塊狀，將塊狀物研磨成20-100目的粉末。(2)稱取(1)中苯乙烯-丙烯睛共聚物泡沫塑料廢棄物粉末42. 25kg在170°C下預熱20min。(3)在模具中鋪設一層銅版紙飾面，將預熱好的原料放入熱壓機模具中，並在原料中間部位均勻鋪設2. 25kg增強纖維，然後在原料上表面也鋪設一層銅版紙飾面。(4)熱壓成型，壓強為5MPa，溫度為150°C，時間為5min。(5)低溫定型，壓強為5MPa，溫度為20°C，時間為15min。(6)對製備的板材進行鋸邊、砂光，製成標準尺寸的成品板材。其中苯乙烯-丙烯睛共聚物泡沫塑料廢棄物粉末為20-100目粉末，所用增強纖維是天然亞麻纖維，纖維在樣板中層沿長邊排列。所得板材密度為1000kg/m3的板材，吸水率 3. 56%、抗衝強度22. 89kJ/m2、抗壓強度61. 32MPa、抗彎強度48. 65MPa。以上對本發明做了示例性的描述，應該說明的是，在不脫離本發明的核心的情況下，任何簡單的變形、修改或者其他本領域技術人員能夠不花費創造性勞動的等同替換均落入本發明的保護範圍。
權利要求
1.纖維及表面增強熱固性泡沫塑料廢棄物板材的製備方法，其特徵是它由飾面材料、 熱固性泡沫塑料、增強纖維、熱固性泡沫塑料、飾面材料組成的五層複合板材；熱固性泡沫塑料為廢棄的苯乙烯-丙烯腈共聚物泡沫塑料。
2.權利要求1的纖維及表面增強熱固性泡沫塑料廢棄物板材的製備方法，其特徵是步驟如下1)將廢棄的苯乙烯-丙烯腈共聚物泡沫塑料廢棄物清洗乾淨；將清洗後的苯乙烯-丙烯腈共聚物泡沫塑料研磨成20-100目的粉末；2)稱量原料粉末，在100-170°C下預熱，時間為10-30min；3)在模具中鋪設一層飾面增強材料，將預熱好的原料放入熱壓機模具中，並在原料中間部位均勻鋪設一層增強纖維，在原料上表面鋪設一層飾面增強材料；熱固性泡沫塑料廢棄物與天然纖維的質量百分比為85-95 5-15；4)在壓強為5-20MPa，溫度為140-200°C，時間為5-30min的條件下熱壓成型。
3.如權利要求2所述的方法，其特徵是將步驟4)成型後的板材進行低溫定型，其中壓強為 5-20MPa，溫度為 20-80°C，時間為 15_30min。
4.如權利要求2所述的方法，其特徵是步驟1)將廢棄的苯乙烯-丙烯腈共聚物泡沫塑料廢棄物切成易於研磨的0. 5-2cm3的塊狀，然後將其研磨成20-100目的粉末。
5.如權利要求2所述的方法，其特徵是步驟4)中所用的飾面增強材料是常用的牛皮紙、壓紋紙、書面紙、銅版紙、畫報紙或美紋紙。
6.如權利要求2所述的方法，其特徵是所用的增強纖維為天然黃麻纖維、天然亞麻纖維、天然薴麻纖維。
全文摘要
本發明涉及一種纖維及表面增強熱固性泡沫塑料廢棄物板材及製備方法，板材由飾面材料、熱固性泡沫塑料、增強纖維、熱固性泡沫塑料、飾面材料組成的五層複合板材。本發明在複合板材的製備過程中完全利用纖維和飾面材料對苯乙烯-丙烯睛共聚物機體進行雙重物理增強，不使用粘合劑，無溶劑無甲醛，極大地簡化了生產工藝、降低了生產成本、減少了資源消耗。所製備的板材具有強度高、穩定性好、抗變形能力強，平整度高，防潮性能優越，握釘力強和阻燃、耐腐蝕性能好。
文檔編號B29C51/12GK102211402SQ20111013484
公開日2011年10月12日 申請日期2011年5月23日 優先權日2011年5月23日
發明者劉曉非, 劉運飛, 支曉娜, 曾安蓉 申請人:天津大學