一種以碳纖維生產廢料為增強纖維的木塑復合材料方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明設計一種新型建筑材料的生產技術。
【背景技術】
[0002]木塑復合材料是廢棄木材及農作物秸桿等經粉碎后，與塑料混合，再加入各種助劑，經熱壓復合或熔融擠出等加工工藝而制成的一種高性能高附加值的新型復合材料。由于原料主要來源于廢棄木材和廢棄塑料，對緩解木材資源緊張狀況和解決塑料污染問題起到了重要作用。
[0003]但是由于目前木塑復合材料的物理力學性質普遍偏低，制約了其應用范圍和高端產品的開發(fā)。單純地從界面改性角度提高木塑復合材料的力學強度已不能滿足需求，且部分改性劑存在成本較高的問題，因而利用增強纖維提高木塑復合材料力學性能則是拓展其應用領域的一個良好途徑。已經有人將Kevlar纖維、劍麻纖維、玻璃纖維、玄武巖纖維等力學性能較好的纖維經改性后添加到木塑復合材料中，以提高其拉伸強度、彎曲強度及抗沖擊強度等。但這些纖維材料的價格還是使木塑復合材料的成本處于較高的水平。
[0004]為克服這個缺點，本發(fā)明提出了一種使用碳纖維生產過程產生的廢料(包括不合格的丙烯腈原絲、預氧化絲及碳絲等)作為增強纖維的木塑復合材料的生產方法。
[0005]在碳纖維生產過程中，不可避免地要出現性能指標達不到要求的不合格產品，這些殘次品不能進入正常的市場，一般都是作為廢物堆積在倉庫或者以極低的價格用于其他領域。碳纖維生產過程中產生的不合格產品的處理問題是每一個碳纖維生產企業(yè)急需解決的問題之一。
[0006]碳纖維生產過程中的不合格產品主要有三種，PAN原絲生產過程中產生的不合格原絲、預氧化過程產生的不合格預氧絲以及碳化過程產生的不合格碳絲。

【發(fā)明內容】

[0007]本發(fā)明是一種將碳纖維生產過程產生的不合格產品經表面處理后用于木塑復合材料的技術。
[0008]具體做法是將經表面處理的碳纖維生產中產生的不合格產品切成一定長度的短切絲，加入到一定配方的木塑復合材料中，經混合、螺桿擠出得到增強木塑復合材料。
[0009]本發(fā)明的特點是不同的增強纖維(不合格PAN原絲、不合格預氧絲以及不合格碳絲)需要經過特殊的表面處理以使其具有與木塑復合材料有更好的相容性。
[0010]本發(fā)明的優(yōu)點是通過利用碳纖維生產中的不合格產品，得到一種力學性能優(yōu)良、價格低廉的木塑復合材料，同時解決了碳纖維生產中不合格產品的綜合利用問題。
【具體實施方式】
[0011]【具體實施方式】一
[0012]經表面處理的不合格PAN原絲切成長度為2mm的短絲，按以下配方制成增強木塑復合材料:高密度聚乙烯42份，木粉40份，PAN原絲10份，偶聯劑(馬來酸酐接枝聚乙烯)6份，潤滑劑石蠟2份。將上述物料使用高速混料機混合后送入螺桿擠出機中，熔融擠出得到顆粒狀增強木塑復合材料。經測試其力學性能如下，抗拉強度45.8MPa，彎曲強度62.4MPa，沖擊強度12.5MPa。
[0013]【具體實施方式】二
[0014]經表面處理的不合格預氧絲切成長度為2mm的短絲，按以下配方制成增強木塑復合材料:高密度聚乙烯42份，木粉40份，預氧絲10份，偶聯劑(馬來酸酐接枝聚乙烯)6份，潤滑劑石蠟2份。將上述物料使用高速混料機混合后送入螺桿擠出機中，熔融擠出得到顆粒狀增強木塑復合材料。經測試其力學性能如下，抗拉強度43.8MPa，彎曲強度60.6MPa，沖擊強度11.0MPa0
[0015]【具體實施方式】三
[0016]經表面處理的不合格碳絲切成長度為2mm的短絲，按以下配方制成增強木塑復合材料:高密度聚乙烯42份，木粉40份，碳絲10份，偶聯劑(馬來酸酐接枝聚乙烯)6份，潤滑劑石蠟2份。將上述物料使用高速混料機混合后送入螺桿擠出機中，熔融擠出得到顆粒狀增強木塑復合材料。經測試其力學性能如下，抗拉強度47.3MPa，彎曲強度65.2MPa，沖擊強度 13.2MPa。
[0017]【具體實施方式】四
[0018]經表面處理的混合絲(其中不合格PAN原絲40%，不合格預氧絲20%，不合格碳絲40%)切成長度為2mm的短絲，按以下配方制成增強木塑復合材料:高密度聚乙烯42份，木粉40份，混合絲10份，偶聯劑(馬來酸酐接枝聚乙烯)6份，潤滑劑石蠟2份。將上述物料使用高速混料機混合后送入螺桿擠出機中，熔融擠出得到顆粒狀增強木塑復合材料。經測試其力學性能如下，抗拉強度46.6MPa，彎曲強度63.9MPa，沖擊強度12.7MPa。
[0019]【具體實施方式】五
[0020]用玻璃纖維短切絲作為增強纖維，按以下配方制成增強木塑復合材料:高密度聚乙烯42份，木粉40份，玻璃纖維10份，偶聯劑(馬來酸酐接枝聚乙烯)6份，潤滑劑石蠟2份。將上述物料使用高速混料機混合后送入螺桿擠出機中，熔融擠出得到顆粒狀增強木塑復合材料。經測試其力學性能如下，抗拉強度36.4MPa，彎曲強度43.1MPa,沖擊強度8.7MPa0
[0021]【具體實施方式】六
[0022]經表面處理的混合絲(其中不合格PAN原絲40%，不合格預氧絲20%，不合格碳絲40% )切成長度為2mm的短絲，按以下配方制成增強木塑復合材料:聚氯乙烯粉42份，木粉40份，混合絲10份，偶聯劑(馬來酸酐接枝聚乙烯)6份，潤滑劑石蠟2份。將上述物料使用高速混料機混合后送入螺桿擠出機中，熔融擠出得到顆粒狀增強木塑復合材料。經測試其力學性能如下，抗拉強度45.4MPa，彎曲強度61.0MPa，沖擊強度12.1MPa0
[0023]【具體實施方式】七
[0024]經表面處理的混合絲(其中不合格PAN原絲40%，不合格預氧絲20%，不合格碳絲40% )切成長度為2mm的短絲，按以下配方制成增強木塑復合材料:聚丙烯粉42份，木粉40份，混合絲10份，偶聯劑(馬來酸酐接枝聚乙烯)6份，潤滑劑石蠟2份。將上述物料使用高速混料機混合后送入螺桿擠出機中，熔融擠出得到顆粒狀增強木塑復合材料。經測試其力學性能如下，抗拉強度47.8MPa，彎曲強度65.3MPa，沖擊強度13.2MPa。
[0025]【具體實施方式】八
[0026]經表面處理的混合絲(其中不合格PAN原絲40%，不合格預氧絲20%，不合格碳絲40%)切成長度為2mm的短絲，按以下配方制成增強木塑復合材料:高密度聚乙烯43份，木粉41份，混合絲8份，偶聯劑(馬來酸酐接枝聚乙烯