專(zhuān)利名稱(chēng)：纖維及表面增強(qiáng)熱固性泡沫塑料廢棄物板材及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種纖維及表面增強(qiáng)熱固性泡沫塑料廢棄物板材及制備方法，屬于資源回收與再利用領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
伴隨經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展和建筑技術(shù)的進(jìn)步，建筑板材的用量與日俱增，且對(duì)其要求也越來(lái)越高。傳統(tǒng)建筑板材的制造大量地消耗礦產(chǎn)資源和林業(yè)資源，近年來(lái)雖然開(kāi)發(fā)了一些復(fù)合板材，如纖維板，鍍鋅板等，但這些材料多數(shù)強(qiáng)度低，在運(yùn)輸、組裝、拆卸過(guò)程中容易變形或者破損率大，同時(shí)其生產(chǎn)制造工藝復(fù)雜、投資大、成本高、循環(huán)再利用率低、裝飾較困難。另一方面，材料行業(yè)的發(fā)展在為人們的生產(chǎn)生活帶來(lái)巨大便利的同時(shí)，也產(chǎn)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于工藝復(fù)雜和能源消耗大而降低其回收價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)以上問(wèn)題，本發(fā)明目的是利用纖維和飾面材料作為增強(qiáng)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，制備一種新型的建筑及裝飾用再生復(fù)合板材。本發(fā)明不但提供一種生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、生產(chǎn)成本低、產(chǎn)品無(wú)毒無(wú)味且性能優(yōu)良的纖維和紙面增強(qiáng)復(fù)合建筑及裝飾用再生板材的制備方法，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(wèn)題。所用增強(qiáng)纖維以天然纖維為主，這也提高了農(nóng)業(yè)資源的附加值。纖維及表面增強(qiáng)熱固性泡沫塑料廢棄物板材的制備方法，其特征是它由飾面材料、熱固性泡沫塑料、增強(qiáng)纖維、熱固性泡沫塑料、飾面材料組成的五層復(fù)合板材。纖維及表面增強(qiáng)熱固性泡沫塑料廢棄物板材的制備方法，其特征是它由飾面材料、熱固性泡沫塑料、增強(qiáng)纖維、熱固性泡沫塑料、飾面材料組成的五層復(fù)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(qiáng)熱固性泡沫塑料廢棄物板材的制備方法，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干凈；將清洗后的苯乙烯-丙烯腈共聚物泡沫塑料研磨成20-100目的粉末；2)稱(chēng)量原料粉末，在100-170°C下預(yù)熱，時(shí)間為10_30min ；3)在模具中鋪設(shè)一層飾面增強(qiáng)材料，將預(yù)熱好的原料放入熱壓機(jī)模具中，并在原料中間部位均勻鋪設(shè)一層增強(qiáng)纖維，在原料上表面也鋪設(shè)一層飾面增強(qiáng)材料；熱固性泡沫塑料廢棄物與天然纖維的質(zhì)量百分比為85-95 5-15；4)在壓強(qiáng)為5-20MPa，溫度為140_200°C，時(shí)間為5_30min的條件下熱壓成型。本發(fā)明中可以將步驟4)成型后的板材進(jìn)行低溫定型，其中壓強(qiáng)為5_20MPa，溫度為 20-80°C，時(shí)間為 15-30min。
本發(fā)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于研磨的0. 5-2cm3的塊狀，然后將其研磨成20-100目的粉末。本發(fā)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(fā)明中步驟4)中所用的飾面增強(qiáng)材料是常用的牛皮紙、壓紋紙、書(shū)面紙、銅版紙、畫(huà)報(bào)紙或美紋紙等。所用的增強(qiáng)纖維為天然黃麻纖維、天然亞麻纖維、天然苧麻纖維本發(fā)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(shí)施步驟2中，對(duì)原來(lái)粉末的預(yù)熱干燥溫度不宜過(guò)高或過(guò)低，過(guò)高將使原來(lái)碳化和裂解，過(guò)低則無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)原來(lái)的徹底干燥而影響所得復(fù)合板材的強(qiáng)度，預(yù)熱時(shí)間也應(yīng)適中， 經(jīng)探究在100-170°C下預(yù)熱10-30min教為合適；實(shí)施步驟3中的飾面增強(qiáng)材料可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行調(diào)整；實(shí)施步驟3中的纖維應(yīng)均勻鋪設(shè)于物料中間部位，以免所得板材的性能不均勻，局部強(qiáng)度過(guò)低。本發(fā)明中為實(shí)現(xiàn)真正意義上的環(huán)保，在復(fù)合板材的制備過(guò)程中完全利用纖維和飾面材料對(duì)苯乙烯-丙烯睛共聚物機(jī)體進(jìn)行雙重物理增強(qiáng)，不使用粘合劑，無(wú)溶劑無(wú)甲醛，極大地簡(jiǎn)化了生產(chǎn)工藝、降低了生產(chǎn)成本、減少了資源消耗。所制備的板材具有強(qiáng)度高、穩(wěn)定性好、抗變形能力強(qiáng)，平整度高，防潮性能優(yōu)越，握釘力強(qiáng)和阻燃、耐腐蝕性能。說(shuō)明書(shū)附1 天然纖維和飾面增強(qiáng)熱固性泡沫塑料廢棄物再生復(fù)合板材示意圖；其中1為熱固性泡沫塑料、2為增強(qiáng)纖維、3為飾面材料
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案。實(shí)施例1 (1)將苯乙烯-丙烯睛共聚物泡沫塑料廢棄物清洗干凈，然后將其研磨成20-100 目的粉末。(2)稱(chēng)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(yù)熱30min。(3)在模具中鋪設(shè)一層牛皮紙飾面，將預(yù)熱好的原料放入熱壓機(jī)模具中，并在原料中間部位均勻鋪設(shè)6. 75kg增強(qiáng)纖維，然后在原料上表面也鋪設(shè)一層牛皮紙飾面。(4)熱壓成型，壓強(qiáng)為20MPa，溫度為200°C，時(shí)間為30min。(5)對(duì)制備的板材進(jìn)行鋸邊、砂光，制成標(biāo)準(zhǔn)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(qiáng)纖維是天然黃麻纖維，黃麻麻纖維在樣板中層沿長(zhǎng)邊排列。所得板材密度為1000kg/m3的板材， 吸水率4. 02%、抗沖強(qiáng)度22. 41kJ/m2、抗壓強(qiáng)度50. 68MPa、抗彎強(qiáng)度42. 56MPa。實(shí)施例2 (1)將苯乙烯-丙烯睛共聚物泡沫塑料廢棄物清洗干凈，然后將其切成0. 5-2cm3 的塊狀，將塊狀物研磨成20-100目的粉末。(2)稱(chēng)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(yù)熱30min。(3)在模具中鋪設(shè)一層牛皮紙飾面，將預(yù)熱好的原料放入熱壓機(jī)模具中，并在原料中間部位均勻鋪設(shè)6. 75kg增強(qiáng)纖維，然后在原料上表面也鋪設(shè)一層牛皮紙飾面。(4)熱壓成型，壓強(qiáng)為20MPa，溫度為200°C，時(shí)間為30min。(5)低溫定型，壓強(qiáng)為20MPa，溫度為80°C，時(shí)間為15min。(6)對(duì)制備的板材進(jìn)行鋸邊、砂光，制成標(biāo)準(zhǔn)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(qiáng)纖維是天然黃麻纖維，黃麻麻纖維在樣板中層沿長(zhǎng)邊排列。所得板材密度為1000kg/m3的板材， 吸水率4. 56%、抗沖強(qiáng)度24. 65kJ/m2、抗壓強(qiáng)度53. 63MPa、抗彎強(qiáng)度41. 26MPa0實(shí)施例3 (1)將苯乙烯-丙烯睛共聚物泡沫塑料廢棄物清洗干凈，然后將其切成0. 5-2cm3 的塊狀，將塊狀物研磨成20-100目的粉末。(2)稱(chēng)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(yù)熱15min。(3)在模具中鋪設(shè)一層壓紋紙飾面，將預(yù)熱好的原料放入熱壓機(jī)模具中，并在原料中間部位均勻鋪設(shè)6. 75kg增強(qiáng)纖維，然后在原料上表面也鋪設(shè)一層壓紋紙飾面。(4)熱壓成型，壓強(qiáng)為15MPa，溫度為180°C，時(shí)間為15min。(5)低溫定型，壓強(qiáng)為lOMPa，溫度為50°C，時(shí)間為IOmin。(6)對(duì)制備的板材進(jìn)行鋸邊、砂光，制成標(biāo)準(zhǔn)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(qiáng)纖維是天然黃麻纖維，黃麻纖維在樣板中層沿長(zhǎng)邊排列。所得板材密度為1000kg/m3的板材，吸水率5. 52%、抗沖強(qiáng)度28. 95kJ/m2、抗壓強(qiáng)度58. 42MPa、抗彎強(qiáng)度46. 18MPa。實(shí)施例4 (1)將苯乙烯-丙烯睛共聚物泡沫塑料廢棄物清洗干凈，然后將其切成0. 5-2cm3 的塊狀，將塊狀物研磨成20-100目的粉末。(2)稱(chēng)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(yù)熱 IOmin0(3)在模具中鋪設(shè)一層美紋紙飾面，將預(yù)熱好的原料放入熱壓機(jī)模具中，并在原料中間部位均勻鋪設(shè)4. 5kg增強(qiáng)纖維，然后在原料上表面也鋪設(shè)一層美紋紙飾面。(4)熱壓成型，壓強(qiáng)為15MPa，溫度為180°C，時(shí)間為lOmin。(5)低溫定型，壓強(qiáng)為lOMPa，溫度為50°C，時(shí)間為IOmin。(6)對(duì)制備的板材進(jìn)行鋸邊、砂光，制成標(biāo)準(zhǔn)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(qiáng)纖維是天然苧麻纖維，苧麻纖維在樣板中層沿長(zhǎng)邊排列。所得板材密度為1000kg/m3的板材，吸水率4. 38%、抗沖強(qiáng)度27. 86kjm2、抗壓強(qiáng)度61. 15MPa、抗彎強(qiáng)度48. 32MPa。實(shí)施例5 (1)將苯乙烯-丙烯睛共聚物泡沫塑料廢棄物清洗干凈，然后將其切成0. 5-2cm3 的塊狀，將塊狀物研磨成20-100目的粉末。(2)稱(chēng)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(yù)熱IOmin。(3)在模具中鋪設(shè)一層銅版紙飾面，將預(yù)熱好的原料放入熱壓機(jī)模具中，并在原料中間部位均勻鋪設(shè)2. 25kg增強(qiáng)纖維，然后在原料上表面也鋪設(shè)一層銅版紙飾面。(4)熱壓成型，壓強(qiáng)為lOMPa，溫度為180°C，時(shí)間為IOmin。(5)低溫定型，壓強(qiáng)為15MPa，溫度為50°C，時(shí)間為15min。(6)對(duì)制備的板材進(jìn)行鋸邊、砂光，制成標(biāo)準(zhǔn)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(qiáng)纖維是天然亞麻纖維，纖維在樣板中層沿長(zhǎng)邊排列。所得板材密度為1000kg/m3的板材，吸水率 3. 45%、抗沖強(qiáng)度23. 68kJ/m2、抗壓強(qiáng)度63. 45MPa、抗彎強(qiáng)度50. 3IMPa0實(shí)施例6 (1)將苯乙烯-丙烯睛共聚物泡沫塑料廢棄物清洗干凈，然后將其切成0. 5-2cm3 的塊狀，將塊狀物研磨成20-100目的粉末。(2)稱(chēng)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(yù)熱20min。(3)在模具中鋪設(shè)一層銅版紙飾面，將預(yù)熱好的原料放入熱壓機(jī)模具中，并在原料中間部位均勻鋪設(shè)2. 25kg增強(qiáng)纖維，然后在原料上表面也鋪設(shè)一層銅版紙飾面。(4)熱壓成型，壓強(qiáng)為5MPa，溫度為150°C，時(shí)間為5min。(5)低溫定型，壓強(qiáng)為5MPa，溫度為20°C，時(shí)間為15min。(6)對(duì)制備的板材進(jìn)行鋸邊、砂光，制成標(biāo)準(zhǔn)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(qiáng)纖維是天然亞麻纖維，纖維在樣板中層沿長(zhǎng)邊排列。所得板材密度為1000kg/m3的板材，吸水率 3. 56%、抗沖強(qiáng)度22. 89kJ/m2、抗壓強(qiáng)度61. 32MPa、抗彎強(qiáng)度48. 65MPa。以上對(duì)本發(fā)明做了示例性的描述，應(yīng)該說(shuō)明的是，在不脫離本發(fā)明的核心的情況下，任何簡(jiǎn)單的變形、修改或者其他本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠不花費(fèi)創(chuàng)造性勞動(dòng)的等同替換均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.纖維及表面增強(qiáng)熱固性泡沫塑料廢棄物板材的制備方法，其特征是它由飾面材料、 熱固性泡沫塑料、增強(qiáng)纖維、熱固性泡沫塑料、飾面材料組成的五層復(fù)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(quán)利要求1的纖維及表面增強(qiáng)熱固性泡沫塑料廢棄物板材的制備方法，其特征是步驟如下1)將廢棄的苯乙烯-丙烯腈共聚物泡沫塑料廢棄物清洗干凈；將清洗后的苯乙烯-丙烯腈共聚物泡沫塑料研磨成20-100目的粉末；2)稱(chēng)量原料粉末，在100-170°C下預(yù)熱，時(shí)間為10-30min；3)在模具中鋪設(shè)一層飾面增強(qiáng)材料，將預(yù)熱好的原料放入熱壓機(jī)模具中，并在原料中間部位均勻鋪設(shè)一層增強(qiáng)纖維，在原料上表面鋪設(shè)一層飾面增強(qiáng)材料；熱固性泡沫塑料廢棄物與天然纖維的質(zhì)量百分比為85-95 5-15；4)在壓強(qiáng)為5-20MPa，溫度為140-200°C，時(shí)間為5-30min的條件下熱壓成型。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征是將步驟4)成型后的板材進(jìn)行低溫定型，其中壓強(qiáng)為 5-20MPa，溫度為 20-80°C，時(shí)間為 15_30min。
4.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征是步驟1)將廢棄的苯乙烯-丙烯腈共聚物泡沫塑料廢棄物切成易于研磨的0. 5-2cm3的塊狀，然后將其研磨成20-100目的粉末。
5.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征是步驟4)中所用的飾面增強(qiáng)材料是常用的牛皮紙、壓紋紙、書(shū)面紙、銅版紙、畫(huà)報(bào)紙或美紋紙。
6.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征是所用的增強(qiáng)纖維為天然黃麻纖維、天然亞麻纖維、天然苧麻纖維。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種纖維及表面增強(qiáng)熱固性泡沫塑料廢棄物板材及制備方法，板材由飾面材料、熱固性泡沫塑料、增強(qiáng)纖維、熱固性泡沫塑料、飾面材料組成的五層復(fù)合板材。本發(fā)明在復(fù)合板材的制備過(guò)程中完全利用纖維和飾面材料對(duì)苯乙烯-丙烯睛共聚物機(jī)體進(jìn)行雙重物理增強(qiáng)，不使用粘合劑，無(wú)溶劑無(wú)甲醛，極大地簡(jiǎn)化了生產(chǎn)工藝、降低了生產(chǎn)成本、減少了資源消耗。所制備的板材具有強(qiáng)度高、穩(wěn)定性好、抗變形能力強(qiáng)，平整度高，防潮性能優(yōu)越，握釘力強(qiáng)和阻燃、耐腐蝕性能好。
文檔編號(hào)B29C51/12GK102211402SQ20111013484
公開(kāi)日2011年10月12日 申請(qǐng)日期2011年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月23日
發(fā)明者劉曉非, 劉運(yùn)飛, 支曉娜, 曾安蓉 申請(qǐng)人:天津大學(xué)