[发明专利]用再生废玻璃纤维和再生聚合物化合物生产的结构增强塑料复合材料产品及其制备方法

说明书

在本公开中公开了再生玻璃纤维增强聚合物复合材料制品及其方法。增强复合材料制品由从下列组成：从废物流中收集并用作填充物的再生玻璃纤维，再生玻璃纤维占增强复合材料制品总重量的30‑70％；占增强复合材料制品总重量的1‑2％的着色剂；以及通过黑色着色剂和化学粘合剂使再生玻璃纤维基本上浸润的再生树脂。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年5月25日提交的题为“用于生产结构增强塑料复合材料产品的再生废玻璃纤维和再生聚合物化合物”的临时申请号62/510,804的临时申请的权益，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本公开涉及一种复合材料制品，并且更具体地涉及再生玻璃纤维增强聚合物复合材料制品及其制造方法。尽管本公开适用于广泛的应用，但其特别适用于通过用再生废玻璃纤维和再生聚合物化合物生产的结构增强的塑料复合材料产品及其制造方法来显著改善机械性能和解决环境废物问题。

背景技术

玻璃纤维制造商由于需要填埋数十亿磅其浪费的玻璃纤维而面临成本、环境和可持续性问题。不同种类的消费后塑料会在不同时间降解，但塑料瓶完全降解的平均时间为至少450年。一些塑料瓶甚至会需要1000年来降解。

全球每年都有数十亿镑的未再生玻璃纤维和消费后塑料堆积在垃圾填埋场中。

作为制造过程的一部分，所有玻璃纤维公司在其制造过程中都有浪费。这些的量会因公司不同而不同，但单个地点每年可高达5400万镑。在制造过程中北美有超过一百家玻璃厂。很少或根本没有办法将这些废物流从垃圾填埋场转移出去。

在北美的铁路工业中，每年用经杂酚油处理过的硬木木材代替2500万条铁路枕轨，该硬木木材在轨道上使用短至10年，不能经济地处理，并且正在减少北美的硬木库存。处理2500万条铁路枕轨的环境影响是铁路公司和公众都关心的问题，美国环保署以具体的废物管理条例来管理含杂酚油处理的铁路枕轨。铁路公司具有成本和可靠性问题，以及环境和品牌问题。

因此，I级铁路公司正在寻求木枕轨的替代品，其将在轨道上持续较长时间，消除处置时的环境问题，并且在其使用期限内比木材成本更低。可用的聚合物复合材料枕轨的价格和性能无法与木枕轨竞争。在诸如佛罗里达和路易斯安那州的某些南部地区，木枕轨的预期寿命在10年或更短。相比之下，复合材料枕轨可以有超过50年的预期寿命。由于I级铁路必定会涉及有限的年度预算，所以理想的聚合物复合材料枕轨将具有较低的材料成本以支持较低的初始购买价格。

欧洲禁止使用杂酚油，而替代品则难以使用如桃花心木的实在的(concrete)外来硬木。因此，制造商一直在寻求用聚合物复合材料产品替代这种硬木材。

发明内容

因此，本公开涉及用再生废玻璃纤维和再生聚合物化合物生产的结构增强的塑料复合材料产品及其制造方法，其基本上消除了由于现有技术的限制和缺点而导致的一个或多个问题。

本公开的附加特征和优点将在下面的描述中阐述，并且部分将从描述中变得显而易见，或者可以通过本发明的实施而了解。本公开的其他优点将通过在所撰写的说明书、其权利要求书以及附图中特别指出的结构来实现和获得。

为了实现这些和其它优点，并且根据本公开的目的，如实施和广泛描述的，增强复合材料制品包含来自充当填充物的玻璃废物流的再生玻璃纤维，并且再生玻璃纤维是增强复合材料制品总重量的30-70％；增强复合材料制品总重量的1-2％的着色剂；以及通过黑色着色剂和化学粘合剂使再生玻璃纤维基本上浸润的再生树脂。