[发明专利]一种复合材料废料杆增强聚氨酯硬泡材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种复合材料废料杆增强聚氨酯硬泡材料及其制备方法。所述的复合材料废料杆增强聚氨酯硬泡材料以废料杆和聚氨酯硬泡组合料为原料，其中，废料杆在聚氨酯硬泡材料中搭接形成网络骨架。制备方法采用模压工艺将废料杆与聚氨酯硬泡组合料制成复合材料废料杆增强聚氨酯硬泡材料的制品。本发明利用玻纤类拉挤复合材料废料破碎而成的废料杆，通过模压工艺制备具有高强度、低密度、耐腐蚀的块材或板材，其中的废料杆间相互搭接，保证作为粘合剂的聚氨酯硬泡在废料杆骨架搭接部位厚度薄，更有利于应力传递；对于复合材料杆间的大空隙部分，聚氨酯泡沫填充体可以降低材料密度，提高材料隔热性能。

技术领域

本发明涉及一种复合材料废料杆增强聚氨酯硬泡材料(以下简称增强硬泡)及其制备方法，属于复合材料的回收利用技术领域。

背景技术

随着工业化的发展，复合材料的低成本高附加值回收利用是复合材料产业循环经济的难点和重要组成部分。

目前，复合材料回收利用的方式包括焚烧、化学分解、粉碎等工艺。通常将复合材料废料粉碎后作为填料的方式适应性更广。目前粉碎方式主要是以磨粉为主。玻纤类复合材料经过破碎、粉碎及磨细等过程加工成为具有一定细度的混合粉体，然后将其应用于其它树脂中作为填料。采用该方法可以对复合材料进行回收利用，但是该方法也存在加工过程中能量消耗极大的缺点，这主要是由于磨粉过程中，不但需要破坏原复合材料的界面，并且还将具有一定长度的玻璃纤维磨碎。

与之相比，根据复合材料的具体形式，将其粉碎成适当的形态，然后对该特定形态下的粉碎物进行利用是更具有针对性的处理方式。该方式具有的优势是粉碎过程中能量消耗低，粉碎体具有一定的形状，可以为特殊场合的应用提供粉体所不具备的效果。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：如何在不破坏原复合材料界面的情况下，回收利用复合材料。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种复合材料废料杆增强聚氨酯硬泡材料，其特征在于，以废料杆和聚氨酯硬泡组合料为原料，其中，废料杆在聚氨酯硬泡材料中搭接形成网络骨架。

优选地，所述的废料杆由废弃拉挤复合材料经过破碎得到，其杆长为2～35mm，杆截面宽度为0.1～2mm，允许包含小碎片的混合物。

优选地，所述的废料杆和聚氨酯硬泡组合料常温常压下的起发时间不低于20min，常温常压下制备硬泡体的密度为100～800kg/m³。

更优选地，所述的废料杆和聚氨酯硬泡组合料常温常压下制备硬泡体的密度为300～500kg/m³。

优选地，所述聚氨酯硬泡组合料由聚氨酯硬泡黑料和聚氨酯硬泡白料组成。

本发明还提供了上述复合材料废料杆增强聚氨酯硬泡材料的制备方法，其特征在于，采用模压工艺将废料杆与聚氨酯硬泡组合料制成复合材料废料杆增强聚氨酯硬泡材料的制品。

优选地，将废料杆与聚氨酯硬泡组合料两者混合合均匀后，平铺到模具中，打开模具顶板的排气孔并通过外加压力合模，将模腔内体积压缩；完成后，关闭排气孔，设置模板返回行程，缓慢移除模具顶板压力；模具加热使泡沫膨胀，至顶板返回至最大行程时，停止加热并保持，然后冷却模具至室温；冷却后，打开顶板排气孔，拆模得到制品。

优选地，所述的废料杆混合前预喷洒硅烷偶联剂或小分子酯类。废料杆和聚氨酯硬泡组合料可以通过机械拌合的方式进行混合，为了增加混合效率，可在废料杆上预喷洒硅烷偶联剂(如KH560)、小分子酯类(如邻苯二甲酸二丁酯DBP)达到降低废料杆表面能，加快树脂对废料杆表面的浸润的效果，也可以不添加上述助剂，仅增长拌合时间来实现两者的混合。两者所用的比例与模压成型工艺参数相关。

本发明通过预压的方式使废料杆间的空间被树脂充满率达到90％以上，甚至95％以上，确保增强硬泡内部无残余空气引起的大空洞现象。通过限制模腔可膨胀体积实现对最终产品尺寸的控制。