CN106543671A

CN106543671A - 以玻璃废料为基料的复合材料型材

Info

Publication number: CN106543671A
Application number: CN201610979856.7A
Authority: CN
Inventors: 刘务银; 贺平; 张正超; 雷道洋; 尚希平; 刘超; 张育慧
Original assignee: AVIC SANXIN SOLAR GLASS Co Ltd
Current assignee: AVIC SANXIN SOLAR GLASS Co Ltd
Priority date: 2016-11-08
Filing date: 2016-11-08
Publication date: 2017-03-29

Abstract

本发明涉及以玻璃废料为基料的复合材料型材，型材的加工方法包括以下步骤：步骤一、把玻璃生产过程中产生的固体废料用硅烷偶联剂进行表面处理；步骤二、制成改性玻璃粉体，具体按照以下的重量比：树脂8～30%，玻璃粉体20～90%，玻璃纤维1.2～5%，织物纤维0.4～2%，脱模剂为树脂的0.1～0.5%，固化剂和促进剂的总和为树脂的0.1～0.5%；步骤三、改性玻璃粉体混合形成型材基料，混合时间为30～40分钟；步骤四、8小时内型材基料在模压机中模压成型。本发明优点：本型材能够替代木材和钢材，具有高力学强度、耐磨、耐冲击、耐化学腐蚀和重复使用，实现玻璃加工的固体废料重新利用，减少污染，节约自然资源。

Description

以玻璃废料为基料的复合材料型材

技术领域

本发明涉及复合材料生产技术领域，特别涉及以玻璃废料为基料的复合材料型材。

背景技术

玻璃在生产加工过程中会产生大量的玻璃粉或玻璃泥料，由于玻璃粉和玻璃泥料粒度极细，对环境造成严重污染。粉尘吸入人的肺部会产生矽肺病，玻璃泥流入城市排水管网会沉积，形成坚硬的泥料堆积，逐步堵塞排水管道，破坏城市管网功能。目前玻璃粉和玻璃泥料为固体垃圾，通常的处理方式是填埋处理，这种方式需要大自然长期降解，方能消除对土地的污染。

发明内容

本发明的目的是为了解决现阶段玻璃粉和玻璃泥料只能采取填埋的方式处理的缺点，而提出的以玻璃废料为基料的复合材料型材。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

以玻璃废料为基料的复合材料型材，其特征在于，所述型材的加工方法包括以下步骤：

步骤一、把玻璃生产过程中产生的固体废料用硅烷偶联剂进行表面处理，成为疏水性粉体颗粒的玻璃粉体；

步骤二、配比制成改性玻璃粉体，具体按照以下的重量比：树脂8～30%，玻璃粉体20～90%，玻璃纤维1.2～5%，织物纤维0.4～2%，脱模剂为树脂的0.1～0.5%，固化剂和促进剂的总和为树脂的0.1～0.5%；

步骤三、改性玻璃粉体混合形成型材基料，混合的时间为30～40分钟；

步骤四、8小时内型材基料在模压机中模压成型。

在上述技术方案的基础上，可以有以下进一步的技术方案：

所述硅烷偶联剂与所述固体废料表面的羟基结合，在玻璃粉体表面包裹一层硅烷膜，对外呈现出疏水的烷基相（-R）。

所述步骤三中的改性玻璃粉粒在捏合机、球磨机或三辊研磨机中混合。

所述固体废料为玻璃粉或玻璃泥料。

所述硅烷偶联剂为KH570、KH560或KH550。

所述树脂为不饱和聚酯、环氧树脂或丙烯酸酯，所述玻璃纤维为玻璃纤维短切丝。

所述改性玻璃粉粒的重量比为：树脂16%，玻璃粉体79.36%，玻璃纤维3.2%，织物纤维1.4%，脱模剂0.2%，固化剂和促进剂的总和为0.2%。

所述改性玻璃粉粒的重量比为：树脂19%，玻璃粉体76.6%，玻璃纤维2.87%，织物纤维1.15%，脱模剂0.19%，固化剂和促进剂的总和为0.19%。

本发明的优点在于：本发明采用纳米分散技术，把在玻璃生产中产生的玻璃粉和玻璃泥料进行分散与有机材料进行充分的混合，制造包装型材，用于替代木材和钢材，本型材具有高力学强度、耐磨、耐冲击、耐化学腐蚀，能长寿命的重复使用，完全实现玻璃加工过程的玻璃粉、泥废物利用，减少污染，节约自然资源。

具体实施方式

为了使本发明更加清楚明白，以下结合实施例对发明进行详细说明，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供的以玻璃废料为基料的复合材料型材，所述型材的加工方法包括以下步骤：

步骤一、把玻璃生产过程中产生的固体废料用硅烷偶联剂进行表面处理，成为疏水性粉体颗粒的玻璃粉体。固体废料为玻璃粉或玻璃泥料，硅烷偶联剂为KH570、KH560或KH550。

玻璃粉或玻璃泥料是玻璃破碎或磨碎后形成的微粒，尺寸在微米级，表面积与玻璃块相比急剧增大，玻璃微粒表面出现大量断键，断键通过吸附环境中的水分子实现键的平衡，所以玻璃粉微粒表面存在大量羟基（-OH），呈现出良好的亲水特性，与呈疏水特性的油性树脂材料混合时存在两相界面，两者不能有效结合，无法形成均匀材料，力学强度低下。为了实现复合材料的特性，采取去除玻璃粉粒表面的羟基（-OH）,使粉粒表面由亲水转变为疏水，在两种材料混合时，形成均匀连续相。具体方法是，使用硅烷偶联剂，硅烷偶联剂与玻璃粉粒表面的羟基结合，玻璃粉体表面包裹一层硅烷膜，对外呈现出疏水的烷基相（-R）。

步骤二、配比制成改性玻璃粉体，具体按照以下的重量比：树脂8～30%，玻璃粉体20～90%，玻璃纤维1.2～5%，织物纤维0.4～2%，脱模剂为树脂的0.1～0.5%，固化剂和促进剂的总和为树脂的0.1～0.5%。树脂为不饱和聚酯、环氧树脂或丙烯酸酯，玻璃纤维为玻璃纤维短切丝。树脂使用通常在8～20%，发明所进行的材料开发和测试表明，树脂用量低于8%，型材发脆，易刮蹭出白色粉末，在型材使用中容易发生断裂、劈裂；高于20%，则树脂量过高，材料过多呈现出树脂类材料的柔韧性，刚性则偏低，也不能成为型材。玻璃粉或玻璃泥料与树脂性能互补，玻璃纤维和织物纤维作为补强材料选取在不影响分散和混合效果。

步骤三、改性玻璃粉体在捏合机、球磨机或三辊研磨机中混合后均匀分散形成型材基料，混合的时间为30～40分钟；

步骤四、8小时内型材基料在模压机中模压成型。

实施例一、所述改性玻璃粉粒的重量比为：树脂16%，玻璃粉体79.36%，玻璃纤维3.2%，织物纤维1.4%，脱模剂0.2%，固化剂和促进剂的总和为0.2%。

具体操作为，玻璃粉体的表面处理：取100克玻璃粉在烘箱中烘干，使用研磨机将粉粒破碎到100目以下，送入球磨机中干法研磨，同时将0.5克的硅烷偶联剂均匀喷雾到粉体表面，边磨边喷，35分钟内完成玻璃粉粒的表面改性。

将改性后的100克玻璃粉体与树脂20克，玻璃纤维4克，织物纤维1.6克，脱模剂0.2克，固化剂和促进剂的总和为0.2克一起投入到捏合机中，混合15分钟出料。室温下，将混合好的型材基料投入到模压机中进行模压成型。成型的型材集中存放72小时，材料经过自反应后强度达到最大值，可以投入使用或进行二次加工。

实施例二、所述改性玻璃粉粒的重量比为：树脂19%，玻璃粉体76.6%，玻璃纤维2.87%，织物纤维1.15%，脱模剂0.19%，固化剂和促进剂的总和为0.19%。

具体操作为，玻璃粉体的表面处理：取160克玻璃泥在烘箱中烘干，使用研磨机将粉粒破碎到100目以下，送入球磨机中干法研磨，同时将0.16克的硅烷偶联剂均匀喷雾到粉体表面，边磨边喷，35分钟内完成玻璃粉粒的表面改性。

将改性后的160克玻璃粉与树脂40克，玻璃纤维6克，织物纤维2.4克，脱模剂0.4克，固化剂和促进剂的总和为0.4克一起投入到捏合机中，混合15分钟出料。室温下，将混合好的型材基料投入到模压机中进行模压成型。成型的型材集中存放72小时，材料经过自反应后强度达到最大值，可以投入使用或进行二次加工。

Claims

1.以玻璃废料为基料的复合材料型材，其特征在于，所述型材的加工方法包括以下步骤：

步骤四、8小时内型材基料在模压机中模压成型。

2.根据权利要求1所述的以玻璃废料为基料的复合材料型材，其特征在于：所述硅烷偶联剂与所述固体废料表面的羟基结合，在玻璃粉体表面包裹一层硅烷膜，对外呈现出疏水的烷基相（-R）。

3.根据权利要求1所述的以玻璃废料为基料的复合材料型材，其特征在于：所述步骤三中的改性玻璃粉粒在捏合机、球磨机或三辊研磨机中混合。

4.根据权利要求1所述的以玻璃废料为基料的复合材料型材，其特征在于：所述固体废料为玻璃粉或玻璃泥料。

5.根据权利要求1所述的以玻璃废料为基料的复合材料型材，其特征在于：所述硅烷偶联剂为KH570、KH560或KH550。

6.根据权利要求1所述的以玻璃废料为基料的复合材料型材，其特征在于：所述树脂为不饱和聚酯、环氧树脂或丙烯酸酯，所述玻璃纤维为玻璃纤维短切丝。

7.根据权利要求6所述的以玻璃废料为基料的复合材料型材，其特征在于：所述改性玻璃粉粒的重量比为：树脂16%，玻璃粉体79.36%，玻璃纤维3.2%，织物纤维1.4%，脱模剂0.2%，固化剂和促进剂的总和为0.2%。

8.根据权利要求1所述的以玻璃废料为基料的复合材料型材，其特征在于：所述改性玻璃粉粒的重量比为：树脂19%，玻璃粉体76.6%，玻璃纤维2.87%，织物纤维1.15%，脱模剂0.19%，固化剂和促进剂的总和为0.19%。