CN106882949A - 一种高强度的菱镁板及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于菱镁无机复合材料领域，特指以氧化镁和氯化镁等无机材料作为主要原料，以经过提取金属材料后剩余的电子线路板(PCB)粉料作为骨架，以竹枝(或小竹子)作为增强材料，用无机的玻璃纤维丝或者有机的高分子化纤丝作为抗裂材料，采用菱镁制备方法制作成型。调节PCB板粉料、竹枝(小竹子)和增强丝的不同配比，菱镁添加剂的用量，以及板的厚度，可以制作出不同强度和韧性的材料。采用这种复合材料制造的产品，其抗折强度，耐冲击性和抗压性比现有菱镁板要强，可部分替代木制品，纸制品和塑料制品等，既价格低廉，又资源化利用了电路板中回收的非金属粉料和竹枝(小竹子)等，保护环境。

Description

一种高强度的菱镁板及其制备方法

技术领域

本发明涉及菱镁复合材料。

和现有的菱镁复合材料相比较，本发明是以废旧电路板回收的非金属粉料作为骨架，以竹枝(小竹子)为增强材料，制作的一种高强度菱镁复合材料。

背景技术

面对日益短缺的木材资源，人们一直在寻找相关的替代材料。

菱镁材料，可以部分的替代木材，一直受到人们的关注，其构成机理逐渐为人们所掌握，制备方法也不断完善。现有的菱镁制备技术，已经基本上解决了返卤，乏白，变形等问题，但菱镁复合材料，毕竟是无机的晶体结合，需要采用增强材料来提高其强度。现在采用的增强材料主要是木纤维，竹条(竹片)或者玻璃纤维，其中，木纤维的韧性大，而菱镁复合材料比较硬，脆，当木纤维添加到菱镁复合材料里面时，对提高菱镁品的抗折，抗压强度方面，作用不是很明显；竹条，或者竹片，主要用于制作一些载荷大的菱镁品，竹条或者竹片，是由竹子削出来的，在菱镁制品里面，不能大，也不能用多，否则，菱镁制品内部容易分层，导致其强度反而降低；玻璃纤维，可以用玻璃纤维布或者玻璃纤维丝，被当作比较理想的菱镁增强材料来使用，但玻璃纤维本身的抗拉强度不是很高，其对菱镁制品的增强作用有局限。

面对日益增加的电子产品的废弃物，我们需要不断改进处理方式，以利于保护环境。电子产品中的电路板，含有多种金属材料，但其中的主体成分是非金属材料，含量达76％——94％。目前的电路板回收，金属材料得到利用，非金属材料往往被废弃，而非金属材料很难降解，对环境的危害较大，也是资源的浪费。

竹枝，或者小竹子，是一种农业废弃物，目前，利用率不高。

将电路板中提取金属后剩下的粉体，和竹枝或者小竹子一起，作为增强材料，来制作菱镁品，不仅强度高，而且成本低，更重要的是，将废物资源化利用，保护环境，节约资源。

发明内容

本发明的目的是制作一种菱镁复合材料，该材料是以氧化镁和氯化镁作为主要原料，电路板粉料作为骨架，以竹枝或者小竹子作为增强材料制作而成。一方面有效利用废电路板中被废弃的非金属材料，农业中利用率低的竹枝(小竹子)，保护环境，节约资源，另一方面，这种制备方法做出来的菱镁品，其强度能得到较大的提高，提高了菱镁品的使用价值，扩大了菱镁品的使用范围。

本发明中，相关原材料的制作和要求：

一、氧化镁和氯化镁

按现有菱镁制作技术的要求准备即可，没有特殊要求。

二、有关菱镁添加剂

按现有菱镁制作技术的要求准备即可，没有特殊要求。

三、电路板(PCB)板粉末

本发明中的电路板(PCB)板粉末，主要来源于电路板回收中产生的大量非金属粉末，也可由电路板直接粉碎而成。

电路板(PCB)板粉末，主要是树脂包裹的玻璃纤维。这些玻璃纤维是优质的电子类玻璃纤维，被树脂包裹成玻璃纤维束，质量好，强度高。其形状基本上呈条状，体积小。在搅拌的过程中，均匀地，杂乱地分布在菱镁制品中，和菱镁材料能较好地结合，起到骨架和桥梁的作用。

电路板(PCB)板粉末，需要筛掉过细和过粗的部分。太细的部分，在菱镁制品中，起不到骨架作用，太粗的部分，往往含有其他颗粒类杂质，对菱镁制品的强度有破坏作用。过30-45目筛，筛掉细的粉末，再过10-16目筛，筛掉粗的颗粒。筛子的具体目数，根据对菱镁制品的要求而定，不一定局限于上述范围。不筛的话，也可以直接使用，增强效果，会比经过筛选后的差一些。

四、竹枝或者小竹子

现有的工艺中，采用的竹条或者竹片，由原竹削成的。竹子的一面是竹青，一面是竹黄，竹青的强度高，而竹黄的强度差，两面强度相差较大。在使用竹条或者竹片作为增强材料时，由于难以掌握铺设竹片或竹条的方向，导致其增强效果会打折扣。

削好的竹条或者竹片，其形状比较规则，竹节受到了较大的破坏。其和菱镁材料的结合力，主要靠菱镁晶体和竹本身的结合。也有的工艺是将竹条拗成麻花状，这样，虽然能增加菱镁对竹条的结合力，但竹条拗成麻花状后，会有一些韧性，对其增强效果会打折扣。

本发明采用竹枝或者小竹子，而不是采用竹条或者竹片，主要是竹枝或者小竹子的成本更低，而且，和菱镁制品的结合更好，强度更高。

主要采用竹枝，其特征是整枝(没有剖开)，连同枝桠。也可采用类似于竹枝的小竹子。

由于是采用整枝竹枝，没有剖开，其外围都是竹青，在板料中，和竹枝垂直方向的受力强度一致。

竹枝的竹节很短，没有受到破坏，将其整枝放在菱镁制品中，其竹节部分能够增强和菱镁材料的结合。

竹枝带有一些分支，而不象竹条或者竹片，只有一支，因此，竹枝整枝放在菱镁制品里时，不用编织，也能形成类似网状，增强结合力。

竹枝有一头一尾，头粗尾细。按头朝尾，尾朝头的方向，相对应地铺设，能增强其在菱镁制品里面的结合力。

如果竹枝的头粗了，可以将粗的部分切除，竹枝的尾细了，也可以将细了的部分切除。竹枝长了，可以切短，竹枝短了的话，可以叠起来铺设。

在选竹枝还是小竹子的问题上，竹枝的枝桠基本上在同一个平面，在菱镁的制作工艺上比较好操作，但小竹子更长，具体选用哪个，根据资源状况和制作要求而定。

五、竹片

如果对菱镁板的强度要求较高，还可以采用竹片来加强。

根据需要的强度，选用合适厚度和宽度的竹片，将竹片削成宽度一致，保留竹片原始的竹青面和竹黄面的状态。

六、竹筒

如果菱镁板需要做支架，可以采用竹筒。

根据对支撑的强度要求，确定相应大小的竹筒，并将竹筒切成需要的长度。竹筒的一端粘接或者嵌入板的一面，沿竹筒周围做一个保护层，保护层的厚度和高度根据需要确定。在连接菱镁板的竹筒这端，可以钻一些孔，孔的位置要嵌入板材或者保护层内，这样，可以防止竹筒从菱镁板脱落。

七、防裂丝

根据现有菱镁制品技术，采用玻璃纤维丝或者玻璃纤维布，也可以采用高分子的化纤短切丝，以防止制品开裂。从样品的效果来看，化纤丝的效果要好过玻璃纤维丝。目前应用于混凝土的一些短切丝都可以应用于菱镁制品。

具体实施方式

本发明的制作工艺，可以根据需要，进行调整。以下，举几例说明。

第一步，模具准备

根据需要制作的板大小和厚度，准备相应的模具。

第二步，增强材料的准备

1、线路板粉料

根据选好的目数要求，筛好线路板粉料备用。具体见发明内容中“相关原材料的制作和要求”“三、电路板(PCB)板粉末”

2、竹枝(小竹子)

选用毛竹(大楠竹)的枝条，或者强度较好的小竹子。具体见发明内容中“相关原材料的制作和要求”“四、竹枝或者小竹子”

3、竹片

选用毛竹(大楠竹)的竹片。具体见发明内容中“相关原材料的制作和要求”“五、竹片”

第三步，支架的选用

选用竹筒做支架。具体见发明内容中“相关原材料的制作和要求”“六、竹筒”

第四步，配置氧化镁和氯化镁。

氧化镁和氯化镁的配置，以及相应添加剂和防裂丝(布)的使用，都是成熟的工艺，在此，没有特别的要求，也不做详细的阐述。

第五步，配置混合料

将配置好的氧化镁和氯化镁混合料，加好添加剂和防裂丝，然后加入准备好的线路板粉料，搅拌均匀。

线路板粉料的加入量，视料体的流动性需要而定，如果要求料体的流动性好点，就少加点线路板粉料，如果要求料体的流动性差点，就多加点线路板粉料。一般以总质量的25％-35％为宜。

上述准备工作完成之后，就可以开始具体制作了。

实施例1

1.1将竹枝顺着模具的一个方向平铺，相邻的竹枝按头对尾，尾对头的方向，均匀铺满。竹枝的重叠程度，视板的厚度和强度要求而定。

1.2将混合料注入模具内，要求是混合料和模具内的竹枝均匀混合。

1.3用一块板将模具的竹枝和混合料压好，以保证板的两面都是平整的。

1.4养护

1.5取模具，制作完毕。

实施例2

2.1同1.1

2.2将准备好的竹片裁成相应长度，两个竹片为一组，竹黄和竹黄相对，相距2-3CM。将竹片的竹青方向与制作板材的板面垂直，竹片的长度方向与竹枝的主要方向垂直，将竹片靠板的一面放置，一组竹片的竹黄之间注满混合料。竹片的组数视板的大小和需要的强度而定。

2.3同1.2

2.4用模具将放置了竹片的板面压平。

2.5同2.4

2.6同2.5

实施例3

3.1同1.1

3.2同1.2

3.3在现有竹枝的上面，按1.2的方法，重叠铺设一层竹枝，其方向，与现有竹枝方向垂直。

3.4同1.3

3.5同1.4

3.6同1.5

实施例4

按上述方法制作的板材，可以制作支架。

将准备好的竹筒，放置在需要制作支架的部位，钻有孔的一端嵌入混合料内，也可以沿竹筒做一个保护层，要点是竹筒上所钻的孔需要没入混合料内，以定位竹筒。竹筒的孔内，也可以穿插竹枝，以增强竹筒与板的连接。其他步骤，同上述案例。

上述实施例仅为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围。故：凡依据本发明的方法，制作的物件，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高强度的菱镁板及其制备方法，其特征在用电路板的非金属粉料，竹枝(小竹子)，竹片等做主要增强材料，用竹筒做支架。

2.根据权利要求1，使用电路板的非金属粉料。这种粉料，可以筛，筛子的目数根据需要而定，也可以不筛，直接使用。筛或者不筛，视板的强度需要而定。

3.根据权利要求1，用竹枝或小竹子做增强材料。特征是1、没有剖开；特征2、连带枝桠。满足以上两个特征或者其中任意一个。

4.根据权利要求3，将竹枝(小竹子)沿一个平面方向铺设时，相邻或相近竹枝之间呈头朝尾，尾朝头的交错方向。

5.根据权利要求1，用竹片增强板的强度。竹片竹青的平面与所制作板材的平面垂直，两片或多片为一组，如果采用两个竹片为一组，则竹黄和竹黄相对，多片时，尽量做到竹黄和竹青相对。竹片的这种组合方式，除了用于板面增强，也可单独用作支架或者横梁。

6.根据权利要求5，用于增强的竹片可以削成等宽，也可以不削，但尽量保留竹结，保留竹青和竹黄的曲面。

7.根据权利要求5，用于增强的竹片可以弯成一个圆圈，使用一个圆圈时，是竹黄和竹黄相对，使用两个或者两个以上的圆圈时，相邻的圆圈则是竹黄和竹青相对。

8.根据权利要求1，可以用竹筒制作支架。用竹筒做支架时，在竹筒连接所制作板材的一端，钻一些孔，可以在孔内横穿一些竹枝，将钻有孔的一端嵌入板材或保护层内，以增强竹筒和板材的连接和定位。这种增强与定位方法，也适合用其他材料做支架。

9.根据权利要求1，不仅仅用于制作板材，用这种方法制作的其他菱镁制品，支架，托盘等等，同样受保护。

10.这种高强度板材的制作原料，也可以将其中的氧化镁和氯化镁换成氧化镁和硫酸镁，或者换成石膏，换成水泥。用氧化镁和硫酸镁，或者石膏，水泥为为原料，以本发明的方式，做作的板材及相关制品，同样受保护。