CN110077076B - 一种可整体回收的聚酯泡沫夹芯复合板及其闭环生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可整体回收的聚酯泡沫夹芯复合板及其闭环生产工艺,聚酯泡沫夹芯复合板Ⅰ自下而上由依次为纤维增强聚酯树脂复合层、聚酯基密度梯度复合泡沫层、纤维增强聚酯树脂复合层复合而成,聚酯基密度梯度复合泡沫层的上层和下层为高密度聚酯泡沫复合板、中间层为低密度聚酯泡沫复合板,聚酯泡沫夹芯复合板Ⅰ之间通过本体热熔粘接或者通过聚酯或改性聚酯热熔粘结胶膜粘接。本发明制造的聚酯泡沫夹芯复合板的厚度与密度可调,生产工艺实现了生产原料的100%完全利用率,绿色、环保、可持续,由于芯层和皮层为同一种材料,具有良好的剥离强度,有利于复合板整体克重的降低,利于轻量化,而且可节约生产成本与提升生产效率。

Description

一种可整体回收的聚酯泡沫夹芯复合板及其闭环生产工艺
技术领域
本发明属于新型复合材料领域,尤其涉及一种轻质高强、可整体回收的聚酯泡沫夹芯复合板及其闭环生产工艺。
背景技术
随着能源短缺与环境污染问题的日益突出,轻量化技术对于汽车、轨道交通、飞机等交通工具的发展至关重要。实验表明,汽车质量每下降10Kg,油耗下降约3%-5%;轨道列车每公里消耗能量的5%用于克服车体承载结构重量。使用先进高分子复合材料替代传统金属材料可有效减重50%-67%,泡沫夹芯复合材料以其轻质高强的性能广泛应用于汽车、飞机、轨道交通等领域。泡沫夹芯复合材料是由面板(蒙皮)与轻质泡沫芯材组成的层状结构复合材料,夹芯泡沫一般为硬质泡沫材料,具有低密度、高强度、隔音等优点。目前使用在泡沫夹芯复合材料中的结构泡沫主要有硬质PMI(聚甲基丙烯酰胺)泡沫(CN106366232B)、硬质PU(聚氨酯)泡沫(CN103459451B)、硬质PVC(聚氯乙烯)泡沫(CN108219322A)、硬质PP(聚丙烯)泡沫(CN101506261B)等。这些结构各有优缺点:
1)PU泡沫具有吸音、隔热、重量轻、易安装等优点,但是由于PU其原料本身具有毒性,是严重的VOC污染源,加工工艺需要通过化学反应,能耗较高,且该材料不可回收利用,容易造成环境污染;
2)PP泡沫具有良好的力学性能且具有可回,收性,但是耐热性较差且阻燃性能较差;
3)PS泡沫密度低、缓冲性能较好,但是只能在低于80℃条件下使用;
4)PVC泡沫静态力学性能优异,但是耐热性限制了其应用,且为交联固化结构,不能回收利用;
5)PMI与PI泡沫具有很高的硬度,具有优异的耐高低温、耐辐射、难燃、低发烟性能,但是生产周期长,价格昂贵,难以在民用产品上大量使用目前只用于军事领域。
过去几十年是复合材料飞速发展的时期,特别是高分子复合材料以其高强性能、耐腐蚀的特点广泛应用于各行各业,特别是如今越来越多的高分子复合材料结构复杂、材料组分多样,难以有效回收再利用,只能通过简单填埋与焚烧的方法处理,造成大量资源浪费与环境污染。2017年,我国复合材料废弃物总量就已超过300w吨,而每年新增复合材料废弃物10w吨以上。因此,开发高回收率甚至整体回收的高性能复合材料以及相关技术对于实现复合材料废弃物潜在价值的充分利用、减轻废弃复合材料造成的环境污染具有重要意义。
硬质聚酯结构泡沫近些年在泡沫夹芯复合材料中暂露头角,尤其是PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)泡沫,以其优异的力学性能、耐热性、热塑性受到广泛的关注,广泛的应用于风电叶片、轨道交通等领域。专利CN106183266A公开了一种发泡夹芯材料的制备方法,芯层可使用PET泡沫,发泡芯层与表面蒙皮为同一种热塑性树脂基体,使得制品可以整体回收;CN105500837A描述了使用PET泡沫作为夹芯层制备高铁设备舱裙板的工艺;CN105619836A公开了一种成型轻量化汽车地板的方法,结构为底层玻纤布、PET泡沫夹芯、上层玻纤布,采用热固性树脂固化成型。
PET泡沫作为高端硬质结构泡沫,使其能够在价格相对较高的情况下广泛应用并被一致看好,是由于同时具有轻质高强与热塑性的特点—可以制备成高性能复合材料并被回收再利用。然而现有专利中以PET泡沫为夹芯泡沫的复合板材的制备工艺并未充分考虑到制品的回收性。专利CN104386129A、CN205396875U、CN 105500837 A等使用PET泡沫作为夹芯泡沫层制备的制品中不仅有PET树脂基体以外的其他高分子材料,且实用了环氧树脂进行热固性复合,难以实现整体回收再利用,回收时分离成本高。
在轻量化、环保、资源有效利用性等方向指导下,寻求一条充分发挥PET泡沫优异性能,同时能实现产品闭环生产与整体回收方法具有重要的现实意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种轻质高强、可整体回收的聚酯泡沫夹芯复合板及其闭环生产工艺,以解决现有技术中聚酯泡沫夹芯复合板生产过程中废料无法处理、废弃制品无法回收的技术难题。
为解决上述技术问题,本发明采用如下方案:
一种可整体回收的聚酯泡沫夹芯复合板,其特征在于:聚酯泡沫夹芯复合板Ⅰ自下而上由依次为纤维增强聚酯树脂复合层、聚酯基密度梯度复合泡沫层、纤维增强聚酯树脂复合层复合而成,聚酯基密度梯度复合泡沫层的上层和下层为高密度聚酯泡沫复合板、中间层为低密度聚酯泡沫复合板,聚酯泡沫夹芯复合板Ⅰ之间通过本体热熔粘接或者通过聚酯或改性聚酯热熔粘结胶膜粘接;聚酯泡沫夹心复合板Ⅱ由制备聚酯泡沫夹芯复合板Ⅰ过程中生成的边角料制成,聚酯泡沫夹心复合板Ⅱ的结构自上而下依次为纤维增强聚酯板材、聚酯基密度梯度复合泡沫层、纤维增强聚酯板材。
进一步,聚酯为对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、改性PET泡沫或添加有功能助剂的PET,优选为改性后特性粘度>1.2ml/g。PET容易发泡,且PET泡沫力具有学性能优异、热稳定性好等特点。
进一步,聚酯基密度梯度复合泡沫层中高密度泡沫的密度为100-300kg/m3,厚度为2-5mm,优选2-4mm;低密度泡沫的密度为40-100kg/m3,厚度为5-15mm,优选5-10mm。通过高密度聚酯泡沫与低密度聚酯泡沫的层状复合可最大限度实现轻质高强。
纤维增强聚酯树脂复合层的厚度为1-20mm,增强纤维是由玻璃纤维、玄武岩纤维、碳纤维、竹纤维或麻纤维的一种或几种的混合物组成;纤维增强聚酯基复合层由聚酯胶膜以层层叠压浸渍或用聚酯树脂熔体牵引浸渍方法得到的复合片材,片材的克重在100-400g/m2之间。复合片材的克重与厚度取决于聚酯胶膜叠压浸渍的层数,可根据客户需求制备不同克重与厚度的复合片材。
进一步,增强纤维为连续纤维,即纤维增强聚酯树脂复合层为由连续纤维增强的热塑性复合材料,连续纤维的存在提高了聚酯泡沫芯层复合板的抗冲击性能、强度与刚度。
进一步,连续纤维可以按照连续纤维织物或者连续纤维的方向形成固定的角度,如平行或垂直,可根据客户需求进行不同角度的叠放,以保证材料性能的均匀。
进一步,纤维增强聚酯树脂复合层包括热塑性树脂,该热塑性树脂与聚酯基密度梯度复合泡沫层为同一种聚酯树脂,可高效回收利用。
一种可整体回收的聚酯泡沫夹芯复合板的闭环生产工艺,其特征在于,包括以下步骤:
(1)将两种密度的聚酯泡沫切割成一定的厚度:高密度聚酯泡沫切割成2-5mm,低密度聚酯泡沫切割成5-15mm。对低密度聚酯泡沫的上下表面进行3-7s的热处理,温度250-300℃,形成一层热熔聚酯层,然后通过自动叠放装置在其上下表面迅速叠放切割后的高密度聚酯泡沫,在180-230℃、0.2-1.2MPa、0.5-3m/min条件下复合,制得聚酯基密度梯度复合泡沫层;收集切割过程以及复合过程产生的边角料,通过在线增粘发泡制备成聚酯泡沫,或者先进行增粘处理,再挤出造粒、挤出发泡制得聚酯泡沫;
(2)在复合机的履带上依次叠放纤维增强聚酯树脂复合层、聚酯基密度梯度复合泡沫层、纤维增强聚酯树脂复合层,在180-240℃、0.2-1.2MPa、0.5-3m/min条件下热压复合,冷却、裁边,制得可整体回收的聚酯泡沫夹芯复合板Ⅰ;
(3)收集步骤(2)产生的边角料,干燥、切割成小于10cm的尺寸,然后粉碎,测定其中纤维的含量(Wt%),根据需求调节其中纤维含量;根据加工需求添加加工改性剂、增塑剂、填充剂、稳定剂、润滑剂、阻燃剂等,阻燃剂为无卤阻燃剂,包括膦氮系阻燃剂、芳基聚膦酸酯类阻燃剂;在高速共混机中,100-140℃条件下搅拌共混30-60min,将混合后的物料投入双螺杆挤出机挤出、造粒、冷却,得到纤维增强的改性聚酯树脂母粒,将纤维增强的改性聚酯树脂母粒投入板材挤出成型机挤出成型、冷却,制得纤维增强的聚酯板材,厚度0.5mm-5mm,克重1500gsm-2500gsm;
(4)将步骤(1)至步骤(3)制得的聚酯树脂板材、聚酯基密度梯度复合泡沫层、聚酯树脂板材依次叠好,在180-240℃、0.2-1.2MPa、0.5-3m/min条件下热压复合,冷却、裁边,制得、可整体回收并具有阻燃性能的副产品聚酯泡沫夹芯复合板Ⅱ;
(5)聚酯泡沫夹芯复合板Ⅰ、聚酯泡沫夹芯复合板Ⅱ以及步骤(4)产生的边角料可按照步骤(3)、步骤(4)进行整体回收,当产品在使用很长时间回收后需要先干燥处理再行切割粉碎。
进一步,聚酯泡沫切割后的边角料在重新挤出发泡之前需要干燥、增粘、造粒,或者在线增粘直接挤出发泡,具体视发泡工艺而定;聚酯泡沫夹芯复合板Ⅰ、聚酯泡沫夹芯复合板Ⅱ生产过程中以及回收的产品产生的边角料在挤出聚酯板材前要进行干燥、调节纤维含量,纤维含量通过在挤出造粒时加入定量计算的聚酯粒料或短纤维来调节。通过对边角料的回收再利用可实现生产原料100%利用率与闭环生产,并制得两种轻质高强的聚酯泡沫夹芯复合板,有利于环保、资源利用最大化。聚酯泡沫夹芯复合板Ⅰ表面皮层为连续纤维增强聚酯树脂层,具有高强度、高抗冲击性、轻质等特点,可用于建筑、轨道交通、客车等的结构件部分。聚酯泡沫夹芯复合板Ⅱ表面为短纤维增强阻燃聚酯树脂板,较聚酯泡沫夹芯复合板Ⅰ的抗冲击性能稍弱,可用于轨道交通、客车的壁板等非承重结构件部分。
进一步,聚酯泡沫的制造方法采用物理挤出发泡技术,所用发泡剂为氟氢化合物、二氧化碳、氮气中的一种或它们的混合物。
本发明的上述制造方法中,聚酯基密度梯度复合泡沫层与纤维增强聚酯树脂复合层的热复合的设备并不做特别的限定。本行业人员所能知晓的具有满足上述加热、冷却方式的设备皆可使用。
本发明由于采用了上述技术方案,具有以下有益效果:
1.与现有聚酯泡沫夹芯复合板的制造技术相比,本发明提出的结构可以根据客户需求调节高密度聚酯泡沫与低密度聚酯泡沫的厚度与密度从而复合出性能可调的聚酯泡沫芯层复合板。
2.本发明提出的聚酯泡沫芯层复合板材料的高分子基体均为聚酯树脂,无其他高分子组分,可实现产品的高效整体回收。通过制造过程边角料的回收再利用以及产品的整体回收可大大减少该复合材料废弃后造成的环境污染与资源浪费,且实现了生产原料的100%完全利用率,绿色、环保、可持续。
3.本发明提出的聚酯泡沫芯层复合板结构,泡沫芯层与皮层之间通过热熔粘结,由于为同一种热塑性聚酯材料,具有良好的剥离强度,且省去一层热熔粘结胶膜,有利于复合板整体克重的降低,利于轻量化,而且可节约生产成本与提升生产效率。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明:
图1为本发明中聚酯泡沫夹芯复合板Ⅰ的结构示意图;
图2为本发明中聚酯基密度梯度复合泡沫层结构示意图;
图3为本发明中聚酯泡沫夹芯复合板Ⅱ的结构示意图;
图4为本发明中可整体回收的聚酯泡沫夹芯复合板的闭环生产工艺的工艺路线图。
图中1-聚酯基密度梯度复合泡沫层;2-纤维增强聚酯树脂复合层;3-高密度聚酯泡沫复合板;4-低密度聚酯泡沫复合板;5-纤维增强聚酯板材。
具体实施方式
图1为一种轻质高强、可闭环生产的聚酯泡沫夹芯复合板Ⅰ,复合板自下而上由依次为纤维增强聚酯树脂复合层2、聚酯基密度梯度复合泡沫层1、纤维增强聚酯树脂复合层2复合而成。纤维增强聚酯树脂复合层2与聚酯基密度梯度复合泡沫层1所用的热塑性树脂为同一种热塑性树脂。如图2所示,其中聚酯基密度梯度复合泡沫层1的上下层为高密度聚酯泡沫复合板3,中间层为低密度聚酯泡沫复合板4,各聚酯泡沫复合层之间通过本体热熔粘接或者通过PET粘接层粘接。聚酯泡沫复合层的边角余料增粘后用于聚酯泡沫的生产,复合过程产生的带有纤维增强聚酯基复合层的边角料通过粉碎、挤出造粒,在挤出制备成纤维增强的纤维增强聚酯板材,所得纤维增强聚酯板材与聚酯基密度梯度复合泡沫层复合制备成副产品—聚酯泡沫夹心复合板Ⅱ。如图3所示,聚酯泡沫夹心复合板Ⅱ的结构自下而上依次为纤维增强聚酯板材5、聚酯基密度梯度复合泡沫层1、纤维增强聚酯板材5。
如图4所示,一种轻质高强、可闭环生产的聚酯泡沫夹芯复合板的制造方法,包括以下步骤:
(1)将两种密度的聚酯泡沫切割成一定的厚度:高密度聚酯泡沫切割成2-5mm,低密度聚酯泡沫切割成5-15mm。对低密度聚酯泡沫的上下表面进行3-7s的热处理,温度250-300℃,形成一层热熔聚酯层,然后通过自动叠放装置在其上下表面迅速叠放切割后的高密度聚酯泡沫,在180-230℃、0.2-1.2MPa、0.5-3m/min条件下复合,制得聚酯基密度梯度复合泡沫层;收集切割过程以及复合过程产生的边角料,通过在线增粘发泡制备成聚酯泡沫,或者先进行增粘处理,再挤出造粒、挤出发泡制得聚酯泡沫。
(2)在复合机的履带上依次叠放纤维增强聚酯树脂复合层、聚酯基密度梯度复合泡沫层、纤维增强聚酯树脂复合层,在180-240℃、0.2-1.2MPa、0.5-3m/min条件下热压复合,冷却、裁边,制得可整体回收的聚酯泡沫夹芯复合板Ⅰ。
(3)收集步骤(2)产生的边角料,干燥、切割成小于10cm的尺寸,然后粉碎,测定其中纤维的含量(Wt%),根据需求调节其中纤维含量;根据加工需求添加加工改性剂、增塑剂、填充剂、稳定剂、润滑剂、阻燃剂等,阻燃剂为无卤阻燃剂,包括膦氮系阻燃剂、芳基聚膦酸酯类阻燃剂;在高速共混机中,100-140℃条件下搅拌共混30-60min,将混合后的物料投入双螺杆挤出机挤出、造粒、冷却,得到纤维增强的改性聚酯树脂母粒,将纤维增强的改性聚酯树脂母粒投入板材挤出成型机挤出成型、冷却,制得纤维增强的聚酯板材,厚度0.5mm-5mm,克重1500gsm-2500gsm。
(4)将步骤(1)至步骤(3)制得的聚酯树脂板材、聚酯基密度梯度复合泡沫层、聚酯树脂板材依次叠好,在180-240℃、0.2-1.2MPa、0.5-3m/min条件下热压复合,冷却、裁边,制得、可整体回收并具有阻燃性能的副产品聚酯泡沫夹芯复合板Ⅱ。
(5)聚酯泡沫夹芯复合板Ⅰ、聚酯泡沫夹芯复合板Ⅱ以及步骤(4)产生的边角料可按照步骤(3)、步骤(4)进行整体回收,当产品在使用很长时间回收后需要先干燥处理再行切割粉碎。
下面通过实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
(1)将密度为200kg/m3PET泡沫切割成3mm厚,将密度为60kg/m3PET泡沫切割成10mm厚。对密度为60kg/m3PET泡沫上下表面进行5s的热处理,温度240℃,形成一层热熔PET层。然后通过自动叠放装置在其上下表面迅速叠放切割成3mm厚的200kg/m3PET泡沫,在200℃、0.8MPa、1.2m/min条件下复合,制得PET基密度梯度复合泡沫层。切割过程以及复合过程产生的边角料收集起来加入8%的增粘剂,在线增粘、挤出造粒用于PET发泡。
(2)在复合机的履带上依次叠放纤维增强树脂皮层、PET基密度梯度复合泡沫层、纤维增强树脂皮层,其中纤维增强树脂层克重为150gsm,在220℃、0.8MPa、1.2m/min条件下热压复合,冷却、裁边,制得轻质高强、可整体回收的PET泡沫夹芯复合板Ⅰ。
(3)收集步骤(2)产生的边角料,120℃干燥、切割成小于10cm的尺寸,然后粉碎,测定其中纤维的含量(Wt%),调节其中纤维含量在30%。根据加工需求添加加工改性剂1phr(1.4-环己烷二甲醇)、增塑剂20phr(含环氧大豆油的混合物)、填充剂10phr(纳米碳酸钙)、稳定剂6phr(含月桂酸钙混合物)、润滑剂1phr(含氧化聚乙烯蜡混合物),在高速共混机中,120℃条件下搅拌共混30min。将混合后的物料投入双螺杆挤出机挤出、造粒、冷却,得到纤维增强的改性PET颗粒。将纤维增强的改性PET颗粒投入板材挤出成型机以45:1的长径比挤出成型、冷却,制得纤维增强的PET板材。
(4)将PET板材、PET基密度梯度复合泡沫层、PET板材依次叠好,在220℃、0.8MPa、1.2m/min条件下热压复合,冷却、裁边,制得轻质高强、可整体回收的副产品PET泡沫夹芯复合板Ⅱ。
实施例2
(1)将密度为300kg/m3PET泡沫切割成2mm厚,将密度为80kg/m3PET泡沫切割成10mm厚。对密度为80kg/m3PET泡沫上下表面进行5s的热处理,温度240℃,形成一层热熔PET层。然后通过自动叠放装置在其上下表面迅速叠放切割成2mm厚的300kg/m3PET泡沫,在200℃、0.8MPa、1.2m/min条件下复合,制得PET基密度梯度复合泡沫层。切割过程以及复合过程产生的边角料收集起来加入8%的增粘剂,在线增粘、挤出造粒用于PET发泡。
(2)在复合机的履带上依次叠放纤维增强树脂皮层、PET基密度梯度复合泡沫层、纤维增强树脂皮层,其中纤维增强树脂层克重为150gsm,220℃、0.8MPa、1.2m/min条件下热压复合,冷却、裁边,制得轻质高强、可整体回收的PET泡沫夹芯复合板Ⅰ。
(3)收集步骤(2)产生的边角料,120℃干燥、切割成小于10cm的尺寸,然后粉碎,测定其中纤维的含量(Wt%),调节其中纤维含量在30%。根据加工需求添加加工改性剂1phr(1.4-环己烷二甲醇)、增塑剂20phr(含环氧大豆油的混合物)、填充剂10phr(纳米碳酸钙)、稳定剂6phr(含月桂酸钙混合物)、润滑剂1phr(含氧化聚乙烯蜡混合物),在高速共混机中,120℃条件下搅拌共混30min。将混合后的物料投入双螺杆挤出机挤出、造粒、冷却,得到纤维增强的改性PET颗粒。将纤维增强的改性PET颗粒投入板材挤出成型机以45:1的长径比挤出成型、冷却,制得纤维增强的PET板材。
(4)将PET板材、PET基密度梯度复合泡沫层、PET板材依次叠好,在220℃、0.8MPa、1.2m/min条件下热压复合,冷却、裁边,制得轻质高强、可整体回收的副产品PET泡沫夹芯复合板Ⅱ。
对比例1
在复合机的履带上依次叠放纤维增强树脂皮层、PET泡沫层(密度60kg/m3,厚度30m)、纤维增强树脂皮层,其中纤维增强树脂层克重为150gsm,220℃、0.8MPa、1.2m/min条件下热压复合,冷却、裁边,制得对比PET泡沫夹芯复合板。
对比例2
在复合机的履带上依次叠放纤维增强树脂皮层、聚氯乙烯泡沫层(密度100kg/m3,厚度20)、纤维增强树脂皮层,其中纤维增强树脂层克重为150gsm,220℃、0.8MPa、1.2m/min条件下热压复合,冷却、裁边,制得对比样聚氯乙烯泡沫夹芯复合板。
对比例3
在复合机的履带上依次叠放纤维增强树脂皮层、聚丙烯泡沫层(密度100/m3,厚度20mm)、纤维增强树脂皮层,其中纤维增强树脂层克重为150gsm,150℃、0.8MPa、1.2m/min条件下热压复合,冷却、裁边,制得对比样聚丙烯泡沫夹芯复合板。
对以上实施例与对比例得到的PET泡沫夹芯复合板进行性能测试,结果见表1与表2。
表1:实施例1-2中PET泡沫夹芯复合板Ⅰ和对比例1-3中复合板测试性能对比表。
实施例1 实施例2 对比例1 对比例2 对比例3
克重(g/m2) 2100 2500 2100 2300 2300
弯曲强度/MPa 75 84 69 65 56
弯曲模量/MPa 8000 9000 6000 5000 4000
压缩强度/MPa 2.5 1.5 2.1 1.6 1.4
可否一体回收
表2:实施例1-2中PET泡沫夹芯复合板Ⅰ和PET泡沫夹芯复合板Ⅱ和性能对比。
Figure BDA0002044714520000101
Figure BDA0002044714520000111
从表1中可以看出,在相同克重条件下,采用PET基密度梯度复合泡沫层结构的PET泡沫夹芯复合板比使用相同密度的PET泡沫力学性能好,即减少克重依然可保持良好的力学性能。且与PVC泡沫、PP泡沫相比较,PET泡沫的力学性能具有很大的优势。通过回收再利用制备的PET泡沫芯材复合板Ⅱ与PET泡沫芯材复合板Ⅰ力学性能很接近。
有上述结果可知本发明的聚酯泡沫夹芯复合板轻质高强、产品可整体回收、生产过程实现原材料100%利用,绿色、环保。可以作为结构件应用于汽车内外饰、厢式货车、轨道交通、建筑等领域。
以上仅为本发明的具体实施例,但本发明的技术特征并不局限于此。任何以本发明为基础,为解决基本相同的技术问题,实现基本相同的技术效果,所作出地简单变化、等同替换或者修饰等,皆涵盖于本发明的保护范围之中。

Claims (6)

1.一种可整体回收的聚酯泡沫夹芯复合板,其特征在于:所述聚酯泡沫夹芯复合板Ⅰ自下而上由依次为纤维增强聚酯树脂复合层、聚酯基密度梯度复合泡沫层、纤维增强聚酯树脂复合层复合而成,所述聚酯基密度梯度复合泡沫层的上层和下层为高密度聚酯泡沫复合板、中间层为低密度聚酯泡沫复合板,所述聚酯泡沫夹芯复合板Ⅰ之间通过本体热熔粘接或者通过聚酯或改性聚酯热熔粘结胶膜粘接;聚酯泡沫夹心复合板Ⅱ由制备所述聚酯泡沫夹芯复合板Ⅰ过程中生成的边角料制成,所述聚酯泡沫夹心复合板Ⅱ的结构自上而下依次为纤维增强聚酯板材、聚酯基密度梯度复合泡沫层、纤维增强聚酯板材;所述聚酯基密度梯度复合泡沫层中所述高密度聚酯泡沫复合板的密度为100-300 kg/m3,厚度为2-5mm;所述低密度聚酯泡沫复合板的密度为40-100kg/m3,厚度为5-15mm,所述可整体回收的聚酯泡沫夹芯复合板采用闭环生产工艺生产,其生产工艺包括:
(1)将两种密度的聚酯泡沫切割成一定的厚度:高密度聚酯泡沫切割成2-5mm,低密度聚酯泡沫切割成5-15mm,对低密度聚酯泡沫的上下表面进行3-7s的热处理,温度250-300℃,形成一层热熔聚酯层,然后通过自动叠放装置在其上下表面迅速叠放切割后的高密度聚酯泡沫,在180-230℃、0.2-1.2MPa、0.5-3m/min条件下复合,制得聚酯基密度梯度复合泡沫层;收集切割过程以及复合过程产生的边角料,先进行增粘处理,再挤出造粒、挤出发泡制得聚酯泡沫;
(2)在复合机的履带上依次叠放纤维增强聚酯树脂复合层、聚酯基密度梯度复合泡沫层、纤维增强聚酯树脂复合层,在180-240℃、0.2-1.2MPa、0.5-3m/min条件下热压复合,冷却、裁边,制得可整体回收的聚酯泡沫夹芯复合板Ⅰ;
(3)收集步骤(2)产生的边角料,干燥、切割成小于10cm的尺寸,然后粉碎,测定其中纤维的含量(Wt%),根据需求调节其中纤维含量,纤维含量通过在挤出造粒时加入定量计算的聚酯粒料或短纤维来调节;添加1.4-环己烷二甲醇、含环氧大豆油的混合物、纳米碳酸钙、含月桂酸钙混合物、含氧化聚乙烯蜡混合物、阻燃剂,阻燃剂为无卤阻燃剂,包括膦氮系阻燃剂、芳基聚膦酸酯类阻燃剂;在高速共混机中,100-140℃条件下搅拌共混30-60min,将混合后的物料投入双螺杆挤出机挤出、造粒、冷却,得到纤维增强的改性聚酯树脂母粒,将纤维增强的改性聚酯树脂母粒投入板材挤出成型机挤出成型、冷却,制得纤维增强的聚酯板材,厚度0.5mm-5mm,克重1500gsm-2500gsm;
(4)将步骤(1)和步骤(3)制得的纤维增强聚酯树脂板材、聚酯基密度梯度复合泡沫层、纤维增强聚酯树脂板材依次叠好,在180-240℃、0.2-1.2MPa、0.5-3m/min条件下热压复合,冷却、裁边,制得、可整体回收并具有阻燃性能的副产品聚酯泡沫夹芯复合板Ⅱ;
(5)聚酯泡沫夹芯复合板Ⅰ、聚酯泡沫夹芯复合板Ⅱ以及步骤(4)产生的边角料按照步骤(3)、步骤(4)进行整体回收,当产品在使用很长时间回收后需要先干燥处理再行切割粉碎。
2.根据权利要求1所述一种可整体回收的聚酯泡沫夹芯复合板,其特征在于:所述聚酯为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。
3.根据权利要求1所述一种可整体回收的聚酯泡沫夹芯复合板,其特征在于:所述纤维增强聚酯树脂复合层的厚度为1-20mm,纤维是由玻璃纤维、玄武岩纤维、碳纤维、竹纤维或麻纤维的一种或几种的混合物组成;所述纤维增强聚酯基复合层由聚酯胶膜以层层叠压浸渍或用聚酯树脂熔体牵引浸渍方法得到的复合片材,片材的克重在100-400g/m2之间。
4.根据权利要求3所述一种可整体回收的聚酯泡沫夹芯复合板,其特征在于:所述纤维增强聚酯树脂复合层的纤维为连续纤维。
5.根据权利要求4所述一种可整体回收的聚酯泡沫夹芯复合板,其特征在于:所述连续纤维按照连续纤维的方向形成固定的角度。
6.根据权利要求1所述一种可整体回收的聚酯泡沫夹芯复合板的闭环生产工艺,其特征在于:所述聚酯泡沫的制造方法采用物理挤出发泡技术,发泡剂为氟氢化合物、二氧化碳、氮气中的一种或多种的混合物。
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