CN115572108B - 一种废旧玻璃丝制备轻质阻燃型材的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种废旧玻璃丝制备轻质阻燃型材的方法，属于阻燃型材加工技术领域。本发明用于解决现有技术中废旧玻璃丝回收利用不方便和玻璃纤维制备的阻燃型材的抗弯强度有待提高，弯曲时容易损坏的技术问题，包括以下操作步骤：废旧玻璃丝回收制成玻璃纤维粉末；按重量称取：玻璃纤维粉末25‑35份和活化液50‑70份，加入烧杯中搅拌。本发明不仅能够对废旧玻璃丝进行回收制备得到玻璃纤维，还能够对玻璃纤维进行改性与改性聚乳酸进行复合，在玻璃纤维之间建立稳定的化学键合，提高了阻燃型材的抗弯强度与弯折角度，并且在成型的阻燃型材中形成蜂窝状孔洞，使得耐火型材具备轻质与隔音的优良性质。

Description

一种废旧玻璃丝制备轻质阻燃型材的方法
技术领域
本发明涉及阻燃型材加工技术领域，具体涉及一种废旧玻璃丝制备轻质阻燃型材的方法。
背景技术
阻燃材料是能够抑制或者延滞燃烧而自己并不容易燃烧的材料，在服装、石油、化工、冶金、造船、消防、国防等领域起到重要作用。玻璃纤维是一种以叶腊石、石英砂、石灰石、白云石、硼钙石、硼镁石六种矿石为原料经高温熔制、拉丝、络纱、织布等工艺制造成的无机非金属材料，具有绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好、机械强度高等优点，是玻璃丝生产的一种主要原料。
由于废旧玻璃丝中玻璃纤维含量较高，而玻璃纤维是不可降解的固体污染物，废旧玻璃丝中的玻璃纤维与玻璃丝生产的其他原料完全熔融在一起，不方便对废旧玻璃丝中的玻璃纤维进行回收，现有技术中的废旧玻璃丝主要采取挖坑填埋的方式处理。但是，挖坑填埋的处理方式使废旧玻璃丝得不到回收再利用，造成了原料浪费，对土地造成较为严重的污染。
现有技术中阻燃型材往往需要型材本身能够抑制或者延滞燃烧，并且自己并不容易燃烧，玻璃纤维刚好具备了阻燃型材的生产需要，但是玻璃纤维用于阻燃型材制备，往往都是通过与其他原料混合之后经挤出机将其挤出成型，其结构较为密实，阻燃型材的厚度较薄、密度较大，抗弯强度有待提高，并且由于玻璃纤维与本身与其他组成材料之间的相容性较差，玻璃纤维之间缺少稳定的连接，导致在阻燃型材受力弯曲时，容易发生断裂折断，阻燃型材较脆，致使在使用时阻燃型材受到较大的局限。
针对此方面的技术缺陷，现提出一种解决方案。
发明内容
本发明的目的在于提供一种废旧玻璃丝制备轻质阻燃型材的方法，用于解决现有技术中废旧玻璃丝中的玻璃纤维回收不方便和玻璃纤维制备的阻燃型材厚度薄、密度大，抗弯强度有待提高，弯曲时容易损坏的技术问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种废旧玻璃丝制备轻质阻燃型材的方法，包括以下操作步骤：
S1、废旧玻璃丝回收制成玻璃纤维粉末；
S2、按重量称取：玻璃纤维粉末25-35份和活化液50-70份，加入烧杯中搅拌，烧杯温度升高至90-98℃，保温1-2h，后处理得到活化玻璃纤维粉末；
S3、按重量份称取：活化玻璃纤维粉末20-30份、环氧氯丙烷20-30份和1.5mol/L的氢氧化钠水溶液40-60份，加入烧杯中搅拌，室温反应10-14h，后处理得到接枝有环氧氯丙烷的玻璃纤维粉末；
玻璃纤维粉末接枝环氧氯丙烷的合成反应原理如下；
Figure BDA0003936910750000031
反应式中的黑色竖线代表玻璃纤维粉末
S4、按重量份称取：改性聚乳酸30-50份、甲苯40-60份和三乙胺3-5份，加入到三口烧瓶中，室温搅拌至改性聚乳酸完全溶解，三口烧瓶温度降低至0-8℃，称取接枝有环氧氯丙烷的玻璃纤维粉末15-20份和甲苯20-30份混合均匀，得到滴加液，滴加液缓慢加入三口烧瓶中，加入完毕，室温反应2-3h，后处理得到改性玻璃纤维粉末初品；
改性玻璃纤维粉末初品的合成反应原理如下：
Figure BDA0003936910750000041
S5、按重量份称取：改性玻璃纤维粉末初品15-20份、2,5-甲苯二异氰酸酯10-14份、催化剂1-3份、甲苯30-40份，加入到三口烧瓶中搅拌，三口烧瓶温度升高至80-90℃，搅拌2-3h，反应完成，后处理得到改性玻璃纤维粉末成品；
改性玻璃纤维粉末成品合成反应原理如下：
Figure BDA0003936910750000051
S6、按重量份称取：改性玻璃纤维粉末成品10-20份、阻燃剂3-5份、分散剂0.2-0.4份、粘结剂4-6份和填充剂4-6份，加入到烧杯中搅拌均匀，烧杯温度升高至130-150℃，搅拌状态下向混合料中滴加1-3份纯化水，搅拌2-3min，得到浇注料，浇注料浇注到成型模具中成型之后得到轻质阻燃型材。
进一步的，所述S1步骤中废旧玻璃丝回收制成玻璃纤维粉末的具体步骤为：
A1、将收集的废旧玻璃丝加入到粉碎机中，将废旧玻璃丝粉碎成玻璃断丝，玻璃断丝的长度为50-100mm；
A2、将玻璃断丝加入到烧杯中，向烧杯中加入2mol/L的氢氧化钠水溶液将玻璃断丝完全浸没，超声分散1-2h，过滤，使用清水将玻璃断丝清洗至中性，然后将玻璃断丝加入到离心机中离心，将水甩干，得到清洗后的玻璃断丝；
A3、清洗后的玻璃断丝加入马弗炉中，设置温度为400-450℃，干燥30-50min，然后将其从马弗炉中取出，使用磨粉机研磨，过100目筛网，得到玻璃纤维粉末。
进一步的，所述活化液由98wt％硫酸与30wt％双氧水按体积比7:3混合制成，所述S2步骤中后处理的具体操作步骤为：反应完成，三口烧瓶温度降低至室温，减压抽滤，使用饮用水对滤饼进行淋洗至中性，然后将滤饼均匀铺放在温度为40-50℃的干燥箱中干燥10-12h，得到活化玻璃纤维粉末。
进一步的，所述S3步骤中后处理的具体操作步骤为：反应完成，减压抽滤，使用乙醇水溶液对滤饼进行淋洗抽干，将滤饼均匀铺放在温度为40-50℃的干燥箱中干燥10-12h，得到接枝有环氧氯丙烷的玻璃纤维粉末，其中，乙醇水溶液由乙醇与去离子水按照体积比1：1混合制成。
进一步的，所述改性聚乳酸的制备包括以下操作步骤：
B1、按重量份称取：聚乳酸15-20份和二氯甲烷45-60份，加入到三口烧瓶中搅拌，三口烧瓶在氮气保护下，向三口烧瓶中加入5-10份五氯化磷，三口烧瓶温度升高至38-42℃，体系回流，反应1-2h，反应完成，体系温度降低至0-4℃，向三口烧瓶中加入三乙胺0.5-1.5份；
B2、按重量份称取：乙二胺溶液1.5-2.5份滴加到三口烧瓶中，滴加完毕，保温反应40-60min后，三口烧瓶温度升高至30-35℃保温反应4-6h，反应完成；
B3、三口烧杯保温30-35℃，真空度为-0.1MPa，减压蒸馏至无液体流出，向三口烧瓶中加入30-40重量份的乙酸乙酯和30-40重量份的水，搅拌10-20min，分液，有机相依次的用饱和碳酸钠水溶液和纯化水洗涤两次，收集有机相，向有机相中加入无水硫酸钠5-9份干燥2-4h，过滤，滤液于温度为40℃、真空度为-0.1MPa减压蒸馏至无液体流出，得到改性聚乳酸。
改性聚乳酸的合成反应原理如下：
Figure BDA0003936910750000081
进一步的，所述S4步骤中的后处理具体操作步骤为：反应完成，减压抽滤，滤饼用15-30重量份的甲苯分三次淋洗抽干，滤饼均匀铺放在温度为50-60℃的干燥箱中，干燥4-6h，得到改性玻璃纤维粉末初品。
进一步的，所述S5步骤中的催化剂由月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、油酸亚锡、巯基锡、辛酸铋中一种或多种组成。
进一步的，所述S5步骤后处理具体操作步骤为：三口烧瓶温度升高至85-95℃，真空度为-0.1MPa下减压蒸馏至无液体流出，氮气保护下，三口烧瓶温度降低至室温，得到固体状态的改性玻璃纤维粉末粗品，粉碎，过80目筛网，密封保存，得到改性玻璃纤维粉末成品。
进一步的，所述阻燃剂由聚磷酸铵、磷胺、磷酸三甲苯酯中一种或多种组成，分散剂由三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、焦磷酸钠和三乙基己基磷酸中一组或多种组成，填充剂由陶土、云母粉、滑石粉、硅酸钙中一种或多种组成，粘接剂为硅树脂。
本发明具备下述有益效果：
1、本发明通过废旧玻璃丝进行粉碎、清理，能够对废旧玻璃丝进行破碎，使用氢氧化钠溶液对其进行浸泡，由于玻璃纤维具有优良的耐腐蚀性能，玻璃纤维不会被氢氧化钠溶液腐蚀损坏，玻璃丝上的黏附的其他异物被氢氧化钠腐蚀，经过清水冲洗，能够将黏附在其外部的杂物快速清理掉，再通过高温处理，能够将玻璃丝中的合成树脂等其他成分与玻璃纤维进行分离，对玻璃纤维进行进一步的提纯，提纯后的玻璃纤维经过研磨，将玻璃纤维制成粉末状颗粒，方便对其进行回收再加工。
2、本发明通过活化液对玻璃纤维表面上的反应性硅羟基进行活化，在玻璃纤维的外表面上产生大量的硅羟基，在碱性条件下，环氧氯丙烷与硅羟基反应，从而将环氧氯丙烷接枝在玻璃纤维的外表面，在碱性条件下，环氧氯丙烷开环与改性聚乳酸上的氨基发生反应，使得改性聚乳酸稳定的接枝在玻璃纤维的外部，由于改性聚乳酸具有较长的直链结构，在玻璃纤维的外部形成“触手”，相邻的玻璃纤维之间通过“触手”交联在一起，有效地提高了玻璃纤维之间连接的稳定性能，提高了阻燃型材的弯曲性能，同时由于玻璃纤维本身具有的优良的阻燃性能，从而使得轻质阻燃型材具有良好的阻燃性能。
3、本发明通过在改性玻璃纤维粉末初品与2,5-甲苯二异氰酸酯在催化剂调节下反应，在改性玻璃纤维粉末上接枝异氰酸酯基，异氰酸酯基与水反应，首先生成不稳定的氨基甲酸，然后由氨基甲酸分解成胺和二氧化碳，在熔融状态的混合料中加入水，会激发产生大量的二氧化碳气体，浇注液将二氧化碳包裹在一起，从而在阻燃型材中形成蜂窝状的孔隙，使得阻燃型材的密度减小，并由于阻燃型材中存在的蜂窝状孔隙，降低了声音传导，从而起到良好的降噪性能。异氰酸酯基与水反应，一方面会生成胺和二氧化碳，另一方面若异氰酸酯过量存在，所生成的胺与异氰酸酯继续反应生成取代脲，本发明中的水的摩尔量约为异氰酸酯基摩尔量的一半，在反应过程中，有大量的异氰酸酯基未与水反应，水在高速搅拌状态下滴加到混合料中，使得水能够与混合料均匀分布在一起，水与异氰酸酯基反应产生的二氧化碳能够较为均匀地分布在阻燃型材中，并且产生的氨基能够与异氰酸酯基反应，使得玻璃纤维之间能够形成稳定的化学连接，进一步的保证了玻璃纤维之间连接的稳定性能。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本实施例的一种废旧玻璃丝制备轻质阻燃型材的方法，包括以下操作步骤：
S1、废旧玻璃丝回收制成玻璃纤维粉末，具体步骤为：
将收集的废旧玻璃丝加入到粉碎机中，将废旧玻璃丝粉碎成玻璃断丝，玻璃断丝的长度为50-100mm；
将玻璃断丝加入到烧杯中，向烧杯中加入2mol/L的氢氧化钠水溶液将玻璃断丝完全浸没，超声分散1h，过滤，使用清水将玻璃断丝清洗至中性，然后将玻璃断丝加入到离心机中离心，将水甩干，得到清洗后的玻璃断丝；
清洗后的玻璃断丝加入马弗炉中，设置温度为400℃，干燥30min，然后将其从马弗炉中取出，使用型号为3R2115的雷蒙磨粉机研磨，过100目筛网，得到玻璃纤维粉末；
S2、按重量称取：玻璃纤维粉末50g和活化液100g，加入烧杯中搅拌，其中，活化液由98wt％硫酸与30wt％双氧水按体积比7:3混合制成，烧杯温度升高至90℃，保温1h，反应完成，三口烧瓶温度降低至室温，减压抽滤，使用饮用水对滤饼进行淋洗至中性，然后将滤饼均匀铺放在温度为40℃的干燥箱中干燥10h，得到活化玻璃纤维粉末；
S3、按重量份称取：活化玻璃纤维粉末40g、环氧氯丙烷40g和1.5mol/L的氢氧化钠水溶液80g，加入烧杯中搅拌，温度为25℃保温反应10h，反应完成，减压抽滤，使用40g50vt％的乙醇水溶液分三次对滤饼进行淋洗抽干，将滤饼均匀铺放在温度为40℃的干燥箱中干燥10h，得到接枝有环氧氯丙烷的玻璃纤维粉末；
S4、按重量份称取：改性聚乳酸60g、甲苯80g和三乙胺6g，加入到三口烧瓶中，室温搅拌至改性聚乳酸完全溶解，三口烧瓶温度降低至0℃，称取接枝有环氧氯丙烷的玻璃纤维粉末30g和甲苯40g混合均匀，得到滴加液，滴加液缓慢加入三口烧瓶中，加入完毕，温度为20℃，保温反应2h，反应完成，减压抽滤，滤饼用30g甲苯分三次淋洗抽干，滤饼均匀铺放在温度为50℃的干燥箱中，干燥4h，得到改性玻璃纤维粉末初品；
S5、按重量份称取：改性玻璃纤维粉末初品30g、2,5-甲苯二异氰酸酯20g、月桂酸二丁基锡2g、甲苯60g，加入到三口烧瓶中搅拌，三口烧瓶温度升高至80℃，搅拌2h，反应完成，三口烧瓶温度升高至85℃，真空度为-0.1MPa下减压蒸馏至无液体流出，氮气保护下，三口烧瓶温度降低至室温，得到固体状态的改性玻璃纤维粉末粗品，粉碎，过80目筛网，密封保存，得到改性玻璃纤维粉末成品；
S6、按重量份称取：改性玻璃纤维粉末成品20g、聚磷酸铵6g、三聚磷酸钠0.4g、硅树脂8g，云母粉4g和滑石粉4g，加入到烧杯中搅拌均匀，烧杯温度升高至130℃，快速搅拌状态下向混合料中滴加2g纯化水，搅拌2min，得到浇注料，浇注料浇注到成型模具中成型之后得到轻质阻燃型材。
改性聚乳酸的制备包括以下操作步骤：
按重量份称取：聚乳酸75g和二氯甲烷225g，加入到三口烧瓶中搅拌，三口烧瓶在氮气保护下，向三口烧瓶中加入25g五氯化磷，三口烧瓶温度升高至38℃，体系回流，反应1h，反应完成，体系温度降低至0℃，向三口烧瓶中加入三乙胺2.5g；
按重量份称取：乙二胺溶液7.5g滴加到三口烧瓶中，滴加完毕，保温反应40min后，三口烧瓶温度升高至30℃保温反应4h，反应完成；
三口烧杯保温30℃，真空度为-0.1MPa，减压蒸馏至无液体流出，向三口烧瓶中加入150g乙酸乙酯和150g水，搅拌10min，分液，有机相依次的用饱和碳酸钠水溶液和纯化水洗涤两次，收集有机相，向有机相中加入无水硫酸钠25g干燥2h，过滤，滤液于温度为40℃，真空度为-0.1MPa减压蒸馏至无液体流出，得到改性聚乳酸。
实施例2
本实施例的一种废旧玻璃丝制备轻质阻燃型材的方法，包括以下操作步骤：
S1、废旧玻璃丝回收制成玻璃纤维粉末，具体步骤为：
将收集的废旧玻璃丝加入到粉碎机中，将废旧玻璃丝粉碎成玻璃断丝，玻璃断丝的长度为50-100mm；
将玻璃断丝加入到烧杯中，向烧杯中加入2mol/L的氢氧化钠水溶液将玻璃断丝完全浸没，超声分散1.5h，过滤，使用清水将玻璃断丝清洗至中性，然后将玻璃断丝加入到离心机中离心，将水甩干，得到清洗后的玻璃断丝；
清洗后的玻璃断丝加入马弗炉中，设置温度为425℃，干燥40min，然后将其从马弗炉中取出，使用型号为3R2115的雷蒙磨粉机研磨，过100目筛网，得到玻璃纤维粉末；
S2、按重量称取：玻璃纤维粉末60g和活化液120g，加入烧杯中搅拌，其中，活化液由98wt％硫酸与30wt％双氧水按体积比7:3混合制成，烧杯温度升高至94℃，保温1.5h，反应完成，三口烧瓶温度降低至室温，减压抽滤，使用饮用水对滤饼进行淋洗至中性，然后将滤饼均匀铺放在温度为45℃的干燥箱中干燥11h，得到活化玻璃纤维粉末；
S3、按重量份称取：活化玻璃纤维粉末50g、环氧氯丙烷50g和1.5mol/L的氢氧化钠水溶液100g，加入烧杯中搅拌，温度为28℃，保温反应12h，反应完成，减压抽滤，使用50g50vt％的乙醇水溶液分三次对滤饼进行淋洗抽干，将滤饼均匀铺放在温度为45℃的干燥箱中干燥11h，得到接枝有环氧氯丙烷的玻璃纤维粉末；
S4、按重量份称取：改性聚乳酸80g、甲苯100g和三乙胺8g，加入到三口烧瓶中，室温搅拌至改性聚乳酸完全溶解，三口烧瓶温度降低至4℃，称取接枝有环氧氯丙烷的玻璃纤维粉末35g和甲苯50g混合均匀，得到滴加液，滴加液缓慢加入三口烧瓶中，加入完毕，温度为23℃，保温反应2.5h，反应完成，减压抽滤，滤饼用45g甲苯分三次淋洗抽干，滤饼均匀铺放在温度为55℃的干燥箱中，干燥5h，得到改性玻璃纤维粉末初品；
S5、按重量份称取：改性玻璃纤维粉末初品35g、2,5-甲苯二异氰酸酯24g、月桂酸二丁基锡2g、辛酸亚锡2g、甲苯70g，加入到三口烧瓶中搅拌，三口烧瓶温度升高至85℃，搅拌2.5h，反应完成，三口烧瓶温度升高至90℃，真空度为-0.1MPa下减压蒸馏至无液体流出，氮气保护下，三口烧瓶温度降低至室温，得到固体状态的改性玻璃纤维粉末粗品，粉碎，过80目筛网，密封保存，得到改性玻璃纤维粉末成品；
S6、按重量份称取：改性玻璃纤维粉末成品45g、聚磷酸铵6g、磷酸三甲苯酯6g、焦磷酸钠0.9g、硅树脂10g，滑石粉5g和硅酸钙10g，加入到烧杯中搅拌均匀，烧杯温度升高至140℃，得到熔融状态的混合料，搅拌状态下向混合料中滴加4g纯化水，搅拌2.5min，得到浇注料，浇注料浇注到成型模具中成型之后得到轻质阻燃型材。
改性聚乳酸的制备包括以下操作步骤：
按重量份称取：聚乳酸88g和二氯甲烷273g，加入到三口烧瓶中搅拌，三口烧瓶在氮气保护下，向三口烧瓶中加入37g五氯化磷，三口烧瓶温度升高至40℃，体系回流，反应1.5h，反应完成，体系温度降低至2℃，向三口烧瓶中加入三乙胺5g；
按重量份称取：乙二胺溶液10g滴加到三口烧瓶中，滴加完毕，保温反应50min后，三口烧瓶温度升高至33℃保温反应5h，反应完成；
三口烧杯保温33℃，真空度为-0.1MPa，减压蒸馏至无液体流出，向三口烧瓶中加入175g乙酸乙酯和175g水，搅拌15min，分液，有机相依次的用饱和碳酸钠水溶液和纯化水洗涤两次，收集有机相，向有机相中加入无水硫酸钠35g干燥3h，过滤，滤液于温度为40℃，真空度为-0.1MPa减压蒸馏至无液体流出，得到改性聚乳酸。
实施例3
本实施例的一种废旧玻璃丝制备轻质阻燃型材的方法，包括以下操作步骤：
S1、废旧玻璃丝回收制成玻璃纤维粉末，具体步骤为：
将收集的废旧玻璃丝加入到粉碎机中，将废旧玻璃丝粉碎成玻璃断丝，玻璃断丝的长度为50-100mm；
将玻璃断丝加入到烧杯中，向烧杯中加入2mol/L的氢氧化钠水溶液将玻璃断丝完全浸没，超声分散2h，过滤，使用清水将玻璃断丝清洗至中性，然后将玻璃断丝加入到离心机中离心，将水甩干，得到清洗后的玻璃断丝；
清洗后的玻璃断丝加入马弗炉中，设置温度为450℃，干燥50min，然后将其从马弗炉中取出，使用型号为3R2115的雷蒙磨粉机研磨，过100目筛网，得到玻璃纤维粉末；
S2、按重量称取：玻璃纤维粉末70g和活化液140g，加入烧杯中搅拌，其中，活化液由98wt％硫酸与30wt％双氧水按体积比7:3混合制成，烧杯温度升高至98℃，保温2h，反应完成，三口烧瓶温度降低至室温，减压抽滤，使用饮用水对滤饼进行淋洗至中性，然后将滤饼均匀铺放在温度为50℃的干燥箱中干燥12h，得到活化玻璃纤维粉末；
S3、按重量份称取：活化玻璃纤维粉末60g、环氧氯丙烷60g和1.5mol/L的氢氧化钠水溶液120g，加入烧杯中搅拌，温度为29℃，保温反应14h，反应完成，减压抽滤，使用60g50vt％的乙醇水溶液分三次对滤饼进行淋洗抽干，将滤饼均匀铺放在温度为50℃的干燥箱中干燥12h，得到接枝有环氧氯丙烷的玻璃纤维粉末；
S4、按重量份称取：改性聚乳酸100g、甲苯120g和三乙胺10g，加入到三口烧瓶中，室温搅拌至改性聚乳酸完全溶解，三口烧瓶温度降低至8℃，称取接枝有环氧氯丙烷的玻璃纤维粉末40g和甲苯60g混合均匀，得到滴加液，滴加液缓慢加入三口烧瓶中，加入完毕，温度为25℃，保温反应3h，反应完成，减压抽滤，滤饼用60g甲苯分三次淋洗抽干，滤饼均匀铺放在温度为60℃的干燥箱中，干燥6h，得到改性玻璃纤维粉末初品；
S5、按重量份称取：改性玻璃纤维粉末初品40g、2,5-甲苯二异氰酸酯28g、辛酸铋6g、甲苯80g，加入到三口烧瓶中搅拌，三口烧瓶温度升高至90℃，搅拌3h，反应完成，三口烧瓶温度升高至95℃，真空度为-0.1MPa下减压蒸馏至无液体流出，氮气保护下，三口烧瓶温度降低至室温，得到固体状态的改性玻璃纤维粉末粗品，粉碎，过80目筛网，密封保存，得到改性玻璃纤维粉末成品；
S6、按重量份称取：改性玻璃纤维粉末成品40g、聚磷酸铵10g、三聚磷酸钠0.8g和滑石粉12g、硅树脂12g，加入到烧杯中搅拌均匀，烧杯温度升高至150℃，得到熔融状态的混合料，搅拌状态下向混合料中滴加6g纯化水，搅拌3min，得到浇注料，浇注料浇注到成型模具中成型之后得到轻质阻燃型材。
改性聚乳酸的制备包括以下操作步骤：
按重量份称取：聚乳酸100g和二氯甲烷300g，加入到三口烧瓶中搅拌，三口烧瓶在氮气保护下，向三口烧瓶中加入50g五氯化磷，三口烧瓶温度升高至42℃，体系回流，反应2h，反应完成，体系温度降低至4℃，向三口烧瓶中加入三乙胺7.5g；
按重量份称取：乙二胺溶液12.5g滴加到三口烧瓶中，滴加完毕，保温反应60min后，三口烧瓶温度升高至35℃保温反应6h，反应完成；
三口烧杯保温35℃，真空度为-0.1MPa，减压蒸馏至无液体流出，向三口烧瓶中加入200g乙酸乙酯和200g水，搅拌20min，分液，有机相依次的用饱和碳酸钠水溶液和纯化水洗涤两次，收集有机相，向有机相中加入无水硫酸钠45g干燥4h，过滤，滤液于温度为40℃，真空度为-0.1MPa减压蒸馏至无液体流出，得到改性聚乳酸。
对比例1
本对比例与实施例3的区别在于取消操作步骤S5。
对比例2
本对比例与实施例3的区别在于取消操作S2和S3，玻璃纤维粉末未进行活化与接枝环氧氯丙烷，玻璃纤维直接与改性聚乳酸物理混合得到改性玻璃纤维粉末初品。
对比例3
本对比例与实施例3的区别在于聚乳酸未做改性处理。
性能测试：
对实施例1-3和对比例1-3制备的轻质阻燃型材的密度、抗弯强度、弯折角度、声压隔音值和阻燃等级进行测试，其中，抗弯强度由弯曲强度实验机进行测试；燃烧性能等级参照标准DB44/T 1547-2015《阻燃纤维板燃烧性能技术规范》进行测试，弯折角度，是将水平放置的轻质阻燃型材的一端向下弯曲，在轻质阻燃型材发生断裂时，轻质阻燃型材向下弯曲的一端和另轻质阻燃型材另一端连线与水平面形成的夹角，具体测试结果见下表：
Figure BDA0003936910750000191
结合上表进行分析：
1)结合对比例1与实施例1-3数据进行比较，对比例1所制备出的轻质阻燃型材的各项性能指标较实施例1-3均有待提高，这是因为，对比例1取消了操作步骤S5，改性玻璃纤维粉末初品未能够与2,5-甲苯二异氰酸酯进行反应，在改性玻璃纤维粉末成品上没有接枝上异氰酸酯基，异氰酸酯在水环境下与水发生反应产生大量的CO2并形成氨基，在轻质阻燃型材中形成蜂窝状孔隙，使得实施例1-3制备出的轻质阻燃型材具有较小的密度，较高的声压隔音值；由于水的当量较少，在改性玻璃纤维粉末成品中有过量的异氰酸酯基存在，所生成的胺基与异氰酸酯基继续反应生成取代脲，致使改性玻璃纤维粉末交联在一起，进而使得轻质阻燃型材形成一个有机的整体，使得对比例1所制备的轻质阻燃型材的抗弯强度与弯折角度低于实施例1-3所制备的轻质阻燃型材的抗弯强度与弯折角度；
2)结合对比例2、对比例3与实施例1-3的数据进行分析，由于对比例2取消了步骤S2与S3，在玻璃纤维上缺少与改性聚乳酸连接的环氧基，对玻璃3为对聚乳酸进行改性，聚乳酸上缺少与玻璃纤维上接枝的氨基，改性聚乳酸无法与玻璃纤维接枝在一起，改性聚乳酸只是简单的将玻璃纤维进行包裹，这种连接强度远低于化学键合的强度，在受到外界作用在其上的力时，玻璃纤维与改性聚乳酸发生分离，导致对比例2与对比例3的抗弯强度与弯折角度均低于实施例1-3的测定值，对比例2与对比例3均经过步骤S5处理过，在其上均含有异氰酸酯基，在加入纯水之后，仍然会有气泡产生，这也就解释了对比例2与对比例3的密度低于对比例1的密封，对比例2与对比例3也具有良好的隔音效果，对比例1-3与实施例1-3的区别主要在改性聚乳酸与改性玻璃纤维的连接上，虽然在对比例1-3中无法形成稳定的连接，但结合玻璃纤维本身的阻燃性能致使其阻燃等级相差不大。
以上内容仅仅是对本发明结构所做的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可做很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (8)

1.一种废旧玻璃丝制备轻质阻燃型材的方法，其特征在于，包括以下操作步骤：
S1、废旧玻璃丝回收制成玻璃纤维粉末；
S2、按重量称取：玻璃纤维粉末25-35份和活化液50-70份，加入烧杯中搅拌，烧杯温度升高至90-98℃，保温1-2h，后处理得到活化玻璃纤维粉末，所述活化液由98wt%硫酸与30wt%双氧水按体积比7:3混合制成；
S3、按重量份称取：活化玻璃纤维粉末20-30份、环氧氯丙烷20-30份和1.5mol/L的氢氧化钠水溶液40-60份，加入烧杯中搅拌，室温反应10-14h，后处理得到接枝有环氧氯丙烷的玻璃纤维粉末；
S4、按重量份称取：改性聚乳酸30-50份、甲苯40-60份和三乙胺3-5份，加入到三口烧瓶中，室温搅拌至改性聚乳酸完全溶解，三口烧瓶温度降低至0-8℃，称取接枝有环氧氯丙烷的玻璃纤维粉末15-20份和甲苯20-30份混合均匀，得到滴加液，滴加液缓慢加入三口烧瓶中，加入完毕，室温反应2-3h，后处理得到改性玻璃纤维粉末初品；
S5、按重量份称取：改性玻璃纤维粉末初品15-20份、2,5-甲苯二异氰酸酯10-14份、催化剂1-3份、甲苯30-40份，加入到三口烧瓶中搅拌，三口烧瓶温度升高至80-90℃，搅拌2-3h，反应完成，后处理得到改性玻璃纤维粉末成品；
S6、按重量份称取：改性玻璃纤维粉末成品10-20份、阻燃剂3-5份、分散剂0.2-0.4份、粘结剂4-6份和填充剂4-6份，加入到烧杯中搅拌均匀，烧杯温度升高至130-150℃，搅拌状态下向混合料中滴加1-3份纯化水，搅拌2-3min，得到浇注料，浇注料浇注到成型模具中成型之后得到轻质阻燃型材；
所述改性聚乳酸的制备包括以下操作步骤：
B1、按重量份称取：聚乳酸15-20份和二氯甲烷45-60份，加入到三口烧瓶中搅拌，三口烧瓶在氮气保护下，向三口烧瓶中加入5-10份五氯化磷，三口烧瓶温度升高至38-42℃，体系回流，反应1-2h，反应完成，体系温度降低至0-4℃，向三口烧瓶中加入三乙胺0.5-1.5份；
B2、按重量份称取：乙二胺溶液1.5-2.5份滴加到三口烧瓶中，滴加完毕，保温反应40-60min后，三口烧瓶温度升高至30-35℃保温反应4-6h，反应完成；
B3、三口烧杯保温30-35℃，真空度为-0.1MPa，减压蒸馏至无液体流出，向三口烧瓶中加入30-40重量份的乙酸乙酯和30-40重量份的水，搅拌10-20min，分液，有机相依次的用饱和碳酸钠水溶液和纯化水洗涤两次，收集有机相，向有机相中加入无水硫酸钠5-9份干燥2-4h，过滤，滤液于温度为40℃、真空度为-0.1MPa减压蒸馏至无液体流出，得到改性聚乳酸。
2.根据权利要求1所述的一种废旧玻璃丝制备轻质阻燃型材的方法，其特征在于，S1步骤中废旧玻璃丝回收制成玻璃纤维粉末的具体步骤为：
A1、将收集的废旧玻璃丝加入到粉碎机中，将废旧玻璃丝粉碎成玻璃断丝，玻璃断丝的长度为50-100mm；
A2、将玻璃断丝加入到烧杯中，向烧杯中加入2mol/L的氢氧化钠水溶液将玻璃断丝完全浸没，超声分散1-2h，过滤，使用清水将玻璃断丝清洗至中性，然后将玻璃断丝加入到离心机中离心，将水甩干，得到清洗后的玻璃断丝；
A3、清洗后的玻璃断丝加入马弗炉中，设置温度为400-450℃，干燥30-50min，然后将其从马弗炉中取出，使用磨粉机研磨，过100目筛网，得到玻璃纤维粉末。
3.根据权利要求1所述的一种废旧玻璃丝制备轻质阻燃型材的方法，其特征在于，S2步骤中后处理的具体操作步骤为：反应完成，三口烧瓶温度降低至室温，减压抽滤，使用饮用水对滤饼进行淋洗至中性，然后将滤饼均匀铺放在温度为40-50℃的干燥箱中干燥10-12h，得到活化玻璃纤维粉末。
4.根据权利要求1所述的一种废旧玻璃丝制备轻质阻燃型材的方法，其特征在于，S3步骤中后处理的具体操作步骤为：反应完成，减压抽滤，使用乙醇水溶液对滤饼进行淋洗抽干，将滤饼均匀铺放在温度为40-50℃的干燥箱中干燥10-12h，得到接枝有环氧氯丙烷的玻璃纤维粉末，其中，乙醇水溶液由乙醇与去离子水按照体积比1：1混合制成。
5.根据权利要求1所述的一种废旧玻璃丝制备轻质阻燃型材的方法，其特征在于，S4步骤中的后处理具体操作步骤为：反应完成，减压抽滤，滤饼用15-30重量份的甲苯分三次淋洗抽干，滤饼均匀铺放在温度为50-60℃的干燥箱中，干燥4-6h，得到改性玻璃纤维粉末初品。
6.根据权利要求1所述的一种废旧玻璃丝制备轻质阻燃型材的方法，其特征在于，S5步骤中的催化剂由月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、油酸亚锡、巯基锡、辛酸铋中一种或多种组成。
7.根据权利要求1所述的一种废旧玻璃丝制备轻质阻燃型材的方法，其特征在于，S5步骤后处理具体操作步骤为：三口烧瓶温度升高至85-95℃，真空度为-0.1MPa下减压蒸馏至无液体流出，氮气保护下，三口烧瓶温度降低至室温，得到固体状态的改性玻璃纤维粉末粗品，粉碎，过80目筛网，密封保存，得到改性玻璃纤维粉末成品。
8.根据权利要求1所述的一种废旧玻璃丝制备轻质阻燃型材的方法，其特征在于，所述阻燃剂由聚磷酸铵、磷胺、磷酸三甲苯酯中一种或多种组成，分散剂由三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、焦磷酸钠和三乙基己基磷酸中一组或多种组成，填充剂由陶土、云母粉、滑石粉、硅酸钙中一种或多种组成，粘结剂为硅树脂。
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