TWI784576B - 回收矽泥發泡組成物、回收矽泥發泡材及複合材料成型品 - Google Patents

回收矽泥發泡組成物、回收矽泥發泡材及複合材料成型品 Download PDF

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Abstract

一種回收矽泥發泡組成物，包含聚合物組分、發泡劑、架橋劑、填充劑及廢棄切削矽晶泥。該廢棄切削矽晶泥包括碳化矽及矽。以該回收矽泥發泡組成物的總量為100 wt%計，該聚合物組分的總含量範圍為15 wt%以上。本發明還提供一種由該回收矽泥發泡組成物經發泡處理所製得的回收矽泥發泡材。透過將該廢棄切削矽晶泥應用於發泡領域中，不僅能夠提升該廢棄切削矽晶泥的循環再利用的價值外，還能夠提升由該廢棄切削矽晶泥組成物所形成的回收矽泥發泡材的機械特性。

Description

回收矽泥發泡組成物、回收矽泥發泡材及複合材料成型品
本發明是有關於一種組成物及其成型品，特別是指一種回收矽泥發泡組成物、回收矽泥發泡材及複合材料成型品。
現有半導體製程中使用的矽晶圓是透過切割程序將矽晶棒進行切割所製得，且在進行切割程序的過程中會產生大量的廢棄切削矽泥。由於矽晶圓的應用廣泛，使得廢棄切削矽泥也與日俱增，對環境造成了無法忽視的負面影響。該廢棄切削矽泥的處理大多以掩埋或焚燒的方式來處理。然而，該焚燒方式會造成空氣污染，而該掩埋方式存在有高掩埋土地成本、掩埋土地難尋，及環境污染等問題。因此，如何讓廢棄切削矽泥有效地再被利用以提高其經濟價值是亟待需要解決的問題。
基於上述，本發明的第一目的，在於提供一種回收矽泥發泡組成物。
於是，本發明回收矽泥發泡組成物，包含聚合物組分、發泡劑、架橋劑、填充劑及廢棄切削矽晶泥。以該回收矽泥發泡組成物的總量為100 wt%計，該聚合物組分的總含量範圍為15 wt%以上。
本發明的第二目的，即在提供一種回收矽泥發泡材。
於是，本發明回收矽泥發泡材，是由上述的回收矽泥發泡組成物經一包括模壓發泡處理的方法所製得。
本發明的第三目的，即在提供一種複合材料成型品。
於是，本發明複合材料成型品，包含如上所述的回收矽泥發泡材，及一疊置地貼合於該回收矽泥發泡材的第一功能層，且該第一功能層為布層或塗料層。
本發明的功效在於：透過將該廢棄切削矽晶泥應用於發泡領域中，不僅能夠提升該廢棄切削矽晶泥的循環再利用的價值外，還能夠提升由該廢棄切削矽晶泥組成物所形成的回收矽泥發泡材的機械特性。
以下詳細說明本發明回收矽泥發泡組成物、回收矽泥發泡材及複合材料成型品。
[回收矽泥發泡組成物]
本發明回收矽泥發泡組成物，包含聚合物組分、發泡劑、架橋劑、填充劑及廢棄切削矽晶泥。以該回收矽泥發泡組成物的總量為100 wt%計，該聚合物組分的總含量範圍為15 wt%以上。該廢棄切削矽晶泥包括碳化矽及矽。
＜聚合物組分＞
該聚合物組分包括至少一種聚合物。該聚合物例如但不限於橡膠、塑膠、熱固性彈性體或熱塑性彈性體。該橡膠例如天然橡膠或去蛋白天然橡膠等。該塑膠例如聚乙烯。該熱固性彈性體例如氯丁二烯橡膠、苯乙烯丁二烯橡膠、三元乙丙橡膠、聚丁二烯橡膠，或丁腈橡膠等。該熱塑性彈性體例如乙烯乙酸乙烯酯共聚物等。
在本發明的一些實施態樣中，以該回收矽泥發泡組成物的總量為100 wt%計，該聚合物組分的總含量範圍為15 wt%至60 wt%。在本發明的一些實施態樣中，以該回收矽泥發泡組成物的總量為100 wt%計，該聚合物組分的總含量範圍為25 wt%至60 wt%。
＜發泡劑＞
該發泡劑可單獨一種使用或混合多種使用。該發泡劑例如但不限於有機發泡劑或無機發泡劑。該有機發泡劑例如但不限於能夠產生氮氣的有機發泡劑。該能夠產生氮氣的有機發泡劑例如偶氮二甲醯胺。該無機發泡劑例如能夠產生二氧化碳氣體的無機發泡劑。該能夠產生二氧化碳氣體的無機發泡劑例如碳酸氫鈉。為使由該回收矽泥發泡組成物所形成的回收矽泥發泡材具有較佳的發泡密度，較佳地，以該回收矽泥發泡組成物的總量為100 wt%計，該發泡劑的總含量範圍為1 wt%至10 wt%。在本發明的一些實施態樣中，以該回收矽泥發泡組成物的總量為100 wt%計，該發泡劑的總含量範圍為1 wt%至4 wt%。
＜架橋劑＞
該架橋劑可單獨一種使用或混合多種使用。該架橋劑例如但不限於硫、過氧化物或金屬氧化物等。該過氧化物例如但不限於雙(第三丁基過氧異丙基)苯[bis(tert-butylperoxy-isopropyl)benzene，簡稱BIBP]等。該金屬氧化物例如但不限於氧化鋅(ZnO)或氧化鎂(MgO)等。在本發明的一些實施態樣中，以該回收矽泥發泡組成物的總量為100 wt%計，該架橋劑的總含量範圍為0.1 wt%至5 wt%。
＜填充劑＞
該填充劑可單獨一種或混合多種使用。該填充劑例如但不限於碳酸鈣、黏土、白土或海洋生物殼粉等。該碳酸鈣例如來自海洋生物殼粉或取自於天然礦物(例如白堊岩)。該黏土例如取自於天然礦物(例如高嶺石或蒙脫石)。該白土例如由黏土經加工所形成白土[例如活性白土(active clay)]。該海洋生物殼粉例如牡蠣殼粉、貽貝殼粉、文蛤殼粉或其他可食用的螺類的殼粉等。該填充劑包括能通過網目(mesh)為250的篩網的填充粒子，且以該填充劑的總量為100wt%計，該能通過網目為250的篩網的填充粒子的總量範圍為50wt%以上。在本發明的一些實施態樣中，以該回收矽泥發泡組成物的總量為100 wt%計，該填充劑的總含量範圍為5 wt%至60 wt%。在本發明的一些實施態樣中，以該回收矽泥發泡組成物的總量為100 wt%計，該填充劑的總含量範圍為10 wt%至50 wt%。
＜廢棄切削矽晶泥＞
在本發明的一些實施態樣中，以該回收矽泥發泡組成物的總量為100 wt%計，該廢棄切削矽晶泥的總含量範圍為0.5 wt%至50 wt%。在本發明的一些實施態樣中，以該回收矽泥發泡組成物的總量為100 wt%計，該廢棄切削矽晶泥的總含量範圍為0.5 wt%至25 wt%。在本發明的一些實施態樣中，以該廢棄切削矽晶泥的總量為100 wt%計，該碳化矽的總含量範圍為50 wt%至98 wt%。該廢棄切削矽晶泥的平均粒徑範圍不大於250網目(mesh)。 該廢棄切削矽晶泥例如來自半導體製程或太陽能製程中於矽晶圓的切割程序所產生的廢棄切削矽泥經去除切削油後的矽泥。值得說明的是，當該填充劑或本文後續所述的補強劑是源自於天然資源(例如天然礦物)時，由於該廢棄切削矽晶泥具有填充劑或補強劑的功能及特性，因此，該廢棄切削矽晶泥可作為調節該填充劑或該補強劑的使用量的替代物，繼而減少天然資源的開採，以避免因開採對環境產生破壞的問題產生。
＜軟化劑＞
為提升該回收矽泥發泡組成物的加工性能(例如流動性)，在本發明的一些實施態樣中，該回收矽泥發泡組成物還包含軟化劑。該軟化劑可單獨一種或混合多種使用。該軟化劑例如但不限於植物油系軟化劑或石油系軟化劑。該石油系軟化劑例如石蠟基油、芳香基油或環烷基油等。為使該回收矽泥發泡組成物具有適當的黏度，較佳地，以該回收矽泥發泡組成物的總量為100 wt%計，該軟化劑的總含量範圍為5 wt%至20 wt%。
＜補強劑＞
為使由本發明回收矽泥發泡組成物所形成的回收矽泥發泡材具有適當的機械強度(例如拉力強度或撕裂強度)，在本發明的一些實施態樣中，該回收矽泥發泡組成物還包含補強劑。該補強劑可單獨一種使用或混合多種使用。該補強劑例如但不限於有機補強劑或無機補強劑。該有機補強劑例如但不限於具有高含量苯乙烯的苯乙烯丁二烯橡膠等。該無機補強劑例如但不限於碳黑等。該碳黑例如但不限於熱裂解碳黑、乙炔黑或爐黑等。在本發明的一些實施態樣中，以該回收矽泥發泡組成物的總量為100 wt%計，該補強劑的總含量範圍為2 wt%至30 wt%。在本發明的一些實施態樣中，以該回收矽泥發泡組成物的總量為100 wt%計，該補強劑的總含量範圍為2 wt%至10 wt%。
＜功能添加劑＞
依據該回收矽泥發泡組成物所需的特性(例如分散性或反應性等)及由該回收矽泥發泡組成物所形成的回收矽泥發泡材的應用所需的特性，該回收矽泥發泡組成物還包含有別於上述成分的功能添加劑。該功能添加劑可單獨一種使用或混合多種使用。該功能添加劑例如但不限於架橋輔助劑、發泡輔助劑、硫化促進劑、老化防止劑、防火劑、抗氧化劑、分散輔助劑，或分散劑等。在本發明的一些實施態樣中，該發泡輔助劑例如但不限於聚乙二醇(簡稱PEG)或二乙二醇(簡稱DEG)等。該硫化促進劑例如但不限於N,N'-二乙硫脲(N,N'-diethylthiourea，簡稱DETU)、2-氫硫苯并噻唑(2-mercaptobenzothiazole，簡稱MBT)、二硫化二苯并噻唑(dibenzothiazyl disulfide，簡稱MBTS)或氧化鋅(ZnO)等。該老化防止劑例如但不限於蠟等。該分散輔助劑例如但不限於硬脂酸等。該蠟例如白蠟或微晶蠟等。在本發明的一些實施態樣中，以該回收矽泥發泡組成物的總量為100 wt%計，該功能添加劑的總含量範圍為1.5 wt%至20 wt%。在本發明的一些實施態樣中，以該回收矽泥發泡組成物的總量為100 wt%計，該功能添加劑的總含量範圍為1.5 wt%至6 wt%。
在本發明的一些實施態樣中，是利用一混合設備，將該聚合物組分、該發泡劑、該架橋劑、該填充劑，及該廢棄切削矽晶泥進行混合，製得該回收矽泥發泡組成物。該混合設備例如利拿機或雙滾輪機等。進一步地，依據該回收矽泥發泡組成物所需性能，加入該軟化劑、該補強劑及該功能添加劑中至少一者。
[回收矽泥發泡材]
該回收矽泥發泡材是由該回收矽泥發泡組成物經一包括模壓發泡處理的方法所製得。在本發明的一些實施態樣中，將該回收矽泥發泡組成物進行成型處理，形成片狀物，然後，使該片狀物進行模壓發泡處理，形成該回收矽泥發泡材。在本發明的一些實施態樣中，該成型處理是利用一押出機來進行。在本發明的一些實施態樣中，該模壓發泡處理是在一加熱成型設備中進行。該加熱成型設備例如模壓加熱硫化機或模壓發泡成型機等。在本發明的一些實施態樣中，該回收矽泥發泡材的密度範圍為0.01 g/cm 3至0.70 g/cm 3。該回收矽泥發泡材的結構型態例如平板狀等。
該回收矽泥發泡材能夠應用於潛水衣、衝浪衣、釣魚褲、護膝、護腕、袋材、襯墊、輸送帶，或各式工業墊片等。
[複合材料成型品]
該複合材料成型品包含如上所述的回收矽泥發泡材，及一疊置地貼合於該回收矽泥發泡材的第一功能層。該第一功能層為布層或塗料層。當該第一功能層為布層時，該布層能夠用來賦予該複合材料成型品具有拉力強度及撕裂強度的功能，以及能夠改變該複合材料成型品的外觀。該布層例如但不限於紡織布或合成皮等。該紡織布例如尼龍布、聚酯布、棉布或麻布等。該合成皮例如聚氨酯合成皮。當該第一功能層為塗料層時，該塗料層能夠用來賦予該複合材料成型品具有拉力強度、耐磨或表面光滑的功能，以及能夠改變該複合材料成型品的外觀。該塗料層例如但不限於聚氨酯層。
在本發明的一些實施態樣中，該複合材料成型品還包含一第二功能層，貼合於該回收矽泥發泡材並與該第一功能層夾置該回收矽泥發泡材。該第二功能層為布層或塗料層。當該第二功能層為布層時，該布層能夠用來賦予該複合材料成型品具有拉力強度及撕裂強度的功能，以及能夠改變該複合材料成型品的外觀。該布層例如但不限於紡織布或合成皮等。該紡織布例如尼龍布、聚酯布、棉布或麻布等。該合成皮例如聚氨酯合成皮。當該第二功能層為塗料層時，該塗料層能夠用來賦予該複合材料成型品具有拉力強度、耐磨或表面光滑的功能，以及能夠改變該複合材料成型品的外觀。該塗料層例如但不限於聚氨酯層。
本發明將就以下實施例來作進一步說明，但應瞭解的是，所述實施例僅為例示說明之用，而不應被解釋為本發明實施之限制。
實施例1
將30 wt%的氯丁二烯橡膠置於一雙滾輪機(廠商：益宗精機股份有限公司；型號：ML1-2-1)中進行第一混煉處理，接著，導入一利拿機(廠商：利拿機械工業股份有限公司；型號：KD-3-7.5)中，並加入3 wt%的偶氮二甲醯胺(作為發泡劑)、4 wt%的ZnO(作為架橋劑)、20 wt%的環烷基油(作為軟化劑；廠牌：SUNOCO：型號：N-15)、5 wt%的碳黑(作為下表1所述的機械性質的補強劑)、10 wt%的碳酸鈣(作為填充劑)、24 wt%的白土(作為填充劑；廠牌：Champion：型號：Champion Clay)、0.5 wt%的N,N'-二乙硫脲(作為硫化促進劑)、1.5 wt%的聚乙二醇(作為發泡輔助劑)、1.0 wt%的精煉複合微晶蠟(作為老化防止劑；廠牌：SER；型號：CERA SER AO54)，及總含量為1 wt%的廢棄切削矽晶泥(包括83 wt%的碳化矽、10 wt%的矽及7 wt%的其它成分)進行第二混煉處理，得到回收矽泥發泡組成物。然後，將該回收矽泥發泡組成物經由一押出機進行押出成型處理，形成一長為10 cm、寬為10 cm且厚度為1 cm的片狀物。最後，將該片狀物置於一硫化機(購自漢昌機械工業股份有限公司；型號：HC-G70)中進行硫化發泡，得到一回收矽泥發泡材。
實施例2至4及比較例1
實施例2至4及比較例1是以與實施例1類似的方法得到回收矽泥發泡材，差別在於如下表1所示，改變實施例2至4及比較例1的發泡組成物中各組分的用量比例。
實施例5及比較例2
實施例5及比較例2是以與實施例1類似的方法得到發泡組成物及回收矽泥發泡材，差別在於如下表2所示，實施例5及比較例2是使用氯丁二烯橡膠及苯乙烯丁二烯橡膠作為聚合物組分，並改變該等發泡組成物中其餘組分的種類及用量比例。在該實施例5及比較例2中，軟化劑為烷基加工油(廠牌：SUNOCO：型號：N-15)，且使用二乙二醇(作為發泡輔助劑)、2-氫硫苯并噻唑(作為硫化促進劑)、 二硫化二苯并噻唑(作為硫化促進劑)及精煉複合微晶蠟(作為老化防止劑；廠牌：SER；型號：CERA SER AO54)作為功能添加劑。
實施例6及比較例3
實施例6及比較例3是以與實施例1類似的方法得到發泡組成物及回收矽泥發泡材，差別在於如下表3所示，實施例6及比較例3是使用乙烯/乙酸乙烯酯共聚物及聚乙烯作為聚合物組分，並改變該等發泡組成物中其餘組分的種類及用量比例。在該實施例6及比較例3中，使用牡蠣殼粉(作為填充劑)、氧化鋅(作為硫化促進劑)及硬脂酸(作為分散輔助劑)作為功能添加劑。
[評價項目]
木尼黏度：以ASTM D1646(2019年版)橡膠的黏度和硫化特性測試方法，並利用木尼黏度計對實施例1至5及比較例1至2的發泡組成物進行量測，其中，預熱時間為1分鐘、轉動時間為4分鐘，且溫度為100℃。
撕裂強度：以ASTM D624(2000年版)常規硫化橡膠和熱塑橡膠撕裂強度測試方法，並利用拉力試驗機對實施例1至6及比較例1至3的回收矽泥發泡材進行量測。
斷裂伸長率及拉力強度：將實施例1至6及比較例1至3的回收矽泥發泡材製成啞鈴型試片，並以ASTM D412(2016年版)硫化橡膠和熱塑性彈性體拉伸測試方法，且利用拉力試驗機設備對該等啞鈴型試片進行量測，其中，移動速度為500±50 mm/min。
熱收縮率： 以JIS K6767(1999年版)發泡橡塑材料聚乙烯的測試方法，並利用熱風循環烘箱對實施例1至6及比較例1至3的回收矽泥發泡材進行加熱，且量測加熱前與加熱後的尺寸，並計算出收縮率，其中，溫度為70±2℃且時間為22小時。
硬度：以JIS S6050(2002年版)的測試方法，並利用橡膠硬度計(型號：ASKER TYPE C)對實施例1至6及比較例1至3的回收矽泥發泡材進行量測。
密度：以ASTM D1817(2005年版)橡膠化學製品的測試方法，並利用比重天平設備對實施例1至6及比較例1至3的回收矽泥發泡材進行量測。
壓縮變形率：以ASTM D395(2016年版)橡膠壓縮永久變形特性的測試方法，並利用橡膠壓縮變形器對實施例1至6及比較例1至3的回收矽泥發泡材進行壓縮，且量測壓縮前與壓縮後的尺寸，並計算出壓縮變形率，其中，壓縮率為50%、溫度為25℃，且時間為22小時。
表1
單位(wt %) 實施例 比較例
1 2 3 4 1
聚合物組分 氯丁二烯橡膠 30 30 30 30 30
發泡劑 偶氮二甲醯胺 3 3 3 3 3
架橋劑 ZnO 4 4 4 4 4
軟化劑 環烷基油 20 20 20 20 20
補強劑 碳黑 5 5 5 5 5
填充劑 碳酸鈣 10 10 10 10 10
白土 24 20 15 0 25
功能添加劑 N,N'-二乙硫脲 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
聚乙二醇 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5
精煉複合微晶蠟 1 1 1 1 1
廢棄切削矽晶泥 1 5 10 25 0
評價項目 木尼黏度 ML(1+4)100℃ 12.43 14.18 15.2 15.54 12.28
拉力強度(kg/cm 2) 5.2 5.3 6.1 6.4 4.8
撕裂強度(kg/cm) 1.7 2.2 2.3 2.4 1.6
斷裂伸長率(%) 445 468 487 490 430
熱收縮率(%) 3.1 2.8 2.7 2.4 3.5
硬度(SHORE 000±0.5) 56.5 58.5 60.5 62.5 55.5
密度(g/cm 3) 0.163 0.168 0.172 0.182 0.162
壓縮變形率(%) 18.8 17.5 12.4 11.4 20.1
參閱表1的實驗數據可知，在相同填充劑的用量下，相較於比較例1，在實施例1至4中，利用廢棄切削矽晶泥能夠替代部份的白土，以減少源自於天然資源的填充劑的使用量，再者，相較於未使用廢棄切削矽晶泥的發泡組成物所形成的回收矽泥發泡材，由本發明回收矽泥發泡組成物所形成的回收矽泥發泡材具有高拉力強度、高撕裂強度、高斷裂伸長率、低熱收縮率及低壓縮變形率，此表示廢棄切削矽晶泥確實能夠賦予回收矽泥發泡材具有優異的機械強度特性。由上述可知，在發泡領域中，該廢棄切削矽晶泥的循環再利用的價值確實得以被提升。
表2
單位(wt %) 實施例5 比較例2
聚合物組分 氯丁二烯橡膠 5 5
苯乙烯丁二烯橡膠 20 20
發泡劑 偶氮二甲醯胺 4 4
架橋劑 硫 0.5 0.5
軟化劑 烷基加工油 6 6
補強劑 碳黑 4 4
填充劑 碳酸鈣 50 55
功能添加劑 二乙二醇 2.7 2.7
2-氫硫苯并噻唑 0.5 0.5
二硫化二苯并噻唑 0.8 0.8
精煉複合微晶蠟 1.5 1.5
廢棄切削矽晶泥 5 0
評價項目 木尼黏度 ML(1+4)100℃ 21.0 19.9
拉力強度(kg/cm 2) 5.9 5.2
撕裂強度(kg/cm) 1.5 1.1
斷裂伸長率(%) 242 239
熱收縮率(%) 3.4 3.8
硬度(SHORE 000±0.5) 7.5 5.5
密度(g/cm 3) 0.244 0.212
壓縮變形率(%) 19.2 21.8
參閱表2的實驗數據可知，在相同填充劑的用量下，相較於比較例2，在實施例5中，利用廢棄切削矽晶泥能夠替代部份的碳酸鈣，以減少源自於天然資源的填充劑的使用量，再者，相較於未使用廢棄切削矽晶泥的發泡組成物所形成的回收矽泥發泡材，由本發明回收矽泥發泡組成物所形成的回收矽泥發泡材具有高拉力強度、高撕裂強度、高斷裂伸長率、低熱收縮率及低壓縮變形率，此表示廢棄切削矽晶泥確實能夠賦予回收矽泥發泡材具有優異的機械強度特性。由上述可知，在發泡領域中，該廢棄切削矽晶泥的循環再利用的價值確實得以被提升。
表3
單位(wt %) 實施例6 比較例3
聚合物組分 乙烯/乙酸乙烯酯共聚物 34 34
聚乙烯 22 22
發泡劑 偶氮二甲醯胺 2.7 2.7
架橋劑 雙(第三丁基過氧異丙基)苯 0.3 0.3
填充劑 碳酸鈣 17 22
牡蠣殼粉 17.5 17.5
功能添加劑 ZnO 1 1
硬脂酸 0.5 0.5
廢棄切削矽晶泥 5 0
評價項目 拉力強度(kg/cm 2) 14.9 10.5
撕裂強度(kg/cm) 5.2 3.6
斷裂伸長率(%) 183 171
熱收縮率(%) 2.04 2.20
硬度(SHORE 000±0.5) 37.5 34.5
密度(g/cm 3) 0.143 0.120
壓縮變形率(%) 38.5 44.5
參閱表3的實驗數據可知，在相同填充劑的用量下，相較於比較例3，在實施例6中，利用廢棄切削矽晶泥能夠替代部份的碳酸鈣，以減少源自於天然資源的填充劑的使用量，再者，相較於未使用廢棄切削矽晶泥的發泡組成物所形成的回收矽泥發泡材，由本發明回收矽泥發泡組成物所形成的回收矽泥發泡材具有高拉力強度、高撕裂強度、高斷裂伸長率、低熱收縮率及低壓縮變形率，此表示廢棄切削矽晶泥確實能夠賦予回收矽泥發泡材具有優異的機械強度特性。由上述可知，在發泡領域中，該廢棄切削矽晶泥的循環再利用的價值確實得以被提升。
綜上所述，透過將該廢棄切削矽晶泥應用於發泡領域中，不僅能夠提升該廢棄切削矽晶泥的循環再利用的價值外，還能夠賦予由該廢棄切削矽晶泥組成物所形成的回收矽泥發泡材具有優異的機械特性，故確實能達成本發明的目的。
惟以上所述者，僅為本發明的實施例而已，當不能以此限定本發明實施的範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作的簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋的範圍內。
無。

Claims (12)

  1. 一種回收矽泥發泡組成物，包含：聚合物組分；發泡劑；架橋劑；填充劑；及廢棄切削矽晶泥，包括碳化矽及矽；其中，以該回收矽泥發泡組成物的總量為100wt%計，該聚合物組分的總含量範圍為15wt%至60wt%。
  2. 如請求項1所述的回收矽泥發泡組成物，其中，以該回收矽泥發泡組成物的總量為100wt%計，該廢棄切削矽晶泥的總含量範圍為0.5wt%至50wt%。
  3. 如請求項1所述的回收矽泥發泡組成物，其中，以該回收矽泥發泡組成物的總量為100wt%計，該發泡劑的總含量範圍為1wt%至10wt%。
  4. 如請求項1所述的回收矽泥發泡組成物，其中，以該回收矽泥發泡組成物的總量為100wt%計，該架橋劑的總含量範圍為0.1wt%至5wt%。
  5. 如請求項1所述的回收矽泥發泡組成物，還包含軟化劑，且以該回收矽泥發泡組成物的總量為100wt%計，該軟化劑的總含量範圍為5wt%至20wt%。
  6. 如請求項1所述的回收矽泥發泡組成物，還包含補強劑，且以該回收矽泥發泡組成物的總量為100wt%計，該補強劑的總含量範圍為2wt%至30wt%。
  7. 如請求項1所述的回收矽泥發泡組成物，其中，以該回收矽泥發泡組成物的總量為100wt%計，該填充劑的總含量範圍為5wt%至60wt%。
  8. 如請求項1所述的回收矽泥發泡組成物，還包含功能添加劑，且以該回收矽泥發泡組成物的總量為100wt%計，該功能添加劑的總含量範圍為1.5wt%至20wt%。
  9. 一種回收矽泥發泡材，是由請求項1至8中任一項所述的回收矽泥發泡組成物經一包括模壓發泡處理的方法所製得。
  10. 如請求項9所述的回收矽泥發泡材，其中，該回收矽泥發泡材為平板狀。
  11. 一種複合材料成型品，包含如請求項9至10中任一項所述的回收矽泥發泡材，及一疊置地貼合於該回收矽泥發泡材的第一功能層，且該第一功能層為布層或塗料層。
  12. 如請求項11所述的複合材料成型品，還包含一與該第一功能層夾置該回收矽泥發泡材的第二功能層，且該第二功能層為布層或塗料層。
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Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105859212A (zh) * 2016-03-29 2016-08-17 江西赛维Ldk光伏硅科技有限公司 一种多晶硅废渣的资源化利用方法及保温材料

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