一种玻璃纤维基材复合材料及其制备方法
阅读说明：本技术 一种玻璃纤维基材复合材料及其制备方法 (Glass fiber substrate composite material and preparation method thereof ) 是由 缪士明 于 2021-04-30 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种玻璃纤维基材复合材料,所述玻璃纤维基材按照质量份计由以下组分组成：废玻璃纤维100-200份；增容剂20-40份；抗氧剂5-10份；沥滤液30-50份；通过将玻璃纤维复合材料废弃物经过再次加工处理,并将其中含有的玻璃纤维过滤出来,对玻璃纤维加以循环使用,不但解决了环境和水污染的问题,而且还能避免产生大量的垃圾,减少垃圾产量,符合国家所提倡的环保要求,促进节能减排,实现了环境效益和经济效益的统一,使废弃物成为资源化利用材料和绿色材料。(The invention relates to a glass fiber substrate composite material, which comprises the following components in parts by mass: 100 portions and 200 portions of waste glass fiber; 20-40 parts of a compatibilizer; 5-10 parts of an antioxidant; 30-50 parts of leaching solution; the glass fiber composite material waste is processed again, the glass fiber contained in the waste is filtered out, and the glass fiber is recycled, so that the problems of environmental pollution and water pollution are solved, a large amount of garbage can be avoided, the garbage yield is reduced, the environment-friendly requirement advocated by the nation is met, the energy conservation and emission reduction are promoted, the unification of environmental benefit and economic benefit is realized, and the waste becomes a resource utilization material and a green material.)
技术领域
本发明涉及玻璃纤维复合材料
技术领域
，具体涉及一种玻璃纤维基材复合材料及其制备方法。背景技术
玻璃纤维增强复合材料即玻璃纤维增强塑料，玻璃纤维增强塑料是以包括属于热固性树脂的环氧树脂(EPR)、不饱和聚酯(UPR)、酚醛树脂(PFR)、聚酰胺(Polyamide)、双马来酰亚胺(BMI)以及属于热塑性塑料的聚乙烯(PE)、聚苯乙烯(PS)、聚苯硫醚(PPS)、聚醚醚酮(PEEK)等合成树脂为基体，使用手糊、层压、喷射或缠绕等方法成型，以玻璃纤维或其制品作增强材料的一种复合结构材料，俗称玻璃钢，因其具有重量轻、强度高、耐腐蚀、电绝缘、耐瞬间高温、传热慢、隔音、防水、易着色、能透光电磁波等金属材料和其他无机材料无法比拟的优势，及设计灵活、易成型等特点，因而作为一种工程材料广泛应用于城市水处理、船舶低碳减重、智网电力装备、船艇海上旅游、海洋防腐和海水淡化、冶金钢铁电力脱硫、煤石矿井的开采防腐和安全、风电、车辆低碳、建筑节能和装饰装修等领域，玻璃纤维增强复合复合材料得到了越来越广泛的应用，同时玻璃纤维增强复合产品也在国防和航天设备等尖端
技术领域
中应用越来越广，随着玻璃纤维增强复合材料的广泛应用，其废弃物也在迅速增加。现有市场上大量的玻璃纤维废弃物都是直接以垃圾的方式进行倾倒或掩埋，由于玻璃纤维复合材料中的重金属及有害物质会产生分离，而且渗入土壤中会对地下水及土壤造成污染，严重破坏了生态环境。
针对上述技术问题，故需要进行改进。
发明内容
本发明是为了克服上述现有技术中的缺陷，提供一种玻璃纤维基材复合材料及其制备方法。
为了达到以上目的，本发明所采用的技术方案是：一种玻璃纤维基材复合材料，所述玻璃纤维基材按照质量份计由以下组分组成：废玻璃纤维100-200份；增容剂20-40份；抗氧剂5-10份；沥滤液30-50份。
作为本发明的一种优选方案，所述玻璃纤维基材按照质量份计由以下组分组成：废玻璃纤维120份；增容剂25份；抗氧剂7份；沥滤液40份。
作为本发明的一种优选方案，所述玻璃纤维基材按照质量份计由以下组分组成：废玻璃纤维180份；增容剂21份；抗氧剂6份；沥滤液44份。
作为本发明的一种优选方案，所述抗氧剂由四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯以1:1-1:3复配而成。
作为本发明的一种优选方案，所述沥滤液的配方为：H2O2 100ml/L、HF 120ml/L和HNO3 20ml/L。
作为本发明的一种优选方案，所述增容剂为聚丙烯接枝马来酸酐(PP-g-MAH)、聚丙烯接枝丙烯酸(PP-g-AA)中的一种或两种。
一种玻璃纤维基材复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，将玻璃纤维复合材料生产中产生的废玻璃纤维边角或其使用过程产生的废弃物收集、除杂、洗涤干燥；
步骤二，利用专用的粉碎设备，将步骤一中的废玻璃纤维切断成较短的再生纤维；以便进行后续利用；
步骤三，配置沥滤液；将步骤二中的玻璃纤维浸入所述沥滤液进行沥滤处理；得到初步玻璃纤维；
步骤四，取出初步玻璃纤维，并用蒸馏水清洗，得到净化玻璃纤维；
步骤五，将增容剂和抗氧剂按比例混匀，得到降解剂；将步骤四中的净化玻璃纤维浸入降解剂中，在0-50℃浸泡10-40小时；
步骤六，将步骤五中已经渗透降解完全的玻璃纤维复合材料废弃物进行过滤、离心分离得到玻璃纤维和浸透废液，将分离所得到的玻璃纤维进一步用溶剂洗涤和干燥得到再生玻璃纤维；
步骤七，针对再生短纤维，利用振动筛、压辊等装置，将短纤维均匀分散到承载平台上，利用压辊将短纤维压制成厚度较薄的基材布。
作为本发明的一种优选方案，步骤四中还包括：对玻璃纤维进行预处理，以除去其表面的沥滤液，其中，预处理包括：将所述玻璃纤维在450～550℃温度下加热1.5～2h，加热速率为6～12℃/min；然后，将所述玻璃纤维超声清洗1～1.5h；最后，将所述玻璃纤维置于60℃烘箱中烘干。
作为本发明的一种优选方案，步骤四中，蒸馏水清洗为蒸馏水超声清洗，清洗时间为1～2h；然后在60℃下进行干燥。
作为本发明的一种优选方案，步骤五中，浸透降解的时间控制在5h以上，同时玻璃纤维利用过滤网进行过滤分离，将其中含有的颗粒杂质过滤掉，过滤网的目数为16目，筛孔尺寸：1.00mm。
本发明的有益效果是：与现有技术相比：
1.本发明通过配置合适的沥滤液，控制沥滤的时间等因素，得到不同直径的玻璃纤维；
2.本发明制得的玻璃纤维具有较大的比表面积以及良好的表面吸附环境，可以用来负载其他材料，形成能灵活方便使用的复合材料；本发明的制备方法具有方便、廉价、灵活以及耗时短；
3.通过将玻璃纤维复合材料废弃物经过再次加工处理，并将其中含有的玻璃纤维过滤出来，对玻璃纤维加以循环使用，不但解决了环境和水污染的问题，而且还能避免产生大量的垃圾，减少垃圾产量，符合国家所提倡的环保要求，促进节能减排，实现了环境效益和经济效益的统一，使废弃物成为资源化利用材料和绿色材料。
4.本发明的过滤网的目数为16目，使得较细的粉料更容易在玻璃纤维基体中有效分散，经多次实验验证，16目左右的粉末配以适量的增容剂，可以很好的分散在玻璃纤维基体中，且将玻璃纤维破碎成16目左右的细粉不至于消耗过大的破碎能。
具体实施方式
下面对本发明实施例作详细说明。
实施例1：
一种玻璃纤维基材复合材料，所述玻璃纤维基材按照质量份计由以下组分组成：废玻璃纤维120份；增容剂25份；抗氧剂7份；沥滤液40份。
本发明通过配置合适的沥滤液，控制沥滤的时间等因素，得到不同直径的玻璃纤维；制得的玻璃纤维具有较大的比表面积以及良好的表面吸附环境，可以用来负载其他材料，形成能灵活方便使用的复合材料；本发明的制备方法具有方便、廉价、灵活以及耗时短。
通过将玻璃纤维复合材料废弃物经过再次加工处理，并将其中含有的玻璃纤维过滤出来，对玻璃纤维加以循环使用，不但解决了环境和水污染的问题，而且还能避免产生大量的垃圾，减少垃圾产量，符合国家所提倡的环保要求，促进节能减排，实现了环境效益和经济效益的统一，使废弃物成为资源化利用材料和绿色材料。
其中，抗氧剂由四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯以1:1-1:3复配而成。
沥滤液的配方为：H2O2 100ml/L、HF 120ml/L和HNO3 20ml/L。
增容剂为聚丙烯接枝马来酸酐(PP-g-MAH)、聚丙烯接枝丙烯酸(PP-g-AA)中的一种或两种。
一种玻璃纤维基材复合材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，将玻璃纤维复合材料生产中产生的废玻璃纤维边角或其使用过程产生的废弃物收集、除杂、洗涤干燥；
步骤二，利用专用的粉碎设备，将步骤一中的废玻璃纤维切断成较短的再生纤维；以便进行后续利用；
步骤三，配置沥滤液；将步骤二中的玻璃纤维浸入所述沥滤液进行沥滤处理；得到初步玻璃纤维；
步骤四，取出初步玻璃纤维，并用蒸馏水清洗，得到净化玻璃纤维；
步骤五，将增容剂和抗氧剂按比例混匀，得到降解剂；将步骤四中的净化玻璃纤维浸入降解剂中，在0-50℃浸泡10-40小时；
步骤六，将步骤五中已经渗透降解完全的玻璃纤维复合材料废弃物进行过滤、离心分离得到玻璃纤维和浸透废液，将分离所得到的玻璃纤维进一步用溶剂洗涤和干燥得到再生玻璃纤维；
步骤七，针对再生短纤维，利用振动筛、压辊等装置，将短纤维均匀分散到承载平台上，利用压辊将短纤维压制成厚度较薄的基材布。
其中，步骤四中还包括：对玻璃纤维进行预处理，以除去其表面的沥滤液，其中，预处理包括：将所述玻璃纤维在450～550℃温度下加热1.5～2h，加热速率为6～12℃/min；然后，将所述玻璃纤维超声清洗1～1.5h；最后，将所述玻璃纤维置于60℃烘箱中烘干。
步骤四中，蒸馏水清洗为蒸馏水超声清洗，清洗时间为1～2h；然后在60℃下进行干燥。
步骤五中，浸透降解的时间控制在5h以上，同时玻璃纤维利用过滤网进行过滤分离，将其中含有的颗粒杂质过滤掉，过滤网的目数为16目，筛孔尺寸：1.00mm；本发明的过滤网的目数为16目，使得较细的粉料更容易在玻璃纤维基体中有效分散，经多次实验验证，16目左右的粉末配以适量的增容剂，可以很好的分散在玻璃纤维基体中，且将玻璃纤维破碎成16目左右的细粉不至于消耗过大的破碎能。
力学性能测试：
实施例2：
一种玻璃纤维基材复合材料，所述玻璃纤维基材按照质量份计由以下组分组成：所述玻璃纤维基材按照质量份计由以下组分组成：废玻璃纤维180份；增容剂21份；抗氧剂6份；沥滤液44份。
制备方法及步骤同实例一，
力学性能测试：
实施例3：
一种玻璃纤维基材复合材料，所述玻璃纤维基材按照质量份计由以下组分组成：所述玻璃纤维基材按照质量份计由以下组分组成：废玻璃纤维180份；增容剂25份；抗氧剂6份；沥滤液50份。
制备方法及步骤同实例一，
力学性能测试：
实施例4：
一种玻璃纤维基材复合材料，所述玻璃纤维基材按照质量份计由以下组分组成：所述玻璃纤维基材按照质量份计由以下组分组成：废玻璃纤维188份；增容剂31份；抗氧剂7份；沥滤液44份。
制备方法及步骤同实例一，
力学性能测试：
实施例5：
一种玻璃纤维基材复合材料，所述玻璃纤维基材按照质量份计由以下组分组成：所述玻璃纤维基材按照质量份计由以下组分组成：废玻璃纤维125份；增容剂35份；抗氧剂8份；沥滤液46份。
制备方法及步骤同实例一，
力学性能测试：
实施例6：
一种玻璃纤维基材复合材料，所述玻璃纤维基材按照质量份计由以下组分组成：所述玻璃纤维基材按照质量份计由以下组分组成：废玻璃纤维145份；增容剂37份；抗氧剂8份；沥滤液48份。
制备方法及步骤同实例一，
力学性能测试：
由以上具体实验数据可以看出，合适增容剂和沥滤液的加入可显著提高玻璃纤维基材复合材料的强度及模量。其它实施例所制得的复合材料，在上述实验条件下，也可获得近似的效果数据，在此不一一列出。本发明制得的玻璃纤维基材复合材料可用于制作卫浴板材、玻璃钢瓦片、户外栅栏等产品。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，实施例中选用的聚丙烯接枝马来酸酐(PP-g-MAH)、聚丙烯接枝丙烯酸(PP-g-AA)；四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯均由市售现成产品获得。
但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，上述实施方式中所选用的增容剂、抗氧剂混合原料也可选用市售的类似性能的现成产品，没有其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现；因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
- 上一篇：一种医用注射器针头装配设备
- 下一篇：一种提高玻璃焊接速度方法