一種以碳纖維生產(chǎn)廢料為增強(qiáng)纖維的木塑復(fù)合材料方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明設(shè)計(jì)一種新型建筑材料的生產(chǎn)技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]木塑復(fù)合材料是廢棄木材及農(nóng)作物秸桿等經(jīng)粉碎后，與塑料混合，再加入各種助劑，經(jīng)熱壓復(fù)合或熔融擠出等加工工藝而制成的一種高性能高附加值的新型復(fù)合材料。由于原料主要來(lái)源于廢棄木材和廢棄塑料，對(duì)緩解木材資源緊張狀況和解決塑料污染問(wèn)題起到了重要作用。
[0003]但是由于目前木塑復(fù)合材料的物理力學(xué)性質(zhì)普遍偏低，制約了其應(yīng)用范圍和高端產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)。單純地從界面改性角度提高木塑復(fù)合材料的力學(xué)強(qiáng)度已不能滿足需求，且部分改性劑存在成本較高的問(wèn)題，因而利用增強(qiáng)纖維提高木塑復(fù)合材料力學(xué)性能則是拓展其應(yīng)用領(lǐng)域的一個(gè)良好途徑。已經(jīng)有人將Kevlar纖維、劍麻纖維、玻璃纖維、玄武巖纖維等力學(xué)性能較好的纖維經(jīng)改性后添加到木塑復(fù)合材料中，以提高其拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度及抗沖擊強(qiáng)度等。但這些纖維材料的價(jià)格還是使木塑復(fù)合材料的成本處于較高的水平。
[0004]為克服這個(gè)缺點(diǎn)，本發(fā)明提出了一種使用碳纖維生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)生的廢料(包括不合格的丙烯腈原絲、預(yù)氧化絲及碳絲等)作為增強(qiáng)纖維的木塑復(fù)合材料的生產(chǎn)方法。
[0005]在碳纖維生產(chǎn)過(guò)程中，不可避免地要出現(xiàn)性能指標(biāo)達(dá)不到要求的不合格產(chǎn)品，這些殘次品不能進(jìn)入正常的市場(chǎng)，一般都是作為廢物堆積在倉(cāng)庫(kù)或者以極低的價(jià)格用于其他領(lǐng)域。碳纖維生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的不合格產(chǎn)品的處理問(wèn)題是每一個(gè)碳纖維生產(chǎn)企業(yè)急需解決的問(wèn)題之一。
[0006]碳纖維生產(chǎn)過(guò)程中的不合格產(chǎn)品主要有三種，PAN原絲生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的不合格原絲、預(yù)氧化過(guò)程產(chǎn)生的不合格預(yù)氧絲以及碳化過(guò)程產(chǎn)生的不合格碳絲。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明是一種將碳纖維生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)生的不合格產(chǎn)品經(jīng)表面處理后用于木塑復(fù)合材料的技術(shù)。
[0008]具體做法是將經(jīng)表面處理的碳纖維生產(chǎn)中產(chǎn)生的不合格產(chǎn)品切成一定長(zhǎng)度的短切絲，加入到一定配方的木塑復(fù)合材料中，經(jīng)混合、螺桿擠出得到增強(qiáng)木塑復(fù)合材料。
[0009]本發(fā)明的特點(diǎn)是不同的增強(qiáng)纖維(不合格PAN原絲、不合格預(yù)氧絲以及不合格碳絲)需要經(jīng)過(guò)特殊的表面處理以使其具有與木塑復(fù)合材料有更好的相容性。
[0010]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是通過(guò)利用碳纖維生產(chǎn)中的不合格產(chǎn)品，得到一種力學(xué)性能優(yōu)良、價(jià)格低廉的木塑復(fù)合材料，同時(shí)解決了碳纖維生產(chǎn)中不合格產(chǎn)品的綜合利用問(wèn)題。
【具體實(shí)施方式】
[0011]【具體實(shí)施方式】一
[0012]經(jīng)表面處理的不合格PAN原絲切成長(zhǎng)度為2mm的短絲，按以下配方制成增強(qiáng)木塑復(fù)合材料:高密度聚乙烯42份，木粉40份，PAN原絲10份，偶聯(lián)劑(馬來(lái)酸酐接枝聚乙烯)6份，潤(rùn)滑劑石蠟2份。將上述物料使用高速混料機(jī)混合后送入螺桿擠出機(jī)中，熔融擠出得到顆粒狀增強(qiáng)木塑復(fù)合材料。經(jīng)測(cè)試其力學(xué)性能如下，抗拉強(qiáng)度45.8MPa，彎曲強(qiáng)度62.4MPa，沖擊強(qiáng)度12.5MPa。
[0013]【具體實(shí)施方式】二
[0014]經(jīng)表面處理的不合格預(yù)氧絲切成長(zhǎng)度為2mm的短絲，按以下配方制成增強(qiáng)木塑復(fù)合材料:高密度聚乙烯42份，木粉40份，預(yù)氧絲10份，偶聯(lián)劑(馬來(lái)酸酐接枝聚乙烯)6份，潤(rùn)滑劑石蠟2份。將上述物料使用高速混料機(jī)混合后送入螺桿擠出機(jī)中，熔融擠出得到顆粒狀增強(qiáng)木塑復(fù)合材料。經(jīng)測(cè)試其力學(xué)性能如下，抗拉強(qiáng)度43.8MPa，彎曲強(qiáng)度60.6MPa，沖擊強(qiáng)度11.0MPa0
[0015]【具體實(shí)施方式】三
[0016]經(jīng)表面處理的不合格碳絲切成長(zhǎng)度為2mm的短絲，按以下配方制成增強(qiáng)木塑復(fù)合材料:高密度聚乙烯42份，木粉40份，碳絲10份，偶聯(lián)劑(馬來(lái)酸酐接枝聚乙烯)6份，潤(rùn)滑劑石蠟2份。將上述物料使用高速混料機(jī)混合后送入螺桿擠出機(jī)中，熔融擠出得到顆粒狀增強(qiáng)木塑復(fù)合材料。經(jīng)測(cè)試其力學(xué)性能如下，抗拉強(qiáng)度47.3MPa，彎曲強(qiáng)度65.2MPa，沖擊強(qiáng)度 13.2MPa。
[0017]【具體實(shí)施方式】四
[0018]經(jīng)表面處理的混合絲(其中不合格PAN原絲40%，不合格預(yù)氧絲20%，不合格碳絲40%)切成長(zhǎng)度為2mm的短絲，按以下配方制成增強(qiáng)木塑復(fù)合材料:高密度聚乙烯42份，木粉40份，混合絲10份，偶聯(lián)劑(馬來(lái)酸酐接枝聚乙烯)6份，潤(rùn)滑劑石蠟2份。將上述物料使用高速混料機(jī)混合后送入螺桿擠出機(jī)中，熔融擠出得到顆粒狀增強(qiáng)木塑復(fù)合材料。經(jīng)測(cè)試其力學(xué)性能如下，抗拉強(qiáng)度46.6MPa，彎曲強(qiáng)度63.9MPa，沖擊強(qiáng)度12.7MPa。
[0019]【具體實(shí)施方式】五
[0020]用玻璃纖維短切絲作為增強(qiáng)纖維，按以下配方制成增強(qiáng)木塑復(fù)合材料:高密度聚乙烯42份，木粉40份，玻璃纖維10份，偶聯(lián)劑(馬來(lái)酸酐接枝聚乙烯)6份，潤(rùn)滑劑石蠟2份。將上述物料使用高速混料機(jī)混合后送入螺桿擠出機(jī)中，熔融擠出得到顆粒狀增強(qiáng)木塑復(fù)合材料。經(jīng)測(cè)試其力學(xué)性能如下，抗拉強(qiáng)度36.4MPa，彎曲強(qiáng)度43.1MPa,沖擊強(qiáng)度8.7MPa0
[0021]【具體實(shí)施方式】六
[0022]經(jīng)表面處理的混合絲(其中不合格PAN原絲40%，不合格預(yù)氧絲20%，不合格碳絲40% )切成長(zhǎng)度為2mm的短絲，按以下配方制成增強(qiáng)木塑復(fù)合材料:聚氯乙烯粉42份，木粉40份，混合絲10份，偶聯(lián)劑(馬來(lái)酸酐接枝聚乙烯)6份，潤(rùn)滑劑石蠟2份。將上述物料使用高速混料機(jī)混合后送入螺桿擠出機(jī)中，熔融擠出得到顆粒狀增強(qiáng)木塑復(fù)合材料。經(jīng)測(cè)試其力學(xué)性能如下，抗拉強(qiáng)度45.4MPa，彎曲強(qiáng)度61.0MPa，沖擊強(qiáng)度12.1MPa0
[0023]【具體實(shí)施方式】七
[0024]經(jīng)表面處理的混合絲(其中不合格PAN原絲40%，不合格預(yù)氧絲20%，不合格碳絲40% )切成長(zhǎng)度為2mm的短絲，按以下配方制成增強(qiáng)木塑復(fù)合材料:聚丙烯粉42份，木粉40份，混合絲10份，偶聯(lián)劑(馬來(lái)酸酐接枝聚乙烯)6份，潤(rùn)滑劑石蠟2份。將上述物料使用高速混料機(jī)混合后送入螺桿擠出機(jī)中，熔融擠出得到顆粒狀增強(qiáng)木塑復(fù)合材料。經(jīng)測(cè)試其力學(xué)性能如下，抗拉強(qiáng)度47.8MPa，彎曲強(qiáng)度65.3MPa，沖擊強(qiáng)度13.2MPa。
[0025]【具體實(shí)施方式】八
[0026]經(jīng)表面處理的混合絲(其中不合格PAN原絲40%，不合格預(yù)氧絲20%，不合格碳絲40%)切成長(zhǎng)度為2mm的短絲，按以下配方制成增強(qiáng)木塑復(fù)合材料:高密度聚乙烯43份，木粉41份，混合絲8份，偶聯(lián)劑(馬來(lái)酸酐接枝聚乙烯