一种高强度的菱镁板及其制备方法与流程

文档序号:12687517阅读:523来源:国知局

本发明涉及菱镁复合材料。

和现有的菱镁复合材料相比较,本发明是以废旧电路板回收的非金属粉料作为骨架,以竹枝(小竹子)为增强材料,制作的一种高强度菱镁复合材料。



背景技术:

面对日益短缺的木材资源,人们一直在寻找相关的替代材料。

菱镁材料,可以部分的替代木材,一直受到人们的关注,其构成机理逐渐为人们所掌握,制备方法也不断完善。现有的菱镁制备技术,已经基本上解决了返卤,乏白,变形等问题,但菱镁复合材料,毕竟是无机的晶体结合,需要采用增强材料来提高其强度。现在采用的增强材料主要是木纤维,竹条(竹片)或者玻璃纤维,其中,木纤维的韧性大,而菱镁复合材料比较硬,脆,当木纤维添加到菱镁复合材料里面时,对提高菱镁品的抗折,抗压强度方面,作用不是很明显;竹条,或者竹片,主要用于制作一些载荷大的菱镁品,竹条或者竹片,是由竹子削出来的,在菱镁制品里面,不能大,也不能用多,否则,菱镁制品内部容易分层,导致其强度反而降低;玻璃纤维,可以用玻璃纤维布或者玻璃纤维丝,被当作比较理想的菱镁增强材料来使用,但玻璃纤维本身的抗拉强度不是很高,其对菱镁制品的增强作用有局限。

面对日益增加的电子产品的废弃物,我们需要不断改进处理方式,以利于保护环境。电子产品中的电路板,含有多种金属材料,但其中的主体成分是非金属材料,含量达76%——94%。目前的电路板回收,金属材料得到利用,非金属材料往往被废弃,而非金属材料很难降解,对环境的危害较大,也是资源的浪费。

竹枝,或者小竹子,是一种农业废弃物,目前,利用率不高。

将电路板中提取金属后剩下的粉体,和竹枝或者小竹子一起,作为增强材料,来制作菱镁品,不仅强度高,而且成本低,更重要的是,将废物资源化利用,保护环境,节约资源。



技术实现要素:

本发明的目的是制作一种菱镁复合材料,该材料是以氧化镁和氯化镁作为主要原料,电路板粉料作为骨架,以竹枝或者小竹子作为增强材料制作而成。一方面有效利用废电路板中被废弃的非金属材料,农业中利用率低的竹枝(小竹子),保护环境,节约资源,另一方面,这种制备方法做出来的菱镁品,其强度能得到较大的提高,提高了菱镁品的使用价值,扩大了菱镁品的使用范围。

本发明中,相关原材料的制作和要求:

一、氧化镁和氯化镁

按现有菱镁制作技术的要求准备即可,没有特殊要求。

二、有关菱镁添加剂

按现有菱镁制作技术的要求准备即可,没有特殊要求。

三、电路板(PCB)板粉末

本发明中的电路板(PCB)板粉末,主要来源于电路板回收中产生的大量非金属粉末,也可由电路板直接粉碎而成。

电路板(PCB)板粉末,主要是树脂包裹的玻璃纤维。这些玻璃纤维是优质的电子类玻璃纤维,被树脂包裹成玻璃纤维束,质量好,强度高。其形状基本上呈条状,体积小。在搅拌的过程中,均匀地,杂乱地分布在菱镁制品中,和菱镁材料能较好地结合,起到骨架和桥梁的作用。

电路板(PCB)板粉末,需要筛掉过细和过粗的部分。太细的部分,在菱镁制品中,起不到骨架作用,太粗的部分,往往含有其他颗粒类杂质,对菱镁制品的强度有破坏作用。过30-45目筛,筛掉细的粉末,再过10-16目筛,筛掉粗的颗粒。筛子的具体目数,根据对菱镁制品的要求而定,不一定局限于上述范围。不筛的话,也可以直接使用,增强效果,会比经过筛选后的差一些。

四、竹枝或者小竹子

现有的工艺中,采用的竹条或者竹片,由原竹削成的。竹子的一面是竹青,一面是竹黄,竹青的强度高,而竹黄的强度差,两面强度相差较大。在使用竹条或者竹片作为增强材料时,由于难以掌握铺设竹片或竹条的方向,导致其增强效果会打折扣。

削好的竹条或者竹片,其形状比较规则,竹节受到了较大的破坏。其和菱镁材料的结合力,主要靠菱镁晶体和竹本身的结合。也有的工艺是将竹条拗成麻花状,这样,虽然能增加菱镁对竹条的结合力,但竹条拗成麻花状后,会有一些韧性,对其增强效果会打折扣。

本发明采用竹枝或者小竹子,而不是采用竹条或者竹片,主要是竹枝或者小竹子的成本更低,而且,和菱镁制品的结合更好,强度更高。

主要采用竹枝,其特征是整枝(没有剖开),连同枝桠。也可采用类似于竹枝的小竹子。

由于是采用整枝竹枝,没有剖开,其外围都是竹青,在板料中,和竹枝垂直方向的受力强度一致。

竹枝的竹节很短,没有受到破坏,将其整枝放在菱镁制品中,其竹节部分能够增强和菱镁材料的结合。

竹枝带有一些分支,而不象竹条或者竹片,只有一支,因此,竹枝整枝放在菱镁制品里时,不用编织,也能形成类似网状,增强结合力。

竹枝有一头一尾,头粗尾细。按头朝尾,尾朝头的方向,相对应地铺设,能增强其在菱镁制品里面的结合力。

如果竹枝的头粗了,可以将粗的部分切除,竹枝的尾细了,也可以将细了的部分切除。竹枝长了,可以切短,竹枝短了的话,可以叠起来铺设。

在选竹枝还是小竹子的问题上,竹枝的枝桠基本上在同一个平面,在菱镁的制作工艺上比较好操作,但小竹子更长,具体选用哪个,根据资源状况和制作要求而定。

五、竹片

如果对菱镁板的强度要求较高,还可以采用竹片来加强。

根据需要的强度,选用合适厚度和宽度的竹片,将竹片削成宽度一致,保留竹片原始的竹青面和竹黄面的状态。

六、竹筒

如果菱镁板需要做支架,可以采用竹筒。

根据对支撑的强度要求,确定相应大小的竹筒,并将竹筒切成需要的长度。竹筒的一端粘接或者嵌入板的一面,沿竹筒周围做一个保护层,保护层的厚度和高度根据需要确定。在 连接菱镁板的竹筒这端,可以钻一些孔,孔的位置要嵌入板材或者保护层内,这样,可以防止竹筒从菱镁板脱落。

七、防裂丝

根据现有菱镁制品技术,采用玻璃纤维丝或者玻璃纤维布,也可以采用高分子的化纤短切丝,以防止制品开裂。从样品的效果来看,化纤丝的效果要好过玻璃纤维丝。目前应用于混凝土的一些短切丝都可以应用于菱镁制品。

具体实施方式

本发明的制作工艺,可以根据需要,进行调整。以下,举几例说明。

第一步,模具准备

根据需要制作的板大小和厚度,准备相应的模具。

第二步,增强材料的准备

1、线路板粉料

根据选好的目数要求,筛好线路板粉料备用。具体见发明内容中“相关原材料的制作和要求”“三、电路板(PCB)板粉末”

2、竹枝(小竹子)

选用毛竹(大楠竹)的枝条,或者强度较好的小竹子。具体见发明内容中“相关原材料的制作和要求”“四、竹枝或者小竹子”

3、竹片

选用毛竹(大楠竹)的竹片。具体见发明内容中“相关原材料的制作和要求”“五、竹片”

第三步,支架的选用

选用竹筒做支架。具体见发明内容中“相关原材料的制作和要求”“六、竹筒”

第四步,配置氧化镁和氯化镁。

氧化镁和氯化镁的配置,以及相应添加剂和防裂丝(布)的使用,都是成熟的工艺,在此,没有特别的要求,也不做详细的阐述。

第五步,配置混合料

将配置好的氧化镁和氯化镁混合料,加好添加剂和防裂丝,然后加入准备好的线路板粉料,搅拌均匀。

线路板粉料的加入量,视料体的流动性需要而定,如果要求料体的流动性好点,就少加点线路板粉料,如果要求料体的流动性差点,就多加点线路板粉料。一般以总质量的25%-35%为宜。

上述准备工作完成之后,就可以开始具体制作了。

实施例1

1.1将竹枝顺着模具的一个方向平铺,相邻的竹枝按头对尾,尾对头的方向,均匀铺满。竹枝的重叠程度,视板的厚度和强度要求而定。

1.2将混合料注入模具内,要求是混合料和模具内的竹枝均匀混合。

1.3用一块板将模具的竹枝和混合料压好,以保证板的两面都是平整的。

1.4养护

1.5取模具,制作完毕。

实施例2

2.1同1.1

2.2将准备好的竹片裁成相应长度,两个竹片为一组,竹黄和竹黄相对,相距2-3CM。将竹片的竹青方向与制作板材的板面垂直,竹片的长度方向与竹枝的主要方向垂直,将竹片靠板的一面放置,一组竹片的竹黄之间注满混合料。竹片的组数视板的大小和需要的强度而定。

2.3同1.2

2.4用模具将放置了竹片的板面压平。

2.5同2.4

2.6同2.5

实施例3

3.1同1.1

3.2同1.2

3.3在现有竹枝的上面,按1.2的方法,重叠铺设一层竹枝,其方向,与现有竹枝方向垂直。

3.4同1.3

3.5同1.4

3.6同1.5

实施例4

按上述方法制作的板材,可以制作支架。

将准备好的竹筒,放置在需要制作支架的部位,钻有孔的一端嵌入混合料内,也可以沿竹筒做一个保护层,要点是竹筒上所钻的孔需要没入混合料内,以定位竹筒。竹筒的孔内,也可以穿插竹枝,以增强竹筒与板的连接。其他步骤,同上述案例。

上述实施例仅为本发明的较佳实施例,并非依此限制本发明的保护范围。故:凡依据本发明的方法,制作的物件,均应涵盖于本发明的保护范围之内。

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