一种再生玻璃钢纤维废料制作风管的方法与流程

文档序号:26050718发布日期:2021-07-27 15:25阅读:141来源:国知局

本发明涉及玻璃钢废料回收利用领域,具体而言,涉及一种再生玻璃钢纤维废料制作风管的方法。



背景技术:

玻璃钢基体树脂包括热固性树脂和热塑性树脂两大类,其中热固性树脂主要有不饱和聚酯树脂、环氧树脂、乙烯基酯树脂、酚醛树脂以及聚酰亚胺树脂等。不饱和聚酯树脂(upr)是热固性树脂中用量最大,也是玻璃钢制品生产中用得最多的基体树脂,由于生产工艺简便、原料易得、耐化学腐蚀、力学性能和电性能优良,最重要的是还可以常温常压固化而具有良好的工艺性能,故广泛用于结构、防腐、绝缘等领域。玻璃钢废弃物主要来源于到寿命的玻璃钢制品废弃物和生产加工过程中产生的边角余料和废品。我国玻璃钢加工时产生的边角料高于国外水平,每年产生的边角废料占总产量的5%,而且废弃玻璃钢产品基本上没有做任何处理,绝大多数就地掩埋或在自然环境中燃烧,对环境造成很大的污染,废弃玻璃钢的回收、利用已成为玻璃钢工业向前发展亟待解决的问题。但现有技术中的玻璃钢纤维废料回收利用过程中与新树脂界面存在界面粘接差,使得界面间出现裂纹,强度较低的问题,限制了玻璃钢废料的应用。

综上,在玻璃钢废料回收利用领域,仍然存在亟待解决的上述问题。



技术实现要素:

基于此,为了解决玻璃钢纤维废料回收利用过程中与新树脂界面存在界面粘接差,使得界面间出现裂纹,强度低的问题,本发明提供了一种再生玻璃钢纤维废料制作风管的方法,具体技术方案如下:

一种再生玻璃钢纤维废料制作风管的方法,包括以下步骤:

收集再生玻璃钢纤维废料,经过回收利用系统处理,得到混合物a;

将热塑性树脂加热至软化温度以上,加入硬脂酸锌以及石墨烯,搅拌混合均匀后得到混合物b,保持所述混合物b处于熔融流动状态;

将所述混合物b进行第一挤压成型处理,得到一级原料板材;

在所述原料板材的一侧铺展所述混合物a,然后取另一所述原料板材覆盖于所述混合a上,得到二级原料板材;

将所述二级原料板材进行第二挤压成型处理、第三挤压成型处理、固化处理,冷却至室温后,得到风管。

进一步地,所述热塑性树脂为pe、pp、pa、pvdf、pps中的一种或多种。

进一步地,按照质量百分比,所述硬脂酸锌的添加量占所述热塑性树脂的1%-10%。

进一步地,按照质量百分比,所述石墨烯占所述热塑性树脂的1%-12%,且所述石墨烯的平均粒径1μm-3μm,比表面积为250-450m2/g,密度为2-2.25g/ml,导热系数>3000w/m·k,导电性>107s/m。

进一步地,所述搅拌的速度为500r/min-1500r/min,所述搅拌的温度为50℃-120℃,所述搅拌的时间为30min-60min。

进一步地,所述第一挤压成型处理的条件为:温度为75℃-120℃、压力为8mpa-12mpa。

进一步地,所述第二挤压成型处理的条件为:温度为80℃-105℃、压力为10mpa-20mpa。

进一步地,所述第三挤压成型处理的条件为:温度为25℃-45℃、压力为5mpa-8mpa。

进一步地,所述固化处理的温度为45℃-65℃,所述固化处理的时间为20-40min。

进一步地,所述混合物a的铺设厚度为所述一级原料板材厚度的1%-25%。

上述方案中,将再生玻璃钢纤维废料通过回收利用系统处理后再重新应用,不仅能有效降低再生玻璃钢纤维废料内掺杂的杂质,提高其应用质量,还有助于提高再生玻璃钢纤维废料与新树脂之间相容性,增强其界面粘结性,减少界面裂纹的概率;另外,再生玻璃钢纤维废料经过处理后再应用于制备风管,并与硬脂酸锌以及石墨烯协调作用,能明显提高风管的强度,进而提高风管的表观质量和支撑性能,管壁变形量达到d级(jg/t258-2018,变形量≤1.5%),输送气体噪音等于35分贝,达到静音级别。

具体实施方式

为了使得本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合其实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明,并不限定本发明的保护范围。

除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的,不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本发明一实施例中的一种再生玻璃钢纤维废料制作风管的方法,包括以下步骤:

收集再生玻璃钢纤维废料,经过回收利用系统处理,得到混合物a;

将热塑性树脂加热至软化温度以上,加入硬脂酸锌以及石墨烯,搅拌混合均匀后得到混合物b,保持所述混合物b处于熔融流动状态;

将所述混合物b进行第一挤压成型处理,得到一级原料板材;

在所述一级原料板材的一侧铺展所述混合物a,然后取另一所述原料板材覆盖于所述混合a上,得到二级原料板材;

将所述二级原料板材进行第二挤压成型处理、第三挤压成型处理、固化处理,冷却至室温后,得到风管。

在其中一个实施例中,所述热塑性树脂为pe、pp、pa、pvdf、pps中的一种或多种。

在其中一个实施例中,按照质量百分比,所述硬脂酸锌的添加量占所述热塑性树脂的1%-10%。

在其中一个实施例中,按照质量百分比,所述石墨烯的添加量占所述热塑性树脂的1%-12%,且所述石墨烯的平均粒径1μm-3μm,比表面积为250-450m2/g,密度为2-2.25g/ml,导热系数>3000w/m·k,导电性>107s/m。

在其中一个实施例中,所述回收利用系统包括:一级筛分单元、破碎单元、分解单元以及二级筛分单元,所述一级筛分单元、所述破碎单元、所述分解单元以及所述二级筛分单元依次连接。

在其中一个实施例中,所述一级筛分单元为筛分机,用于筛分混合在再生玻璃钢纤维废料中的杂质。

在其中一个实施例中,所述粉碎单元为粉碎机,用于获得具有粒径符合要求的再生玻璃钢纤维废料。

在其中一个实施例中,所述分解单元为热分解装置,用于将再生玻璃钢纤维废料进行热分解处理,进一步降低再生玻璃钢纤维废料中的难分解成分,有助于再生玻璃钢纤维废料的从新应用。

在其中一个实施例中,所述二级筛分单元为固液抽离机,用于将热分解处理后的液体相与固体相分离。

在其中一个实施例中,所述热分解处理的条件为:温度为220℃-280℃,时间为20min-60min。

在其中一个实施例中,所述混合物a为热分解后的产物。

在其中一个实施例中,所述粒径为2mm-10mm。

在其中一个实施例中,所述搅拌的速度为500r/min-1500r/min,所述搅拌的温度为50℃-120℃,所述搅拌的时间为30min-60min。

在其中一个实施例中,所述第一挤压成型处理的条件为:温度为75℃-120℃、压力为8mpa-12mpa。

在其中一个实施例中,所述第二挤压成型处理的条件为:温度为80℃-105℃、压力为10mpa-20mpa。

在其中一个实施例中,所述第三挤压成型处理的条件为:温度为25℃-45℃、压力为5mpa-8mpa。

在其中一个实施例中,所述固化处理的温度为45℃-65℃,所述固化处理的时间为20min-40min。

在其中一个实施例中,所述混合物a的铺设厚度为所述一级原料板材厚度的1%-25%。

上述方案中,将再生玻璃钢纤维废料通过回收利用系统处理后再重新应用,不仅能有效降低再生玻璃钢纤维废料内掺杂的杂质,提高其应用质量,还有助于提高再生玻璃钢纤维废料与新树脂之间相容性,增强其界面粘结性,减少界面裂纹的概率;再生玻璃钢纤维废料经过处理后再应用于制备风管,并与硬脂酸锌以及石墨烯协调作用,能明显提高风管的强度,进而提高风管的表观质量和支撑性能;另外,在本发明中优化了风管制备的工艺,工艺简单容易操作,还有利于风管整体的稳定,能够延长使用寿命。

下面将结合具体实施例对本发明的实施方案进行详细描述。

实施例1:

将经过除杂处理、粒径为5mm的再生玻璃钢纤维废料进行热分解处理,将热分解处理后的液体相与固体相分离,将得到的液体相称为混合物a。

研究不同热解分解处理的温度对混合物a的影响,热分解处理条件以及热分解的结果如下表1所示。

表1:

从初步的热分解试验中,得出热分解处理的温度会影响热分解处理的结果,当温度高于290℃时,树脂中的酯键断裂,出现环化的情况,而且再生玻璃钢纤维也会出现部分碳化,不能获得最佳的混合物a作为较原材料进行再次利用,会影响制备风管的强度和表观状态,因此,本发明中的热分解处理的工艺参数温度限制在220℃-280℃对本发明制备风管具有显著的作用,以上试验仅仅为了说明热分解处理工艺参数对本发明制备风管具有影响,但实际的操作中,验证试验比较多,在此不再一一赘述。

实施例2:

一种再生玻璃钢纤维废料制作风管的方法,包括以下步骤:

收集再生玻璃钢纤维废料,经过依次连接的一级筛分单元、破碎单元、分解单元以及二级筛分单元,且一级筛分单元为筛分机,除去再生玻璃钢纤维废料中的杂质;破碎单元为破碎机,获得粒径为2mm的再生玻璃钢纤维废料;所述分解单元为热分解装置,将粒径为2mm的再生玻璃钢纤维在温度为220℃的条件下热分解处理60min;所述二级筛分单元为固液抽离机,用于将热分解处理后的液体相与固体相分离,将得到的液体相称为混合物a;

将100gpe加热至软化温度以上,加入1g硬脂酸锌以及12g的石墨烯,在1500r/min的搅拌速度,50℃的搅拌温度下搅拌30min,混合均匀后得到混合物b,保持所述混合物b处于熔融流动状态;

将所述混合物b在温度为75℃,压力为8mpa的条件下进行第一挤压成型处理,得到一级原料板材;

在所述原料板材的一侧铺展厚度为所述一级原料板材厚度的25%的所述混合物a,然后取另一所述原料板材覆盖于所述混合a上,得到二级原料板材;

将所述二级原料板材在温度为80℃,压力为10mpa的条件下进行第二挤压成型处理;在温度为45℃,压力为5mpa的条件下进行第三挤压成型处理;在温度为45℃的条件下固化处理20min,冷却至室温后,得到风管。

本实施例制备的风管管壁变形量d级(jg/t258-2018,变形量≤1.5%),风管输送气体噪音等于35分贝,达到静音级别。

实施例3:

一种再生玻璃钢纤维废料制作风管的方法,包括以下步骤:

收集再生玻璃钢纤维废料,经过依次连接的一级筛分单元、破碎单元、分解单元以及二级筛分单元,且一级筛分单元为筛分机,除去再生玻璃钢纤维废料中的杂质;破碎单元为破碎机,获得粒径为10mm的再生玻璃钢纤维废料;所述分解单元为热分解装置,将粒径为10mm的再生玻璃钢纤维在温度为280℃的条件下热分解处理60min;所述二级筛分单元为固液抽离机,用于将热分解处理后的液体相与固体相分离,将得到的液体相称为混合物a;

将100gpa加热至软化温度以上,加入10g硬脂酸锌以及12g石墨烯,在1500r/min的搅拌速度,120℃的搅拌温度下搅拌60min,混合均匀后得到混合物b,保持所述混合物b处于熔融流动状态;

将所述混合物b在温度为120℃,压力为12mpa的条件下进行第一挤压成型处理,得到一级原料板材;

在所述原料板材的一侧铺展厚度为所述一级原料板材厚度的10%的所述混合物a,然后取另一所述原料板材覆盖于所述混合a上,得到二级原料板材;

将所述二级原料板材在温度为105℃,压力为20mpa的条件下进行第二挤压成型处理;在温度为25℃,压力为8mpa的条件下进行第三挤压成型处理;在温度为65℃的条件下固化处理40min,冷却至室温后,得到风管。

本实施例制备的风管管壁变形量d级(jg/t258-2018,变形量≤1.5%),风管输送气体噪音等于35分贝,达到静音级别。

实施例4:

一种再生玻璃钢纤维废料制作风管的方法,包括以下步骤:

收集再生玻璃钢纤维废料,经过依次连接的一级筛分单元、破碎单元、分解单元以及二级筛分单元,且一级筛分单元为筛分机,除去再生玻璃钢纤维废料中的杂质;破碎单元为破碎机,获得粒径为8mm的再生玻璃钢纤维废料;所述分解单元为热分解装置,将粒径为8mm的再生玻璃钢纤维在温度为260℃的条件下热分解处理40min;所述二级筛分单元为固液抽离机,用于将热分解处理后的液体相与固体相分离,将得到的液体相称为混合物a;

将100gpa加热至软化温度以上,加入8g硬脂酸锌以及10g石墨烯,在1200r/min的搅拌速度,80℃的搅拌温度下搅拌40min,混合均匀后得到混合物b,保持所述混合物b处于熔融流动状态;

将所述混合物b在温度为80℃,压力为10mpa的条件下进行第一挤压成型处理,得到一级原料板材;

在所述原料板材的一侧铺展厚度为所述一级原料板材厚度的1%-25%的所述混合物a,然后取另一所述原料板材覆盖于所述混合a上,得到二级原料板材;

将所述二级原料板材在温度为95℃,压力为15mpa的条件下进行第二挤压成型处理;在温度为35℃,压力为6mpa的条件下进行第三挤压成型处理;在温度为55℃的条件下固化处理35min,冷却至室温后,得到风管。

本实施例制备的风管管壁变形量d级(jg/t258-2018,变形量≤1.5%),风管输送气体噪音等于35分贝,达到静音级别。

实施例5:

一种再生玻璃钢纤维废料制作风管的方法,包括以下步骤:

收集再生玻璃钢纤维废料,经过依次连接的一级筛分单元、破碎单元、分解单元以及二级筛分单元,且一级筛分单元为筛分机,除去再生玻璃钢纤维废料中的杂质;破碎单元为破碎机,获得粒径为8mm的再生玻璃钢纤维废料;所述分解单元为热分解装置,将粒径为8mm的再生玻璃钢纤维在温度为240℃的条件下热分解处理25min;所述二级筛分单元为固液抽离机,用于将热分解处理后的液体相与固体相分离,将得到的液体相称为混合物a;

将pvdf加热至软化温度以上,加入6g硬脂酸锌以及1g石墨烯,在500r/min的搅拌速度,120℃的搅拌温度下搅拌35min,混合均匀后得到混合物b,保持所述混合物b处于熔融流动状态;

将所述混合物b在温度为86℃,压力为9mpa的条件下进行第一挤压成型处理,得到一级原料板材;

在所述原料板材的一侧铺展厚度为所述一级原料板材厚度的5%的所述混合物a,然后取另一所述原料板材覆盖于所述混合a上,得到二级原料板材;

将所述二级原料板材在温度为100℃,压力为12mpa的条件下进行第二挤压成型处理;在温度为30℃,压力为6mpa的条件下进行第三挤压成型处理;在温度为50℃的条件下固化处理25min,冷却至室温后,得到风管。

本实施例制备的风管管壁变形量d级(jg/t258-2018,变形量≤1.5%),风管输送气体噪音等于35分贝,达到静音级别。

对比例1:

与实施例4的区别仅在于未添加硬脂酸锌,其它成分以及工艺参数与实施例4相同。

对比例2:

与实施例4的区别仅在于未添加石墨烯,其它成分以及工艺参数与实施例4相同。

对比例3:

与实施例4的区别仅在于未添加硬脂酸锌和石墨烯,其它成分以及工艺参数与实施例4相同。

对比例4:

将粒径为8mm的再生玻璃钢纤维废料50g与pa100g、硬脂酸锌8g以及石墨烯10g混合均匀,加热至260℃,在温度为95℃,压力为15mpa的条件下挤压成型处理,冷却至室温后得到风管。

对比例5-8:

与实施例5的区别仅在于挤压的条件不同,具体的挤压条件如下表2所示。

表2:

将实施例2-5以及对比例1-8制备的风管进行检测,结果如下表3所示。

表3:

需要说明的是:抗压强度参考gb50738-2011;纵向折弯性能在折弯装置上进行操作;单位面积漏风量参照标准jg/258-2018;表观状态通过显微放大的主观观察结果。由表3中的数据记录可知,本发明中制备的风管具有优异的强度、表观性能以及支撑性能,漏风量达c级,符合市场需求,从对比例1-3可知,本发明中添加硬脂酸锌以及石墨烯有助于提高制备风管的强度和折弯性能;从对比例4-8中分析可知,本发明的限定工艺有助于获得表观状态优异,界面粘结性优异的风管,进而保证风管稳定的质量,延长其使用寿命。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

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