Frp废弃物的再利用方法、pvc基木塑复合材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种FRP废弃物的再利用方法，还涉及一种将FRP废弃物用作PVC基 木塑复合材料的原料制备PVC基木塑复合材料的方法及所得的PVC基木塑复合材料，属于 废物利用技术领域。
【背景技术】
[0002] 木塑复合材料是利用热塑性塑料（PVC、PP、PE等）为主要原料，加入稳定剂、润 滑剂、抗冲击改性剂等加工助剂，加入一定量木质纤维填料，经过高温混炼和成型加工而制 得的复合材料。相比于传统人造板，木塑复合材料的最大特点是无毒、环保；作为木材的替 代品，木塑复合材料不仅具有木材的木质感，而且还具有较好的机械性能、尺寸稳定性、耐 磨性、耐化学腐蚀性、耐水性等，且防虫蛀、易着色、易成型、可二次加工等众多优异性能；另 外，它还可以充分利用木材余料、木肩、农作物秸杆等农林废料作为填充的木纤维。 木质纤维在木塑复合材料中的应用不仅能提高天然木材的利用率，解决废弃木料所造 成的垃圾污染问题，使资源利用最优化，而且经过一定处理的木质纤维具有较高的强度，能 起到提高木塑复合材料强度的作用。
[0003] 木塑复合材料的生产过程采用挤出成型、注射成型，实现自动连续生产，并且外型 和尺寸可以根据需要设计。木塑产品目前广泛应用在室内外地板、装饰线条、栅栏等建筑装 饰产品领域，在国外，木塑产品也应用在汽车工业中，如侧门板、内饰等。
[0004] 纤维增强塑料（FiberReinforcedPlastics，简称FRP)因其轻质高强、不导电、 耐腐蚀等优点，一直以来都是研宄和应用的热点，主要包括GFRP (玻璃纤维增强塑料）、 CFRP(碳纤维增强塑料）、AFRP(芳纶纤维增强塑料）等。近年来，FRP产量和用量逐年提 高。FRP生产过程中产生的边角余料以及每年报废的FRP制品的总量也逐年提高，这些FRP 废弃物所带来的环境污染问题及其处理问题逐渐引起社会和研宄者的关注。
[0005] FRP废弃物组分之一不饱和聚酯树脂具有优异的耐磨性能、机械强度、电绝缘性、 化学稳定性、耐高低温性，另一组分玻璃纤维具有较高的刚度，若能合理利用，不仅有效解 决FRP废弃物的处理问题，而且也保证再生产品的性能要求。目前，国内外处理FRP废弃物 的方法主要有化学回收、物理回收或能量回收的方法进行回收。化学回收是利用溶剂等将 FRP废弃物分解，转化为可以回收利用的其他物质（如燃油、燃气等），该方法对设备要求 高，成本高。物理回收方法是将FRP废弃物粉碎或熔融，作为其他材料的填料使用，该方法 成本低、方法简单，但是作为原材料使用时，通常会导致产品性能的降低。能量回收方法是 将FRP废弃物焚烧，回收热能加以利用，该方法成本低、处理简单，但FRP废弃物焚烧会产生 大量有毒气体，焚烧后产生大量灰分需要处理，容易造成二次污染。
[0006] 目前，化学回收和能量回收具有成本高、二次污染大等缺点，物理粉碎FRP废弃物 在复合材料中的再利用方法是国内外研宄较多和普遍采用的方法。关于FRP废弃物的利 用，中国专利CN 102225414A(申请号201110081033. X)公开了一种采用废印刷电路板非金 属粉末增强废旧聚乙烯塑料的方法，该方法包括以下步骤：（1)对废PCB粉（即废印刷电路 板非金属粉末）进行粉碎、过筛、干燥；(2)废旧聚乙烯塑料100份，废PCB粉5~100份，聚 乙烯与多单体固相接枝共聚物或聚氨酯预聚物110份，复配抗氧剂〇. 5~3份，润滑剂1~ 3份，除味剂1~10份，称取原料，进行搅拌混合；（3)将混合物料于160~200°C温度范围 内进行混炼，然后造粒或出片，最后加工成所需要的制品。该方法虽然废PCB粉用量大，但 制品弯曲强度差，所用接枝共聚物或预聚物制备工艺复杂，成本较高，制品阻燃性能不好。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的是提供一种FRP废弃物的再利用方法，将FRP废弃物作为PVC基木 塑复合材料的原料回收利用，为FRP废弃物的回收利用提供了新的思路。
[0008] 本发明还提供了以FRP废弃物为原料制得的PVC基木塑复合材料及其制备方法， 该方法工艺简单，加入FRP废弃物，降低了成本，所制备的PVC基木塑复合材料有优异的机 械性能和耐热性能。
[0009] 本发明为FRP废弃物提供了一种新的再利用方法，其包括将FRP废弃物磨碎，作为 PVC基木塑复合材料的原料的步骤。
[0010] 本发明所指的FRP废弃物包括生产FRP (包括GFRP、CFRP、AFRP)过程中产生的边 角料，以及报废的各种FRP (包括GFRP、CFRP、AFRP)制品。本发明利用FRP废弃物制备PVC 基木塑复合材料，为FRP废弃物的回收利用提供了一种新的途径，在一定程度上解决了 FRP 废弃物利用难度大、范围窄、能耗高的问题。
[0011] 上述方法中，粉碎后的FRP废弃物的粒径范围为100-120目、140目-200目，优选 粒径范围为140目-200目。其140目-200目粒径范围获取方法是：将FRP废弃物粉碎， 过140目筛，除去过大的粉碎物，然后过200目筛，除去过小的粉碎物，即得到140-200目的 FRP废弃物，其他粒径范围也按照同样的方法实现。通过FRP废弃物粒径的优化，可以使PVC 基木塑复合材料的性能比未粒径优化的得到一定的提升。
[0012] 本发明FRP废弃物作为PVC基木塑复合材料的原料，每100份PVC中可以加入5-35 份的FRP废弃物。
[0013] 本发明还提供了以FRP废弃物为原料的PVC基木塑复合材料，该PVC基木塑复合 材料包括以下重量份的原料：PVC100份，木粉20-60份，FRP废弃物5-35份，重质碳酸钙 20-60份，稳定剂3-8份，丙烯酸酯类加工改性剂ACR 6-12份，硬脂酸0. 5-2. 5份，聚乙烯 蜡0. 5-2. 5份，抗冲击改性剂MBS 1-10份；所述FRP废弃物的粒径范围为100-120目或 140-200 目，优选 140-200 目。
[0014] 优选的，该PVC基木塑复合材料包括以下重量份的原料：PVC100份，木粉20-40 份，FRP废弃物20-35份，重质碳酸钙30-50份，稳定剂3-5份，丙烯酸酯类加工改性剂 ACR7-10份，硬脂酸0. 6-1份，聚乙烯蜡1-1. 6份，抗冲击改性剂MBS 4-7份；所述FRP废弃 物的粒径范围为100-120目或140-200目，优选140-200目。
[0015] 优选的，木粉、FRP废弃物和重质碳酸钙的总量为85-115份。
[0016] 优选的，FRP废弃物占木粉、FRP废弃物和重质碳酸钙总质量的25-35wt%。
[0017] 进一步的，原料PVC为PVC树脂和回收的PVC塑料中的一种或两种。所述PVC塑 料是指不同形状、不同用途的聚氯乙烯制品。
[0018] 进一步的，所述重质碳酸钙为800目重质碳酸钙。使用时烘干至含水率不高于
[0019] 进一步的，所述木粉为杨木粉或玉米秸杆粉中的一种或两种，其中木粉中以杨木 粉和秸杆粉按质量比1:1的复配效果最好。
[0020] 木粉在使用前，进行以下预处理：将杨木粉或玉米秸杆粉过80目筛，用质量分数 为5 %的NaOH溶液常温浸泡48h，水洗至PH值为7,烘干至含水率不高于5 %。
[0021 ] 进一步的，所述稳定剂可以选择无尘复合铅盐稳定剂、无尘稀土复合稳定剂。
[0022] 进一步的，丙烯酸酯类加工改性剂ACR可以选择ACR-601、ACR401。
[0023] 进一步的，本发明原料中加入抗冲击改性剂MBS树脂，系甲基丙烯酸甲酯、丁二烯 和苯乙烯的接枝共聚物，在本发明加入量情况下，具有很好的增韧作用，能提高木塑复合材 料的性