本发明涉及风电叶片技术领域，特别涉及一种利用退役风电叶片复合材料制备广场砖的方法。
背景技术：
广场砖已经成为现代化城市道路、广场、居住小区、旅游区等路面铺设的常用结构砖，在保障交通安全便利的同时，美化着城市。其中，人造石作为新型人造建筑材料，具有高强度、高硬度、高韧性、防腐抗老化、无辐射、易加工、比拟天然质感等优点，在广场砖的应用越来越广泛。
近年来，随着煤、石油、天然气等传统不可再生能源的不断减少，风能的开发和利用越来越得到人们的重视，已成为能源领域最具商业推广前景的项目之一，在国内外发展迅速。然而迅速发展的另一面则是，随着早期服役的大量热固性复合材料风电叶片使用年限的临近(中国于1989～1992年在新疆达坂城建成第一个风电场)，如何回收和处理如此大量的复材废料，将成为全球性的一大难题。目前传统的处理方式是焚烧或掩埋，这两种处理方式粗放并且有害。若将废料弃之不顾，对环境将会造成极大的影响。因此，对退役风电叶片复合材料进行回收利用，在倡导环保的今天，具有重要的现实意义。退役风电叶片复合材料能够得到有效的处理，再生为新的原材料，实现循环经济发展模式，将是集社会效益和经济效益双收的事业，也是目前亟待解决的问题。
技术实现要素：
本发明提出一种利用退役风电叶片复合材料制备广场砖的方法，解决了现有技术中退役风电叶片复合材料处理再生的问题。
本发明的一种利用退役风电叶片复合材料制备广场砖的方法，包括以下步骤：将广场砖的上下面层、中间层的原料分别混合均匀、依次布料、真空压制、固化以得到所述广场砖；所述广场砖的上下面层的原料重量份组成为：
所述广场砖中间层的原料重量份组成为：
所述阻燃剂A为：氢氧化镁或活性氢氧化铝阻燃剂，所述阻燃剂B为：QB-T01。
其中，在将广场砖的上下面层、中间层的原料分别混合均匀之前还包括：将退役风电叶片复合材料粉料活化的过程，具体包括：将退役风电叶片复合材料粉料搅拌升温至60～140℃，加入活化剂活化5～20min后出料，得到退役风电叶片复合材料的活化粉料。
其中，所述活化剂为：1,5,7-三氮杂二环[4.4.0]癸-5-烯、乙酰丙酮锌、硅烷偶联剂中的一种或多种混合。
其中，所述活化剂与退役风电叶片复合材料粉料的质量比为0.15～0.6:100。
其中，所述不饱和聚酯树脂为石英石树脂。
其中，所述固化剂为过氧化环己酮或过氧化甲乙酮，所述固化剂与所述不饱和聚酯树脂的质量比为0.5～1.5:100。
其中，所述促进剂为：环烷酸钴，所述促进剂与所述不饱和聚酯树脂的质量比为0.3～0.8:100。
其中，所述退役风电叶片复合材料粉料的粒径为60～800目。
其中，上下面层的石英砂为4～6目、30～50目和100～200目三种目数石英砂组成，其质量比例为1:1:1，中间层的石英砂的粒度为4～50目。
本发明的退役风电叶片复合材料的活化粉料制备方法中，退役风电叶片复合材料废料为广场砖的主要组分(占广场砖重量的40％以上)将其制作成广场砖，实现了退役风电叶片复合材料的再生利用。
具体实施方式
下面本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的一种利用退役风电叶片复合材料制备广场砖的方法，包括以下步骤：将广场砖的上下面层、中间层的原料分别混合均匀、依次布料、真空压制、固化以得到所述广场砖；所述广场砖的上下面层的原料重量份组成为：
所述广场砖中间层的原料重量份组成为：
退役风电叶片复合材料粉料中主要材料为热固性树脂和玻璃纤维，风电叶片复合材料经过磨粉处理后，物料中包含树脂粉料以及表面附着树脂的短玻璃纤维。经过活化的粉料加入到广场砖中，一方面可以增加广场砖不同原料间的结合力，另一方面，玻璃短纤维的加入可以提高广场砖的韧性。
本发明提供的广场砖由三层结构组成，依次为上面层、中间层、下面层，其中上下面层的原料重量份组成相同。本发明提供的广场砖为一体三层结构，在保证广场砖表面硬度、耐磨性的前提下，改善广场砖的韧性和强度，同时，实现了对退役风电叶片复合材料的循环利用，为退役风电叶片的处理提供了一种新的途径。
本发明中所述广场砖上下面层部分的石英砂，目的为保证广场砖具有良好的硬度和耐摩擦性能。所述上下面层部分的石英砂为4-6目，30-50目，100-200目三种目数石英砂组成，其质量比例为1:1:1；所述用于广场砖中间层部分的石英砂，目的为在保证中间层具有良好的韧性，耐冲击性能的同时，石英石可以增加中间层强度，所述中间层部分的石英砂的粒度为4～50目。
所述不饱和聚酯树脂采用亚邦7982石英石树脂。
所述阻燃剂A为氢氧化镁或活性氢氧化铝阻燃剂。
所述阻燃剂B为QB-T01。
所述固化剂为过氧化环己酮或过氧化甲乙酮。所述固化剂的用量除了满足原料的重量份配比，还应同时满足：固化剂与不饱和聚酯树脂的质量比为0.5～1.5:100。
所述促进剂为环烷酸钴。所述促进剂的用量除了满足原料的重量份配比，还应同时满足：促进剂与不饱和聚酯树脂的质量比为0.3～0.8:100。
退役风电叶片复合材料废料磨粉后，所得的粉料直接用于本发明提供的广场砖中，不能获得性能良好的广场砖，需要对退役风电叶片复合材料废料进行活化后使用。所述退役风电叶片复合材料废料活化粉料的制备方法如下：
将退役风电叶片复合材料废料磨粉后，加入活化剂在特定温度下进行活化，得到所述的退役风电叶片复合材料废料活化粉料。
所述退役风电叶片复合材料为不饱和聚酯基玻璃纤维复合材料和环氧树脂基玻璃纤维复合材料。
所述退役风电叶片复合材料废料粉料应具有合适的粒径，以保证退役风电叶片复合材料废料粉料能够充分地与广场砖中的其余组分混合均匀，同时确保在广场砖固化的过程中，退役风电叶片复合材料废料中已经固化的酯键打开，与广场砖中的其余组分发生化学交联反应。
作为优选，所述退役风电叶片复合材料废料粉料的粒径为60～800目，进一步优选，所述退役风电叶片复合材料废料粉料的粒径为80～500目，再优选，所述退役风电叶片复合材料废料粉料的粒径为80～300目。
所述的活化剂的作用在于将已经固化的退役风电叶片复合材料废料粉料中热固性树脂的酯键打开，使其能够与广场砖中的其余组分发生化学交联反应。所述活化剂为1,5,7-三氮杂二环[4.4.0]癸-5-烯(TBD)、乙酰丙酮锌、硅烷偶联剂(如：γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，即KH570)中的一种或多种组合。
所述活化剂与退役风电叶片复合材料废料粉料的质量比为0.15～0.6:100。进一步优选，所述活化剂与退役风电叶片复合材料废料粉料的质量比为0.3～0.5:100。
所述活化剂的活化温度为60～140℃。进一步优选，所述活化剂的活化温度为70～120℃。
退役风电叶片复合材料废料活化粉料制备时的具体操作操作如下：
将退役风电叶片复合材料废料依次进行粉碎和磨粉，得到符合粒径要求的窄粒径分布粉料，然后搅拌升温至70～110℃，加入活化剂活化5～20min后出料，得到退役风电叶片复合材料废料活化粉料。
制作本发明提供的广场砖的具体操作方法如下：
按照所述配方分别称取面层原材料；将面层石英砂、退役风电叶片复合材料活化粉料、阻燃剂A、阻燃剂B混合均匀；将不饱和聚酯树脂、固化剂、促进剂充分搅拌均匀后放入已混合好的物料中，再次混合均匀，得面层物料；将物料均分两份，分别为上、下面层物料。
按照所述配方分别称取中间层原材料；将面层石英砂、退役风电叶片复合材料废料活化粉料、阻燃剂B混合均匀；将不饱和聚酯树脂、固化剂、促进剂充分搅拌均匀后放入已混合好的物料中，再次混合均匀中，得中间层物料；
将下面层、中间层、上面层的物料，逐层平铺到模具上。布料完成后，进行抽真空、震动加压。将压制好的广场砖脱模，固化。得到三层结构广场砖。
本发明利用退役风电叶片复合材料废料作为广场砖的主要组分(占广场砖重量的40％以上)，具有耐摩擦、耐冲击、密度小、吸水率低、阻燃好等优点，可广泛应用于铺贴广场、机场、车站及人行道，市场前景远大。
实施例1
采用未经活化的不饱和树脂基退役风电叶片复合材料废料作为广场砖原料，将上下面层石英砂、退役风电叶片复合材料废料粉料、阻燃剂A、阻燃剂B置入1号混料机中混合，搅拌10min；将不饱和聚酯树脂、固化剂、促进剂充分搅拌均匀后放入1号搅拌机中；搅拌10min，得面层物料；将物料均分两份，分别为上、下面层物料。
广场砖的上下面层的原料重量份组成为：
按照所述配方分别称取中间层原材料；将面层石英砂、退役风电叶片复合材料废料粉料、阻燃剂B置入2号混料机中混合，搅拌10min；将不饱和聚酯树脂、固化剂、促进剂充分搅拌均匀后放入2号搅拌机中；搅拌10min，得中间层物料；
所述广场砖中间层的原料重量份组成为：
将下面层、中间层、上面层的物料，逐层平铺到模具上。布料完成后，进行抽真空、震动加压。采用振动台振实后，进行真空压制。真空振动成型压机内的真空度控制为-0.08Mp；工作频率为50Hz；压制时间8min。将压制好的广场砖脱模，放入140℃的固化炉中固化8h。得到三层结构广场砖。
实施例2
采用未经活化的环氧树脂基退役风电叶片复合材料废料作为广场砖原料；将面层石英砂、退役风电叶片复合材料废料粉料、阻燃剂A、阻燃剂B置入1号混料机中混合，搅拌10min；将不饱和聚酯树脂、固化剂、促进剂充分搅拌均匀后放入1号搅拌机中；搅拌10min，得面层物料；将物料均分两份，分别为上、下面层物料。
广场砖的上下面层的原料重量份组成为：
按照所述配方分别称取中间层原材料；将面层石英砂、退役风电叶片复合材料废料粉料、阻燃剂B置入2号混料机中混合，搅拌10min；将不饱和聚酯树脂、固化剂、促进剂充分搅拌均匀后放入2号搅拌机中；搅拌10min，得中间层物料；
所述广场砖中间层的原料重量份组成为：
将下面层、中间层、上面层的物料，逐层平铺到模具上。布料完成后，进行抽真空、震动加压。采用振动台振实后，进行真空压制。真空振动成型压机内的真空度控制为-0.08Mp；工作频率为50Hz；压制时间8min。将压制好的广场砖脱模，放入140℃的固化炉中固化8h。得到三层结构广场砖。
实施例3
将风电叶片被肢解后回收的环氧树脂基玻璃纤维复合材料废料依次进行粉碎、磨粉，制成120目窄粒径分布粉料，将5kg粉料置入高速混料机搅拌升温至100℃，加入9g乙酰丙酮锌和15g硅烷偶联剂KH570活化剂活化15min后出料，得到退役风电叶片复合材料活化粉料。
按照所述配方分别称取面层原材料；将上下面层石英砂、退役风电叶片复合材料活化粉料、阻燃剂A、阻燃剂B置入1号混料机中混合，搅拌10min；将不饱和聚酯树脂、固化剂、促进剂充分搅拌均匀后放入1号搅拌机中；搅拌10min，得面层物料；将物料均分两份，分别为上、下面层物料。
广场砖的上下面层的原料重量份组成为：
按照配方分别称取中间层原材料；将中间层石英砂、退役风电叶片复合材料废料活化粉料、阻燃剂B置入2号混料机中混合，搅拌10min；将不饱和聚酯树脂、固化剂、促进剂充分搅拌均匀后放入2号搅拌机中；搅拌10min，得中间层物料；
所述广场砖中间层的原料重量份组成为：
将下面层、中间层、上面层的物料，逐层平铺到模具上。布料完成后，进行抽真空、震动加压。采用振动台振实后，进行真空压制。真空振动成型压机内的真空度控制为-0.08Mp；工作频率为50Hz；压制时间8min。将压制好的广场砖脱模，放入140℃的固化炉中固化8h。得到三层结构广场砖。
实施例4
将风电叶片被肢解后回收的环氧树脂基玻璃纤维复合材料废料依次进行粉碎、磨粉，制成120目窄粒径分布粉料，将5kg粉料置入高速混料机搅拌升温至100℃，加入9g乙酰丙酮锌和15g硅烷偶联剂KH570活化剂活化15min后出料，得到退役风电叶片复合材料活化粉料。
按照所述配方分别称取面层原材料；将上下面层石英砂、退役风电叶片复合材料废料活化粉料、阻燃剂A、阻燃剂B置入1号混料机中混合，搅拌10min；将不饱和聚酯树脂、固化剂、促进剂充分搅拌均匀后放入1号搅拌机中；搅拌10min，得面层物料；将物料均分两份，分别为上、下面层物料。
广场砖的上下面层的原料重量份组成为：
按照所述配方分别称取中间层原材料；将中间层石英砂、退役风电叶片复合材料废料活化粉料、阻燃剂B置入2号混料机中混合，搅拌10min；将不饱和聚酯树脂、固化剂、促进剂充分搅拌均匀后放入2号搅拌机中；搅拌10min，得中间层物料；
所述广场砖中间层的原料重量份组成为：
将下面层、中间层、上面层的物料，逐层平铺到模具上。布料完成后，进行抽真空、震动加压。采用振动台振实后，进行真空压制。真空振动成型压机内的真空度控制为-0.08Mp；工作频率为50Hz；压制时间8min。将压制好的广场砖脱模，放入140℃的固化炉中固化8h。得到三层结构广场砖。
实施例5
将风电叶片被肢解后回收的环氧树脂基玻璃纤维复合材料废料依次进行粉碎、磨粉，制成180目窄粒径分布粉料。将5kg粉料置入高速混料机搅拌升温至70℃，加入15g1,5,7-三氮杂二环[4.4.0]癸-5-烯(TBD)和9g KH570活化剂活化15min后出料，得到退役风电叶片复合材料废料活化粉料。
按照所述配方分别称取面层原材料；将上下面层石英砂、退役风电叶片复合材料废料活化粉料、阻燃剂A、阻燃剂B置入1号混料机中混合，搅拌10min；将不饱和聚酯树脂、固化剂、促进剂充分搅拌均匀后放入1号搅拌机中；搅拌10min，得面层物料；将物料均分两份，分别为上、下面层物料。
广场砖的上下面层的原料重量份组成为：
按照所述配方分别称取中间层原材料；将中间层石英砂、退役风电叶片复合材料废料活化粉料、阻燃剂B置入2号混料机中混合，搅拌10min；将不饱和聚酯树脂、固化剂、促进剂充分搅拌均匀后放入2号搅拌机中；搅拌10min，得中间层物料；
所述广场砖中间层的原料重量份组成为：
将下面层、中间层、上面层的物料，逐层平铺到模具上。布料完成后，进行抽真空、震动加压。采用振动台振实后，进行真空压制。真空振动成型压机内的真空度控制为-0.08Mp；工作频率为50Hz；压制时间8min。将压制好的广场砖脱模，放入140℃的固化炉中固化8h。得到三层结构广场砖。
性能表征
实施例1～5制备得到的广场砖的测试性能如下表所示：
可见经过活化后的退役风电叶片复合材料粉料制成的广场砖在压缩强度和抗冲击性方面明显优于未经活化后的退役风电叶片复合材料粉料制成的广场砖。
表中的性能测试结果所依据的标准分别为：
密度参照美国ASTM C97；
吸水率参照JC/T 908-2013，GB/T3810.3-2006；
莫氏硬度检测参照JC/T 908-2013；
耐磨性参照JC/T 908-2013；
压缩强度参照JC/T 908-2013；
落球冲击参照JC/T 908-2013；
阻燃性能测试参照JC/T 908-2013。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。