一种利用frp废弃物制作的建筑模板及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及FRP废弃物的再利用，特别是一种环保、成本低的片状模塑料（SMC)建 筑模板及其制备方法，属于建筑材料领域。
【背景技术】
[0002] 建筑模板是一种临时性结构，它按设计要求制作、是混凝土结构、构件按规定位 置、几何尺寸成形、保持其正确的位置，并承受建筑模板自重及作用在其上的载荷。建筑模 板工程一般占钢筋混凝土结构工程费用的20-30%，占劳动量的30-40%，占工期的40%左右， 因此模板技术的提高，可以降低工程施工费用、节省劳动力和加快工程进度，对提高建筑水 平有重要的意义。
[0003] 目前我国建筑行业使用的建筑模板主要分为木模板、钢模板、铝合金模板、复合材 料模板等。木模板在工程施工中应用范围最广，但木模的刚度小，易变形，重复使用率低，周 转次数少。钢模板虽然周转次数多，但成本高，重量大，不易搬运，与混凝土的粘结力较大， 不利于脱模。铝合金模板较木模重、较钢模轻，但成本比钢模还高，周转次数不如钢模。复 合材料模板多采用热固性的树脂作为基体，板刚度较塑料模板高，周转次数多，对混凝土的 附着力小，但不易回收利用。
[0004] 片状模塑料（SMC)材料，其中间芯材是由浸渍了树脂糊的玻璃纤维组成，上下两 面以PE薄膜覆盖；其中树脂糊里含有不饱和聚酯树脂、低收缩添加剂、内脱模剂、苯乙烯、 填料、引发剂、增稠剂等各种组分，形成一种"夹层结构"。常用SMC的生产与成型过程如 下：将玻璃纤维放于预先均匀涂覆了树脂糊的两层PE膜之间，通过履带压实，使纤维与树 脂糊充分浸渍后收卷，然后在增稠室内进行增稠，最后进行模压成型。
[0005] 天然植物纤维如麻纤维、木纤维、植物叶纤维等，具有很多的优点，如来源丰富、价 格低廉、可再生、可降解、使其在某些领域成为玻璃纤维的替代品。天然纤维增强热固性材 料已广泛应用于船舶、汽车、建筑和电器行业等领域。
[0006] 纤维增强塑料（Fiber Reinforced Plastics，简称FRP)因其轻质高强、不导电、 耐腐蚀等优点，一直以来都是研究和应用的热点，主要包括玻璃纤维增强塑料（GFRP)、碳纤 维增强塑料（CFRP)、芳纶纤维增强塑料（AFRP)等。近年来，FRP的产量和用量逐年提高，在 其生产加工过程中的边角余料以及每年产生FRP废弃物的数量也逐年提高。这些FRP废弃 物所带来的环境污染问题及其处理问题越来越引起社会和政府的关注。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的是提供一种利用FRP废弃物制作的建筑模板及其制备方法，将FRP 废弃物作为植物纤维增强SMC的填料回收利用，能够废物利用，具有强度高、周转次数多， 附着力小，易脱模、易回收、成本低等特点。
[0008] 本发明一种利用FRP废弃物制作的建筑模板，其原料的重量配比为： 植物纤维：10-30份； 不饱和聚酯树脂：40-60份； FRP废弃物：80-120份； 低收缩添加剂：20-40份； 苯乙烯：2-3份； 引发剂：1-1. 5份； 氧化镁：〇. 8-1. 2份； 内脱模剂：2. 4-3. 6份。
[0009] 所述建筑模板，其原料的重量配比为： 植物纤维：15-30份； 不饱和聚酯树脂：50-60份； FRP废弃物：100-120份； 低收缩添加剂：30-40份； 苯乙烯：2. 5-3份； 引发剂：1. 2-1. 5份； 氧化镁：1_1. 2份； 内脱模剂：2. 8-3. 6份。
[0010] 所述建筑模板，所含不饱和聚酯树脂与FRP废弃物的重量比1 :2,植物纤维含量为 建筑模板重量的10-30%。
[0011] 所述粉碎后的FRP废弃物的粒径范围是100-200目。
[0012] 所述植物纤维是麻纤维、竹纤维或者木纤维。
[0013] 所述不饱和聚酯树脂是乙烯基树脂、邻苯树脂或间苯树脂。
[0014] 所述低收缩添加剂是聚苯乙烯（PS)或聚醋酸乙烯酯（PVAc)。
[0015] 所述引发剂为过氧化苯甲酸叔丁酯（TBPB)。
[0016] 所述内脱模剂是硬脂酸锌或硬脂酸钙。
[0017] 所述建筑模板的制备方法，包括以下步骤： 将FRP废弃物粉碎至粒径范围为100-200目； 将低收缩添加剂、内脱模剂加入不饱和聚酯树脂，搅拌均匀，加入FRP废弃物，再次搅 拌均匀，再加入苯乙烯、引发剂和氧化镁，混合均匀得到树脂糊； 用刮刀将树脂糊均匀涂敷在上、下PE膜，植物纤维切成2. 5-3.0 cm小段，均匀分散 在涂有树脂糊的上下两层PE薄膜中间，通过履带挤压，使植物纤维与树脂糊充分浸渍，压 实，成型为片材，然后进行收卷，运送到增稠室增稠，增稠室的温度为30-36Γ，增稠时间为 24-48小时； 将增稠后的片材裁剪，平整的铺放在模具中，在130_150°C、10-15 MPa条件下，保压20 -30min，然后冷却，脱模，切割，得到建筑模板。
[0018] 植物纤维含有大量的亲水基团一一羟基，具有很强的极性，不饱和聚酯树脂通常 为非极性的，不亲水，所以植物纤维和树脂基体之间的界面相容性很差，影响了机械性能， 因此必须对植物纤维进行表面改性。对植物纤维进行表面改性的方法如下： (1)碱处理：将短切的植物纤维浸泡在浓度为5%的氢氧化钠溶液48 h后取出洗涤至 中性，在80 °C下烘干； (2) 硅烷偶联剂KH-550处理：偶联剂：乙醇：水为I :5 :40的比例混合，用冰乙酸将溶 液的PH值调至4左右，搅拌、水解90 min。然后将碱处理过的植物纤维浸泡在水解完全的 KH-550溶液中24 h后取出洗涤至中性，在80 °C下烘干；或 (3) 硅烷偶联剂KH-570处理：按偶联剂：乙醇：水为1 :5 :40的比例混合，用冰乙酸将 溶液的PH值调至4左右，搅拌、水解90 min。然后将碱处理过的植物纤维浸泡在水解完全 的KH-570溶液中24 h后取出洗涤至中性，在80 °C下烘干。
[0019] 本发明具有以下优点： 1、 利用废弃FRP制备植物纤维增强建筑模板，将废弃物回收进行资源化利用； 2、 采用植物纤维，来源广泛、绿色环保、价格低廉，可以减低生产成本； 3、 植物纤维能够完全降解，绿色环保； 4、 具有强度高、周转次数多，附着力小，易脱模、易回收、成本低等特点。
【具体实施方式】
[0020] 下述实施例中，所用的不饱和聚酯树脂、低收缩剂、增稠剂、引发剂、内脱模剂均为 市售，工业级。
[0021] 所用的植物纤维在使用之前首先要经过洗涤、碱处理，去除植物纤维表面的杂质 成分，进行表面改性，增加与不饱和聚酯树脂的相容性。
[0022] 对植物纤维进行表面改性的方法如下： (1) 碱处理：将短切的植物纤维浸泡在浓度为5%的氢氧化钠溶液48 h后取出洗涤至 中性，在80 °C下烘干； (2) 硅烷偶联剂KH-550处理：偶联剂：乙醇：水为1 :5 :40的比例混合，用冰乙酸将溶 液的PH值调至4左右，搅拌、水解90 min。然后将碱处理过的植物纤维浸泡在水解完全的 KH-550溶液中24 h后取出洗涤至中性，在80 °C下烘干；或 (3) 硅烷偶联剂KH-570处理：按偶联剂：乙醇：水为1 :5 :40的比例混合，用冰乙酸将 溶液的PH值调至4左右，搅拌、水解90 min。然后将碱处理过的植物纤维浸泡在水解完全 的KH-570溶液中24 h后取出洗涤至中性，在80 °C下烘干。
[0023] 所用FRP废弃物为GFRP废弃物，来自回收挤出成型玻璃钢电缆桥架及其它玻璃 钢产品，将该废弃物清洗、破碎后，用100目、120目、140目、170目、200目等标准筛筛分，得 到粒径范围为100-200目的GFRP废弃物。
[0024] 实施例1 本发明提供一种利用FR