利用再生材料制备的仿生物骨头结构型材及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种利用再生材料制备的仿生物骨头结构型材及其制备方法，其制备方法包括：(1)将热固性高分子废弃物粉料和热塑性树脂A发泡挤出造粒得发泡再生粒子；(2)将发泡再生粒子灌输在由热塑性树脂B生产的热缩管中，经预热、热预压，最后通过花纹定型模具热压成型得仿生物骨头结构型材；所述的热塑性树脂A包括聚烯烃树脂、乙烯醋酸乙烯树脂、聚酯树脂、聚氨酯树脂、聚丙烯酸酯类树脂、聚碳酸酯树脂和其改性树脂中的一种或多种；所述的热塑性树脂B包括聚氯乙烯树脂、聚烯烃树脂、聚酯树脂、聚氨酯树脂、聚丙烯酸酯类树脂、聚酰胺树脂、聚碳酸酯树脂和其改性树脂中的一种或多种。该型材为表皮坚韧、内芯蓬松的仿生骨头结构复合型材。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及复合材料
，尤其涉及一种利用再生材料制备的仿生物骨头结构型材及其制备方法。
技术介绍
复合材料，是由两种或两种以上不同性质的材料，通过物理或化学的方法，在宏观(微观)上组成具有新性能的材料。各种材料在性能上互相取长补短，产生协同效应，使复合材料的综合性能优于原组成材料而满足各种不同的要求。申请号为CN200910106735.1的中国专利文献公开了一种聚苯乙烯画框/相框、聚苯乙烯在制作画框/相框中的应用、工艺。其制造工艺包括(1)将可发性聚苯乙烯材料进行低发泡成粒状；(2)利用高压枪将发泡颗粒注入模具中，通过蒸汽加热使得颗粒膨胀充满模腔并使颗粒互相熔合成框边；(3)利用发热线切割成标准的45°角斜边的框边；(4)利用角码将四条框边驳接而成方形画框/相框或应用胶水将已加工好的框边连接成画框/相框或两种方法同时使用。该聚苯乙烯画框/相框的框边呈内45°角的斜边边端，四块框边型材的各角端经L型角码插接后并经螺钉固定或在驳口处经胶水粘接。此方法生产的材料力学性能较差，极易折断。申请号为CN201420018331.3的中国专利文献公开了一种PVC发泡钢塑建筑模板，它是由上钢板层、下钢板层和中间发泡芯层构成，中间发泡芯层为PVC低发泡层，发泡层厚度为10～16mm，上钢板层和下钢板层厚度为0.5～1mm。该技术的PVC发泡钢塑建筑模板，发泡芯层为PVC微发泡层，全部使用废旧PVC塑料，降低了模板的成本，实现了节能利废的目的；上、下硬质表层为钢板，起增强、增韧、耐磨、抗冲击、防划痕等作用；其物理力学性能优异，静曲强度≥50MPa，弹性模量≥5000MPa，防水、防潮、适应性强，循环使用次数超过50次，环保无污染，使用后的废品及边角料还可以100％回收利用。但此方法加工的板材很难进行表面花纹处理或复杂加工，不能生产线材，且金属笨重而易腐蚀。热固性树脂废弃物包括常温固化油漆、涂料和高温烤漆等交联型树脂废弃物，也包括玻璃钢、碳纤维复合材料等热固性复合材料退役材料或生产冗余料。我国此类废物每年产生的数量以几十万吨计。据调查，今后5～10年内，统计风电行业每年退役玻璃钢风电叶片超过5万吨。此类热固性废弃物难以被再次利用，焚烧成本每吨高达2000元以上。如何再生利用将是关系重大的社会课题。动物骨头结构是由骨密质、骨松质、和髓腔组成，具有轻便、高强、结构稳定、抗弯曲抗折能力好等优点。仿生物骨头结构的复合材料具有广泛的用途。
技术实现思路
本专利技术提供了一种利用再生材料制备的仿生物骨头结构型材及其制备方法，该型材为表皮坚韧、内芯蓬松的高分子仿生骨头结构复合型材，该型材具有结构尺寸稳定、比重小、弯曲强度较高、价格便宜等特点。一种利用再生材料制备的仿生物骨头结构型材的制备方法，包括：(1)将热固性高分子废弃物粉料和热塑性树脂A发泡挤出造粒得发泡再生粒子；(2)将发泡再生粒子灌输在由热塑性树脂B生产的热缩管中，经预热、热预压，最后通过花纹定型模具热压成型得仿生物骨头结构型材；所述的热塑性树脂A包括聚烯烃树脂、乙烯醋酸乙烯树脂、聚酯树脂、聚氨酯树脂、聚丙烯酸酯类树脂、聚碳酸酯树脂和其改性树脂中的一种或多种；所述的热塑性树脂B包括聚氯乙烯树脂、聚烯烃树脂、聚酯树脂、聚氨酯树脂、聚丙烯酸酯类树脂、聚酰胺树脂、聚碳酸酯树脂和其改性树脂中的一种或多种。高分子树脂热缩管是形状记忆高分子材料在实际运用的一种较成熟产品。形状记忆高分子SMP(ShapeMemoryPolymer)材料是指具有初始形状的制品，在一定的条件下改变其初始形状并固定后，通过外界条件(如热、光、电、化学感应)等的刺激，又可恢复其初始形状的高分子材料。上述热塑性树脂B能加工成所需温度范围的热响应收缩的薄壁管材，并且其收缩强度比较大，其本身的强度高、模量大。上述热塑性树脂A熔点低、成本低廉并与热缩管材料相容性好。热固性高分子废弃物粉料与热塑性树脂A经发泡造粒后作为芯材，装入作为包覆层的热缩管中，在预热过程中，发泡再生粒子受热膨胀而热缩管受热收缩，在经过后续的热压成型后发泡再生粒子与热缩管结合在一起，形成内芯疏松，表皮坚韧的仿生物骨头型材。本专利技术制备的仿生物骨头结构型材的芯材和包覆层之间具有较好的协同作用，主要表现在芯材和包覆层材料的性能有机统一，并且成本大幅下降。具体说，外层包裹材料强度大、模量高，如果只有包覆层，则该材料的形变量小，虽然型材强度大，但容易脆并且成本高；芯材强度小，韧性差，但价格低廉，二者有机统一后，不仅强度较高，发挥出包裹材料的性能特点，并且由于包裹材料较薄，使之具有非常好的韧性。普通的采用共挤压成型的包覆材料的包覆层和芯材必须具有一定的相容性，否则会发生相分离，本专利技术的制备方法中芯材与包覆层不具有相容性时也可以紧密的粘接在一起，该制备方法拓宽了包覆型材料包覆层和芯材的选择范围，并且该方法制备的型材其包覆层包覆完美，没有包覆缺陷，避免了芯材中危险物质的迁移。本专利技术是在研究动物骨骼结构的基础上，采用最简单、高效的方法，制备出一种仿生物骨头结构的型材，根据不同的需要可以制备多种型材，包括相框线条、门窗线条、工程模板等，该方法制备的型材具有结构尺寸稳定、比重小、弯曲强度较高、价格便宜等特点，并且该制备方法能有效处理普通方法很难处理的、具有不溶、不熔性质的热固性高分子废弃物，最终达到将热固性高分子废弃物进行再生利用的目的。本专利技术中热缩管的外壁可以根据需要选择具有本色或带有装饰花纹，管径和壁厚根据具体需要进行确定。进一步优选的，所述的热塑性树脂B为聚酯树脂、聚烯烃树脂或聚氨酯树脂。所述的热固性高分子废弃物粉料由固体油漆废渣、热固性树脂废料和玻璃钢废料中的一种或多种制得。热固性高分子废弃物粉料为无法熔融的高分子废弃物进行脱气、粉碎、筛选制得，无法熔融的高分子废弃物包括固体油漆废渣、热固性树脂废料、玻璃钢废料。该类热固性高分子废弃物对比无机填料具有轻质、不熔、尺寸稳定且易分散的性质，能较大提高型材的性能。为了提高热固性高分子废弃物粉料的分散性，作为优选，所述热固性高分子废弃物粉料的粒径为80～1250目。进一步优选为300～800目。且热固性高分子废弃物粉料中无挥发性组分。作为优选，步骤(1)中，热固性高分子废弃物粉料和热塑性树脂A采用化学发泡方法发泡，使用的发泡剂为偶氮二甲酰胺(ACA)、N，N’-二亚硝基戊撑四胺(DNPA)、4，4’-氧化二苯磺酰肼(OBSH)、偶氮二异丁腈、对苯磺酰肼、复合低温发泡剂、碳酸氢钠和水中的一种或多种。采用上述发泡方法发泡后的材料为闭孔结构，具有极其优良的抗冲击性，反弹性，柔软性，隔音性，隔热性。作为优选，所述的发泡剂为偶氮二甲酰胺、复合低温发泡剂和碳酸氢钠中的一种或多种。所述的复合低温发泡剂为衢州舜泰橡塑科技有限公司生产的中温发泡剂，型号为SAK-8。作为优选，所述的发泡剂为偶氮二甲酰胺和碳酸氢钠。偶氮二甲酰胺(ACA)发泡剂为分解放热发泡，碳酸氢钠协同发泡，碳酸氢钠分解吸热，能有效控制发泡温度，提高泡孔均匀性，同时具有很好的发泡率可控性。作为优选，步骤(2)中，以微波加热的方式进行预热，预热温度为特定热塑性树脂A软化点以上0～15℃或热塑性树脂A熔点以下0～30℃。进一步优选的，预热温度为热塑性树脂A本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用再生材料制备的仿生物骨头结构型材的制备方法，其特征在于，包括：(1)将热固性高分子废弃物粉料和热塑性树脂A发泡挤出造粒得发泡再生粒子；(2)将发泡再生粒子灌输在由热塑性树脂B生产的热缩管中，经预热、热预压，最后通过花纹定型模具热压成型得仿生物骨头结构型材；所述的热塑性树脂A包括聚烯烃树脂、乙烯醋酸乙烯树脂、聚酯树脂、聚氨酯树脂、聚丙烯酸酯类树脂、聚碳酸酯树脂和其改性树脂中的一种或多种；所述的热塑性树脂B包括聚氯乙烯树脂、聚烯烃树脂、聚酯树脂、聚氨酯树脂、聚丙烯酸酯类树脂、聚酰胺树脂、聚碳酸酯树脂和其改性树脂中的一种或多种。

【技术特征摘要】
1.一种利用再生材料制备的仿生物骨头结构型材的制备方法，其特征在于，包括：(1)将热固性高分子废弃物粉料和热塑性树脂A发泡挤出造粒得发泡再生粒子；(2)将发泡再生粒子灌输在由热塑性树脂B生产的热缩管中，经预热、热预压，最后通过花纹定型模具热压成型得仿生物骨头结构型材；所述的热塑性树脂A包括聚烯烃树脂、乙烯醋酸乙烯树脂、聚酯树脂、聚氨酯树脂、聚丙烯酸酯类树脂、聚碳酸酯树脂和其改性树脂中的一种或多种；所述的热塑性树脂B包括聚氯乙烯树脂、聚烯烃树脂、聚酯树脂、聚氨酯树脂、聚丙烯酸酯类树脂、聚酰胺树脂、聚碳酸酯树脂和其改性树脂中的一种或多种。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的热固性高分子废弃物粉料由固体油漆废渣、热固性树脂废料和玻璃钢废料中的一种或多种制得。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述热固性高分子废弃物...

【专利技术属性】
技术研发人员：江永波，
申请(专利权)人：江苏锐康新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32