复合材料制造技术

公开了复合材料和生产用于制造、建筑和建造的复合材料的方法。如本文公开的组合物包含分散在热塑性聚合物和蜡的基质中的高比例的颗粒废料。生产复合材料的方法包括将热塑性聚合物和蜡与颗粒材料熔体混合，从而将颗粒材料分散在复合材料的熔体混合物中。

Compound material

Composite materials and methods for producing composite materials for manufacture, construction and construction are disclosed. The composition as disclosed herein comprises a high proportion of particulate waste dispersed in a matrix of thermoplastic polymers and waxes. Methods for producing composites include mixing thermoplastic polymers and waxes with the melt of the granular material to disperse the granular material in the melt mixture of the composite.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】复合材料
本公开内容涉及复合材料，特别是在建筑(building)和建造(construction)行业中使用的复合材料。本公开内容还涉及生产复合材料的方法。背景对本公开内容的背景的以下讨论意图有助于对本专利技术的理解。然而，应当理解的是，该讨论不是确认或承认提到的任何材料是如在本申请的优先权日公布的、已知的或公知常识的一部分。在聚合物材料(塑料)的制造中已知的是，使用少量的约1至约5重量百分比的蜡以降低聚合物材料的粘度和熔点和/或以充当润滑剂和脱模剂。尽管增加蜡的体积可以降低相对聚合物体积并且降低制造成本，但是它还不利地影响聚合物材料的机械强度。还已知的是，使用惰性填充剂例如碳酸钙、滑石、高岭土、硫酸钡、二氧化硅、云母、飞灰、木粉和锯末作为塑料中的填充剂，以改变和改进物理性质和机械性质，例如机械强度、流变行为和热降解。这些填充剂的均匀分布在这些性质的增强中起着重要作用。这样的填充剂的附聚可以降低它们赋予聚合物的物理性质和机械性质的改进的能力。一些研究已经考虑了这样的填充剂的表面改性，以增强聚合物填充剂的相互作用并且改进填充剂在聚合物中的分散。通过化学改性，一些研究人员已发现填充剂的浓度可以增加到10％，而不会损害复合材料的性质。存在对新的并且改进的复合材料的需求，该复合材料使用低成本材料并且具有适合广泛应用的合意的物理性质和机械性质。概述本公开内容提供了复合材料和生产复合材料的方法。本公开内容的一个方面涉及复合材料，该复合材料包括分散在热塑性聚合物和蜡的基质中的颗粒材料。在一个实施方案中，复合材料包括分散在热塑性聚合物和蜡的均质基质(homogenousmatrix)中的颗粒材料。在可选择的实施方案中，复合材料包括分散在热塑性聚合物和蜡的非均质基质中的颗粒材料。在一个实施方案中，颗粒材料可以选自包括以下的组：飞灰、煤胞、来自燃煤的液态排渣锅炉设备(coal-firedwet-bottomboilerplant)的炉渣、来自废物焚烧炉的灰、火山灰、来自废物至能源工艺(waste-to-energyprocess)的残渣、二氧化硅、沙子、玻璃、高岭土、赤泥、重晶石、氧化铝、氧化铁、二氧化钛、氧化锆、陶瓷金属氧化物、废水泥颗粒、木粉、锯末、农业废物例如坚果壳、玉米芯颗粒、米糠、胶粉(groundrubber)，或上述中的一种或更多种的组合。在一个特定的实施方案中，颗粒材料包括飞灰。在一个特定的实施方案中，热塑性聚合物可以包括低密度聚乙烯。在一个特定的实施方案中，蜡可以包括石蜡。本公开内容的另外的方面涉及生产复合材料的方法，所述方法包括将热塑性聚合物和蜡与飞灰熔体混合(meltmix)，从而将飞灰分散在复合材料的熔体混合物中。在一个实施方案中，该方法还可以包括将所述熔体混合物成形为期望的形式，并且允许所述熔体混合物硬化。将熔体混合物成形可以包括挤出、模制或压延。本公开内容的另一方面涉及由如本文所述的复合材料制成的制造的物品。附图说明在下文中并且参考附图描述了本公开内容的多个实施方案，在附图中：图1示意性地图示出了用于制备根据本专利技术的实施方案的复合材料的装置和工艺。实施方案的描述本公开内容涉及复合材料，特别是在建筑和建造行业中使用的复合材料。本公开内容还涉及生产复合材料的方法。一般术语在整个本说明书中，除非另有特别说明或上下文另有要求，否则对单个步骤、物质的组合物、步骤的组或物质的组合物的组的提及应当被视为涵盖这些步骤、物质的组合物、步骤的组或物质的组合物的组中的一个和多于一个(即一个或更多个)。因此，如本文所使用的，除非上下文另外清楚地指出，否则单数形式“一(a)”、“一(an)”、和“该(the)”包括复数方面。例如，提及“一(a)”包括单个以及两个或更多个；提及“一(an)”包括单个以及两个或更多个；提及“该(the)”包括单个以及两个或更多个等等。除非另有具体说明，否则本文所述的本公开内容的每个实例将加以必要的修改被应用于所有其他实例。本公开内容不受限于本文描述的具体实例的范围内，具体实例仅意图用于示例的目的。功能上等同的产品、组合物和方法清楚地在如本文描述的公开内容的范围内。术语“和/或”，例如，“X和/或Y”应当被理解为意指“X和Y”或“X或Y”，并且应当被视为对两种含义或对任一含义提供明确的支持。在整个本说明书中，措词“包括(comprise)”或变型例如“包括(comprises)”和“包括(comprising)”将被理解为意味着包括所陈述的要素、整数或步骤，或者要素、整数或步骤的组但不排除任何其他的要素、整数或步骤，或者要素、整数或步骤的组。除非另外定义，否则在此所使用的所有技术和科技术语均具有如本专利技术所属的领域中的普通技术人员通常所理解的相同含义。尽管可以在本专利技术的实践或测试中使用类似于或等效于在此所述的那些方法和材料的方法和材料，但在下面描述适合的方法和材料。在发生冲突的情况下，以包括定义的本说明书为准。另外，这些材料、方法和实例仅是说明性的并且不意图是限制性的。应当注意，在本文表示值的范围时，将清楚地理解，该范围涵盖该范围的上限和下限，以及这些限值之间的所有值。如在整个说明书中使用的术语“约”意指大致或接近，并且在本文阐述的数值或范围的上下文中，意图涵盖所述的或要求保护的数值或范围的±10％或更小、±5％或更小、±1％或更小，或±0.1％或更小的变化。复合材料复合材料包括分散在热塑性聚合物和蜡的基质中的颗粒材料。颗粒材料可以选自包括以下的组：飞灰、煤胞、来自燃煤的液态排渣锅炉设备的炉渣、来自废物焚烧炉的灰、火山灰、来自废物至能源工艺的残渣、二氧化硅、沙子、玻璃、高岭土、赤泥、重晶石、氧化铝、氧化铁、二氧化钛、氧化锆、陶瓷金属氧化物、废水泥颗粒、木粉、锯末、农业废物例如坚果壳、玉米芯颗粒、米糠、胶粉，或上述中的一种或更多种的组合。颗粒材料可以是惰性的(例如无毒的)或非惰性的(有毒的或潜在地有害的)。取决于最终产品的材料和应用，可以使用一系列的颗粒尺寸来形成复合材料，从微小尺寸到大尺寸的颗粒。复合材料可以包含约10wt％至约90wt％的颗粒材料，甚至约60wt％至约90wt％的颗粒材料。特别地，复合材料可以包含约10wt％至约90wt％的飞灰，甚至约60wt％至约90wt％的飞灰。飞灰可以被定义为从燃烧粉煤(pulverisedcoal)的锅炉的烟道气中提取的固体材料。取决于正被燃烧的煤的来源和组成，以及在其生产中使用的燃烧条件和污染控制设备，飞灰的化学性质和物理性质可以不同。通常，飞灰包含二氧化硅(SiO2)(无定形的和结晶的两者)、氧化铝(Al2O3)和氧化钙(CaO)。飞灰还可以包含其他微量元素，包括但不限于砷、铍、硼、镉、铬、钴、铅、锰、汞、钼、硒、锶、铊和钒。飞灰颗粒的形状通常为球形，并且尺寸在从0.5μm至100μm的范围。...

【技术保护点】
1.一种复合材料，包括分散在热塑性聚合物和蜡的基质中的颗粒材料。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170222 AU 20179005941.一种复合材料，包括分散在热塑性聚合物和蜡的基质中的颗粒材料。


2.根据权利要求1所述的复合材料，其中所述复合材料包括分散在热塑性聚合物和蜡的均质基质中的颗粒材料。


3.根据权利要求1所述的复合材料，其中所述复合材料包括分散在热塑性聚合物和蜡的非均质基质中的颗粒材料。


4.根据权利要求1所述的复合材料，其中所述复合材料包括分散在非均质基质中的颗粒材料，其中所述非均质基质包括分散在蜡的均质基质中的第一热塑性聚合物的颗粒以及具有比所述第一热塑性聚合物低的熔点并能够与蜡形成所述均质基质的第二热塑性聚合物的颗粒。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的复合材料，其中所述颗粒材料选自包括以下的组：飞灰、煤胞、来自燃煤的液态排渣锅炉设备的炉渣、来自废物焚烧炉的灰、二氧化硅、沙子、高岭土、赤泥、重晶石、氧化铝、氧化铁、二氧化钛、氧化锆、陶瓷金属氧化物、木粉、锯末、坚果壳、玉米芯颗粒、米糠、胶粉或上述中的两种或更多种的组合。


6.根据权利要求5所述的复合材料，其中所述颗粒材料包括飞灰。


7.根据权利要求6所述的复合材料，其中所述复合材料包括按重量计约60％至约90％的飞灰。


8.根据权利要求1至7中任一项所述的复合材料，其中所述热塑性聚合物包括低密度聚乙烯。

【专利技术属性】
技术研发人员：穆罕默德·阿里·萨那古伊，
申请(专利权)人：纯新世界私人有限公司，
类型：发明
国别省市：澳大利亚;AU