一种多功能复合材料、其制法及多功能复合基材制造技术

本发明专利技术提供一种多功能复合材料、其制法及多功能复合基材。所述多功能复合材料，其包含一布料、一胶结材料以及水，其中，以所述多功能复合材料的整体重量为基准，所述布料占1重量百分比至20重量百分比，所述胶结材料占80重量百分比至99重量百分比。本发明专利技术的多功能复合材料有效解决废弃纺织品处理与安置的难题，此外，以所述多功能复合材料形成的多功能复合基材还具有良好吸水性、隔热性、防火性及轻质性等特性，符合绿建材应用的需求，于建筑材料市场拥有高发展潜力。

【技术实现步骤摘要】
一种多功能复合材料、其制法及多功能复合基材
本专利技术是关于一种复合材料、其制法及由所述复合材料所制得的成品，尤指一种应用于土木工程的复合材料、其制法及其成品。
技术介绍
随着快时尚风潮的兴起，纺织产业蓬勃发展，由纺织工艺中产生的布料边材无可避免地大幅增加，一年可产生庞大万吨级的布料边材，再加上消费者使用后丢弃的织物、旧衣饰等，废弃纺织品的处理与安置俨然已成为不容忽视的课题。一般而言，除了小部份废弃纺织品透过回收再利用之外，大部份废弃纺织品的处理方式为焚化或掩埋，然而，废弃纺织品中通常除了天然纤维外，更多为化学合成纤维，若以焚烧的方式处理则会排放有毒废气，进一步衍生空气污染与危害人体健康；若采用掩埋的处理方式，由于化学合成纤维大多不易被土壤中的微生物分解，不仅无法根本解决废弃纺织品不断堆积的问题，还可能导致水污染。目前常见废弃纺织品回收再利用的处理方式是先将天然纤维分类或以适当的溶剂溶除，剩下的人造纤维则如同宝特瓶等塑料类回收品一般，并依据不同材料特性进行塑料回收加工，或是进一步制成过滤材、人造塑化木等，但前述处理方式均碍于成本与技术可行性考虑，仍处于初步开发阶段。因此，目前仍有待发展出低成本的废弃纺织品的处理方式，能达成废弃纺织品的回收再利用并永续循环。
技术实现思路
有鉴于上述现有技术面临的问题，本专利技术的目的在于提供一种多功能复合材料，其能以废弃纺织品作为基本组成成份，为废弃纺织品提供一种创新回收再利用的处理方式。本专利技术的另一目的在于提供一种多功能复合材料，以其制得的基材具良好的吸水性、隔热性、防火性及轻质性等特性。为达成前述目的，本专利技术提供一种多功能复合材料，其包含一布料、一胶结材料以及水，其中，以所述多功能复合材料中的固体总重为基准，所述布料占1重量百分比至20重量百分比，所述胶结材料占80重量百分比至99重量百分比。通过所述布料的纤维构造，并以特定比例与所述胶结材料混合，使得所述多功能复合材料形成的多功能复合基材具有良好的吸水性、隔热性、防火性及轻质性等特性；除此之外，所述布料的来源可为废弃纺织品，因此能使废弃纺织品循环再利用，有效解决废弃纺织品处理与安置的难题。较佳的，以所述多功能复合材料的固体总重为基准，所述布料占5重量百分比至15重量百分比。依据本专利技术，所述胶结材料泛指与水反应后可产生胶结作用，且经过一定时间后固化的物质。较佳的，所述胶结材料包含一再生胶结填充材料、一水泥矿物掺料以及一化学掺料。其中，以所述胶结材料的总重为基准，所述再生胶结填充材料占80重量百分比至90重量百分比，所述水泥矿物掺料占0重量百分比至20重量百分比，所述化学掺料占0重量百分比至5重量百分比。当再生胶结填充材料的含量在前述范围时，所述胶结材料能进一步提升所述多功能复合材料固化后的整体强度。依据本专利技术，所述再生胶结填充材料以及水泥矿物掺料，是卜作岚材料(pozzolanicmaterials)，即会与氢氧化钙(calciumhydroxide)产生化学反应，形成含有胶结性质的水化物的材料。较佳的，所述再生胶结填充材料包含F级飞灰、高炉石粉或其组合。所述F级飞灰是依据ASTMC618的标准规范，其氧化钙(CaO)的含量小于10％，通常为无烟煤或烟煤燃烧后的产物。较佳的，所述水泥矿物掺料包含C级飞灰、水泥或其组合。通过选用C级飞灰、水泥或其组合作为水泥矿物掺料，能进一步缩短多功能复合材料的固化时间以及提升固化后的整体强度。所述C级飞灰是依据ASTMC618的标准规范，其CaO的含量约介于10％至40％之间，通常为褐煤或次烟煤燃烧后的产物。较佳的，以所述胶结材料的总重为基准，所述水泥矿物掺料占5重量百分比至15重量百分比。由于飞灰(包含F级飞灰以及C级飞灰)及高炉石粉分别为发电和工业产制过程中产生的废弃物，同样存在处理与安置的难题，故本专利技术选用飞灰、高炉石粉或其组合作为再生胶结填充材料，不仅能进一步提升所述多功能复合材料固化后的整体强度，同时能将飞灰或高炉石粉等废弃物回收再利用。依据本专利技术，所述飞灰是指火力发电厂于燃烧粉煤后产生的废弃物，主要是粉煤内含有的黏土与石英等矿物被融化后，燃烧过程中产生的氢气与氮气使这些融化物鼓起并形成中空体或破裂中空体，再经冷却成为玻璃圆球状的微粒子。另外，所述高炉石粉是指进行炼钢后所产生的废弃物，主要是炼钢过程中铁矿石、石灰石、焦炭与助熔剂于高温反应后产出的熔融炉渣。较佳的，以所述胶结材料的总重为基准，所述化学掺料占0.5重量百分比至2重量百分比。通过化学掺料的添加，可有效提升多功能复合材料的凝固速度与强度，并提升再生胶结填充原料的使用率达80％以上。较佳的，所述化学掺料包含硫酸钠(sodiumsulfate，Na2SO4)、硫代硫酸钙(calciumthiosulfate，CaS2O3)、硫酸铝(aluminumsulfate，Al2(SO4)3)、硅酸钠(sodiummetasilicate，Na2SiO3)、硅酸钾(potassiumsilicate，K2SiO3)及硅酸铝(aluminiumsilicate，Al2SiO5)或其组合。透过加入前述特定成份的化学掺料，有助于提升所述再生胶结填充材料固化的速度，缩短其达到一定强度的时间，制得本专利技术的多功能复合基材。依据本专利技术，所述布料并无特别限制，例如可包含天然纤维、半合成纤维、合成纤维或其组合。依据本专利技术，所述天然纤维可为棉、麻、毛或蚕丝等，但不限于此；所述合成纤维可为聚丙烯腈(polyacrylonitrile，PAN)、聚酯(polyethyleneterephthalate，PET)、聚酰胺(polyamide，PA)及聚丙烯(polypropylene，PP)等，但不限于此。由于天然纤维具有多孔质结构，因此当布料为天然纤维时，可具有更高的吸水率。较佳的，所述多功能复合材料更可再包含一细骨材。通过于多功能复合材料加入细骨材，能够增进固化形成的多功能复合基材的刚硬度与强度等物理特性。依据本专利技术，所述细骨材泛指能够通过4号筛网(孔径约为4.75毫米)的材料，其可为天然砂或石屑，但不限于此。较佳的，所述细骨材包含砂石骨材、废铸造砂、废玻璃砂、废喷砂或其组合。当本专利技术的多功能复合材料使用源自于废纺织品的布料、飞灰、高炉石粉等废弃物作为原料时，不仅可提高再生原料应用率，具有环保、资源永续再利用的优点，还可降低制造成本，具有商业价值。此外，本专利技术另提供一种前述多功能复合材料的制备方法，其包含以下步骤：步骤(a)：将一纺织品进行碎裂处理，得到一布料；以及步骤(b)；将所述布料与一胶结材料以及水混合，得到所述多功能复合材料；其中，以所述多功能复合材料的固体总重为基准，所述布料占1重量百分比至20重量百分比，所述胶结材料占80重量百分比至99重量百分比。较佳的，以所述多功能复合材料的固体总重为基准，所述布料占5重量百分比至15重量百分比。依据本专利技术，所述碎裂处理泛指以任何手段或方法，使一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多功能复合材料，其包含一布料、一胶结材料以及水，其中，以所述多功能复合材料中的固体总重为基准，所述布料占1重量百分比至20重量百分比，所述胶结材料占80重量百分比至99重量百分比。/n

【技术特征摘要】
1.一种多功能复合材料，其包含一布料、一胶结材料以及水，其中，以所述多功能复合材料中的固体总重为基准，所述布料占1重量百分比至20重量百分比，所述胶结材料占80重量百分比至99重量百分比。


2.如权利要求1所述的多功能复合材料，所述胶结材料包含一再生胶结填充材料、一水泥矿物掺料以及一化学掺料，其中，以所述胶结材料的总重为基准，所述再生胶结填充材料占80重量百分比至90重量百分比，所述水泥矿物掺料占0重量百分比至20重量百分比，所述化学掺料占0重量百分比至5重量百分比。


3.如权利要求2所述的多功能复合材料，所述再生胶结填充材料包含F级飞灰、高炉石粉或其组合。


4.如权利要求2所述的多功能复合材料，所述水泥矿物掺料包含C级飞灰、水泥或其组合。


5.如权利要求2所述的多功能复合材料，所述化学掺料包含硫酸钠、硫代硫酸钙、硫酸铝、硅酸钠、硅酸钾、硅酸铝或其组合。


6.如权利要求1至5中任一项所述的多功能复合材料，所述布料为天然纤维、半合成纤维、合成纤维或其组合。


7.如权利要求1至5中任一项所述的多功能复合材料，其还包含一细骨材。


8.如权利要求7所述的多功能复合材料，其中，所述细骨材包含砂石骨材、废铸造砂、废玻璃砂、废喷砂或其组合。


9.一种多功能复合材料的制备方法，其包含以下步骤：
步骤(a)：将一纺织品进行碎裂处理，...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈清齐，郭飞麟，
申请(专利权)人：陈清齐，郭飞麟，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71