提高制品硬度和抗压强度的玻璃纤维粉加工工艺制造技术

本发明专利技术涉及再利用技术领域，用于解决现有的玻璃纤维粉表面活性大、极易发生团聚以降低表面能，会发生自身团聚，最终导致玻璃纤维粉与有机物之间的相容性差，性能增强效果不佳的问题，具体涉及提高制品硬度和抗压强度的玻璃纤维粉加工工艺，该加工工艺中通过将废玻璃纤维经过粉碎、球磨能够使其细度大幅度提升，通过在细化剂的作用下进一步促进其细化，形成玻璃纤维粉，之后将玻璃纤维粉表面进行改性，提升其与有机物的相容性，使其能够充分分散于有机物中，最终能够大幅度提升有机物的性能。最终能够大幅度提升有机物的性能。

【技术实现步骤摘要】
提高制品硬度和抗压强度的玻璃纤维粉加工工艺


[0001]本专利技术涉及再利用
，具体涉及一种玻璃纤维再利用
，更具体涉及提高制品硬度和抗压强度的玻璃纤维粉加工工艺。

技术介绍

[0002]玻璃纤维的主要原料资源丰富、比表面积大、高比强度、化学稳定性好以及一定程度的功能可设计性，是一种具有优良性能的功能材料，废玻璃纤维是玻璃纤维生产中的一种副产品，一般工厂都将其视为废弃物低价出售，造成对资源的极大浪费。
[0003]因此，将废玻璃纤维再利用是节约资源保护环境的绿色途径，将废玻璃纤维制成玻璃纤维粉填充至有机物中，能够明显增强有机物的硬度和抗压强度，进而提升其制品整体性能。
[0004]但是，玻璃纤维粉具有的一个重要的特性就是表面效应，这导致玻璃纤维粉表面活性大、极易发生团聚以降低表面能，进而导致玻璃纤维粉会发生自身团聚，最终导致玻璃纤维粉与有机物之间的相容性差，性能增强效果不佳，限制了玻璃纤维粉的再利用。
[0005]因此，亟需一种提高制品硬度和抗压强度的玻璃纤维粉加工工艺来解决以上问题。

技术实现思路

[0006]为了克服上述的技术问题，本专利技术的目的在于提供提高制品硬度和抗压强度的玻璃纤维粉加工工艺：通过将废玻璃纤维通过机械粉碎，之后玻璃纤维渣、细化剂以及去离子水搅拌均匀进行球磨，得到玻璃纤维粉，之后将玻璃纤维粉经过改性，得到该提高制品硬度和抗压强度的玻璃纤维粉，解决了现有的玻璃纤维粉表面活性大、极易发生团聚以降低表面能，会发生自身团聚，最终导致玻璃纤维粉与有机物之间的相容性差，性能增强效果不佳的问题。
[0007]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0008]提高制品硬度和抗压强度的玻璃纤维粉加工工艺，包括以下步骤：
[0009]步骤一：按照重量份称取废玻璃纤维35
‑
55份、细化剂0.5
‑
3.5份以及去离子水50
‑
70份，备用；
[0010]步骤二：将废玻璃纤维通过机械粉碎制成长度为0.5
‑
3cm的玻璃纤维渣，之后玻璃纤维渣、细化剂以及去离子水搅拌均匀，形成玻纤浆料，之后将玻纤浆料加入至球磨机中，以球料比为2
‑
3:1将玻璃纤维渣研磨10
‑
15min，之后离心，将沉淀物干燥，粉碎，得到玻璃纤维粉；
[0011]步骤三：将玻璃纤维粉放置于真空干燥箱中，在温度为90
‑
100℃的条件下干燥1
‑
2h，冷却至室温后加入至安装有搅拌器、温度计以及恒压滴液漏斗的三口烧瓶中，之后加入甲苯，在温度为55
‑
60℃，搅拌速率为300
‑
500r/min的条件下边搅拌边逐滴加入偶联剂溶液，控制滴加速率为1
‑
2滴/s，滴加完毕后继续搅拌反应3
‑
4h，反应结束后将反应产物冷却
至室温，之后离心，将沉淀物用无水乙醇洗涤2
‑
3次，之后放置于真空干燥箱中，在温度为90
‑
100℃的条件下干燥2
‑
3h，得到中间产物A；
[0012]反应原理如下：
[0013]玻璃纤维粉的表面上含有大量的羟基，硅烷偶联剂KH
‑
550能够水解形成硅醇后再缩合接枝到玻璃纤维粉的表面上，减少羟基降低了其亲水性的同时通过硅烷偶联剂KH
‑
550增强其亲油性，在高分子材料中的分散性提升，得到端部含有氨基的中间产物A；
[0014]步骤四：将中间产物A、三乙胺以及二氯甲烷加入至安装有搅拌器、温度计以及恒压滴液漏斗的三口烧瓶中，在超声频率为40
‑
50KHz的条件下超声分散20
‑
30min，之后在温度为25
‑
30℃，搅拌速率为200
‑
350r/min的条件下边搅拌边逐滴加入2
‑
溴异丁酰溴，控制滴加速率为1
‑
2滴/s，滴加完毕后继续搅拌反应20
‑
30h，反应结束后将反应产物离心，将沉淀物依次用二氯甲烷、四氢呋喃以及丙酮洗涤2
‑
3次，之后放置于真空干燥箱中，在温度为60
‑
80℃的条件下干燥2
‑
3h，得到中间产物B；
[0015]反应原理如下：
[0016]利用中间产物A与2
‑
溴异丁酰溴反应，中间产物A上的氨基与2
‑
溴异丁酰溴上的酰氯基团发生亲核取代反应，从而将氯原子接枝到中间产物A的表面上，得到中间产物B；
[0017]步骤五：将中间产物B、环己酮加入至安装有搅拌器、温度计以及导气管的三口烧瓶中，在超声频率为40
‑
50KHz的条件下超声分散10
‑
15min，之后加入甲基丙烯酸缩水甘油酯、2，2'
‑
联吡啶和溴化亚铜，通入氮气保护，之后在温度为25
‑
30℃，搅拌速率为200
‑
350r/min的条件下搅拌反应6
‑
8h，反应结束后将反应产物离心，将沉淀物依次用四氢呋喃以及丙酮洗涤2
‑
3次，之后放置于真空干燥箱中，在温度为50
‑
60℃的条件下干燥至恒重，得到该提高制品硬度和抗压强度的玻璃纤维粉。
[0018]反应原理如下：
[0019]以中间产物B为引发剂，利用ATRP法(原子转移自由基聚合)在中间产物B表面引发甲基丙烯酸缩水甘油酯聚合，中间产物B表面接枝含有环氧基团的丙烯酸酯类聚合物后，能够保留玻璃纤维粉本身物理特性的同时，还可以提高其在高分子材料中的分散性，减少团聚，降低表面能，还能增加玻璃纤维粉与高分子材料的界面结合，得到提高制品硬度和抗压强度的玻璃纤维粉。
[0020]作为本专利技术进一步的方案：步骤三中的所述玻璃纤维粉、甲苯与偶联剂溶液的用量比为10g：30
‑
50mL：9
‑
10g，所述偶联剂溶液为硅烷偶联剂KH
‑
550按照质量比1:5溶解于甲苯所形成的溶液。
[0021]作为本专利技术进一步的方案：步骤四中的所述中间产物A、三乙胺、二氯甲烷以及2
‑
溴异丁酰溴的用量比为10g：1.5
‑
3.5g：30
‑
40mL：3
‑
5g。
[0022]作为本专利技术进一步的方案：步骤五中的中间产物B、环己酮、甲基丙烯酸缩水甘油酯、2，2'
‑
联吡啶以及溴化亚铜的用量比为10g：40
‑
60mL：6.5
‑
13.5g：0.15
‑
0.35g：0.4
‑
0.8g。
[0023]作为本专利技术进一步的方案：所述细化剂的制备方本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.提高制品硬度和抗压强度的玻璃纤维粉加工工艺，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：按照重量份称取废玻璃纤维35
‑
55份、细化剂0.5
‑
3.5份以及去离子水50
‑
70份，备用；步骤二：将废玻璃纤维通过机械粉碎制成长度为0.5
‑
3cm的玻璃纤维渣，之后玻璃纤维渣、细化剂以及去离子水搅拌均匀，形成玻纤浆料，之后将玻纤浆料加入至球磨机中，以球料比为2
‑
3:1将玻璃纤维渣研磨10
‑
15min，之后离心，将沉淀物干燥，粉碎，得到玻璃纤维粉；步骤三：将玻璃纤维粉干燥，冷却至室温后加入至三口烧瓶中，之后加入甲苯，边搅拌边逐滴加入偶联剂溶液，滴加完毕后继续搅拌反应，反应结束后将反应产物冷却、离心，将沉淀物洗涤、干燥，得到中间产物A；步骤四：将中间产物A、三乙胺以及二氯甲烷加入至三口烧瓶中超声分散，之后边搅拌边逐滴加入2
‑
溴异丁酰溴，滴加完毕后继续搅拌反应，反应结束后将反应产物离心、洗涤、干燥，得到中间产物B；步骤五：将中间产物B、环己酮加入至三口烧瓶中超声分散，之后加入甲基丙烯酸缩水甘油酯、2，2'
‑
联吡啶和溴化亚铜搅拌反应，反应结束后将反应产物离心、洗涤、干燥至恒重，得到该提高制品硬度和抗压强度的玻璃纤维粉。2.根据权利要求1所述的提高制品硬度和抗压强度的玻璃纤维粉加工工艺，其特征在于，步骤三中的所述玻璃纤维粉、甲苯与偶联剂溶液的用量比为10g：30
‑
50mL：9
‑
10g，所述偶联剂溶液为硅烷偶联剂KH
‑
550按照质量比1:5溶解于甲苯所形成的溶液。3.根据权利要求1所述的提高制品硬度和抗压强度的玻璃纤维粉加工工艺，其特征在于，步骤四中的所述中间产物A、三乙胺、二氯甲烷以及2
‑
溴异丁酰溴的用量比为10g：1.5
‑
3.5g：30
‑
40mL：3
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5g。4.根据权利要求1所述的提高制品硬度和抗压强度的玻璃纤维粉加工工艺，其特征在于，步骤五中的中间产物B、环己酮、甲基丙烯酸缩水甘油酯、2，2'
‑
联吡啶以及溴化亚铜的用量比为...

【专利技术属性】
技术研发人员：张杨，卢克香，陈继银，代习文，
申请(专利权)人：五河县维佳复合材料有限公司，
类型：发明
国别省市：