[發(fā)明專利]利用超高分子量聚乙烯復(fù)合材料廢料制備防爆板的方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510096947.1
• 申請(qǐng)日: 2015-03-04
• 公開（公告）號(hào): CN104723488A
• 公開（公告）日: 2015-06-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王皓;李煒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東華大學(xué)
• 主分類號(hào): B29C43/02
• 分類號(hào): B29C43/02;B29C35/02;B29K23/00;B29L7/00
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 翁若瑩

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種利用超高分子量聚乙烯復(fù)合材料廢料制備防爆板的方法，屬于超高分子量聚乙烯復(fù)合材料回收利用技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外各種暴力恐怖事件不斷發(fā)生，市場(chǎng)上對(duì)于防護(hù)類裝備的需求越來(lái)越大，國(guó)內(nèi)各家生產(chǎn)防護(hù)類裝備的企業(yè)都開足了馬力，全力生產(chǎn)防護(hù)裝備，而防護(hù)類裝備中，超高分子量聚乙烯由于其優(yōu)異的防護(hù)功能，已經(jīng)成為來(lái)了主要的原材料。隨著產(chǎn)量的提高，在生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生了大量的超高分子量聚乙烯邊角料。這些邊角料的回收成了一大難題。

目前，國(guó)內(nèi)外很少有學(xué)者研究超高分子量聚乙烯復(fù)合材料制品的回收問題。主要原因是超高分子量聚乙烯纖維具有優(yōu)異的防沖擊、防切割功能使得其復(fù)合制品回收成本過(guò)高，回收難度較大。此前報(bào)道稱有學(xué)者試圖將超高分子量聚乙烯分離后再紡紗，但是由于樹脂附著在纖維上使其很難再紡成紗，實(shí)施起來(lái)較為困難。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是將超高分子量聚乙烯復(fù)合材料制品進(jìn)行回收再利用。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是提供了一種利用超高分子量聚乙烯復(fù)合材料廢料制備防爆板的方法，其特征在于，步驟為：

第一步、將硫化機(jī)上下板溫度調(diào)為170±5℃，時(shí)間設(shè)定為3600±100s，壓力設(shè)定為15±0.5Mpa；

第二步、將含有固化樹脂的超高分子量聚乙烯纖維復(fù)合材料的邊角料放入相應(yīng)固化樹脂的有機(jī)溶劑中，盡可能充分溶解固化樹脂；

第三步、制作與防爆板形狀相對(duì)應(yīng)的模具，在模具表面涂覆好脫模劑后，將經(jīng)過(guò)有機(jī)溶劑處理后的超高分子量聚乙烯廢料放入該模具中；

第四步、待硫化機(jī)上下板溫度達(dá)到設(shè)定值后，將模具移至硫化機(jī)中，啟動(dòng)硫化機(jī)，模具受壓，待第一步設(shè)定的時(shí)間到后關(guān)閉硫化機(jī)，待模具冷卻后將模具取下，得到壓制好的防爆板。

本發(fā)明提供的方法無(wú)需將纖維與樹脂分離，可直接將超高分子量聚乙烯廢料放入特制模具中，然后再在一定溫度、壓力、時(shí)間條件下在硫化機(jī)上熱壓成型制備超高分子量聚乙烯防爆板。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明提供了一種回收超高分子量聚乙烯纖維復(fù)合材料制品的回收方法，該方法操作簡(jiǎn)便、回收成本低。無(wú)需分離纖維與樹脂，只需要在需要時(shí)在溶劑中溶解部分樹脂。由于超高分子量聚乙烯本身的性能，使回收制品具備了較優(yōu)異的力學(xué)性能，與市場(chǎng)上復(fù)合材料制備的防爆板相比，力學(xué)性能損失不是很大，且回收超高分子量聚乙烯制作的防爆板具有很大的價(jià)格優(yōu)勢(shì)。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明更明顯易懂，茲以優(yōu)選實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明如下。

本發(fā)明提供了一種利用超高分子量聚乙烯復(fù)合材料廢料制備防爆板的方法。這種回收方法過(guò)程簡(jiǎn)便、回收成本較低、無(wú)污染，無(wú)需分離纖維與樹脂。采用該方法制備的超高分子量聚乙烯防爆板具有優(yōu)良的性能，與市場(chǎng)上常見的復(fù)合材料防爆板性能差別不大且具有非常明顯的價(jià)格優(yōu)勢(shì)，符合目前循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求。

本發(fā)明的具體步驟為：

第一步、將硫化機(jī)上下板溫度調(diào)為170±5℃，時(shí)間設(shè)定為3600±100s，壓力設(shè)定為15±0.5Mpa。該硫化機(jī)采用常規(guī)的硫化機(jī)即可。

第二步、將含有固化樹脂的超高分子量聚乙烯纖維復(fù)合材料的邊角料放入相應(yīng)固化樹脂的有機(jī)溶劑中，盡可能充分溶解固化樹脂。本步驟中的超高分子量聚乙烯纖維復(fù)合材料可以是無(wú)緯布形式，也可以是其他任何形式的超高分子量聚乙烯復(fù)合材料。在本實(shí)施例中，采用生產(chǎn)裝甲板時(shí)產(chǎn)生的超高分子量聚乙烯纖維增強(qiáng)聚氨酯樹脂復(fù)合材料，該復(fù)合材料中聚氨酯樹脂的含量達(dá)到了30％。

聚氨酯樹脂為水性聚氨酯樹脂。水性聚氨酯是以水代替有機(jī)溶劑作為分散介質(zhì)的新型聚氨酯體系，也稱水分散聚氨酯、水系聚氨酯或水基聚氨酯。與聚氨酯樹脂對(duì)應(yīng)的有機(jī)溶劑為二甲基甲酰胺(DMF)。因此，在本步驟中，可將超高分子量聚乙烯纖維增強(qiáng)聚氨酯樹脂復(fù)合材料在DMF中浸泡攪拌2小時(shí)，以去除部分聚氨酯樹脂。

第三步、在模具表面涂覆好脫模劑后，將經(jīng)過(guò)有機(jī)溶劑處理后的超高分子量聚乙烯廢料放入該模具中，模具為特制防爆板用模具。

第四步、待硫化機(jī)上下板溫度達(dá)到設(shè)定值后，將模具移至硫化機(jī)中，并在模具上表面蓋上干凈的鐵板，啟動(dòng)硫化機(jī)，模具受壓，待第一步設(shè)定的時(shí)間到后將模具取下，得到壓制好的防爆板制品。

采用本發(fā)明回收含有大量聚氨酯樹脂的超高分子量聚乙烯纖維復(fù)合材料的方法制備的防爆板，其性能基本不受聚氨酯樹脂的影響，與市場(chǎng)上復(fù)合材料制作的防爆板相比，力學(xué)性能差別不大，且具有很大的價(jià)格優(yōu)勢(shì)，經(jīng)濟(jì)效益十分可觀。