一种基于协同阻燃的风电叶片回收料模压板材及其制备方法与流程

本发明属于风电叶片资源化，涉及一种基于风电叶片回收料的模压板材及其制备方法、应用，尤其涉及一种基于协同阻燃的风电叶片回收料模压板材及其制备方法。

背景技术：

1、随着风电产业进入大规模退役期，大量退役风电叶片（主要由玻璃纤维增强环氧树脂或不饱和聚酯构成）的处理成为严峻的环境挑战。目前，其主要处理方式为填埋或焚烧，不仅占用土地资源，且可能造成二次环境污染。

2、在板材制造领域，传统木质板材或普通复合板材普遍存在防火性能差的问题。即使采用阻燃处理，多数技术仍局限于表面涂覆或浸渍处理，存在阻燃耐久性差、影响板材二次加工、工艺复杂等缺点。例如，公开号为cn120290084的中国发明专利采用多层涂布和紫外线固化工艺，生产流程复杂，成本高昂，且阻燃效果仅限于表面。再如，公开号为cn106186828a的发明专利，其工艺复杂，生产成本较高，另外该专利使用不饱和聚酯树脂+固化体系，板材脆性大。同时现有板材为木制板材，其性能较差，不耐腐蚀，易受蛀虫，环境，酸碱，潮湿等影响。

3、因此，如何找到一种更为适宜的方式，解决现有的板材制造领域存在的上述技术问题，同时还能解决退役风电叶片的回收，已成为业内诸多一线研究人员以及研发型生产企业亟待解决的问题之一。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于一种基于风电叶片回收料的模压板材及其制备方法、应用，特别是一种基于协同阻燃的风电叶片回收料模压板材。本发明利用退役风电叶片颗粒、木材碎屑与协同阻燃体系，通过模压工艺制备大尺寸、高性能阻燃板材，回收过程满足绿色、环保、低成本、高效，更加适于风电叶片大规模回收利用的推广和应用。

2、本发明提供了一种基于风电叶片回收料的模压板材，所述模压板材，按原料质量份数计，包括：

3、风电叶片碎料 40~60重量份；

4、木材碎屑 20~40重量份；

5、mdi胶 3~5重量份；

6、改性氢氧化镁 5~10重量份；

7、硼酸锌 3~10重量份。

8、优选的，所述风电叶片碎料的粒度为10~20mm；

9、所述木材碎屑的粒度为20~50mm。

10、优选的，所述改性氢氧化镁具体为偶联剂表面改性的氢氧化镁；

11、所述改性氢氧化镁的粒径为50~100nm。

12、优选的，所述偶联剂包括硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂和铝酸酯偶联剂中的一种或多种；

13、所述硅烷偶联剂包括kh550、kh560和kh570中的一种或多种；

14、所述改性氢氧化镁中硅烷偶联剂的质量含量为5%~10%。

15、优选的，所述模压板材包括具有协同阻燃体系的阻燃板材；

16、所述模压板材包括大尺寸板材；

17、所述大尺寸板材的尺寸为1200mm×2400mm。

18、本发明提供了一种如上述技术方案任意一项所述的基于风电叶片回收料的模压板材的制备方法，包括以下步骤：

19、1）将风电叶片碎料、木材碎屑、改性氢氧化镁、硼酸锌和mdi胶进行混合后，得到混合物料；

20、2）将上述步骤得到的混合物料置于板材模具中，进行模压后，得到模压板材。

21、优选的，所述步骤1）具体为，将风电叶片碎料、木材碎屑、改性氢氧化镁和硼酸锌进行混合后，得到混合干料，再与mdi胶继续混合后，得到混合物料。

22、优选的，所述模压的温度为130~150℃；

23、所述模压的压力为15~20mpa。

24、优选的，所述模压的时间为130~170s；

25、所述模压后还包括冷却、定尺裁切与表面打磨中的一步或多步。

26、本发明还提供了上述技术方案任意一项所述的基于风电叶片回收料的模压板材或上述技术方案任意一项所述的制备方法所制备的模压板材在提升模压板材的阻燃与力学性能方面的应用。

27、本发明提供了一种基于风电叶片回收料的模压板材，所述模压板材，按原料质量份数计，包括：40~60重量份的风电叶片碎料、20~40重量份的木材碎屑、3~5重量份的mdi胶、5~10重量份的改性氢氧化镁以及3~10重量份的硼酸锌。与现有技术相比，本发明针对现有的板材制造领域，存在的原料成本高且不环保：许多阻燃板材使用全新化工原料作为基材，未能有效解决固体废弃物回收利用问题；阻燃方式局限：表面阻燃处理方式使板材在切割、钻孔后失去阻燃保护，且阻燃层易磨损脱落，影响长期使用效果；生产工艺复杂：需要多道加工工序，生产流程长、能耗高、设备投资大，不利于规模化低成本生产；以及阻燃与力学性能矛盾：添加大量阻燃剂会显著降低材料的力学性能，难以兼顾防火安全与结构强度等等问题。

28、本发明创造性的设计了一种基于风电叶片回收料的模压板材，使用退役风电叶片作为骨架，为增强相，木材碎料为重量减轻相，同时减少退役风电叶片中的玻璃纤维扎手的问题，而不是单纯的消耗退役风电叶片，真正发挥实际作用。而且由风电叶片颗粒和木材制作而成的板材，其中风电叶片颗粒占据主导成分，大部分为玻璃纤维，玻璃纤维高强度、耐腐、绝缘、耐高温对比现有木材做成的板材具有显著优势，有效解决了现有木制板材，性能较差，不耐腐蚀，易受蛀虫，环境，酸碱，潮湿等问题。

29、本发明还提供了相应的制备方法，通过干料混合→胶粘混合→模压成型的工艺简单，一步成型。不改变原有工艺条件，使其更加适用于现有工艺条件而直接赋予其阻燃的性能。本发明实现了风电叶片的大规模回收利用，而且回收过程满足绿色、环保、低成本、高效等一系列条件。

30、本发明提供的基于协同阻燃的风电叶片回收料模压板材及其制备方法，原料创新：首次将特定粒度（10~20mm）的退役风电叶片碎料作为主要骨料和增强相，与特定粒度（20~50mm）的木材碎屑复合，创造性地实现了此类高性能固体废弃物的高值化回收利用路径。而且阻燃体系创新：创新性地采用了"低添加量改性氢氧化镁（≤10%）+硼酸锌（3~10%）"的协同阻燃体系，突破了传统阻燃剂高添加量的技术瓶颈。同时结构/功能一体化设计：通过将协同阻燃体系在混合阶段均匀分散于整个物料中，实现了板材从内到外的本体阻燃，解决了表面阻燃的局限性。利于板材的切割但不影响板材的阻燃性能。还实现了大尺寸板材制造工艺创新：优化了适用于1.2m×2m以上大尺寸板材的模压工艺参数，确保了板材成型的均匀性和稳定性。

31、实验结果表明，本发明制备的风电叶片回收料模压板材，具有优异的阻燃性能，协同阻燃体系通过多重机制发挥阻燃作用，氧指数可达30%以上，达到v-0级阻燃标准；同时具有卓越的力学性能：由于阻燃剂总添加量低，且协同作用减少了对材料结构的不利影响，板材具有高的拉伸强度（≥19.2mpa）和弯曲强度（≥49mpa）；而且还是真正的环保产品：以固体废弃物为主要原料，采用无卤阻燃体系，全生命周期环境友好；此外，工艺简单成本低：整个生产工艺流程简单，设备投资少，适合规模化生产。利于板材的后续切割但又不影响板材的阻燃性能；同时应用范围广：产品可广泛应用于建筑隔墙、家具制造、包装运输等领域。