專利名稱：以廢棄物為填充材的防火板材類制品的制造方法
技術領域：
本發明是有關以廢棄物為填充材的防火板材類制品的制造方法。
為實現上述目的，本發明由采用回收的事業廢棄物或纖維類余料，由粗粉碎后，去除金屬片類雜質后予以篩分進行微粉末的粉碎步驟，對已成微粉末的事業廢棄物或纖維類余料進行干燥前處理的干燥步驟，以30-90phr(parts hundred resin，對每百份樹脂的份數)的前述微粉粒為填充材，浸漬、濕濡以5-20phr的耐燃劑及/或防蟲劑，冷卻后混練以100phr的自行硬化性高分子預聚合物組合物的浸漬混練步驟，再經交聯反應固化等化學處理的同時，秤量此經混練的配合料，填充于成型模具并予熱壓，使結合形成指定形狀的成形步驟而得可再利用的防火板材類制品而成。
可供本發明回收再利用的事業廢棄物，主要系針對各式電木板或含浸環氧樹脂，不飽和聚酯的玻璃纖維復合板的毛邊余料、切邊，使用過的電木板墊片或環氧玻璃纖維含銅箔夾層板或不合規格的電木板或環氧玻璃纖維板等毛邊余料或廢料類熱固性塑料事業廢棄物。農、林、木業纖維類剩余料，如稻草桿、稻殼、木屑、樹枝、樹皮、竹葉、竹片、椰子殼、蔗渣或木造建物的柱材等。
本發明所采用的自行硬化性高分子預聚合物組成物，用作膠合劑，可為含有一樹脂組成分、一硬化劑組成分及一硬化觸媒等而成，其中樹脂組成分可為含有有機溶劑可溶的具苯甲基醚基團或甲醇基的酚醛樹脂；硬化劑組成分可為含有至少二個異氰酸酯基團的液體聚異氰酸酯，可例舉出有六亞甲二異氰酸酯、4，4′-二環己基甲烷二異氰酸酯、2，4-及2，6-甲苯二異氰酸酯、二苯基甲烷、二異氰酸酯及其二甲基衍生物、1，5-萘二異氰酸酯、三苯基甲烷三異氰酸酯、二甲苯二異氰酸酯及其甲基衍生物、聚亞甲基多苯基二異氰酸酯及氯伸苯-2，4-二異氰酸酯；硬化觸媒為一堿性物質，可為由六亞甲四胺、N，N-二乙基苯胺、4-烷基(C1-C4)吡啶、異喹啉(isoquinoline)、苯基吡啶、吡啶、吖啶(acridine)、2-甲氧基吡啶、咪啶、噠嗪(pyridazine)、三丁基膦(tributylphosphine)、N-乙基-嗎福啉(N-ethyl-morpholine)、4，4-二吡啶、苯基丙基吡啶、5-甲基咪啶(5-methyl pyrimidine)及吡啶N-氧化物而成的群體選出的一種或二種以上的有機胺類硬化觸媒。
本發明所采用的自行硬化性高分子預聚合物組成物，通常予制成二液型系統，其中一液為含有酚醛樹脂組成分，而另一液則為聚異氰酸酯硬化劑組成分。通常硬化觸媒予并入酚醛樹脂組成分內。二液可為粉體、液體形式，若為液體形式時，則常含有有機溶劑。
在上述的制造方法中的浸漬混練步驟，所采用的自行硬化性高分子預聚合物采用酚樹脂組成物為主劑，聚異氰酸酯組成物為硬化劑，吡啶衍生物組成物為促進劑予以進行浸漬混練，此等三成分由胺酯反應可使在室溫硬化而成。
本發明所采用的自行硬化性高分子預聚合物組成物，亦可為以水溶性酚醛樹脂組成物為主劑，聚異氰酸酯組成物硬化劑，吡啶衍生物組成物促進劑予以進行浸漬混練步驟，由此等三成分由胺酯反應可使在室溫或低溫(50-100℃)配合發泡劑硬化而成發泡型輕質防火板材類制品。
上述本發明所采用的自行硬化性高分子預聚合物組成物中的水溶性酚醛樹脂主劑，為甲階酚醛(resol)樹脂，在堿觸媒存在下，由酚類與醛的加成縮合(addition condensation)反應而得的酚醛樹脂時的初期的反應生成物。例如以氫氧化鈉存在下成為苯氧化鈉(sodium phenoxide)，使賦與水溶性并穩定化，在不太進行交聯鍵結的狀態下，含大量可溶甲醇基，可加熱脫水成亞甲基間或二亞甲醚鍵，經交聯鍵結成不溶的酚醛樹脂。在硬化后，可抑制由樹脂的分解引起的甲醛的放出。由于酚醛樹脂在堿觸媒存在下，由酚類與醛的加成縮合反應而得的，可于其后的配合過程中填充酸性物質或降低其配合量，使不發生堿污染。于本發明，填充或配合入配合料的酸性物質，通常的化學處理法中可將pH值由堿性側變化成酸性側的物質且進行酸硬化，至于可配合的酸性物質，可舉出甲酸、乙酸、草酸、鹽酸、硫酸、磷酸、硝酸等的無機酸、對甲苯磺酸、琥珀酸、順丁烯二酸、乳酸、酒石酸等的有機酸、或氯化銨等酸性鹽等，又可填充的酸性物質，可舉出高嶺土、滑石粉、云母、硅藻土等無機填充料，或三聚氰胺樹脂、丙烯酸酯樹脂等的有機物粉末。該等可使用一種，亦可使用二種以上。再者，應予配合的酸性物質及應予填充的酸性物質，亦可作成可合并使用，其用量可對每百分樹脂(以固形分計)的填加量，在2-15phr(parts hundredresin，以占每百份樹脂的份量計)范圍內，在2phr以下，并未發揮酸硬化效果。在15phr以上時，在經濟上并不適合。
如上述般，回收事業廢棄物或纖維類余料之際，由粗粉碎后經各步驟以制造土木建筑用材料的情形，經粉碎步驟粗粉碎成粒徑Ф50mm以下的粉粒后，以磁力篩分去除鐵、銅或鋁片類雜質并篩分出各種不同粒徑的固體塑料粉粒或纖維類余料后，可容易進行微粉末的粉碎步驟，對已成微粉末的事業廢棄物或纖維類余料加入碳酸鈣石粉、二氧化硅、二氧化鈦、石墨、云母或高嶺土進行干燥的干燥步驟，并可增加其后制品的耐熱性及耐燃性。
對經予篩分的微小固體塑料粉粒或纖維類余料在浸漬濕濡以自行硬化性樹脂前，若浸漬濕濡耐燃劑、防蟲劑的任一者或兩者時，兩劑可使微小固體塑料粉粒或纖維類余料容易的濕濡、浸漬并予混練。此等在冷卻后，依自行硬化性合成樹脂，可以已予浸漬前述耐燃劑、防蟲劑等的微小固體塑料粉粒或纖維類余料內，以指定配合比進行濕濡、浸漬、混練，使此等各成分可予充分混練，該經予混練的配合料再經交聯反應固化等化學處理的同時，秤量此經混練的配合料，填充于成型模具并予熱壓，使結合形成指定形狀的成形步驟而得可再利用的防火板材類制品而成。
事業廢棄物經分類收集分別粉碎當作填充物，然后加入酚醛樹脂等膠合劑，利用膠合劑與事業廢棄物的兼容性，根據產品性質需要，調配適當組成分如阻燃劑，色料，防霉劑等配方均勻混合，加入硬化劑常溫硬化，或先加入界面活性劑以乳化發泡劑，使于樹脂中發泡成型(調整板材比重在0.5-1.0之間)，同時進行定型及膠合交聯反應。依照最終產品的需求，如密度(比重)，厚度，機械強度，耐燃性質，形狀(平板或鑄形)，厚度(單層或多層)等需求，調整添加劑種類，膠合劑及交聯劑等配方比例；若是纖維類剩余料，則由切碎、干燥、篩分等前處理，選擇高分子預聚合物(水性或粉體酚醛樹脂或三聚氰胺樹脂等)，以依需求比例攙混，再經交聯固化反應等程序的同時成型制造防火板材類制品類可再利用的制品；此制品分別再經由真空高壓蒸氣的處理，以除去固化樹脂或廢余物可能殘余的氣味。
本發明以選擇加工條件，如熱壓的壓力，加熱時間及溫度等，與選用的膠合用樹脂的固化條件，最終利用真空蒸氣除臭的獨特方法，回收化學穩定性高的熱固性塑料等事業廢棄物或纖維類剩余料等廢料，再制造各式具有功能的制品，制品的規格可依配方調整密度、耐燃性、防水性等特殊要求功能性質，如耐熱的車床墊片、阻燃型的空間隔板、天花板、地板、組合式儲物柜的面板、貨物棧板，組合屋的隔熱面板等用途，因此上述的事業廢棄物或農、林、木業纖維類剩余料等廢料可以百分百回收并資源化，達到資源回收再利用的目的。此回收再制造的各種密度的板材或柱狀產品可用螺絲釘組合或利用接著劑組裝，可取代各種材質的木材，其功能性質可隨用途的需求而調整制造配方。
本發明處理事業廢棄物的制程，是將上述的電木板或含浸環氧樹脂玻璃纖維復合板等事業廢棄物，利用粉碎機分別粉碎成Ф50mm以下粒徑分布的粉粒，并利用自動電動篩分各種不同粒徑的固體塑料粉粒，當作資源回收的填充料；而農、林、木業纖維類剩余料等廢料是利用切碎、干燥及篩分不同長度的纖維類廢料，當作資源回收的制品強化基材備用。
本發明處理事業廢棄物的制程中，加入適當比例的木屑，磨粉的廢紙或纖維等，以樹脂發泡方式可降低最終制品的比重(密度)；若加入碳酸鈣石粉，二氧化硅，鈦白粉，石墨，或云母等無機添加物，可增加產品的耐熱及耐燃程度，再配合加壓強度，時間及溫度等可調整此資源再生制品的性質如密度，機械強度，尺寸安定度等；尤其鈦白粉，石墨，或云母等添加物，亦可用作此再生制品的無機色料。添加物部分若增加入氫氧化鋁，碳酸鈣，氫氧化鎂，磷酸鹽，紅土等塑料用阻燃劑，可提高制品的阻燃效果，尤其氫氧化鋁，氫氧化鎂及紅土的組合對阻燃效果具有相乘效應。本發明利用交聯型酚醛樹脂所產生的熱穩定型樹脂材料，提高樹脂的耐熱溫度，同時延緩制品的引燃時間。再者加入鈦白粉，石墨，云母，氫氧化鋁，碳酸鈣，氫氧化鎂，磷酸鹽，紅土等阻燃劑添加物，不僅增加制品的機械強度，尺寸安定度，同時亦可提高樹脂制品的耐熱溫度。此等無機添加物亦具有吸熱效果，降低受熱面的溫度，若在高溫時產生安定且難燃的無機氧化物覆蓋在樹脂制品的受熱表面，阻止空氣的補充，進而達到難燃的目的。阻燃劑對每百分膠合劑樹脂(以固形分計)的填加量，在5-20phr范圍內，在5phr以下，并未發揮阻燃效果。在20phr以上時，在經濟上并不適合。
本發明所使用的膠合劑，若選擇粉體型(小于100篩目)的酚醛清漆(Novolac type)樹脂，則用六亞甲四胺(Hexamethylenetetramine，簡稱Hexa)或三聚甲醛等堿性觸媒硬化劑后，在加熱熔融時進行交聯反應，形成連續相具有網狀結構的熱固型樹脂；或使用水性酚醛(Resol type)樹脂予以熱壓成型；或以水性酚醛樹脂在常溫或低溫(50-100℃)配合發泡劑以酸硬化形成發泡型輕質材料(比重0.1-1.0)。以此種含有大量的事業廢棄物的固體粉粒當作填充料基材，對每百分膠合劑樹脂(以固形分計)的填加量依廢料尺寸粒徑大小而定，約在30-90phr范圍內。
于本發明方法，除廢料可回收再利用外，在交聯反應成型時膠合劑尚可防止制品中固體廢料引起的收縮現象，維持制品的尺寸安定性，同時增加制品的耐沖擊撞強度等機械性質。
于本發明方法，若是利用熱壓制造熱固型樹脂平板，可依不同配方制造由1cm至50cm規格的平板。因此熱壓機的壓力可由5-80Kgf/cm2調整，熱壓溫度由25-1500℃熱壓時間30秒至30分鐘不等，依平板產品的比重(0.2-1.5)，厚度(1mm的單層板乃至數cm厚的多層板)及機械強度而定。
于本發明方法，最終制品在真空(＜10mmHg)經過高壓蒸氣(-1500℃蒸氣)處理10-30秒，以去除產品中可能殘余的氣味，使成無異味。
B、制程1、干燥農、林、木業纖維質余料后，加入磷氮系防火液處理，再予干燥后鋪平置入模具或輸送帶上作基床備用。
2、將上述2～6項配合料依序加入混合均勻后，加入7項酸硬化劑急速攪伴10-30秒后注入模具內，并加壓(2-15Kgf/cm2)，使其在常溫定壓下發泡硬化成型。
3、經5-15分鐘后，開啟模具而得固化的制品(密度在04-0.8g/cm3)。
4、制品在真空(＜10mmHg)經高壓蒸氣除臭(～150℃)處理10-30秒，可達CNS(中國國家標準)-6532規定的耐燃三級以上的水準。
C、特性規格依照CNS2215第5節的試驗方法測定。
*負載速率2min/mm；木螺絲Ф2.7mm；孔洞Ф2mm；深度Ф2mm實施例2中密度防火型板、柱材A、配方
B、制程與實施例1相同。
B、特性規格依照CNS2215第5節的試驗方法測定。
實施例3高密度防水、防火板、柱材A、配方
B、制程將上述配合料混合均勻后，依制品厚薄大小稱重倒入模具后密封熱壓(溫度150-210℃，壓力60Kgf/cm2，時間1-5分鐘)后開模。
C、特性規格
權利要求
1.一種以廢棄物為填充材的防火板材類制品的制造方法，其特征在于，由采用回收的事業廢棄物或纖維類余料，粗粉碎后，去除金屬片類雜質后予以篩分進行微粉末的粉碎步驟，對已成微粉末的事業廢棄物或纖維類余料進行干燥前處理的干燥步驟，以30-90phr(對每百份樹脂的份數)的前述微粉粒為填充材，浸漬、濕濡以5-20phr的阻燃劑及/或防蟲劑，冷卻后混練以100phr的自行硬化性高分子預聚合物組成物的浸漬混練步驟，再經交聯反應固化等化學處理的同時，秤量此經混練的配合料，填充于成型模具并予熱壓，使結合形成指定形狀的成形步驟而得可再利用的防火板材類制品而成。
2.如權利要求1所述的制造方法，其特征在于，前述浸漬混練步驟中采用的自行硬化性高分子預聚合物為粉體酚醛清漆樹脂組成物為主劑，由含有至少二個異氰酸酯基團的聚異氰酸酯為硬化劑，由六亞甲四胺、N，N-二乙基苯胺、4-烷基(C1-C4)吡啶、異喹啉、苯基吡啶、吡啶、吖啶、2-甲氧基吡啶、咪啶、噠嗪、三丁基膦、N-乙基-嗎福啉、4，4-二吡啶、苯基丙基吡啶、5-甲基咪啶及吡啶N-氧化物而成的群體選出的一種或二種以上的有機胺類硬化觸媒予以進行，由胺酯反應可使在室溫硬化而成。
3.如權利要求1所述的制造方法，其特征在于，前述浸漬混練步驟中采用的自行硬化性高分子預聚合物為甲階酚醛樹脂。
4.如權利要求1所述的制造方法，其特征在于，前述阻燃劑由氫氧化鋁、碳酸鈣、氫氧化鎂、磷酸鹽及紅土而成的群體選出的一種或二種以上塑料用阻燃劑。
5.如權利要求1所述的制造方法，其特征在于，再加入碳酸鈣石粉、二氧化硅、鈦白粉、石墨或云母無機添加物。
6.如權利要求3所述的制造方法，其特征在于，前述甲階酚醛樹脂內配合以發泡劑，經酸硬化而成發泡型輕質防火板材類制品。
7.如權利要求6所述的制造方法，其特征在于，前述酸硬化采用由甲酸、乙酸、草酸、鹽酸、硫酸、磷酸、硝酸類無機酸、對甲苯磺酸、琥珀酸、順丁烯二酸、乳酸、酒石酸類有機酸、氯化銨酸性鹽、高嶺土、滑石粉、云母、硅藻土類無機填充料、三聚氰胺樹脂及丙烯酸酯樹脂類有機物粉末而成的群體選出的一種或二種以上的酸性物質，其用量為2-15phr。
8.如權利要求1所述的制造方法，其特征在于，前述浸漬混練步驟中采用的自行硬化性高分子預聚合物為小于100篩目的粉體酚醛清漆樹脂組成物為主劑，聚異氰酸酯組成物為硬化劑，吡啶衍生物組成物為促進劑予以進行，此等三成分由胺酯反應使在室溫硬化而成。
全文摘要
一種以廢棄物為填充材的防火板材類制品的制造方法，將回收的事業廢棄物或農、林、木業纖維類剩余料等，由切碎、篩分、干燥等物理前處理成微粉粒，以此微粉粒為填充材并予濕濡、浸漬耐燃劑及/或防蟲劑，混練以自行硬化性粉體或水性高分子預聚合物，再經交聯反應固化等化學處理的同時，成型制造可再利用的防火板材類制品；此制品可再經由真空高壓蒸氣的處理，以除去固化樹脂或廢余物可能殘余的氣味。
文檔編號C08J5/18GK1473880SQ0212769
公開日2004年2月11日 申請日期2002年8月7日 優先權日2002年8月7日
發明者黃義雄 申請人:欣岱實業股份有限公司