[发明专利]快速高效回收高性能树脂基碳纤维复合材料的方法

说明书

本发明公开了一种快速高效回收高性能树脂基碳纤维复合材料的方法，用于解决现有回收碳纤维增强树脂基复合材料的方法实用性差的技术问题。技术方案是将碳纤维增强树脂基复合材料废料放入到冰乙酸中于108～112℃条件下预处理30～40min。将预处理后的碳纤维增强树脂基复合材料废料放入到90～95℃的烘箱中进行干燥，随后放入到含有二甲基亚砜和氢氧化钾混合溶液降解体系中于150～180℃条件下降解40～70min，对降解后的固体产物进行分离、去离子水清洗、干燥。称取干燥后的固体产物，计算降解率。本发明回收效率高，条件温和，回收碳纤维的表面形貌好且力学性能保留率高。

技术领域

本发明涉及一种回收碳纤维增强树脂基复合材料的方法，特别涉及一种快速高效回收高性能树脂基碳纤维复合材料的方法。

背景技术

树脂基碳纤维复合材料因其优异的热稳定性、高强度、耐腐蚀和抗冲击性，在航空航天、医疗器械、建筑。体育用品等多个领域得到了广泛的那个。随着树脂基碳纤维复合材料用量的日益增多，在使用过程中会产生大量的边角料及达到寿命年限的废弃物。而由于树脂基碳纤维复合材料在固化过程中形成了三维交联的网状结构，具有不溶不熔的特性，使其回收和再利用成为国内外先进复合材料行业共同面临的一个难题。

当前，对树脂基碳纤维复合材料的回收方法研究最多的是化学回收法。化学回收法是指利用化学试剂将树脂基中的交联结构断裂，形成低分子聚合物或部分溶于试剂中，从而从碳纤维上脱落，将碳纤维进行更有效的回收。

文献1“申请公布号是CN 106496631 A的中国发明专利”公开了一种超临界混合流体回收碳纤维增强树脂基复合材料的方法，该方法将废弃的碳纤维增强树脂基碳纤维复合材料切割为小的块体，内置于反应釜，加入碱性固体催化剂程序升温至90℃后加入固定比例的醇和水泵，继续程序升温至310℃-360℃使其达到二元超临界状态，保温10min-30min，得到回收的碳纤维。该方法所要求的温度过高。

文献2“申请公布号是CN 105906836 A的中国发明专利”公开了一种温和条件下的碳纤维增强树脂基复合材料的回收方法，该方法采用活性溶剂和有机溶剂的混合液作为反应液，然后加入催化剂，在80-180℃条件下反应2-5h，分离得到的固体产物即回收的碳纤维。该方法虽温度较低，但完全降解碳纤维增强树脂基复合材料所需时间过长。

文献3“申请公布号是CN 106750507 A的中国发明专利”公开了一种碳纤维增强树脂基复合材料的回收方法，该方法将碳纤维增强树脂基复合材料切成小板状后，将其处理至两端碳纤维裸露，然后在超声强化或微波强化的条件下，在电解液中进行老化处理后，将裸露的碳纤维与直流电源的阳极相连，石墨电极棒与阴极相连，在电解液中进行电化学反应，得到回收的碳纤维。该方法对设备的要求高，对操作的安全系数要求较高，后反应处理难，对环境污染大。

发明内容

为了克服现有回收碳纤维增强树脂基复合材料的方法实用性差的不足，本发明提供一种快速高效回收高性能树脂基碳纤维复合材料的方法。该方法将碳纤维增强树脂基复合材料废料放入到冰乙酸中于108～112℃条件下预处理30～40min。将预处理后的碳纤维增强树脂基复合材料废料放入到90～95℃的烘箱中进行干燥，随后放入到含有二甲基亚砜和氢氧化钾混合溶液降解体系中于150～180℃条件下降解40～70min，对降解后的固体产物进行分离、去离子水清洗、干燥。称取干燥后的固体产物，计算降解率。本发明回收效率高，条件温和，回收碳纤维的表面形貌好且力学性能保留率高。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案：一种快速高效回收高性能树脂基碳纤维复合材料的方法，其特点是包括以下步骤：

步骤一、将树脂基碳纤维复合材料切割为30×15×3mm³～40×25×3mm³的块状，保持切割面平整。对切割后的树脂基碳纤维复合材料进行清洗、烘干。