[发明专利]一种芳纶纤维增强复合材料的化学回收方法

说明书

本发明公开了一种芳纶纤维增强复合材料的化学回收方法，属于芳纶纤维复合材料回收技术领域。所述回收芳纶纤维的方法包括如下步骤：将树脂基芳纶纤维复合材料和混合回收溶液同时置于密封的反应釜中；在常压，温度为80～150℃条件下反应2～8h；清洗反应后的产物，得到回收的芳纶纤维。本方法采用复合回收溶剂，提升了混合回收溶剂对树脂基体的降解能力，提高高分子树脂的断裂、迁移及溶解效率；芳纶纤维质量几乎无损失，回收纤维树脂残留率达0.5％以下，回收芳纶纤维性能保留率可达95％以上；高分子树脂溶解于降解溶液中，经物理化学手段分离后可以作为塑料、橡胶弹性体或油漆的添加剂二次应用；回收后的复合回收溶液可以直接循环使用。

技术领域

本发明涉及芳纶纤维增强复合材料降解回收技术领域，特别涉及一种芳纶纤维增强复合材料的化学回收方法。

背景技术

芳纶是一种重要的国防军工材料，其纤维增强复合材料因具有高比强度、比模量及耐高温等优异性能。随着芳纶树脂基复合材料在航天航空、军事防护、汽车交通、机电、建筑及体育用品等领域的应用和推广，芳纶树脂基复合材料在其生产过程中产生的边角料及其产品使用期满的增强树脂基复合材料废弃处理问题将越来越显著。目前，芳纶树脂基复合材料作为固体废弃物，多通过焚烧、填埋、或粉末及颗粒状填料的方式处理。这些处理方式不但对环境造成污染，也造成资源的严重浪费。因此，对芳纶复合材料回收再利用已迫在眉睫。

目前已公开的芳纶纤维增强树脂基复合材料的回收方法主要包括热裂解、无机强酸分解，以及亚/超临界流体分解、高温高压溶解等方式。但这些方式存在对反应设备要求高、反应条件苛刻、降解产物的分离及降解液的后处理难度大、产业化成本高等问题，另外部分回收方法还存在回收前后的芳纶纤维性能影响较大，难以满足纤维再利用的价值。因此开发简单高效、环保低成本的芳纶纤维增强树脂基复合材料的回收方法，不仅可以促进芳纶纤维复合材料废弃物回收产业的发展，还能降低芳纶纤维复合材料生产成本，进一步推进芳纶纤维复合材料在民用领域的规模化应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：针对上述芳纶纤维增强树脂基复合材料的回收方法中存在的诸多问题，本发明提供一种芳纶纤维增强复合材料的化学回收方法以解决上述问题。

为解决上述技术问题，本发明提供以下的技术方案：

一种芳纶纤维增强复合材料的化学回收方法，其特征在于，所述芳纶纤维增强复合材料回收在常压下进行降解回收，包括如下步骤：

步骤1：将芳纶纤维增强复合材料切割成相等长度的纤维复合材料废料并置于复合回收溶液中，置于常压反应釜中；

步骤2：在常压，温度为80～150℃条件下反应2～8h，使得短切废料中的树脂和回收溶液充分接触；

步骤3：离心、分离出回收溶液中游离的、长度相等的芳纶短切纤维，洗涤、烘干后得到高值化的短切芳纶纤维。

步骤4：回收溶液经物理化学手段分离后，高分子树脂可应用于塑料、橡胶弹性体或油漆中进行二次应用，分离后的回收溶液可直接循环套用。

优选地，所述芳纶纤维增强复合材料由芳纶纤维和树脂构成，其中树脂基为聚丙烯酸酯树脂、聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚氯乙烯树脂、聚苯乙烯树脂、酚醛树脂中的一种或几种。

优选地，所述复合回收溶液由溶剂和助剂组成。

优选地，所述芳纶纤维增强复合材料和复合回收溶液的质量比为0.01-0.25：1。

优选地，所述回收溶液的物理化学分离手段包括过滤分离、离心分离、结晶分离、精馏分离中的一种或几种。

优选地，所述复合回收溶液的溶剂包括1-甲基-2-吡咯烷酮、N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、乙酸戊酯、二甲亚砜、四氢呋喃、环己酮、二氧六环、三氯乙烯、苯、甲苯、二甲苯、三甲苯中的一种或多种。