[发明专利]一种利用废旧风机叶片制备环氧树脂复合材料的方法

说明书

本发明公开了一种利用废旧风机叶片制备环氧树脂复合材料的方法。其通过破碎、分选、固化等方法以废旧风机叶片为填料制备环氧树脂复合材料，实现废旧风机的回收：所述制备方法包括如下步骤：（1）将废旧风机叶片进行机械破碎，分选出的风机叶片非金属粉作为填料；（2）将环氧树脂预热后，分别倒入废旧风机叶片非金属粉、分散剂和液体消泡剂；（3）得到的混合液在室温下搅拌均匀抽真空，得到混合液；（4）将固化剂加入混合液中，随后依次搅拌、倒模、最后固化脱模，得到所述复合材料。本发明通过利用废旧风机叶片所制得的复合材料，其力学性能优异，具有耐高温和耐酸碱性能，并且制备方法简单，成本低，绿色环保，适用于工业化生产。

技术领域

本发明涉及复合材料技术领域，具体涉及一种利用废旧风机叶片制备环氧树脂复合材料的方法。

背景技术

近年来，为适应海上风电等大叶片的发展趋势，具有更优性能的碳纤维复合材料横空出世。随着全球风电装机总量的不断增长，安装于本世纪初或更早的风机也进入了运营寿命的最终阶段。在我国，2018年报废风电叶片总计约3456吨，而到今年累计报废叶片约有5424吨。从风电机组服役年限来看，到2025年左右，我国将迎来一大波风电叶片报废潮。

目前风电叶片的主要回收技术有热回收法、化学回收法、机械回收法三种。

热回收法主要包括热解法、流化床法、焚烧法。其中热解法是指复合材料中的树脂在缺氧的条件下受热裂解（一般为400-1000℃），生成热解气、热解油以及热解炭。去除纤维表面的热解炭即可回收纯净的玻璃纤维/碳纤维。虽然热解法技术已经非常成熟，但由于其热解设备昂贵、热解成本相对较高等原因，限制了其推广与应用。流化床法是指利用空气作为流化床反应器的硫化气体，再在高温空气下气化复合材料中的树脂，回收其中的纤维，虽然流化床法的树脂分离效率高，但是回收纤维的强度损失较大。焚烧法是指将风电叶片复合材料与煤等燃料掺混燃烧，从而通过燃烧获取能量，燃烧后剩下的灰渣也可以作为工业固废利用，风机叶片复合材料也可以掺杂水泥原料，进入水泥窑焚烧。但焚烧后会产生大量的烟气，包括SO₂、NO_x、卤化氢、二噁英等污染物，严重危害环境，随着环保政策的推动，该处理方式将被逐渐淘汰。

化学回收法主要分为超临界流体法与溶剂溶解法。其中超临界流体法是指当流体的温度与所受压力超过临界温度与临界压力的状态时，达到了超临界状态的流体，此时的超临界流体具有很强的溶剂特性，能有效的溶解和降解聚合物废物，但超临界条件苛刻，大多数超临界流体要求高温高压，且腐蚀性较强，对反应设备的要求高，因此目前该方法还处于实验室阶段。溶解是指复合材料中的热固性树脂为网状高分子交联链材料，一般不溶于有机溶剂中，但是在加热条件利用催化剂打断树脂中的炭氮键，进行开环反应，从而将树脂的网状高分子交联链结构转化为线状高分子交联链结构，使其能被有机溶剂溶解，实现树脂降解的目的，但由于其有机溶剂使用量大。反应时间较长的缺点，目前也处于实验室研究的阶段。

机械回收法是指将废旧的复合材料经过一定的机械处理（切割、破碎、粉碎）处理后，再进行二次利用的回收技术。废旧风电叶片经过机械处理后，通过风力分选、重力分选、粒径分选等方式分离其杂物。机械回收法工艺简单，比较容易实现商业化。

玻璃纤维具有绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好、机械强度高等优点，本发明以最经济环保的破碎分选的方法，回收废旧的风机叶片，并将其制成纤维增强环氧树脂复合材料，实现了风机叶片的绿色回收。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用废旧风机叶片制备环氧树脂复合材料的方法；本发明将风电叶片废弃物破碎、分选后得到的非金属粉（玻璃纤维和树脂材料等）作为填料，制作环氧树脂复合材料；制得的环氧树脂复合材料，不仅绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好、机械强度高，并且制备方法简单，适用于工业生产。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

本发明提供一种利用废旧风机叶片制备环氧树脂复合材料的方法，包括如下步骤；