一种废旧碳纤维双马树脂基复合材料快速降解回收方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115785521A(43)申请公布日2023.03.14(21)申请号202211459343.5(22)申请日2022.11.17(71)申请人西北工业大学地址710072陕西省西安市友谊西路(72)发明人赵琪蒋建军李政道王少哲(74)专利代理机构西安凯多思知识产权代理事务所(普通合伙)61290专利代理师赵革革(51)Int.Cl.C08J11/28(2006.01)C08L79/08(2006.01)C08K7/06(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称一种废旧碳纤维双马树脂基复合材料快速降解回收方法(57)摘要本发明涉及一种废旧碳纤维双马树脂基复合材料快速降解回收方法，包括：步骤一：对碳纤维增强双马树脂基复合材料进行切割；步骤二：将切割后的碳纤维增强双马树脂基复合材料与二乙烯三胺溶剂按质量比1:5～1:40混合制成反应体系，加热至170～190℃，恒温反应3～5h，反应结束后自然冷却至室温；步骤三：分离得到固体产物碳纤维和树脂降解产物溶液，对碳纤维进行清洗和干燥后回收，对树脂降解产物溶液进行减压蒸馏，回收树脂降解产物和二乙烯三胺溶剂。本发明操作简单，条件温和，回收率高，回收的碳纤维表面干净整洁且力学性能保留率高；同时可以分离回收树脂基体和反应溶剂，响应绿色可持续发展绿色高效。CN115785521ACN115785521A权利要求书1/1页1.一种废旧碳纤维双马树脂基复合材料快速降解回收方法，包括以下步骤：步骤一：对碳纤维增强双马树脂基复合材料进行切割；步骤二：将切割后的碳纤维增强双马树脂基复合材料与二乙烯三胺溶剂按一定质量比混合制成反应体系，加热至170～190℃，恒温反应3～5h，反应结束后自然冷却至室温；步骤三：分离得到固体产物碳纤维和树脂降解产物溶液，对碳纤维进行清洗和干燥后回收，对树脂降解产物溶液进行减压蒸馏，回收树脂降解产物和所有的二乙烯三胺溶剂所用溶剂。2.按照权利要求1所述的方法，其中所述切割后的碳纤维增强双马树脂基复合材料为30×20×5mm3～60×20×5mm3的块体。3.按照权利要求1所述的方法，还包括对切割后的碳纤维增强双马树脂基复合材料进行清洗和干燥的步骤。4.按照权利要求1所述的方法，其中步骤二中，所述切割后的碳纤维增强双马树脂基复合材料与二乙烯三胺溶剂的质量比为1:5～1:40。5.按照权利要求1所述的方法，其中步骤二中，所述加热是将所述反应体系置于加热套上进行的。6.按照权利要求1所述的方法，其中在步骤三中，其中对碳纤维进行清洗包括采用无水乙醇和去离子水多次清洗碳纤维。7.按照权利要求1所述的方法，其中在步骤三中，对树脂降解产物溶液进行减压蒸馏的反应温度为100～120℃，真空度0.09～0.098MPa。2CN115785521A说明书1/4页一种废旧碳纤维双马树脂基复合材料快速降解回收方法技术领域[0001]本发明属于废旧高性能碳纤维增强树脂基复合材料的回收技术领域，具体涉及一种废旧碳纤维双马树脂基复合材料快速降解回收方法。背景技术[0002]双马来酰亚胺树脂是指用双马来酰亚胺(Bismaleimide,BMI)来制备的树脂总称。BMI树脂具有优异的耐高温、耐辐射、耐潮湿和耐腐蚀等特性，且具有与典型的热固性树脂相似的流动性和可模塑性。用它作为树脂基体制备的复合材料在航宇、电子、汽车及机械等工业领域中得到了广泛应用。在航空航天领域，主要是与碳纤维复合，制备高性能碳纤维增强树脂基复合材料，用作军机、民机或宇航器件的承力或非承力构件。随着碳纤维增强双马树脂基复合材料用量的日益增多，必然会产生大量的边角料、残次品(制造过程中)及达到寿命年限的废弃物。然而，这种复合材料因其热固性双马树脂基体存在高度交联的网络结构，难以熔融和溶解，无法再加工和循环利用，并且很难通过绿色方法快速降解回收，造成严重的环境污染和资源浪费。[0003]目前，对碳纤维增强双马树脂基复合材料的回收研究极少，且均集中于化学回收法。化学回收法是指利用高沸点溶剂及催化剂将树脂基分解为低分子量的聚合物或有机小分子并溶于试剂中，将碳纤维和树脂基体分离，进而回收碳纤维。化学回收法通常分为超/亚临界流体法和常压溶剂回收法。[0004]2020年期刊CompositesScienceandTechnology(199卷)发表了王玉琪等人的文章“Chemicaldegradationofcarbonfiberreinforcedbismaleimideresincompositestorecovercarbonfiberandnitrogendopedcarbonmaterials”，报道了化学法回收碳纤维增强双马树脂基复合材料。该方法的具体步骤