回收碳纤维增强双马树脂基复合材料的方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114736425A(43)申请公布日2022.07.12(21)申请号202210400807.9(22)申请日2022.04.17(71)申请人西北工业大学地址710072陕西省西安市友谊西路127号(72)发明人赵琪蒋建军王少哲姚旭明(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专利代理师云燕春(51)Int.Cl.C08J11/08(2006.01)C08L79/08(2006.01)C08K7/06(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称回收碳纤维增强双马树脂基复合材料的方法(57)摘要本发明一种回收碳纤维增强双马树脂基复合材料的方法，属于复合材料回收技术领域；将商用碳纤维增强双马树脂基复合材料置于反应介质乙醇胺溶剂中，然后将溶液升温至140～160℃，恒温反应3～5h。反应结束后，等待反应装置冷却至室温后，将反应后的碳纤维和液体产物通过滤网进行分离，收集碳纤维产物，将收集到的碳纤维产物用无水乙醇清洗数次，以去除碳纤维产物表面的树脂基体残留物和黏附的降解液，随即用去离子水清洗2～3次，将清洗后的碳纤维置于100～110℃烘箱中进行干燥12h，完成对碳纤维增强双马树脂基复合材料的回收。本发明操作简便，反应温度低，应时间短且回收效率高，回收的碳纤维表面形貌较好且力学性能保留率好。CN114736425ACN114736425A权利要求书1/1页1.一种回收碳纤维增强双马树脂基复合材料的方法，其特征在于具体步骤如下：步骤一：将碳纤维增强双马树脂基复合材料切割为样品，对切割后的复合材料样品进行清洗、烘干处理；步骤二：将步骤一的复合材料样品加到乙醇胺溶剂中，升温至140～160℃，再恒温反应3～5h；步骤三：分离反应后的碳纤维产物和液体产物，用无水乙醇和去离子水清洗数次碳纤维产物；步骤四：将清洗后的碳纤维产物置于100～110℃的烘箱中干燥12h，完成对碳纤维增强双马树脂基复合材料的回收。2.根据权利要求1所述回收碳纤维增强双马树脂基复合材料的方法，其特征在于：所述步骤一中，复合材料样品为30×20×5mm3的块状，且切割面平整、均匀、无撕裂现象。3.根据权利要求1所述回收碳纤维增强双马树脂基复合材料的方法，其特征在于：所述步骤二中，所述乙醇胺溶剂的浓度为99.5％。4.根据权利要求3所述回收碳纤维增强双马树脂基复合材料的方法，其特征在于：所述乙醇胺溶剂的为30mL。5.根据权利要求1所述回收碳纤维增强双马树脂基复合材料的方法，其特征在于：所述步骤三中，采用滤网分离反应后的碳纤维产物和液体产物。6.根据权利要求1所述回收碳纤维增强双马树脂基复合材料的方法，其特征在于：所述碳纤维增强双马树脂基复合材料降解率的计算，首先对步骤一中复合材料样品进行称重，再对步骤四中干燥后的碳纤维产物进行称重；之后，按以下公式计算降解率：式中：Dr为复合材料的降解率，wt％；Wa为复合材料样品质量，g；Wb为回收碳纤维质量，g；Wresin为复合材料中树脂的质量分数，33.5wt％。2CN114736425A说明书1/4页回收碳纤维增强双马树脂基复合材料的方法技术领域[0001]本发明属于复合材料回收技术领域，具体涉及一种回收碳纤维增强双马树脂基复合材料的方法。背景技术[0002]碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)鉴于其优异的高强度、热稳定性和抗疲劳性等特点，在航空航天、海洋工程、新能源装备等工业领域得到了广泛的应用。CFRP用量的日益增加导致产生了大量的废弃物。通常，CFRP复合材料可划分热固性树脂基复合材料和热塑性树脂基复合材料两类，其中热固性树脂由于固化形成的三维交联的网状结构具有不溶不熔的特性，使得目前工业用的热固性树脂基复合材料的回收成为世界各国复合材料行业领域里一项艰巨的挑战。[0003]目前回收CFRP复合材料废弃物主要要机械法、热解法和化学法。其中，化学法是研究最为广泛的一种技术，它是指采用溶剂和热的共同作用使得树脂基体的交联键断裂，分解为低分子量的聚合物或小分子物质溶解在溶剂里，进而分离出碳纤维。CFRP复合材料中使用的树脂基体通常为热固性环氧树脂(EP)，为了满足更高的耐温的需求，研制了许多新型热固性树脂基体材料，例如双马来酰亚胺(BMI)树脂。BMI树脂既具优异的耐高温性能，又具有EP的易加工性能，被认为是目前发展最快且最具有前途的一种复合材料高性能树脂基体。碳纤维增强双马树脂基复合材料主要应用于航空航天领域，例如各种型号的飞行器。国内外关于碳纤维增强双马树脂基复合材料的化学回收法的报道甚少。[0004]现有技术中针对碳纤维增强双马树脂基复合材料回收采用的是超/亚临界流体法，该方法降解效率较高，但一方面该方法需要的