废弃碳纤维树脂基复合材料热解催化剂及回收碳纤维方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106807425A(43)申请公布日2017.06.09(21)申请号201710213263.4(22)申请日2017.04.01(71)申请人北京化工大学地址100000北京市朝阳区北三环东路15号申请人波音（中国）投资有限公司(72)发明人隋刚金鑫杨小平吴天宇朱明(74)专利代理机构合肥市科融知识产权代理事务所(普通合伙)34126代理人吴悠(51)Int.Cl.B01J27/232(2006.01)C08J11/00(2006.01)D01F9/12(2006.01)权利要求书1页说明书7页附图2页(54)发明名称废弃碳纤维树脂基复合材料热解催化剂及回收碳纤维方法(57)摘要本发明涉及一种废弃碳纤维树脂基复合材料热解催化剂和一种从废弃碳纤维树脂基复合材料中热解回收碳纤维的方法，所述催化剂主要成分为氯化锌。所述回收碳纤维的方法包括以下步骤:将废弃碳纤维树脂基复合材料表面铺上催化剂粉末，其中，所述催化剂中含有氯化锌；加热至温度到270~400℃，恒温保持10~30min后冷却至室温；清洗、干燥得到回收的碳纤维。与现有技术相比，本发明通过添加催化剂使热解温度降低了50~100℃，缩短了降解时间达10min以上，节省了能耗，超声清洗后溶于水的催化剂可以循环再利用。本发明操作工艺简单，适合工业化生产，碳纤维回收率最高达99%，各项性能保留率高达95%，较现有技术有显著提升。CN106807425ACN106807425A权利要求书1/1页1.一种废弃碳纤维树脂基复合材料热解催化剂，其特征在于：所述催化剂中含有氯化锌。2.根据权利要求1所述的废弃碳纤维树脂基复合材料热解催化剂，其特征在于：所述催化剂中，氯化锌含量为65~100%。3.根据权利要求1所述的废弃碳纤维树脂基复合材料热解催化剂，其特征在于：所述催化剂的组分还包括四氯铝酸钠、硫酸锌和碳酸氢钠按。4.根据权利要求3所述的废弃碳纤维树脂基复合材料热解催化剂，其特征在于：所述催化剂的组分配比（质量比）为：氯化锌：65~100%，四氯铝酸钠0~10%，硫酸锌0~10%和碳酸氢钠按0~15%。5.一种废弃碳纤维树脂基复合材料催化热解回收碳纤维的方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤:(1)在废弃碳纤维树脂基复合材料表面铺上催化剂粉末；(2)加热至温度到270-400℃，恒温保持10-30min后冷却至室温；(3)清洗、干燥得到回收的碳纤维。6.根据权利要求5所述的废弃碳纤维树脂基复合材料催化热解回收碳纤维的方法，其特征在于：所述的催化剂由氯化锌、四氯铝酸钠、硫酸锌和碳酸氢钠按组成。7.根据权利要求5所述的废弃碳纤维树脂基复合材料催化热解回收碳纤维的方法，其特征在于：所述催化剂的用量为0.1-0.5g/cm2。8.根据权利要求5所述的一种废弃碳纤维树脂基复合材料催化热解回收碳纤维的方法，其特征在于：所述的废弃碳纤维树脂基复合材料中的基体树脂包括环氧树脂、不饱和聚酯、酚醛树脂、聚烯烃、尼龙、聚酯。9.根据权利要求5所述的一种废弃碳纤维树脂基复合材料催化热解回收碳纤维的方法，其特征在于：所述的废弃碳纤维树脂基复合材料中的碳纤维包括PAN基碳纤维和沥青基碳纤维。10.根据权利要求5所述的一种废弃碳纤维树脂基复合材料催化热解回收碳纤维的方法，其特征在于:所述的废弃碳纤维树脂基复合材料中的碳纤维形态包括：连续纤维、长纤维、短纤维、粉末纤维和碳纤维织物。2CN106807425A说明书1/7页废弃碳纤维树脂基复合材料热解催化剂及回收碳纤维方法技术领域[0001]本发明涉及废弃碳纤维树脂基复合材料热解技术领域，尤其是涉及一种废弃碳纤维树脂基复合材料热解催化剂和一种废弃碳纤维树脂基复合材料催化热解回收碳纤维的方法。背景技术[0002]碳纤维增强树脂复合材料具有比强度高、比模量高、耐热性和耐腐蚀性等优异性能，因而被广泛应用于航空航天领域、高尔夫球杆/网球拍等体育休闲领域以及汽车/风力发电/电子电器/医疗器械等工业领域。[0003]在生产制造阶段产生的边角料或者使用寿命结束时的报废产品等碳纤维增强树脂复合材料废弃料都存在处理的问题。目前碳纤维增强树脂复合材料作为不可燃固体废物，通过切磨成粉末或颗粒作为填料、铺路材料等甚至通过填埋方式处理。碳纤维增强树脂复合材料中含有高价值的碳纤维，这些处理方式无疑会造成碳纤维资源的巨大浪费。[0004]现有技术已经公开了多种对废弃碳纤维增强树脂复合材料中的树脂进行分解，使其中的碳纤维被分离出来，从而实现碳纤维回收的方法。[0005]现有技术已经公开的树脂的分解方法包括热分解、无机强酸分解、有机溶剂分解及亚/超临界流体分解等。无机强酸分解、有机溶剂分解回收过程中使用大量的溶剂，可能对环境产生污