[发明专利]一种从废旧碳纤维增强复合材料中回收碳纤维的方法

说明书

本发明涉及碳纤维材料的回收，尤其涉及一种从废旧碳纤维增强复合材料中回收碳纤维的方法。所述从废旧碳纤维增强复合材料中回收碳纤维的方法为：将所述碳纤维增强复合材料预处理后，在400～500℃下进行70～110min的加热处理，所得固态产物即为回收后的碳纤维。本发明所述方法工艺简单，步骤少，能耗低，回收得到的碳纤维表面光滑，性能优异，纯度高，且大大提高了回收率，在废旧碳纤维增强复合材料领域，尤其是在退役飞机的废旧碳纤维增强复合材料回收领域具有重要的应用推广价值。

技术领域

本发明涉及碳纤维材料的回收，尤其涉及一种从废旧碳纤维增强复合材料中回收碳纤维的方法。

背景技术

我国目前急需处理退役飞机的重大需求。截止2015年底，世界范围内正在飞行的商业飞机约为20000架，我国民用航空飞机占4000架，因空客机服役年限一般为25-30年，上述机型将会逐步报废并回收处理。由此可见，未来几十年内，中国乃至全球将存在处理退役飞机的持续需求。碳纤维(carbon fiber，简称CF)，是一种含碳量在95％以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料。碳纤维具有许多优良性能，碳纤维的轴向强度和模量高，密度低、比性能高、耐腐蚀性好、良好的导电导热性能、电磁屏蔽性好等。

而作为应用于飞机制造等军工领域的碳纤维增强复合材料(Carbon fiberreinforced polymer composites，简称CFRP)的回收利用可以达到节省资源和能源的目的。复合材料回收技术商业化最大的阻碍在于再生材料的市场需求匮乏、高昂的回收生产成本以及再生材料性能的降低。目前，碳纤维增强的复合材料回收技术包括以下三种：机械回收、热回收和化学回收。

作为一种回收碳纤维材料的方法，热回收有着具有低耗能、处理能力强、回收率高等不可比拟的优点，但若控制不好热回收法的工艺参数，则会对回收到的碳纤维的机械强度造成损害。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种从废旧碳纤维增强复合材料中回收碳纤维的方法，即：将所述碳纤维增强复合材料预处理后，在400～500℃下进行70～110min的加热处理，所得固态产物即为回收后的碳纤维。本发明所述方法回收得到的碳纤维表面光滑，性能优异，纯度高，且大大提高了回收率。

优选的，所述加热处理为420～470℃下加热80～100min。

更优选的，所述加热处理为440～460℃下加热85～95min。

再优选的，所述加热处理为450℃下加热90min。

优选的，所述预处理为：将所述碳纤维增强复合材料切割后，放入无水乙醇中浸泡1.5～2.5小时以除去表面杂质，然后烘干。

进一步地，所述切割为：将所述碳纤维增强复合材料切割成0.2m×0.2m的小段。

进一步地，所述放入无水乙醇中浸泡的时间为2小时。

优选的，所述加热的方式为太阳光聚光加热。

本发明提供了一种回收碳纤维的优选方案，其包括如下步骤：

(1)预处理：将所述碳纤维增强复合材料切割成0.15～0.25m×0.15～0.25m的小段，放入无水乙醇中浸泡2～2.5小时以除去表面杂质，然后烘干；

(2)加热处理：将步骤(1)处理后的碳纤维增强复合材料在450℃下利用太阳光聚光加热90min，所得固态产物即为回收后的碳纤维。

本发明所述的碳纤维增强复合材料的基体为热固性树脂。

本发明的上述技术方案具有以下有益效果：本发明所述方法工艺简单，步骤少，能耗低，回收得到的碳纤维表面光滑，性能优异，纯度高，且大大提高了回收率。

附图说明