The invention belongs to the recycling field of carbon fiber composite material, in particular to a method for recovering carbon fiber by two steps heat treatment. The method includes two processes of pre processing and fine processing; the pretreatment process is that the carbon fiber composite material is heated to 450 to 600 DEG C, and 3 to 4 hours, and then take off the heat and cooling; the polishing process is that the carbon fiber composite material after heating the pretreatment to 500 to 550 DEG C, and 2 to 3 hours, and then take off the heat, cooling, the solid product is obtained after the recovery of carbon fiber. The recovery method of the invention can obtain clean, less damaged, long and orderly carbon fiber with high added value. The carbon fiber reinforced composite material size and shape is not restricted, recycling can be continuous carbon fiber, carbon fiber composite material and can handle large size, so as to improve the recovery efficiency, saves resources, saves the cost of recovery.
【技术实现步骤摘要】
一种两步热处理回收碳纤维的方法
本专利技术属于碳纤维复合材料的回收领域,尤其涉及一种两步热处理回收碳纤维的方法。
技术介绍
碳纤维增强高分子复合材料(Carbonfiberreinforcedpolymercomposites,简称CFRP)具有密度小、比强度和比模量高、耐疲劳强度高、破损安全特性好等特点,被广泛应用于航空航天、汽车工业、风电产业、体育用品等行业。据预计,仅世界民用飞机市场对碳纤维的需求或将达到(2.0~3.0)×104吨/年。此外,预计到2025年,全球总计将有超过8500架的商业飞机退役。在废弃的碳纤维复合材料中,热塑性树脂基碳纤维复合材料可通过制成切片再利用,而对热固性树脂回收的传统方法主要是深埋和焚烧,但热固性树脂基复合材料深埋后50~100年不能降解,对环境破坏严重;若对其进行焚烧处理则会产生大量烟尘、有害气体,污染环境。目前回收CFRP的方法主要包括物理法、溶剂法和热解法。由于物理法需要对复合材料进行破碎,不能回收长纤维,因此该方法并不是高价值的长碳纤维复合材料的最佳回收方法。溶剂法在回收过程中会使用有机溶剂或强酸,亦或是在高温高压的条件下进行回收处理,不仅会产生环境污染,其中一些工艺还比较复杂,导致回收成本较高。热裂解法是目前唯一在商业化应用的碳纤维回收技术,但若控制不好热解法的工艺参数,则会对回收到的碳纤维的机械强度造成损害,同时,热解法受到热解炉体积限制,不能一次性处理大尺寸的碳纤维复合材。因此,将CFRP在相对合理的工艺下进行降解,回收到机械强度损失小的长碳纤维,不但可以缓解环境压力,减少行业污染,而且可以降低产品成本, ...
【技术保护点】
一种两步热处理回收碳纤维的方法,其特征在于,包括预处理和精处理两个过程;所述预处理过程为:将碳纤维复合材料加热至450℃~600℃,并保持3~4小时,然后冷却;所述精处理过程为:将经过所述预处理的碳纤维复合材料加热至500℃~550℃,并保持2~3小时,然后冷却,最终得到的固态产物即为回收后的碳纤维。
【技术特征摘要】
1.一种两步热处理回收碳纤维的方法,其特征在于,包括预处理和精处理两个过程;所述预处理过程为:将碳纤维复合材料加热至450℃~600℃,并保持3~4小时,然后冷却;所述精处理过程为:将经过所述预处理的碳纤维复合材料加热至500℃~550℃,并保持2~3小时,然后冷却,最终得到的固态产物即为回收后的碳纤维。2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述预处理过程中的冷却为将所述碳纤维复合材料冷却至30~60℃,优选所述冷却过程为自然降温。3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述预处理过程中加热时的升温速率为10~30℃/min;和/或,所述预处理过程中的加热方式为太阳光聚光加热、电加热、红外线辐射加热或介质换热中的任一种;和/或,所述预处理过程中的加热气氛为有氧气氛或无氧气氛。4.根据权利要求1~3任一项所述的方法,其特征在于,所述预处理过程具体为:在常温常压空气的加热气氛下,采用太阳光聚光加热的加热方式,以25℃/min的升温速率,将碳纤维复合材料加热至500℃,并保持3.5小时,然后自然冷却至50℃。5.根据权利要求1~4任一项所述的方法,其特征在于,所述精处理过程中的冷却为将所述碳纤维复合材料冷却至...
【专利技术属性】
技术研发人员:梅生伟,吴磊,张韶红,陈晓弢,薛小代,陈来军,司杨,卢强,
申请(专利权)人:青海大学,清华大学,
类型:发明
国别省市:青海,63
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