一种热固性酸酐固化环氧树脂在水合肼中的降解回收方法技术

本发明专利技术属于环氧树脂回收领域，提供一种热固性酸酐固化环氧树脂在水合肼中的降解回收方法。该方法将经二氯甲烷预处理的热固性酸酐固化环氧树脂颗粒料置于水合肼中加热，环氧树脂在水合肼的催化作用下发生降解，反应过程中水合肼发挥了降解剂、催化剂、溶剂的三重作用，使得降解体系组成成分简单，降解效率高，反应条件温和，降解产物易于分离和回收利用。本发明专利技术提供的回收方法具有降解条件温和，工艺简单，成本低，三废少，产物便于回收利用等优点，解决了目前环氧树脂回收难的问题。解决了目前环氧树脂回收难的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种热固性酸酐固化环氧树脂在水合肼中的降解回收方法


[0001]本专利技术属于环氧树脂回收领域，特别涉及一种热固性酸酐固化环氧树脂在水合肼中的降解回收方法。

技术介绍

[0002]热固性聚合物，如环氧树脂，因其优异的综合性能被广泛应用于电子封装材料、涂料、电子器件、粘合剂以及复合材料等领域。对于废弃的环氧树脂制品的处理方法，通常为填埋或焚烧，但废弃的环氧树脂制品中通常含有诸多具有高附加值的材料，例如：废弃的印刷电路板中含有金、钯、铜、稀土等贵金属；废弃的高性能复合材料中含有碳纤维或玻璃纤维等，因此传统处理方法会造成资源的浪费，此外还会污染环境。
[0003]近年来，随着环氧树脂应用的愈加广泛，对其的回收利用也逐渐引起了人们的关注。然而，固化形式的环氧树脂为三维网络的交联结构，无法再次熔融，因而不能像热塑性树脂一样再次成型加工，这给环氧树脂制品的回收再利用带来了困难。
[0004]目前，热固性环氧树脂制品的回收方法包括物理回收法、热能回收法、生物降解回收法、光降解回收法和化学回收法。其中，物理回收是将废旧材料机械粉碎后直接用作填料使用，该方法生产成本较低、处理方法简单，但是在回收长纤维材料的过程中，破坏了长纤维的原始尺寸，丧失了较多利用价值。热能回收是指直接燃烧废旧材料获得热能，这种方法通常会释放大量有毒气体造成环境污染，同时直接燃烧对其中高附加值的材料是极大的浪费。生物降解回收法是在酶等生物质催化剂作用下将树脂基体降解成小分子单体或者低聚物，该方法条件温和且环保，但是其降解效率过低。光降解回收法是在光的作用下引起树脂基体分解的方法，该方法降解效率高，降解条件温和且环保，但是通常需要在降解体系中添加引发剂且能耗过高。化学回收法是目前最为常用的一种回收方法，其是通过化学方法使树脂基体降解成小分子单体或低聚物，使树脂与填料分离的方法。而通过溶剂降解废旧材料，不仅可以避免破碎或粉碎对废旧材料中高附加值材料的损伤，同时还可以将树脂作为原料进行回收。因此，化学回收法是回收废旧环氧树脂的研究热点之一。
[0005]现有技术公开了多种利用化学回收法回收环氧树脂制品的方法，例如：申请号为的200610151145.7的中国专利文献公开了一种降解热固性环氧树脂及其复合材料的方法，其是采用四氢萘或十氢萘等氢化的芳香族化合物降解热固性环氧树脂。这种方法的缺陷在于有机溶剂的大量使用对环境污染较为严重。又如：申请号为03132542.4的中国专利公开了一种热固性环氧树脂复合材料的化学回收方法，其是采用硝酸溶液降解热固性环氧树脂。申请号为200910046524.3的中国专利文献公开了一种高温水相分离热固性环氧树脂或其复合材料的方法，其是使用杂多酸作为催化剂催化环氧树脂降解。申请号为00819116.6的中国专利公开了一种处理还原树脂固化产物的方法，该方法是以碱金属/碱金属化合物、含磷酸/含磷酸盐、有机酸和/或有机盐中的一种或多种作为催化剂，催化环氧树脂降解。上述三种方法均存在的问题为：除了起降解作用的活性物质外，还需要向降解体系中加入额外的催化剂和溶剂，导致降解产物的成分复杂，难以被回收用，造成资源浪费和环境问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术解决的技术问题在于提供一种热固性酸酐固化环氧树脂在水合肼中的降解回收方法，该回收方法较为环保，反应条件温和，降解效率高。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案：
[0008]一种热固性酸酐固化环氧树脂在水合肼中的降解回收方法，包括如下步骤：
[0009](1)将热固性酸酐固化环氧树脂粉碎成颗粒料后，浸入自身重量2
‑
10倍的二氯甲烷中24
‑
48h，过滤，将经过二氯甲烷预处理的热固性酸酐固化环氧树脂颗粒料放入40℃烘箱中干燥，放入干燥器中保存；
[0010](2)将二氯甲烷处理过的热固性酸酐固化环氧树脂颗粒料置于水合肼中加热，热固性酸酐固化环氧树脂颗粒料在水合肼的催化作用下发生降解反应，加热的温度为90℃
‑
120℃,反应的时间为30min
‑
80min。
[0011](3)向反应后得到的混合物中加入水后进行旋蒸，通过形成共沸物除去混合物中的水合肼，得到小分子环氧树脂降解产物。
[0012]优选的，热固性酸酐固化环氧树脂颗粒料与水合肼的重量比为(0.1
‑
0.5):1。
[0013]优选的，所述水合肼的质量百分比浓度为60wt％
‑
90wt％。
[0014]与现有技术相比，本专利技术的有益效果：本专利技术在不额外加入溶剂和催化剂的情况下实现了酸酐固化环氧树脂在温和条件下的快速降解，水合肼在降解过程中发挥了降解剂、催化剂、溶剂的三重作用，这使得降解混合物的分离过程变得简单、低成本，便于降解产物的回收利用；同时由于二氯甲烷预处理和水合肼与酯键的高反应活性，使得该降解回收方法的降解效率和降解反应选择性远好于其他的环氧树脂降解体系，经二氯甲烷预处理的环氧树脂颗粒料甚至能在120℃下60min内实现完全的降解。
具体实施方式
[0015]为了进一步理解本专利技术，下面结合实施例对本专利技术优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本专利技术的特征和优点，而不是对本专利技术权利要求的限制。
[0016]本专利技术提供一种热固性酸酐固化环氧树脂在水合肼中的降解回收方法，包括：
[0017]将二氯甲烷预处理的热固性酸酐固化环氧树脂颗粒料置于水合肼中加热，环氧树脂在水合肼的催化作用下发生降解。
[0018]本专利技术提供的上述方法是以水合肼作为降解剂、催化剂和溶剂，在水合肼中环氧树脂发生降解，使环氧树脂降解成为易于分离的单体物质，由此实现环氧树脂的回收再利用。
[0019]本专利技术人选择水合肼来降解酸酐固化环氧树脂的原因在于：
[0020]水合肼与酸酐固化环氧树脂中的酯键结构之间具有高的反应活性；
[0021]使用水合肼进行催化降解，反应条件温和，反应速率快，不会腐蚀反应容器；
[0022]水合肼可以同时起到降解剂、催化剂和溶剂的三重作用，使得反应体系简单，节能；
[0023]水合肼易与其他物质分离，便于降解产物的提纯和回收利用。
[0024]上述水合肼的质量百分比浓度优选为60wt％
‑
90wt％，更优选为80wt％
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85wt％。
[0025]降解反应过程中，反应的温度和时间，以及环氧树脂颗粒料和水合肼的比例均对环氧树脂的降解率有影响。反应温度的升高和时间的延长有助于环氧树脂降解率的提高，为此本专利技术优选设置反应温度为90℃
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120℃，更优选为110℃
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120℃。反应时间优选为30min
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80min，更优选为60min
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70min。本专利技术还优选控制环氧树脂颗粒料与水合肼的重量比为(0.1
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0.5):1，更优选为(0.1<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种热固性酸酐固化环氧树脂在水合肼中的降解回收方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将热固性酸酐固化环氧树脂粉碎成颗粒料后，浸入自身重量2
‑
10倍的二氯甲烷中24
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48h，过滤，将经过二氯甲烷预处理的热固性酸酐固化环氧树脂颗粒料放入40℃烘箱中干燥，放入干燥器中保存；(2)将二氯甲烷处理过的热固性酸酐固化环氧树脂颗粒料置于水合肼中加热，热固性酸酐固化环氧树脂颗粒料在水合肼的催化作用下发生降解反应，加热的温度为90℃
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【专利技术属性】
技术研发人员：翁志焕，蹇锡高，刘贝涛，王锦艳，张守海，刘程，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：