本发明专利技术提供一种可整体回收碳纤维增强树脂基复合材料板材、制备方法及回收方法，中间过程所制备得到的碳纤维增强树脂基复合材料薄片的表面为可加热软化的热塑性树脂层，内部为热固性树脂层，可以通过将可整体回收碳纤维增强树脂基复合材料板材加热至第二热塑性树脂的软化温度以上，可以实现可整体回收碳纤维增强树脂基复合材料板材的整体回收，此外，再次热压成型，又可以制备得到可整体回收碳纤维增强树脂基复合材料板材。本发明专利技术跳出传统以破坏为主的碳纤维增强树脂基复合材料的回收策略，提出以碳纤维增强树脂基复合材料薄片为单元的整体回收方法，大幅减少传统回收方法，例如：机械法、化学法等回收方法所导致的环境污染、能源浪费问题。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于碳纤维复合材料，尤其是涉及一种可整体回收碳纤维增强树脂基复合材料板材、制备方法及回收方法。
技术介绍
1、碳纤维增强树脂基复合材料作为一种重要的先进材料，其具有高比强度、高模量、优异的耐腐蚀性和轻质化等优点，在航空航天、汽车、体育器材等领域中得到了广泛的应用。然而，随着其应用范围的不断扩大，碳纤维复合材料在生产使用过程中所产生的废弃物和废弃件数量也呈现出增长趋势。
2、当前，针对碳纤维复合材料的回收策略主要包括机械回收、化学回收、能源回收、微波回收、生物降解等方法。机械回收通常涉及对碳纤维进行破碎、粉碎等处理，以实现对碳纤维的再利用。这种方法容易导致碳纤维的损伤和断裂，从而影响其性能和品质。化学回收则是通过溶解树脂基复合材料中的树脂部分，将碳纤维从中提取出来，以实现碳纤维的有效回收。然而，化学回收过程中所涉及的溶剂选择、废液处理等问题，对环境和安全带来了一定挑战。能源回收是将碳纤维复合材料用于能源生产，但这种方法并不能实现材料的循环利用，并且对环境可能造成一定的影响。
3、因此，需要提供一种针对碳纤维复合材料的新回收方式、对应的碳纤维复合材料以及其制备方法。
技术实现思路
1、本专利技术第一个目的在于，提供一种可整体回收碳纤维增强树脂基复合材料板材。
2、为此，本专利技术的上述目的通过如下技术方案实现：
3、一种可整体回收碳纤维增强树脂基复合材料板材，由至少两层碳纤维增强树脂基复合材料薄片叠放后经热压成型而成；
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p>4、所述碳纤维增强树脂基复合材料薄片由如下方式制备得到：5、s11、将碳纤维单丝或者碳纤维丝束浸没在热固性树脂胶液中，去除树脂胶液中的有机溶剂，获得未固化的热固性树脂/碳纤维预浸片层；
6、将碳纤维单丝或者碳纤维丝束浸没在第一热塑性树脂胶液中，去除树脂胶液中的有机溶剂，获得第一热塑性树脂/碳纤维预浸片层；
7、将第二热塑性树脂胶液制备成第二热塑性树脂膜层；
8、所述热固性树脂胶液包含至少一种聚合物单体、催化剂和有机溶剂；
9、所述聚合物单体上含有环氧基团、氰基、苯并恶嗪中至少一种活性基团；
10、所述催化剂上含有羟基、胺基、酸酐、氰基中至少一种活性基团；
11、所述第一热塑性树脂胶液包含至少一种热塑性聚合物和有机溶剂；
12、所述热塑性聚合物为高分子主链、侧链或者链端上含有羟基、胺基、酸酐、氰基中的至少一种活性基团的聚芳醚酮、聚酰亚胺、聚碳酸酯、聚酰胺、聚芳酯；高分子主链、侧链或者链端上的羟基、胺基、酸酐、氰基等活性基团能与热固性树脂胶液中的聚合物单体发生化学反应。
13、碳纤维可以用于增强树脂的力学性能。
14、s12、将未固化的热固性树脂/碳纤维预浸片层布置在中间，上侧、下侧分别布置第一热塑性树脂/碳纤维预浸片层，然后在上侧第一热塑性树脂/碳纤维预浸片层上表面布置第二热塑性树脂膜层，在下侧第一热塑性树脂/碳纤维预浸片层下表面布置第二热塑性树脂膜层，以此得到堆叠的未固化薄片；
15、s13、将堆叠后的未固化薄片经热压成型，制备得到碳纤维增强树脂基复合材料薄片。
16、在采用上述技术方案的同时，本专利技术还可以采用或者组合采用如下技术方案：
17、作为本专利技术的一种优选技术方案：所述碳纤维单丝或者碳纤维丝束的原料为聚丙烯腈、沥青和纤维素中的至少一种。
18、作为本专利技术的一种优选技术方案：所述第二热塑性树脂胶液包含至少一种热塑性聚合物和有机溶剂；
19、所述热塑性聚合物为聚芳醚酮、聚酰亚胺、聚碳酸酯、聚酰胺、聚芳酯。
20、第二热塑性树脂胶液中热塑性聚合物可以与第一热塑性树脂胶液中热塑性聚合物的主体一致，例如：第二热塑性树脂胶液中热塑性聚合物为聚芳醚酮树脂，那么，第一热塑性树脂胶液中热塑性聚合物为功能化的聚芳醚酮树脂。
21、作为本专利技术的一种优选技术方案：所述有机溶剂为n-甲基吡喏烷酮、n,n-二甲基甲酰胺、n,n-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜中的至少一种。所述有机溶剂为非极性质子型溶剂。
22、作为本专利技术的一种优选技术方案：热固性树脂胶液中聚合物单体与有机溶剂的重量比为10：10～50；
23、第一热塑性树脂胶液中热塑性聚合物与有机溶剂的重量比为10：20～100；
24、第二热塑性树脂胶液中热塑性聚合物与有机溶剂的重量比为10：20～100。
25、作为本专利技术的一种优选技术方案：
26、未固化的热固性树脂/碳纤维预浸片层为1～10层；
27、第一热塑性树脂/碳纤维预浸片层为2～6层；
28、第二热塑性树脂膜层为2～6层。
29、作为本专利技术的一种优选技术方案：
30、未固化的热固性树脂/碳纤维预浸片层的厚度为9～100μm；
31、第一热塑性树脂/碳纤维预浸片层的厚度为9～100μm；
32、第二热塑性树脂膜层的厚度为20～80μm。
33、本专利技术第二个目的在于，提供一种可整体回收碳纤维增强树脂基复合材料板材的制备方法。
34、为此，本专利技术的上述目的通过如下技术方案实现：
35、一种可整体回收碳纤维增强树脂基复合材料板材的制备方法，包括如下步骤：
36、s21、将碳纤维单丝或者碳纤维丝束浸没在热固性树脂胶液中，去除树脂胶液中的有机溶剂，获得未固化的热固性树脂/碳纤维预浸片层；
37、将碳纤维单丝或者碳纤维丝束浸没在第一热塑性树脂胶液中，去除树脂胶液中的有机溶剂，获得第一热塑性树脂/碳纤维预浸片层；
38、将第二热塑性树脂胶液制备成第二热塑性树脂膜层；
39、所述热固性树脂胶液包含至少一种聚合物单体、催化剂和有机溶剂；
40、所述聚合物单体上含有环氧基团、氰基、苯并恶嗪中至少一种活性基团；
41、所述催化剂上含有羟基、胺基、酸酐、氰基中至少一种活性基团；
42、所述第一热塑性树脂胶液包含至少一种热塑性聚合物和有机溶剂；
43、所述热塑性聚合物为高分子主链、侧链或者链端上含有羟基、胺基、酸酐、氰基中的至少一种活性基团的聚芳醚酮、聚酰亚胺、聚碳酸酯、聚酰胺、聚芳酯；高分子主链、侧链或者链端上的羟基、胺基、酸酐、氰基等活性基团能与热固性树脂胶液中的聚合物单体发生化学反应。
44、碳纤维可以用于增强树脂的力学性能。
45、s22、将未固化的热固性树脂/碳纤维预浸片层布置在中间，上侧、下侧分别布置第一热塑性树脂/碳纤维预浸片层，然后在上侧第一热塑性树脂/碳纤维预浸片层上表面布置第二热塑性树脂膜层，在下侧第一热塑性树脂/碳纤维预浸片层下表面布置第二热塑性树脂膜层，以此得到堆叠的未固化薄片；
46、s23、将堆叠后的未固化薄片经热压成型，制备得到碳纤维增强树脂基复合材料本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种可整体回收碳纤维增强树脂基复合材料板材，其特征在于：所述可整体回收碳纤维增强树脂基复合材料板材由至少两层碳纤维增强树脂基复合材料薄片叠放后经热压成型而成；
2.根据权利要求1所述的可整体回收碳纤维增强树脂基复合材料板材，其特征在于：所述碳纤维单丝或者碳纤维丝束的原料为聚丙烯腈、沥青和纤维素中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的可整体回收碳纤维增强树脂基复合材料板材，其特征在于：所述第二热塑性树脂胶液包含至少一种热塑性聚合物和有机溶剂；
4.根据权利要求1或3所述的可整体回收碳纤维增强树脂基复合材料板材，其特征在于：所述有机溶剂为N-甲基吡喏烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的可整体回收碳纤维增强树脂基复合材料板材，其特征在于：热固性树脂胶液中聚合物单体与有机溶剂的重量比为10：10～50；
6.根据权利要求1所述的可整体回收碳纤维增强树脂基复合材料板材，其特征在于：
7.根据权利要求1或6所述的可整体回收碳纤维增强树脂基复合材料板材，其特征在于：
8.一种可整体回收碳纤维增强树脂基复合材料板材的制备方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：
9.一种可整体回收碳纤维增强树脂基复合材料板材的回收方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：
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【技术特征摘要】
1.一种可整体回收碳纤维增强树脂基复合材料板材，其特征在于：所述可整体回收碳纤维增强树脂基复合材料板材由至少两层碳纤维增强树脂基复合材料薄片叠放后经热压成型而成；
2.根据权利要求1所述的可整体回收碳纤维增强树脂基复合材料板材，其特征在于：所述碳纤维单丝或者碳纤维丝束的原料为聚丙烯腈、沥青和纤维素中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的可整体回收碳纤维增强树脂基复合材料板材，其特征在于：所述第二热塑性树脂胶液包含至少一种热塑性聚合物和有机溶剂；
4.根据权利要求1或3所述的可整体回收碳纤维增强树脂基复合材料板材，其特征在于：所述有机溶剂为n-甲基吡喏烷酮、n,n-二...
【专利技术属性】
技术研发人员：鲍锋，刘会超，朱唐，于佳立，朱才镇，徐坚，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：发明
国别省市：
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