[发明专利]一种连续纤维增强热塑性复合材料废料回收利用方法

说明书

技术领域

本发明属于复合材料领域，涉及一种连续纤维增强热塑性复合材料废料回收利用方法。

背景技术

随着复合材料的发展，复合材料凭借其比强度，比刚度高，密度轻的特性得到广泛的应用，当前复合材料发展的趋势之一是用热塑性复合材料代替传统的热固性环氧复合材料。原因之一是热塑性复合材料可以通过简单加热、熔化及冷却成型，可以像金属一样进行焊接，为此热塑性复合材料的发展对今后的市场产生很大的变化。传统的塑料回收方法，将复合材料打碎，将长纤变为短纤后进行从新造粒，极大的破坏了纤维，重新造粒后的性能下降很多。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种具有简单便捷的复合材料处理方法，与其他处理方法相比，可以最大程度上保持原料的特性，减少性能损伤，高效、快速。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明先将连续纤维或者长纤维复合材料制品进行裁切，洗涤干燥处理，然后将其粉碎，然后将与连续纤维增强树脂预浸料或纤维增强织物一起，通过加热连续辊压，形成新的卷材或者片材，可以制作层压板或者其他制件。

一种连续纤维增强热塑性复合材料废料的回收利用方法，包括以下步骤：

（1）将连续纤维增强热塑性复合材料废料进行切割，洗涤，干燥，粉碎得到粉碎料；

（2）将纤维增强树脂预浸料或纤维织物通过牵引和辊压压平；

（3）将步骤（1）中得到的粉碎料碾平，均匀铺放于步骤（2）中辊压后的预浸料或纤维织物上，然后在粉碎料表面再铺放一层预浸料或纤维织物；

（4）将步骤（3）中得到的材料通过牵引、加热、辊压平整、冷却然后进行卷取或切割。

所述连续纤维增强热塑性复合材料废料中的热塑性树脂为聚烯烃或聚酰胺类树脂，其中聚烯烃为共聚聚丙烯或均聚聚丙烯；聚酰胺为聚酰胺6、聚酰胺66、聚酰胺1010或聚酰胺1212；

所述连续纤维增强热塑性复合材料废料中的连续纤维为玻璃纤维、碳纤维、硼纤维或玄武岩纤维。

所述的步骤（1）中连续纤维增强热塑性复合材料废料切割处理后的规格小于200×200mm。

所述的步骤（1）中洗涤采用工业盥洗池或清洗设备进行洗涤，干燥采用工业干燥箱或者鼓风干燥箱设备进行干燥。

所述的洗涤使用的溶剂为碱类洗涤剂或酮类洗涤剂；其中所述碱类洗涤剂为火碱洗涤剂，配置成浓度为3-5wt%的水溶液；所述酮类洗涤剂为丙酮、己酮或环己酮洗涤剂。

所述的洗涤的温度为60-90℃。

所述的步骤（1）中的干燥温度为100-120℃，干燥时间为10-20min。

所述的步骤（1）中得到的粉碎料中的纤维长度为15-50mm。

所述的连续纤维增强树脂预浸料由包含以下重量份的组分制成：

连续纤维                45~50份；

热塑性树脂              50~55份。

所述的纤维织物由包含以下重量份的组分制成：

纤维                    40~55份；

热塑性树脂              50~55份。

所述的连续纤维增强树脂预浸料中连续纤维额单向均匀分布于热塑性树脂中。

所述的连续纤维选自无机连续纤维、有机连续纤维或金属连续纤维。

所述的无机连续纤维为玻璃纤维、碳纤维、硼纤维或玄武岩纤维；其中所述的有机连续纤维为芳香族聚酰胺纤维或超高分子量聚乙烯纤维；所述的金属连续纤维为不锈钢纤维。

所述的纤维织物中纤维在热塑性树脂中呈无规状态；所述的纤维选自选自玻璃纤维、碳纤维或玄武岩纤维。

所述的热塑性树脂选自聚烯烃或聚酰胺；优选的，所述的聚烯烃为均聚聚丙烯或共聚聚丙烯；所述聚酰胺选自聚酰胺6、聚酰胺66、聚酰胺1010或聚酰胺1212。

所述的连续纤维增强树脂预浸料或纤维织物中的热塑性树脂与连续纤维增强热塑性复合材料废料中的树脂材料相同。

所述的步骤（3）中粉碎料碾平后面密度为1200-1800g/㎡。

所述步骤（4）中牵引的速率为0.8-2.4m/min，加热的温度为聚烯烃类树脂温度为160-180℃，聚酰胺类树脂温度为220-240℃。

所述的步骤（4）加热的方式为电加热、红外加热或电磁辐射；冷却的方式为油冷、水冷或常温冷却。

与现有技术相比，本发明具有以下优点和有益效果：