[发明专利]一种温和氧化降解回收热固性树脂及其复合材料的方法

说明书

本发明提供了一种温和氧化降解回收热固性树脂及其复合材料的方法，包括以下步骤：(1)将热固性树脂或/和热固性树脂复合材料破碎得到破碎料；(2)将破碎料与氧化剂溶液混合，充分反应使其中的热固性树脂氧化降解；氧化剂溶液由氧化剂与混合溶剂配制而成；混合溶剂由不同的质子性溶剂组成，或由质子性溶剂与非质子溶剂组成；氧化剂为具有氧化性的高价金属盐；(3)对所得反应混合物固液分离，将分离所得液相中的氧化剂的还原产物恢复成氧化剂后返回步骤(2)循环使用，或将分离所得液相回收使用。本发明可降低热固性树脂及其复合材料的降解反应条件，提高回收的纤维增强材料的品质，并能实现回收过程的反应液和氧化剂的循环利用。

技术领域

本发明属于废弃高分子材料回收技术领域，涉及氧化降解回收热固性树脂及其复合材料的方法。

背景技术

热固性树脂由于具有质轻高强、电性能优良、耐腐蚀性好等优异性能，广泛应用于风电叶片、电子电器、航空航天以及地坪漆等行业。特别是随着新能源产业成为国家战略新兴产业规划的出台，风电产业迅猛发展。截至2019年底，挂机叶片套数超过13.5万套。风电叶片的设计寿命为20年，多数风电场的风电叶片在使用15年后就开始逐步退役。据不完全统计，2021年退役风电叶片约1～1.5万吨，今后退役风电叶片将会成倍增长。而热固性树脂在风电叶片中约占四分之一。服役结束的风电叶片是废弃热固性树脂的主要来源之一，在生产加工过程中产生的边角料与残次品是废弃热固性树脂的另一个主要来源。然而，热固性树脂废料具有不溶不熔的三维交联网络状结构，不能二次加工，导致其回收难度大，存在着回收效率差、污染严重等问题。目前，废弃热固性树脂主要采用填埋或焚烧的方式处理，粗暴的处理方式会导致水土及大气污染，对可持续发展造成了严重的威胁，有的国家已禁止焚烧并对填埋比例做出了要求。另外，大部分热固性树脂是利用石油、化石原料等不可再生资源为原料制备得到的，因此探索其高效回收方案，对于减少对有限的石油资源的依赖，避免环境中的废物堆积，减少温室气体排放，提高资源利用率、创造潜在经济价值，改善环境以及发展循环经济等方面有重大意义，有利于碳中和目标的实现。

采用物理法回收废弃热固性树脂通常不破坏热固性树脂的化学结构和组成，多是将热固性树脂及其复合物机械粉碎后用作填料。这种回收方法无需分离复合材料中的各组分，成本较低，回收过程较简单，但会产生大量粉尘等污染环境，且会大幅损坏复合材料中高价值纤维的性能，回收物只能用于对材料性能要求较低的领域，应用面窄、经济价值较低。目前普遍认为物理法是一种低值化回收利用的方式，并非热固性树脂的理想回收方法。