[发明专利]一种利用回收碳纤维提高耐火浇注料强度的方法

说明书

本发明公开了一种利用回收碳纤维提高耐火浇注料强度的方法，属于材料化工技术领域。本发明将回收的碳纤维经切割得到短切碳纤维；将水泥和钢纤维耐火浇注料混合得到混合料，然后加入混合料总质量0.05～0.25％的短切碳纤维进一步混合，再加入混合料总质量1/9的水进行搅拌，得到耐火浇注料泥浆；将耐火浇注料泥浆倒入模具中进行养护处理，再经干燥得到耐火浇注料。本发明利用回收碳纤维以不同比例与耐火浇注料混合，碳纤维凭借其表面含氧官能团多、比表面积大等特质提高了其在耐火材料中的分散性和与基体的结合性，在不影响耐火浇注料流动性的同时，显著增强了耐火浇注料的强度，实现了回收碳纤维的再利用。

技术领域

本发明涉及材料化工技术领域，特别是涉及一种利用回收碳纤维提高耐火浇注料强度的方法。

背景技术

碳纤维是含碳量在95％以上的高强度、高模量的新型纤维材料，具有很多的优良性能：强度高，其抗拉强度是钢材的10倍以上；质量轻，其质量比铝还要轻；加工性能好，其外柔内刚，像布一样柔软易加工；耐腐蚀，其模拟自然加速老化试验使用年限达30年；密度小、导电性能好，热膨胀系数小等优点。

碳纤维复合材料在实际生活中应用广泛：(1)航空航天领域：航空发动机、卫星、航空飞行器、导弹导流罩、运载火箭导流罩、精密支撑结构件、光学镜体等。高性能碳纤维因具有质量轻、高比强度、高比刚度等特性，在机身轻量化研究中占有绝对的优势地位；(2)汽车领域：碳纤维增强复合材料是很理想的汽车覆盖件用非金属材料，它的高强度可以保证汽车防撞性的同时，减轻车身重量，具有耐腐蚀、耐高温、耐摩擦的特性，其集成度性可使零部件制造过程中减少零部件数量。高效抗震吸收冲击性能提高汽车安全性；(3)体育休闲领域：碳纤维高尔夫球杆、鱼竿、竞赛自行车、网球拍等；(4)风能发电与叶片材料。

碳纤维在混凝土中的应用前景主要包括以下几个方面：由于碳纤维具有极大的抗拉强度，可掺入到混凝土中改善混凝土的性能，在混凝土结构中可以代替钢筋进行工作，可以在承载力很高的构件中采用碳纤维混凝土结构，提高构件的承载力和受力性能。(1)用于高速公路、闸门等耐磨场所：由于碳纤维混凝土耐磨性很好，高速公路路面受到汽车轮胎的磨损，如果采用碳纤维混凝土将会大大提高路面的使用寿命；(2)用于超高层或大跨度梁中，碳纤维筋混凝土抗弯承载力很大，可以用于大承载力或大跨度梁中，同时还可以减轻桥梁的自重；(3)用于智能结构中：碳纤维混凝土具有导电性，利用碳纤维混凝土的电热效应、电力效应可对结构进行温度自调节，控制建筑物内部温度，用于路面除冰等；且具有电磁屏蔽功能，可防止电磁泄露造成的危害；(4)用于混凝土结构的加固：将碳纤维布粘贴于混凝土受拉区表面代替钢筋，可以提高构件的承载力，起到对混凝土构件的加固作用，目前已得到广泛的应用。

但不可忽视的是，随着碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)在汽车制造、航空航天、风电等多个工业领域内的规模化应用，产能扩大、产品使用期限、零部件更新换代等导致大量CFRP报废或废弃物料产生。其中，不同形态、类别、产生阶段、来源的CFRP废料传统处理方法是填埋或燃烧，造成了极大的生态隐患和环保危机。为推动绿色生产、提高环境友好性，并实现复合材料的循环利用，研究一种利用回收碳纤维提高耐火浇注料强度的方法具有十分重要的意义。

发明内容

本发明针对现有回收碳纤维再利用的问题，提供一种利用回收碳纤维提高耐火浇注料强度的方法。从碳纤维复合材料废料中通过一定技术手段回收得到了碳纤维，其形态上都是去浆、杂乱分布的蓬松碳纤维。本发明采用微波焙烧法回收碳纤维，再采用回收碳纤维提高耐火浇注料强度的方法，回收碳纤维凭借其表面含氧官能团更多、比表面积大等特质提高了其在耐火材料中的分散性，显著增强了耐火材料的强度。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明目的之一是提供一种利用回收碳纤维提高耐火浇注料强度的方法，包括如下步骤：

(1)将抽油杆进行微波加热，得到碳纤维(去浆、杂乱分布)，再经切割得到短切碳纤维；