[发明专利]可回收环氧风电涡轮叶片材料及其制备方法和回收方法

说明书

本发明提供一种可回收环氧风电涡轮叶片材料其制备方法和回收方法，所述叶片材料包括环氧树脂、固化剂和玻璃纤维，所述固化剂为含有二硫键的芳香族固化剂。制备方法包括：(1)在常温条件下，把固化剂溶解到乙醇溶剂中；(2)在步骤(1)得到的溶液中加入环氧树脂拌均匀；(3)将步骤(2)得到的溶液放在在真空烘箱中，进行脱气处理挥发掉乙醇；(4)采用真空灌注方式将脱气处理后的溶液加入铺有玻璃纤维的模具中进行固化得到得到可回收环氧风电涡轮叶片材料。本发明可以克服现有的叶片报废处理时其永久交联的网络结构通过化学方法只能溶胀不能溶解因而造成分离环氧树脂和玻璃纤维困难的问题。

技术领域

本发明涉及风电材料技术领域，特别是一种可回收环氧风电涡轮叶片材料及其制备方法和回收方法。

背景技术

风电作为一种可再生能源近来受到越来越多的重视和开发，在整套风力发电涡轮机系统里面，风电叶片是其中最重要的组件，然而应用最广泛的风电叶片为环氧树脂玻璃纤维复合材料，环氧树脂的永久交联结构导致了风电叶片无法回收利用。传统的处置手段包括露天堆放、填埋和焚烧。由于风电叶片中含有60wt％的无机材料(玻璃纤维)，焚烧效率较低，而且焚烧过程中，会产生大量废气，严重污染环境。风电叶片的填埋处理也无法从根本上解决风电叶片的回收难题，长埋地下还会造成地下水染污等一系列环境问题。为了保护环境、实现风电叶片可持续利用的最佳方式仍然是回收利用。

风电叶片的回收利用也包括下面几种方法：1、热回收法，2、机械回收法，3、化学回收法。热回收法主要是在高温、惰性气体氛围条件下，环氧树脂玻璃纤维复合材料通过热降解，除去玻璃纤维上面的热解碳，达到回收玻璃纤维的目的。然而，热解碳和玻璃纤维的结合异常牢固，分离相当困难，此外，热降解需要在很高的温度条件下进行，对设备要求较高，热解成本较高等缺点，这些都限制了热解法的推广与应用。机械回收法是通过机械处理(切割、破碎、粉碎等手段)把风电叶片变为细小颗粒，能够用于水泥制备等行业，然而机械回收法难以处理大量的淘汰风电叶片，同时设备能耗较大，成本较高，此外，复合材料粉碎过程中，容易产生粉尘污染。化学回收法主要是通过有机溶剂浸泡等手段把玻璃纤维和环氧树脂进行分离，然而环氧树脂具有永久交联的网络结构，在有机溶剂中不能溶解，只能溶胀，分离环氧树脂和玻璃纤维需要进一步的操作，使得玻璃纤维的回收困难且复杂。

发明内容

本发明提供一种可回收环氧风电涡轮叶片材料，可以克服现有的叶片报废处理时其永久交联的网络结构通过化学方法只能溶胀不能溶解因而造成分离环氧树脂和玻璃纤维困难的问题。

本发明的可回收环氧风电涡轮叶片材料，所述叶片材料包括环氧树脂、固化剂和玻璃纤维，所述固化剂为含有二硫键的芳香族固化剂。

作为优选，所述固化剂为4,4-二硫代二苯胺。

作为优选，胺基与环氧基的摩尔比为1:1。

作为优选，所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂。

作为优选，所述环氧树脂为双酚A二缩水甘油醚。

本发明还提供一种可回收环氧风电涡轮叶片材料的制备方法，用于制备如上所述的可回收环氧风电涡轮叶片材料，包括：

(1)在常温条件下，把固化剂溶解到乙醇溶剂中；

(2)在步骤(1)得到的溶液中加入环氧树脂拌均匀；

(3)将步骤(2)得到的溶液放在在真空烘箱中，进行脱气处理挥发掉乙醇；

(4)采用真空灌注方式将脱气处理后的溶液加入铺有玻璃纤维的模具中进行固化得到得到可回收环氧风电涡轮叶片材料。

作为优选，在步骤(1)中，固化剂与乙醇溶液的重量比值为0.5-0.9；和/或步骤(3)中，真空烘箱的温度为40-60℃，烘干时间为0.5-1.5小时；和/或步骤(4)中的固化在60-100℃条件下进行，固化时间为3-8小时。