一种以废液态油为原料制备碳纤维和纳米材料的方法技术

本发明专利技术公开了一种以废液态油为原料制备碳纤维和纳米材料的方法，是将至少两种废液态油分别预处理除杂后，加入58°硬化油、ms‑乳化剂、二聚酸、葵二酸二辛酯、油酸、青油、桐油以进行交叉混合乳化，通过改性以及共聚等作用之后，静置进行分层，底层部分通过拉丝‑预氧化‑炭化‑石墨化‑表面处理‑卷取等步骤制得碳纤维，上层部分可以用于制作复合纳米材料。通过废液态油的再利用节约了能源，实现了可持续发展，同时降低了碳纤维的制造成本。本发明专利技术的方法处理条件温和，常温下即可进行，适于实际生产应用，扩展了碳纤维制备的原料来源，经济效益高。

【技术实现步骤摘要】
一种以废液态油为原料制备碳纤维和纳米材料的方法
本专利技术涉及废液态油的再生工艺，特别是涉及一种以废液态油为原料制备碳纤维和纳米材料的方法。
技术介绍
废液态油是指从各种机械、车辆、船舶等更换下来的齿轮油、机械油、液压油、废机油、变压器油、润滑油、橡胶油、塑料油、煤焦油等，多为高沸点、高分子量烃类和非烃类混合物。由于使用过程中混入了灰尘、其他杂油和机械磨损产生的金属粉末等杂质而导致颜色变黑，粘度变大并逐渐变质，产生了有机酸、胶质等，难以继续使用。每年有大量的废液态油产生且作为废料丢弃，造成了环境污染，浪费资源。目前废液态油多是通过酸碱洗或以大量白土来脱色等方法来实现再生或者生产柴油。酸碱洗需要大量的强腐蚀性化工原料，脱色的白土及滤出的沉淀物属于次生污染物，容易造成二次污染，加工成本较高。碳纤维是近代发现的一种光电基础材料之一，主要是由碳元素组成的一种特种纤维，其含碳量随种类不同而异，一般在90％以上。碳纤维具有轻而强、轻而刚、耐高温、耐腐蚀、耐疲劳、构造尺寸稳定性好以及设计性好、可大面积聚体成型等等优点，得到了广泛的应用，其需求量也越来越大。目前碳纤维的制备，多是采用一些含碳的有机纤维如尼龙丝、腈纶丝、人造丝等为原料，将有机纤维与塑料树脂结合在一起炭化制得碳纤维，成本昂贵。若能将废液态油应用于碳纤维的制备，则将实现巨大的经济价值。
技术实现思路
本专利技术提供了一种以废液态油为原料制备碳纤维和纳米材料的方法，实现了废液态油的再生利用。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种以废液态油为原料制备碳纤维的方法，包括以下步骤：1)将至少两种废液态油分别静置12-24h，滤去表层浮渣及底层沉淀，然后通过过滤、吸附以除去悬浮杂质，再脱色并除去机械杂质；2)将经步骤1)处理的至少两种废液态油以相同体积混合，取混合后的废液态油20-60重量份，于搅拌中加入5-20重量份的58℃硬化油和0.5-5.0重量份的MS-1乳化剂并搅拌0.5-2h，然后依次加入0.5-5.0重量份的二聚酸、0.5-3.0重量份的葵二酸二辛脂、0.5-3.0重量份的油酸、0.01-0.1重量份的青油以及0.01-1重量份的桐油，搅拌2-5h进行交叉混合乳化；3)将步骤2)所得混合物于10℃-35℃下静置分层，取分层后的底层部分于高压作用下进行纺织得到原丝，原丝于200℃-500℃下预氧化，然后于1000℃-2000℃下碳化，再于2500℃-3000℃下石墨化，石墨化后的纤维进行液相氧化后上浆，制得碳纤维；取分层后的上层部分用于制作复合纳米材料。可选的，所述废液态油选自废齿轮油、废机械油、废液压油、废机油、废变压器油、废润滑油、废橡胶油、废塑料油和废煤焦油。可选的，步骤2)中，取混合后的废液态油20-60重量份，于搅拌中加入8-15重量份的58℃硬化油和1.0-2.0重量份的MS-1乳化剂并搅拌0.5-2h，然后依次加入1.0-2.0重量份的二聚酸、0.5-1.0重量份的葵二酸二辛脂、0.5-1.0重量份的油酸、0.01-0.5重量份的青油以及0.01-0.7重量份的桐油，搅拌2-5h进行交叉混合乳化。可选的，所述交叉混合乳化的时间为3h。可选的，所述交叉混合乳化的温度为10℃-35℃。可选的，所述复合纳米材料的制备方法为：按重量份取30-60份所述分层后的上层部分、30-60份陶瓷土与10份水混合搅拌20-60分钟，通过模具成型，将成型后的坯体于800-900℃下烧结并加压1-3小时，冷却后取出修整。可选的，所述复合纳米材料用于制作刹车片。相较于现有技术，本专利技术具有以下有益效果：1.废液态油经过预处理去除杂质后，加入58°硬化油、MS-乳化剂、二聚酸、葵二酸二辛脂、油酸、青油、桐油以进行交叉混合乳化，通过改性以及共聚等作用之后，静置进行分层，底层部分通过拉丝-预氧化-炭化-石墨化-表面处理-卷取等步骤制得碳纤维，通过废液态油的再利用节约了能源，实现了可持续发展，同时降低了碳纤维的制造成本。2.无需添加强腐蚀性的化工原料来进行酸碱洗等过程，不产生次生污染，且处理条件温和，常温下即可进行，适于实际生产应用，经济效益高。3.取材广泛，适用性强，扩展了碳纤维制备的原料来源。4.上层部分可与金属、陶瓷复合用于制作复合纳米材料，应用广泛。以下实施例对本专利技术作进一步详细说明；但本专利技术的一种以废液态油为原料制备碳纤维和纳米材料的方法不局限于实施例。具体实施方式实施例1将废机油和废润滑油分别静置12h，滤去表层浮渣及底层沉淀，再通过过滤、吸附以除去悬浮杂质，再进行脱色处理，然后除去因使用过程中与金属机械摩擦而产生的胶泥等机械杂质，然后将处理过的废机油和废润滑油以体积比1:1混合进行交叉混合乳化，利用各类废液态油中的成分进行凝聚，具体取混合后的废液态油50重量份，于搅拌中加入10重量份的58℃硬化油和1.5重量份的MS-1乳化剂并搅拌1h，等58℃硬化油溶入废液态油中再依次加入1.5重量份的二聚酸对矿物油改性及粘接、0.5重量份的葵二酸二辛脂、0.5重量份的油酸促进共聚、0.1重量份的青油以及0.5重量份的桐油用于凝聚沉淀分层，常温下搅拌3h，然后于25℃下静置分层。取分层后的底层部分于高压作用下进行纺织得到原丝，原丝于300℃下预氧化得到耐热和不熔的纤维，然后于1500℃下碳化，再于2500℃下石墨化，石墨化后的纤维进行液相氧化以增大对树脂的亲和性，最后进行上浆处理以防止损伤，制得碳纤维。按质量百分比取分层后的上层部分30％、陶瓷土60％和水10％投入搅拌机搅拌30分钟以混合均匀形成半干状态的物料，压入模具中成型，成型后的坯体于900℃下烧结并施加压力挤压2小时，待冷却后取出修整，得到复合纳米材料刹车片。实施例2将废齿轮油、废机械油、废液压油、废变压器油、废橡胶油、废塑料油和废煤焦油分别静置24h，滤去表层浮渣及底层沉淀，再通过过滤、吸附以除去悬浮杂质，再进行脱色处理，然后除去因使用过程中与金属机械摩擦而产生的胶泥等机械杂质，然后将处理过的上述油以体积比1:1:……1:1混合进行交叉混合乳化，利用各类废液态油中的成分进行凝聚，具体取混合后的废液态油60重量份，于搅拌中加入15重量份的58℃硬化油和2.0重量份的MS-1乳化剂并搅拌1.5h，然后依次加入2.0重量份的二聚酸、1.0重量份的葵二酸二辛脂、1.0重量份的油酸、0.5重量份的青油以及0.7重量份的桐油，常温下搅拌3h，然后于25℃下静置分层。取分层后的底层部分于高压作用下进行纺织得到原丝，原丝于500℃下预氧化得到耐热和不熔的纤维，然后于2000℃下碳化，再于3000℃下石墨化，石墨化后的纤维进行液相氧化以增大对树脂的亲和性，最后进行上浆处理以防止损伤，制得碳纤维。按质量百分比取分层后的上层部分40％、陶瓷土50％和水10％投入搅拌机搅拌30分钟以混合均匀形成半干状态的物料，压入模具中成型，成型后的坯体于850℃下烧结并施加压力挤压2小时，待冷却后取出修整，得到复合纳米材料刹车片。实施例3将废液压油、废机油和废变压器油分别静置18h，滤去表层浮渣及底层沉淀，再通过过滤、吸附以除去悬浮杂质，再进行脱色处理，然后除去因使用过程中与金属机械摩擦而产生的胶泥等机械杂质，然后将处理过的废液压油、废机油和废本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种以废液态油为原料制备碳纤维和纳米材料的方法，其特征在于包括以下步骤：1)将至少两种废液态油分别静置12‑24h，滤去表层浮渣及底层沉淀，然后通过过滤、吸附以除去悬浮杂质，再脱色并除去机械杂质；2)将经步骤1)处理的至少两种废液态油以相同体积混合，取混合后的废液态油20‑60重量份，于搅拌中加入5‑20重量份的58℃硬化油和0.5‑5.0重量份的MS‑1乳化剂并搅拌0.5‑2h，然后依次加入0.5‑5.0重量份的二聚酸、0.5‑3.0重量份的葵二酸二辛脂、0.5‑3.0重量份的油酸、0.01‑0.1重量份的青油以及0.01‑1重量份的桐油，搅拌2‑5h进行交叉混合乳化；3)将步骤2)所得混合物于10℃‑35℃下静置分层，取分层后的底层部分于高压作用下进行纺织得到原丝，原丝于200℃‑500℃下预氧化，然后于1000℃‑2000℃下碳化，再于2500℃‑3000℃下石墨化，石墨化后的纤维进行液相氧化后上浆，制得碳纤维；取分层后的上层部分用于制作复合纳米材料。

【技术特征摘要】
1.一种以废液态油为原料制备碳纤维和纳米材料的方法，其特征在于包括以下步骤：1)将至少两种废液态油分别静置12-24h，滤去表层浮渣及底层沉淀，然后通过过滤、吸附以除去悬浮杂质，再脱色并除去机械杂质；2)将经步骤1)处理的至少两种废液态油以相同体积混合，取混合后的废液态油20-60重量份，于搅拌中加入5-20重量份的58℃硬化油和0.5-5.0重量份的MS-1乳化剂并搅拌0.5-2h，然后依次加入0.5-5.0重量份的二聚酸、0.5-3.0重量份的葵二酸二辛脂、0.5-3.0重量份的油酸、0.01-0.1重量份的青油以及0.01-1重量份的桐油，搅拌2-5h进行交叉混合乳化；3)将步骤2)所得混合物于10℃-35℃下静置分层，取分层后的底层部分于高压作用下进行纺织得到原丝，原丝于200℃-500℃下预氧化，然后于1000℃-2000℃下碳化，再于2500℃-3000℃下石墨化，石墨化后的纤维进行液相氧化后上浆，制得碳纤维；取分层后的上层部分用于制作复合纳米材料。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述废液态油选自废齿轮油、废...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱明，
申请(专利权)人：朱明，
类型：发明
国别省市：福建,35