一种梯级熔融盐回收碳纤维的方法技术

本发明专利技术涉及碳纤维回收技术领域，尤其涉及一种梯级熔融盐回收碳纤维的方法。该方法包括：将碳纤维增强树脂基复合材料置于第一复合熔盐中进行一次热解；将一次热解后的碳纤维增强树脂基复合材料置于第二复合熔盐中进行二次热解；其中，所述第一复合熔盐的催化性大于所述第二复合熔盐，所述第一复合熔盐的熔点小于所述第二复合熔盐，在进行一次热解和二次热解的过程中均向反应体系施加超声波；对二次热解得到的碳纤维依次进行清洗和干燥，以实现碳纤维的回收。上述方案可以解决相关技术存在热处理时间长、树脂降解率低和回收碳纤维保留强度差的问题。度差的问题。度差的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种梯级熔融盐回收碳纤维的方法


[0001]本专利技术涉及碳纤维回收
，尤其涉及一种梯级熔融盐回收碳纤维的方法。

技术介绍

[0002]碳纤维作为一种新兴材料，凭借其优良的低密度高强度特性而被广泛应用于航空航天、风力发电等尖端领域。随着航空飞机等碳纤维应用场景的需求日益强烈，碳纤维在应用部件上的投入比例也呈显著增长趋势。在投入应用时，往往以热固性树脂为基体对碳纤维进行良好的粘接定位而制成碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)。巨大用量的CFRP在达到服役年限而废弃之后，面临着从中回收昂贵的碳纤维从而再利用的急迫需求。具有交联性的热固性树脂难以从CFRP中高效去除，从而使得定向回收碳纤维成为难题。
[0003]相关技术中，热解法作为唯一前期商业应用的技术已初步实现对碳纤维的规模化回收。然而，上述方法存在热处理时间长、树脂降解率低和回收碳纤维保留强度差的问题。
[0004]因此，目前亟需一种梯级熔融盐回收碳纤维的方法来解决上述问题。

技术实现思路

[0005]本说明书一个或多个实施例描述了一种梯级熔融盐回收碳纤维的方法，可以解决相关技术存在热处理时间长、树脂降解率低和回收碳纤维保留强度差的问题。
[0006]本说明一个实施例提供了一种梯级熔融盐回收碳纤维的方法，包括：
[0007]将碳纤维增强树脂基复合材料置于第一复合熔盐中进行一次热解；
[0008]将一次热解后的碳纤维增强树脂基复合材料置于第二复合熔盐中进行二次热解；其中，所述第一复合熔盐的催化性大于所述第二复合熔盐，所述第一复合熔盐的熔点小于所述第二复合熔盐，在进行一次热解和二次热解的过程中均向反应体系施加超声波；
[0009]对二次热解得到的碳纤维依次进行清洗和干燥，以实现碳纤维的回收。
[0010]根据上述实施例，所述将碳纤维增强树脂基复合材料置于第一复合熔盐中进行一次热解，包括：
[0011]将碳纤维增强树脂基复合材料置于第一复合熔盐和目标有机溶剂中进行一次热解；其中，所述目标有机溶剂的介电常数大于3.6C2/(N
·
M2)。
[0012]根据上述实施例，在所述将碳纤维增强树脂基复合材料置于第一复合熔盐中进行一次热解之前，还包括：
[0013]将碳纤维增强树脂基复合材料从原料中进行分选。
[0014]根据上述实施例，所述第一复合熔盐的熔点为120～160℃，所述第二复合熔盐的熔点为350～400℃，所述目标有机溶剂的沸点为160～200℃。
[0015]根据上述实施例，所述第一复合熔盐包括碱盐、氯盐和硝酸盐中的至少一种；和/或，
[0016]所述目标有机溶剂包括醇类、胺类和醇胺类中的至少一种；和/或，
[0017]所述第二复合熔盐包括碳酸盐和硫酸盐中的至少一种。
[0018]根据上述实施例，所述碳纤维增强树脂基复合材料是通过由可水平和竖直移动的两个夹具的夹持实现的一次热解、二次热解、清洗和干燥。
[0019]根据上述实施例，所述夹具用于夹持碳纤维增强树脂基复合材料端部的夹持部可绕碳纤维增强树脂基复合材料的轴向旋转。
[0020]根据上述实施例，所述对二次热解得到的碳纤维依次进行清洗和干燥，以实现碳纤维的回收，包括：
[0021]对二次热解得到的碳纤维依次进行清洗和干燥；
[0022]对干燥后的且位于两个所述夹具之间的碳纤维进行剪切，以实现碳纤维的回收；
[0023]和/或，
[0024]所述对二次热解得到的碳纤维依次进行清洗和干燥，包括：
[0025]对二次热解得到的碳纤维进行水清洗、有机溶剂清洗和干燥。
[0026]根据上述实施例，在所述将一次热解后的碳纤维增强树脂基复合材料置于第二复合熔盐中进行二次热解之后，还包括：
[0027]对一次热解和二次热解析出的挥发分进行分离，得到热解油和热解气；
[0028]对得到的热解油进行分馏提纯，以实现热解产品的回收。
[0029]根据上述实施例，在所述对一次热解和二次热解析出的挥发分进行分离，得到热解油和热解气之后，还包括：
[0030]将得到的热解气进行燃烧，并将燃烧产生的热量输出到所述第一复合熔盐和所述第二复合熔盐中；
[0031]对燃烧产生的气体进行尾气处理。
[0032]根据本说明书实施例提供的梯级熔融盐回收碳纤维的方法，通过依次对碳纤维增强树脂基复合材料进行一次热解和二次热解，以实现对碳纤维进行回收的梯级熔融盐热处理，而且在进行一次热解和二次热解的过程中均向反应体系施加超声波，如此可以缩短热处理时间和提高树脂降解率；同时，对二次热解得到的碳纤维依次进行清洗和干燥，以实现碳纤维的回收。而且，由于第一复合熔盐的催化性大于第二复合熔盐，第一复合熔盐的熔点小于第二复合熔盐，如此可以提高回收碳纤维的保留强度。
附图说明
[0033]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0034]图1示出了根据一个实施例的梯级熔融盐回收碳纤维的方法的流程示意图；
[0035]图2示出了根据另一个实施例的梯级熔融盐回收碳纤维的方法的流程示意图；
[0036]图3示出了根据一个实施例的梯级熔融盐回收碳纤维的系统的结构示意图；
[0037]图4示出了根据一个实施例的夹具夹持碳纤维增强树脂基复合材料的反应前后的示意图。
[0038]附图标记：
[0039]1‑
热处理单元；
[0040]11
‑
一级反应器；
[0041]12
‑
二级反应器；
[0042]13
‑
超声发生器；
[0043]2‑
碳纤维回收单元；
[0044]21
‑
水清洗区；
[0045]22
‑
有机溶剂清洗区；
[0046]23
‑
干燥区；
[0047]24
‑
剪切区；
[0048]3‑
预处理单元；
[0049]4‑
供给单元；
[0050]41
‑
一级熔盐罐；
[0051]42
‑
有机溶剂罐；
[0052]43
‑
二级熔盐罐；
[0053]5‑
夹具；
[0054]51
‑
夹持部；
[0055]6‑
热解产品回收单元；
[0056]61
‑
气液冷凝分离器；
[0057]62
‑
分馏器；
[0058]7‑
余热利用单元；
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种梯级熔融盐回收碳纤维的方法，其特征在于，包括：将碳纤维增强树脂基复合材料置于第一复合熔盐中进行一次热解；将一次热解后的碳纤维增强树脂基复合材料置于第二复合熔盐中进行二次热解；其中，所述第一复合熔盐的催化性大于所述第二复合熔盐，所述第一复合熔盐的熔点小于所述第二复合熔盐，在进行一次热解和二次热解的过程中均向反应体系施加超声波；对二次热解得到的碳纤维依次进行清洗和干燥，以实现碳纤维的回收。2.根据权利要求1所述的梯级熔融盐回收碳纤维的方法，其特征在于，所述将碳纤维增强树脂基复合材料置于第一复合熔盐中进行一次热解，包括：将碳纤维增强树脂基复合材料置于第一复合熔盐和目标有机溶剂中进行一次热解；其中，所述目标有机溶剂的介电常数大于3.6C2/(N
·
M2)。3.根据权利要求2所述的梯级熔融盐回收碳纤维的方法，其特征在于，在所述将碳纤维增强树脂基复合材料置于第一复合熔盐中进行一次热解之前，还包括：将碳纤维增强树脂基复合材料从原料中进行分选。4.根据权利要求2所述的梯级熔融盐回收碳纤维的方法，其特征在于，所述第一复合熔盐的熔点为120～160℃，所述第二复合熔盐的熔点为350～400℃，所述目标有机溶剂的沸点为160～200℃。5.根据权利要求4所述的梯级熔融盐回收碳纤维的方法，其特征在于，所述第一复合熔盐包括碱盐、氯盐和硝酸盐中的至少一种；和/或，所述目标有机溶剂包括醇类、胺类和醇胺类中的至少一种；和/或，所述第二复合熔盐包括碳酸盐和硫酸盐中的至...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡红云，任阳，刘欢，姚洪，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：