【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于复合材料制造，涉及一种风电叶片回收纤维增强聚烯烃母粒的制备方法。
技术介绍
1、中国风电产业快速发展，即将面临大规模风电叶片退役的挑战，而废弃风电叶片的无害化处理、高值化利用和资源化利用已成为风电行业可持续发展的关键问题。目前，退役风电叶片的主要成分为环氧树脂和玻璃纤维，同时还含有少量的金属、巴沙木和泡沫等材料。然而，由于环氧树脂是一种热固性材料，难以实现回收和反复利用。在全球范围内，主要的废弃风电叶片回收利用技术包括物理回收、热回收和化学回收。热回收设备成本高，容易产生有毒有害的废气；化学回收能耗高，溶剂使用量大。因此，这些技术很难实现产业化，而物理回收则具有更大的产业化潜力。然而，由于回收工艺的限制，目前通过切割、粉碎、研磨等方法只能得到固化的环氧树脂粉末和含有已固化环氧树脂的玻璃纤维短纤(纯度60-90％)，所得材料往往只能用于低价值的材料。这限制了回收材料的应用领域和性能，极大的影响了废弃风电叶片如何实现无害化和高值化的利用，对风电行业可持续发展具有重大影响。
2、另一方面，聚烯烃作为一种通用塑料，在日常生活中广泛使用。为了提高聚烯烃的强度，通常在塑料中添加玻璃纤维。然而，回收的风电叶片中的纤维成分不纯，机械回收过程中材料存在很多缺陷，这导致回收纤维对聚烯烃的增强效果不佳，进而阻碍了其产业化应用。因此，如何对废弃风电叶片进行材料改性和工艺改进，从而大幅提高复合材料的性能，并将其应用于更高端领域，成为废弃风电叶片能否实现高值化应用的关键问题。
3、现有技术中缺乏相关的技术作为参考，有必
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供克服现有材料缺陷、工艺更加合理、制品性能更优、能有效利用风电叶片回收纤维的一种风电叶片回收纤维增强聚烯烃母粒的制备方法。
2、本专利技术所采取的技术方案是：
3、一种风电叶片回收纤维增强聚烯烃母粒的制备方法，具有以下步骤：s1：对风电叶片回收纤维进行低温等离子处理工艺改性，得到物料a；s2：将无水乙醇与蒸馏水配成溶液b，在溶液b中加入硅烷偶联剂，制得溶液c；s3：将所述物料a置于所述溶液c中，使所述物料a浸泡于所述溶液c，并经陈放工艺处理；
4、s4：将经步骤s3处理后的物料进一步置于干燥设备中烘干得到物料d；s5：对所述物料d进行低温等离子处理工艺改性，得到物料e；s6：将dcp置于丙酮溶液中进行溶解，得到溶液f；s7：将所述溶液f喷洒在所述物料e中，搅拌均匀，得到物料g；s8：将dcp、mah溶解在丙酮溶液中，得到溶液h；s9：将所述溶液h喷洒在聚烯烃中，搅拌均匀，得到物料i；s10：以所述物料g和所述物料i经造粒机造粒，得到风电叶片回收纤维增强聚烯烃母粒j。
5、作为上述方法的进一步改进，所述步骤s1中所述风电叶片回收纤维为废弃风电叶片的机械加工回收产物，所述机械加工包括切割步骤、冲击步骤、撕扯步骤、挤压步骤、锤击步骤、研磨步骤、筛分步骤中的一种或几种。
6、作为上述方法的进一步改进，所述步骤s1中所述风电叶片回收纤维包括质量份数60-90份的玻璃纤维、质量份数10-40份的已固化环氧树脂粉末，且所述环氧树脂粉末无规则分布附着在所述玻璃纤维表面。
7、作为上述方法的进一步改进，所述步骤s2中所述硅烷偶联剂为带氨基官能团或乙烯基官能团的硅烷偶联剂中的一种或几种。
8、作为上述方法的进一步改进，所述硅烷偶联剂为kh550硅烷偶联剂和/或kh151硅烷偶联剂。
9、作为上述方法的进一步改进，所述步骤s7的溶液f中含有的dcp质量与物料e的质量比小于1：100。
10、作为上述方法的进一步改进，所述步骤s9的溶液h中含有的dcp质量与聚烯烃的质量比在1：1000至1：100范围内；所述步骤s9的溶液h中含有的mah质量与聚烯烃的质量比在1：200至1：20之间。
11、作为上述方法的进一步改进，所述步骤s10中所述造粒机具有主机机筒，所述主机机筒上具有主喂料口，所述造粒机还具有侧喂料机和口模，在所述主机机筒的主喂料口到所述侧喂料机之间设有一个或多个机筒段，所述侧喂料机到所述口模之间设有一个或多个机筒段，在所述机筒段上设置有一台或多台超声波装置。
12、作为上述方法的进一步改进，所述物料g由所述侧喂料机喂入。
13、作为上述方法的进一步改进，所述步骤s10中所述造粒机具有主机机筒，所述主机机筒上具有主喂料口，所述造粒机还具有侧喂料机和口模，在所述侧喂料机和所述口模之间设有多个机筒段，在所述侧喂料机到所述口模之间的机筒段上设置一台或多台超声波装置。
14、作为上述方法的进一步改进，所述造粒机为平行双螺杆造粒机。
15、作为上述方法的进一步改进，所述步骤s10中物料g与物料i的质量比在1：9到9：1之间。
16、本专利技术的有益效果是：
17、1、环氧树脂在固化过程中，由于大量的羟基、环氧基等活性基团的参与反应，已固化的环氧树脂的活性基团较少。为了实现已固化的环氧树脂与聚烯烃之间的良好界面结合，本专利技术通过对回收纤维进行低温等离子体处理的方法，能够使附着在回收纤维上的环氧树脂表面增加大量的羟基、羰基、羧基等活性基团。这些活性基团能够与硅烷偶联剂、马来酸酐接枝聚烯烃发生化学反应或氢键结合，同时，环氧树脂表面会被刻蚀形成凹槽，从而增加比表面积，进一步提高附着力。
18、2、在回收废弃风电叶片的过程中，经过粉碎、研磨等机械作用，部分环氧树脂从玻璃纤维表面剥落，另一些环氧树脂虽然粘附在玻璃纤维表面，但机械作用导致了严重的界面损伤和连接弱点的出现，这些情况会极大的导致制备的复合材料存在更多缺陷，并且其力学性能会下降，现有纤维回收和再利用
尚缺乏有效的方法破解这一难题。而本专利技术可以有效地增强回收纤维与复合材料基质之间的粘合力，从而提高复合材料的结构强度和耐久性，有助于克服回收过程中出现的界面损伤和连接弱点问题，有助于制备更加高性能的复合材料。
19、3、本专利技术中利用kh550和/或kh151偶联剂来处理废弃风电叶片的回收纤维后，偶联剂会在水解过程中生成硅醇，然后与回收纤维的玻璃纤维和已固化环氧树脂表面的羟基发生反应，形成硅氧共价键。通过这样的处理，一方面可以改善玻璃纤维和已固化环氧树脂之间的界面结合；另一方面，kh550硅烷偶联剂中的氨基可以与聚烯烃分子链上的马来酸酐基团反应，而kh151偶联剂中的乙烯基在dcp作用下，可以与聚烯烃分子链进行自由基聚合反应，这些反应能够进一步改善玻璃纤维、已固化环氧树脂和聚烯烃之间的界面结合，提高复合材料的性能。
20、4、经过硅烷偶联剂处理后，回收纤维上的环氧树脂的大部分羟基已经与硅烷偶联剂发生了反应。为了进一步改善材料的界面性能，本专利技术设置多个低温等离子体处理的步骤。这样的处理可以在环氧树脂表面引入更本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种风电叶片回收纤维增强聚烯烃母粒的制备方法，具有以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种风电叶片回收纤维增强聚烯烃母粒的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中所述风电叶片回收纤维为废弃风电叶片的机械加工回收产物，所述机械加工包括切割步骤、冲击步骤、撕扯步骤、挤压步骤、锤击步骤、研磨步骤、筛分步骤中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的一种风电叶片回收纤维增强聚烯烃母粒的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中所述风电叶片回收纤维包括质量份数60-90份的玻璃纤维、质量份数10-40份的已固化环氧树脂粉末，且所述环氧树脂粉末无规则分布附着在所述玻璃纤维表面。
4.根据权利要求1所述的一种风电叶片回收纤维增强聚烯烃母粒的制备方法，其特征在于，步骤S2中所述硅烷偶联剂为带氨基官能团或乙烯基官能团的硅烷偶联剂中的一种或几种。
5.根据权利要求4所述的一种风电叶片回收纤维增强聚烯烃母粒的制备方法，其特征在于，所述硅烷偶联剂为KH550硅烷偶联剂和/或KH151硅烷偶联剂。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的一种风电叶片回收纤
7.根据权利要求1-5中任意一项所述的一种风电叶片回收纤维增强聚烯烃母粒的制备方法，其特征在于，所述步骤S9的溶液H中含有的DCP质量与聚烯烃的质量比在1：1000至1：100范围内；所述步骤S9的溶液H中含有的MAH质量与聚烯烃的质量比在1：200至1：20之间。
8.根据权利要求1至5中任意一项所述的一种风电叶片回收纤维增强聚烯烃母粒的制备方法，其特征在于，所述步骤S10中所述造粒机具有主机机筒，所述主机机筒上具有主喂料口，所述造粒机还具有侧喂料机和口模，在所述主机机筒的主喂料口到所述侧喂料机之间设有一个或多个机筒段，所述侧喂料机到所述口模之间设有一个或多个机筒段，在所述机筒段上设置有一台或多台超声波装置；所述物料G由所述侧喂料机喂入。
9.根据权利要求1至5中任意一项所述的一种风电叶片回收纤维增强聚烯烃母粒的制备方法，其特征在于，所述步骤S10中所述造粒机具有主机机筒，所述主机机筒上具有主喂料口，在所述主喂料口和所述口模之间设有多个机筒段，在所述主喂料口到所述口模之间的机筒段上设置一台或多台超声波装置。
10.根据权利要求8所述的一种风电叶片回收纤维增强聚烯烃母粒的制备方法，其特征在于，所述步骤S10中物料G与物料I的质量比在1:9到9:1之间。
...【技术特征摘要】
1.一种风电叶片回收纤维增强聚烯烃母粒的制备方法，具有以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种风电叶片回收纤维增强聚烯烃母粒的制备方法，其特征在于，所述步骤s1中所述风电叶片回收纤维为废弃风电叶片的机械加工回收产物，所述机械加工包括切割步骤、冲击步骤、撕扯步骤、挤压步骤、锤击步骤、研磨步骤、筛分步骤中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的一种风电叶片回收纤维增强聚烯烃母粒的制备方法，其特征在于，所述步骤s1中所述风电叶片回收纤维包括质量份数60-90份的玻璃纤维、质量份数10-40份的已固化环氧树脂粉末，且所述环氧树脂粉末无规则分布附着在所述玻璃纤维表面。
4.根据权利要求1所述的一种风电叶片回收纤维增强聚烯烃母粒的制备方法，其特征在于，步骤s2中所述硅烷偶联剂为带氨基官能团或乙烯基官能团的硅烷偶联剂中的一种或几种。
5.根据权利要求4所述的一种风电叶片回收纤维增强聚烯烃母粒的制备方法，其特征在于，所述硅烷偶联剂为kh550硅烷偶联剂和/或kh151硅烷偶联剂。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的一种风电叶片回收纤维增强聚烯烃母粒的制备方法，其特征在于，所述步骤s7的溶液f中含有的dcp质量与物料e的质量比小于1：100。
...【专利技术属性】
技术研发人员：何军，许世华，马长城，易欣，
申请(专利权)人：江苏斯维圣新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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