【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于高分子材料的回收，具体涉及一种环氧树脂废弃物全回收的方法。
技术介绍
1、环氧树脂(通称为epoxyresins)是一种环氧低聚物(epoxyolygomer)与固化剂(hardener)反应后形成的三维网状热固性塑料，因其具有机械强度高、耐化学腐蚀、耐热性能优良等优异的性能而被广泛应用于航空航天、汽车、造船、风力发电和建筑行业等。环氧树脂废弃物包括纯环氧树脂材料如环氧胶、环氧地坪漆等以及以碳纤维、玻璃纤维、二氧化硅、木材、金属为填充材料的环氧树脂基复合材料。由于环氧树脂具有难溶难熔、回收难度大等特点，使得大多数环氧树脂废弃物都是被掩埋或者焚烧处理，不仅污染环境而且浪费资源。随着环氧树脂废弃物的产量越来越大，回收环氧树脂废弃物对于保护环境、节约资源具有重大意义，不仅符合我国“双碳”政策还能创造社会经济效益。
2、现阶段环氧树脂废弃物的回收方式中，以焚烧的方式进行的能量回收会产生有害气体污染环境，粉碎后与其他材料混用的机械回收得到的再生产品附加值低，经济效益十分有限。使用化学试剂对环氧树脂废弃物进行化学降解或改性以回收利用环氧树脂及其他成分的化学回收是有望实现环境保护与经济效益双高的回收方式。cn114479177a公开了一种利用复合溶剂回收了酸酐固化环氧树脂复合材料中的碳纤维且树脂部分作为新树脂的添加剂使用的方法，但该方法树脂降解产物附加值低且普适性差，只适用于回收酸酐固化的环氧树脂。cn114456439a公开了一种降解胺固化环氧树脂复合材料的方法，该方法顺利回收了复合材料中的纤维部分，环氧树脂因降解
3、综上所述，现有的环氧树脂废弃物回收技术由于诸如普适性差，操作复杂，能耗高，二次污染等问题无法被广泛应用，更重要的是树脂部分降解产物复杂、再利用率和附加值低。因此，寻求普适性高、操作简单、反应条件温和、能耗低、绿色环保并且树脂降解产物简单、产率高、附加值高的回收方法具有十分重要的意义。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是针对现有环氧树脂废弃物回收技术中存在的普适性差，操作复杂，能耗高，二次污染，经济效益低等问题，提供了一种普适性高、操作简单、反应条件温和、能耗低、绿色环保并且树脂降解产物简单、产率高、附加值高的环氧树脂废弃物全回收方法。
2、本专利技术提供的环氧树脂废弃物全回收方法，其特征在于该方法的工艺步骤和条件如下：
3、(1)首先将环氧树脂废弃物置于溶剂ⅰ中，然后在0～200℃的温度下预处理0～24h，烘干备用；
4、(2)将环氧树脂废弃物或经预处理后的环氧树脂废弃物、溶剂ⅱ、非金属路易斯酸以质量比1:15～50:0.5～20加入反应容器中，于-10～300℃反应0.5～48h，反应结束后再加入溶剂ⅲ，于常温下进行水解；
5、(3)将水解后的产物过滤，分别得到滤液或滤液和固体产物，滤液通过萃取、柱层析、酸碱析出后过滤或重结晶后过滤的方法进行分离，然后通过减压蒸馏回收得到树脂降解产物、非金属路易斯酸副产物和溶剂ⅱ、ⅲ，得到的固体产物用乙醇清洗后烘干即可得到环氧树脂废弃物中的填充材料；
6、(4)对于未降解完全的树脂可重复步骤(2)、(3)进行多次降解以提高产物产率。
7、以上回收方法中所述的环氧树脂废弃物为双酚a型、双酚f型、双酚s型、氢化双酚a型、酚醛型、多官能基缩水甘油醚、多官能基缩水甘油胺和具有特殊机能的卤化环氧树脂中的至少一种，或为以胺类固化剂、酸酐类固化剂以及特殊用途的固化剂如甲醛中的至少一种固化的环氧树脂以及以其为基材的环氧树脂基复合材料中的至少一种。
8、以上回收方法中所述的溶剂ⅰ为二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、n-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜、二氯甲烷、丙酮、乙腈、甲酸、乙酸、氯仿、异佛尔酮、四氢呋喃、苯、甲苯、乙苯、苯甲醇、环己烷、乙酸乙酯和1,4-二氧六环中的至少一种。
9、以上回收方法中所述的预处理为静置、搅拌、加热、超声或微波处理。
10、以上回收方法中所述的预处理温度优选25～150℃。
11、以上回收方法中所述的预处理时间优选0.5～24h，更优选1～12h。
12、以上回收方法中所述的非金属路易斯酸为硼烷、氟化硼、溴化硼、氯化硼、二氯苯基硼、二苯基氯硼、三苯基硼、三(五氟苯基)硼、三甲基碘硅烷、三甲基氯硅烷、二甲基氯硅烷、甲基氯硅烷和甲基硅烷中的至少一种。
13、以上回收方法中反应温度优选30～200℃，反应时间优选1～24h。
14、以上回收方法中所述的溶剂ⅱ为二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、n-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜、二氯甲烷、丙酮、乙腈、甲酸、乙酸、氯仿、异佛尔酮、四氢呋喃、苯、甲苯、乙苯、苯甲醇、环己烷、乙酸乙酯和1,4-二氧六环中的至少一种。
15、以上回收方法中所述的溶剂ⅲ为甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇、乙二醇、丙三醇、水、盐酸水溶液和硫酸水溶液中的至少一种。
16、以上回收方法中所述的环氧树脂废弃物或经预处理后的环氧树脂废弃物、溶剂ⅱ、非金属路易斯酸的质量比优选1:15～30:2～20。
17、以上回收方法中所述的树脂降解产物为双酚a，双酚f、双酚s、氢化双酚a、苯酚、4-甲基苯酚、4-异丙基苯酚以及1,3-二氯-2-丙醇、丙三醇、环氧氯丙烷、多官能度环氧树脂和多羟基化合物等小分子化合物中的至少一种。
18、本专利技术与现有技术相比，具有以下有益效果：
19、(1)由于本专利技术提供的方法是采用非金属路易斯酸来对环氧树脂进行降解，其不仅主要是对环氧树脂中的c-o键进行选择性断裂，同时还可以可控的对其他化学键如c-n键、c-c键进行选择性断裂，因而既具有很高的普适性，所获得的树脂降解产物也是一些种类相对单一的高附加值化合物。
20、(2)由于本专利技术提供的方法的降解反应温度不超过300℃，并且可以多次降解，且无其他高能耗操作，因而能耗较低，效率高。
21、(3)由于本专利技术提供的方法中所用的非金属路易斯酸以及其它溶剂均可商业直接购得并直接使用，加之溶剂可循环使用，因而避免了现有技术使用重金属、贵金属和氧化性强酸等有毒有害物质污染环境的问题，也不会产生二次污染，更具有较高的推广价值。
22、(4)由于本专利技术提供的方法既能使所有环氧树脂的降解产物以及降解过程使用溶剂均可回收，又不会对分离出的纤维等填充物性能造成损害，可使之保持良好性状直接使用，因而经本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种环氧树脂废弃物全回收方法，其特征在于该方法的工艺步骤和条件如下：
2.根据权利要求1所述的环氧树脂废弃物全回收方法，其特征在于该方法中所述的非金属路易斯酸为硼烷、氟化硼、溴化硼、氯化硼、二氯苯基硼、二苯基氯硼、三苯基硼、三(五氟苯基)硼、三甲基碘硅烷、三甲基氯硅烷、二甲基氯硅烷、甲基氯硅烷和甲基硅烷中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的环氧树脂废弃物全回收方法，其特征在于该方法中所述的溶剂Ⅰ为二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜、二氯甲烷、丙酮、乙腈、甲酸、乙酸、氯仿、异佛尔酮、四氢呋喃、苯、甲苯、乙苯、苯甲醇、环己烷、乙酸乙酯和1,4-二氧六环中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的环氧树脂废弃物全回收方法，其特征在于该方法中所述的溶剂Ⅱ为二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜、二氯甲烷、丙酮、乙腈、甲酸、乙酸、氯仿、异佛尔酮、四氢呋喃、苯、甲苯、乙苯、苯甲醇、环己烷、乙酸乙酯和1,4-二氧六环中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的环氧树脂废弃物全回收方法，其特征在于该方法中所述的
6.根据权利要求1-5任一项所述的环氧树脂废弃物全回收方法，其特征在于该方法中所述的预处理温度25～150℃；预处理时间为0.5～24h。
7.根据权利要求1-5任一项所述的环氧树脂废弃物全回收方法，其特征在于该方法中所述的环氧树脂废弃物或经预处理后的环氧树脂废弃物、溶剂Ⅱ、非金属路易斯酸的质量比为1:15～30:2～20；所述的反应温度为30～200℃，反应时间为1～24h。
8.根据权利要求6所述的环氧树脂废弃物全回收方法，其特征在于该方法中所述的环氧树脂废弃物或经预处理后的环氧树脂废弃物、溶剂Ⅱ、非金属路易斯酸的质量比为1:15～30:2～20；所述的反应温度为30～200℃，反应时间为1～24h。
...【技术特征摘要】
1.一种环氧树脂废弃物全回收方法，其特征在于该方法的工艺步骤和条件如下：
2.根据权利要求1所述的环氧树脂废弃物全回收方法，其特征在于该方法中所述的非金属路易斯酸为硼烷、氟化硼、溴化硼、氯化硼、二氯苯基硼、二苯基氯硼、三苯基硼、三(五氟苯基)硼、三甲基碘硅烷、三甲基氯硅烷、二甲基氯硅烷、甲基氯硅烷和甲基硅烷中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的环氧树脂废弃物全回收方法，其特征在于该方法中所述的溶剂ⅰ为二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、n-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜、二氯甲烷、丙酮、乙腈、甲酸、乙酸、氯仿、异佛尔酮、四氢呋喃、苯、甲苯、乙苯、苯甲醇、环己烷、乙酸乙酯和1,4-二氧六环中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的环氧树脂废弃物全回收方法，其特征在于该方法中所述的溶剂ⅱ为二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、n-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜、二氯甲烷、丙酮、乙腈、甲酸、乙酸、氯仿、异佛尔酮、四氢呋喃、苯、甲苯、乙苯、苯甲醇、环己烷、乙...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴刚，李晓辉，刘雪辉，徐世美，王玉忠，刘炉璐，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。