本發(fā)明屬于高分子材料的回收領(lǐng)域，具體涉及一種從碳纖維增強復(fù)合材料中回收碳纖維的方法。
背景技術(shù)：
碳纖維增強樹脂復(fù)合材料因其優(yōu)異得物理和化學(xué)性能，被廣泛應(yīng)用于汽車、航空航天、體育休閑領(lǐng)域以及/ 風(fēng)力發(fā)電/ 電子電器/ 醫(yī)療器械等工業(yè)領(lǐng)域。然而，伴隨復(fù)合材料的高強性能和高耐腐蝕性特點，也使復(fù)合材料的廢棄物回收處理變得異常困難，特別是碳纖維復(fù)合材料的廢棄物，其適用范圍不斷擴大，生產(chǎn)成本相對較高，如果能從廢料中回收再利用，不僅減少對環(huán)境的危害，也更加經(jīng)濟。
現(xiàn)有的碳纖維復(fù)合廢料的回收方法有物理法和化學(xué)法，物理法對設(shè)備要求過高，化學(xué)法中利用燃燒回收熱能的方法不僅會造成二次污染，而且經(jīng)濟效益有限，得不償失，對于使用有機強酸、無機強酸等酸類回收的方法，由于這類酸腐蝕性較強，用量大，且不可回收，對環(huán)境和設(shè)備造成了較大負擔。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種從碳纖維增強復(fù)合材料中回收碳纖維的方法，該方法在不使用強酸的前提下仍能獲得力學(xué)性能保存度高的碳纖維，且碳纖維表面干凈，污染小。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：
一種從碳纖維增強復(fù)合材料中回收碳纖維的方法，包括以下步驟：
（1）將碳纖維增強復(fù)合材料切割成體積不大于10cm3的小塊，備用；
（2）配制溶解液：將磷酸鹽化合物溶于有機溶劑中，得溶解液；
（3）將步驟（1）中切成小塊的碳纖維增強復(fù)合材料加到溶解液中，在100-250℃的溫度下攪拌反應(yīng)5-12h，得初解物；
（4）將初解物放入超臨界CO2提純裝置中反應(yīng)1-2h，得粗產(chǎn)物，然后將粗產(chǎn)物洗滌、干燥得碳纖維。
優(yōu)選的，步驟（4）中所述超臨界CO2提純裝置中反應(yīng)條件為：溫度150-200℃，工作壓力為8-20MPa。
優(yōu)選的，步驟（2）中磷酸鹽化合物選自磷酸氫二銨、磷酸二氫銨、磷酸二氫鉀、磷酸氫二鉀、酸式焦磷酸鈉、磷酸二氫鈉、磷酸氫二鈉、磷酸鈉、焦磷酸鈉、磷酸鉀、磷酸二氫鉀、磷酸氫二鉀或/和它們水合物的一種或多種的混合物。
優(yōu)選的，步驟（2）中有機溶劑為沸點大于120℃的醇溶劑。
優(yōu)選的，所述醇溶劑為無水苯甲醇、乙二醇、丙三醇、二甘醇或三甘醇中的一種或多種的混合。
優(yōu)選的，所述碳纖維增強復(fù)合材料的基體樹脂為熱固性樹脂。
優(yōu)選的，所述熱固性樹脂包括環(huán)氧樹脂、聚氨酯樹脂、有機硅樹脂、不飽和聚酯樹脂、三聚氰胺甲醛樹脂、聚酰亞胺樹脂、酚醛樹脂和脲醛樹脂。
本發(fā)明所達到的有益效果：
本發(fā)明的回收條件較為溫和，不使用腐蝕性較強的強酸，使用的磷酸鹽化合物毒性小，甚至無毒，食品級可用，回收的碳纖維表面干凈，力學(xué)性能較好，其力學(xué)性能夠達到原始碳纖維力學(xué)性能的90%及以上。
具體實施方式
下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步描述。以下實施例僅用于更加清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而不能以此來限制本發(fā)明的保護范圍。
實施例1
一種從碳纖維增強復(fù)合材料中回收碳纖維的方法，包括以下步驟：
（1）將碳纖維增強的環(huán)氧樹脂復(fù)合材料廢料切割成體積月5cm3的小塊，備用；
（2）配制溶解液：將磷酸鉀溶于苯甲醇中，其中磷酸鉀質(zhì)量是苯甲醇質(zhì)量的15%，得溶解液；
（3）取上述100g切成小塊的碳纖維增強復(fù)合材料加到600ml溶解液中，在220℃的溫度下攪拌反應(yīng)8h，得初解物；
（4）將初解物放入超臨界CO2提純裝置中繼續(xù)反應(yīng)，溫度200℃，工作壓力為10MPa，反應(yīng)時間1.5h，得粗產(chǎn)物，然后將粗產(chǎn)物洗滌、干燥得碳纖維。
本實施例回收的碳纖維表面較干凈，幾乎無結(jié)碳、樹脂殘留，回收的碳纖維力學(xué)性能保持了原始碳纖維力學(xué)性能的90%。
實施例2
一種從碳纖維增強復(fù)合材料中回收碳纖維的方法，包括以下步驟：
（1）將碳纖維增強的酚醛樹脂復(fù)合材料切割成體積約10cm3的小塊，備用；
（2）配制溶解液：將磷酸二氫鈉溶于乙二醇中，其中磷酸二氫鈉的質(zhì)量是乙二醇質(zhì)量的8%，得溶解液；
（3）將1000g切成小塊的碳纖維增強復(fù)合材料加到4L溶解液中，在180℃的溫度下攪拌反應(yīng)10h，得初解物；
（4）將初解物放入超臨界CO2提純裝置中繼續(xù)反應(yīng)，溫度160℃，工作壓力為15MPa，反應(yīng)時間2h，得粗產(chǎn)物，然后將粗產(chǎn)物洗滌、干燥得碳纖維。
本實施例回收的碳纖維表面較干凈，幾乎無結(jié)碳，幾乎樹脂殘留，回收的碳纖維力學(xué)性能保持了原始碳纖維力學(xué)性能的90%以上。
實施例3
一種從碳纖維增強復(fù)合材料中回收碳纖維的方法，包括以下步驟：
（1）將碳纖維增強的聚氨酯樹脂復(fù)合材料切割成體積約5cm3的小塊，備用；
（2）配制溶解液：將磷酸氫二銨溶于二甘醇中，其中磷酸氫二銨的質(zhì)量是二甘醇質(zhì)量的15%，得溶解液；
（3）將5000g切成小塊的碳纖維增強復(fù)合材料加到8L溶解液中，在250℃的溫度下攪拌反應(yīng)10h，得初解物；
（4）將初解物放入超臨界CO2提純裝置中繼續(xù)反應(yīng)，溫度180℃，工作壓力為20MPa，反應(yīng)時間1h，得粗產(chǎn)物，然后將粗產(chǎn)物洗滌、干燥得碳纖維。
本實施例回收的碳纖維表面較干凈，幾乎無結(jié)碳，幾乎樹脂殘留，回收的碳纖維力學(xué)性能保持了原始碳纖維力學(xué)性能的90%。
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進和變形，這些改進和變形也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。