本發明涉及樹脂基復合材料廢棄物處理及回收利用領域,尤其是一種不飽和聚酯復合材料及其分解回收方法。
背景技術:
復合材料是由兩種或兩種以上物理和化學性質不同的物質組合而成的一種多相固體材料。復合材料的組分材料雖然保持其相對獨立性,但復合材料的性能卻不是組分材料性能的簡單加和,而是有著重要的改進。在復合材料中,通常有一相為連續相,稱為基體;另一相為分散相,稱為增強相(增強材料)。分散相是以獨立的形態分布在整個連續相中的,兩相之間存在著相界面。分散相可以是增強纖維,也可以是顆粒狀或彌散的填料。不飽和聚酯復合材料以不飽和聚酯樹脂為基體,以碳纖維、玻璃纖維、玄武巖纖維等纖維為增強材料而組成。
不飽和聚酯復合材料廣泛應用于體育休閑、游艇等行業,因為不飽和聚酯復合材料常采用玻璃纖維為增強材料,故又稱之為玻璃鋼。
工業材料的回收再利用有助于整個工業進程的可持續發展。玻璃纖維等增強材料及不飽和聚酯樹脂回收利用及處理技術非常成熟,但增強材料與不飽和聚酯樹脂強強聯合性能互補后,強度提高,很難回收利用與處理,增強材料與不飽和聚酯樹脂分離是不飽和聚酯復合材料廢棄物回收利用及處理的關鍵。
目前,歐美日等發達國家處理不飽和聚酯復合材料廢棄物的方法不盡相同,總的來說,可以分為下面三類方法:化學回收、能量回收和物理回收,但無論那種方法都需將廢棄物進行粉碎。目前,我國對不飽和聚酯復合材料廢棄物主要處理方法:先通過收集廢棄物,采取集中填埋和焚燒的方法。填埋原則上通常選擇在山溝或荒地,也有些單位采取就近掩埋。這種方法造成土壤的破壞和大量土地的浪費。焚燒一般采用直接燃燒,這種方法比較簡單,不會造成土地浪費,但由于燃燒中產生大量毒氣,造成環境污染。近幾年來,隨著社會對環保意識的增強,我國已開始著手對復合材料廢棄物回收再利用進行研究分析。北京玻璃鋼研究設計院承擔了國家科技部“熱固性樹脂基復合材料綜合處理與再生技術研究項目”的研究工作,并研制生產了SCP -640型玻璃鋼專用破碎機中,在對以不飽和聚酯復合材料為代表的樹脂基復合材料粉碎的基礎上,通過與水泥、電廠聯合采用焚燒的方式處理廢棄物,一定程度緩解了不飽和聚酯復合材料對環境的污染,但不飽和聚酯復合材料中的還有利用價值的玻璃纖維等增強材料還是得不到再利回收運用。
技術實現要素:
本發明的目的在于,解決現有不飽和聚酯復合材料回收利用處理成本高、存在二次污染風險的問題,提供一種低成本無污染的不飽和聚酯復合材料及其分解回收方法。
本發明公開了一種不飽和聚酯復合材料,這種由不飽和聚酯樹脂、促進劑、引發劑、增強材料的組成不飽和聚酯復合材料,還含有分離劑。分離劑包括但不限于發泡微膠囊、發泡劑;分離劑達到敏感溫度時,發生膨脹,膨脹之后體積為膨脹之前體積的2倍以上;分離劑敏感溫度較不飽和聚酯復合材料最高工藝溫度及最高工作溫度兩者中最高溫度高15℃以上;分離劑質量為不飽和聚酯樹脂與固化劑質量之和的0.5%—100%。分解本發明不飽和聚酯復合材料的方法如下:
(1)加熱不飽和聚酯復合材料至分離劑敏感溫度以上;
(2)分離劑體積膨脹,以膨脹之力致不飽和聚酯復合材料強度下降;
(3) 不飽和聚酯復合材料降至室溫后分解回收。
具體實施方式
下面結合具休實施事例,進一步闡述本發明。應理解為,這些實施例僅用于說明本發明而不用于限制本發明的范圍。此外應理解,在閱讀了本發明講授的內容之后,本領域技術人員可以對本發明做出的各種改動或修改,這些等價形式仍屬于本發明申請所附權利要求書所限定的范圍。
實施例1
將100克191#不飽和聚酯樹脂、1.5克過氧化環己酮、2克環烷酸鈷、4克F-30發泡微膠囊混合均勻,通過手糊成型法滲透3層碳纖維布(3K),完全固化,制備成碳纖維復合材料試樣。
將碳纖維復合材料試樣,放入烘箱中于110℃下烘烤2小時,F-30可膨脹微膠囊膨脹,以膨脹之力破壞不飽和聚酯樹脂固化物,導致碳纖維布與不飽和聚酯樹脂固化物分離,實現碳纖維布的回收。
實施例2
將200克3301不飽和聚酯樹脂、7克過氧化環己酮、4克環烷酸鈷、50克AC發泡劑混合均勻,制成不飽和聚酯樹脂膠備用。通過真空灌注方法將配好不飽和聚酯樹脂膠滲透3層碳纖維布(3K),完全固化,制備成碳纖維復合材料試樣。
將碳纖維復合材料試樣,放入烘箱中于180℃下烘烤2小時,AC發泡劑發泡膨脹,以膨脹之力破壞環氧固化物,導致碳纖維布與環氧固化物分離,實現碳纖維布的回收。
實施例3
將20克191#不飽和聚酯樹脂、0.1克過氧化甲酮、0.4克環烷酸鈷、5克DU980發泡微膠囊機械攪拌混合均勻,制成不飽和聚酯膠備用。通過手糊成型法將不飽和聚酯膠滲透3層玻璃纖維布,完全固化,制備成玻璃纖維復合材料試樣。
將玻璃纖維復合材料試樣,放入烘箱中于200℃下烘烤3小時,DU980發泡微膠囊發泡膨脹,以膨脹之力破壞不飽和聚酯固化物,導致玻璃纖維布與不飽和聚酯固化物分離,實現玻璃纖維布的回收。