[發明專利]聚合物基體復合材料的回收利用

有效

• 申請號: 201780034743.2
• 申請日: 2017-03-31
• 公開（公告）號: CN109415531B
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發明（設計）人: J·M·高薩;R·E·奧爾雷德
• 申請（專利權）人: 復合材料科技控股有限責任公司
• 主分類號: C08J11/24
• 分類號: C08J11/24;C08J11/16;C08J11/10;C08J11/18;C08J11/08
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇;李茂家

本發明一般涉及聚合物基體復合材料的回收利用。特別地，本發明涉及從在熱固性聚合物基體內包含增強材料的聚合物基體復合材料中分離增強材料的方法。

技術領域

本發明一般涉及聚合物基體復合材料(polymer matrix composite)的回收利用(recycling)。特別地，本發明涉及從在熱固性聚合物基體內包含增強材料(reinforcementmaterial)的聚合物基體復合材料中分離增強材料的方法。

背景技術

隨著對自然資源枯竭的不斷增長的關注，正在進行共同努力，以發起關于消費品和工業廢物回收利用的項目。

雖然已經開發出用于回收一些基于聚合物的產品(polymer based products)的技術，但這些技術主要局限于非復合的熱塑性聚合物產品。例如，現在存在用于回收特別是廢棄軟飲料瓶的形式的聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)的大量項目。

在現代社會中，聚合物基體復合材料通常在要求聚合物產品表現出改進的性能的應用中廣泛使用。

聚合物基體復合材料通過在其聚合物基體內摻入如纖維、織物和/或顆粒等增強材料而提供此類改進的性能。

雖然提供了改進的性能，但是增強材料在聚合物基體復合材料內的存在提出了許多回收利用的挑戰。作為聚合物基體復合材料的回收方法的一部分，通常希望將增強材料從聚合物基體中分離出。在聚合物基體復合材料具有熱塑性聚合物基體的情況下，可以通過利用聚合物基體的熱塑性本質來實現增強材料的分離。例如，可以使用熱和/或合適的溶劑將熱塑性聚合物基體液化。一旦液化，就可以使用用于從液體(液化后的熱塑性聚合物基體)中分離出固體(增強材料)的已知技術來分離增強材料。熱塑性聚合物基體復合材料也可以簡單地重塑成作為回收利用的形態的新產品。

然而，在聚合物基體復合材料具有熱固性聚合物基體的情況下，增強材料從熱固性聚合物基體中的分離明顯更具挑戰性。特別是，熱固性聚合物基體不適合在加熱時熔融或通過常規溶劑容易地溶劑化。

不過卻已經開發了許多技術以試圖回收利用具有熱固性聚合物基體的聚合物基體復合材料中的至少一些組分。

例如，為了回收增強材料，使熱固性聚合物基體復合材料進行了熱解，由此有機聚合物基體實際上被燒掉而留下增強材料。雖然成功地將增強材料從聚合物基體復合材料中分離出，但是這種熱解技術受限于具有熱穩定的增強材料的復合材料。該技術還易于在回收的增強材料的表面上留下不希望的炭層。此外，回收的增強材料的機械性能有時不管怎樣都會受到所采用的高溫的不利影響。

另一個實例利用了所謂的“開裂劑(cracking agent)”，其起到在整個熱固性聚合物基體中傳播微裂紋的作用，由此促進基體破碎成小顆粒。以這種方式破碎聚合物基體可導致聚合物基體與增強材料分離。然而，隨著增強材料的尺寸接近破碎的聚合物基體的尺寸，該技術變得不太有效(即，會更難以分離相似尺寸的增強材料)。此外，至少由于過程動力學，使得該技術不是很適合商業規模的應用。

因此，仍然有機會開發用于回收具有熱固性基體的聚合物基體復合材料的組分的技術，該技術解決與本領域已知技術相關的一個或多個問題；或者至少提供這種技術的可行替代方案。

發明內容

因此，本發明提供一種從聚合物基體復合材料中分離增強材料的方法，該聚合物基體復合材料在熱固性聚合物基質內包含增強材料，該方法包括使(i)聚合物基體復合材料與(ii)包含酚類化合物(phenolic compound)和酸性或堿性催化劑的再生組合物(reclaim composition)接觸，其中通過與該再生組合物接觸，熱固性聚合物基體(a)經由斷鏈(chain scission)而降解并且變得溶解在該再生組合物中，(b)因此將該增強材料釋放到該再生組合物中。