[發(fā)明專利]碳纖維回收方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810045604.6
• 申請(qǐng)日: 2018-01-17
• 公開（公告）號(hào): CN110028698B
• 公開（公告）日: 2021-09-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王智永
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 永虹先進(jìn)材料股份有限公司
• 主分類號(hào): C08J11/00
• 分類號(hào): C08J11/00;C08K7/06
• 代理公司: 北京申翔知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11214
• 代理人: 黃超;周春發(fā)

本發(fā)明有關(guān)于一種碳纖維回收方法，即運(yùn)用微波而從碳纖維高分子復(fù)合材料中回收碳纖維的碳纖維回收方法。本發(fā)明包括一提供復(fù)合材料步驟、一低氧步驟、一微波處理步驟、一置換氣體步驟及一回收碳纖維步驟；藉由微波輻射于碳纖維高分子復(fù)合材料，使碳纖維能夠快速吸收微波能量達(dá)到溫度急遽上升，有效快速裂解并去除大部分碳纖維高分子復(fù)合材料的高分子基材，確實(shí)達(dá)到回收碳纖維目的。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明有關(guān)于一種碳纖維的回收方法，尤其是指運(yùn)用微波而從碳纖維高分子復(fù)合材料中回收碳纖維的碳纖維回收方法。

背景技術(shù)

按，今日碳纖維高分子復(fù)合材料(Carbon Fiber Reinforced Polymer/Plastic，CFRP)被廣泛應(yīng)用于航天飛機(jī)、高爾夫球桿、網(wǎng)球拍、汽車、風(fēng)力發(fā)電，以及醫(yī)療器械等工業(yè)領(lǐng)域，此乃因?yàn)樘祭w維高分子復(fù)合材料具有的高強(qiáng)度、高彈性模量，以及優(yōu)異的耐熱性與抗腐蝕性所致；在生產(chǎn)制造階段所產(chǎn)生的邊角料或是使用壽命結(jié)束時(shí)的報(bào)廢產(chǎn)品的碳纖維高分子復(fù)合材料等廢棄料都存在處理的問(wèn)題，其中碳纖維高分子復(fù)合材料使用燃燒的方式只能燒去樹脂，碳纖維仍然作為殘?jiān)鼩埩簦侍祭w維高分子復(fù)合材料的廢棄物通常做為不可燃固體廢物并透過(guò)填埋方式處理，而填埋方式既造成土地資源的浪費(fèi)，亦會(huì)造成周邊環(huán)境的惡化，此外，碳纖維高分子復(fù)合材料內(nèi)部含有高價(jià)值的碳纖維，使用填埋方式無(wú)疑會(huì)碳纖維資源的巨大浪費(fèi)。

現(xiàn)行技術(shù)中已有許多方法用以解決上述的問(wèn)題，主要對(duì)碳纖維高分子復(fù)合材料中的高分子進(jìn)行分解，使其中的碳纖維被分離出來(lái)而達(dá)到碳纖維回收的目的，其中高分子分解的方法主要包括有熱分解、無(wú)機(jī)強(qiáng)酸分解、有機(jī)溶劑分解，以及超臨界流體分解等；雖然有機(jī)溶劑分解后可得到干凈的碳纖維，但是回收過(guò)程中必須使用大量的有機(jī)溶劑，將會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，且使用后的溶劑分離操作過(guò)程復(fù)雜，導(dǎo)致回收成本較高；超臨界流體處理方法雖然具有清潔無(wú)污染的特點(diǎn)，但是必須在高溫高壓的反應(yīng)條件下進(jìn)行，對(duì)反應(yīng)設(shè)備的要求較高，且降解后的產(chǎn)物與流體混合在一起而不易分離。

現(xiàn)行技術(shù)中最具有工業(yè)化可行性的即是以熱分解處理廢棄的碳纖維高分子復(fù)合材料，熱分解方法為將廢棄的碳纖維高分子復(fù)合材料置于熱空氣中分解，此方法對(duì)于處理?yè)诫s有金屬等異質(zhì)碳纖維高分子復(fù)合材料效果較好，并且能夠連續(xù)操作，但是反應(yīng)得到的碳纖維因氧化反應(yīng)嚴(yán)重，且因在反應(yīng)器或分離器中強(qiáng)烈撞擊，而使力學(xué)性能不足；因此，如何有效藉由創(chuàng)新的方法以節(jié)省時(shí)間、有效率且符合節(jié)能環(huán)保的當(dāng)代需求來(lái)回收碳纖維，仍是碳纖維回收等相關(guān)產(chǎn)業(yè)開發(fā)業(yè)者與相關(guān)研究人員需持續(xù)努力克服與解決的課題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明主要目的為提供一種碳纖維回收方法，主要藉由微波輻射于碳纖維高分子復(fù)合材料中的碳纖維，使碳纖維能夠快速吸收微波能量達(dá)到溫度急遽上升的目的，有效快速裂解并去除大部分碳纖維高分子復(fù)合材料的高分子基材，確實(shí)達(dá)到回收碳纖維目的。

為了達(dá)到上述的實(shí)施目的，本發(fā)明人提出一種碳纖維回收方法，適用于從一碳纖維高分子復(fù)合材料中回收一第一碳纖維，該碳纖維高分子復(fù)合材料包含一高分子基材及該第一碳纖維，該高分子基材與該第一碳纖維結(jié)合，該第一碳纖維包括有一第一碳纖維長(zhǎng)軸方向，該碳纖維回收方法包括下列依序步驟：

一提供復(fù)合材料步驟：準(zhǔn)備該碳纖維高分子復(fù)合材料；

一微波處理步驟：使該碳纖維高分子復(fù)合材料暴露于一第一微波中；其中，該第一微波具有一第一微波方向，該第一微波包括一第一電場(chǎng)，該第一電場(chǎng)具有一第一電場(chǎng)方向，該第一微波方向與該第一電場(chǎng)方向彼此互相垂直。

如上所述的碳纖維回收方法，其中該第一碳纖維長(zhǎng)軸方向與該第一微波方向呈垂直

如上所述的碳纖維回收方法，其中該第一碳纖維長(zhǎng)軸方向與該第一電場(chǎng)方向呈平行。

如上所述的碳纖維回收方法，其中該碳纖維回收方法更可包含一低氧步驟，該低氧步驟介于該提供復(fù)合材料步驟及該微波處理步驟之間，該低氧步驟使該碳纖維高分子復(fù)合材料處于一第一氣體氣氛中，該第一氣體氣氛具有一第一氧氣濃度。