[發(fā)明專利]可回收環(huán)氧風(fēng)電渦輪葉片材料及其制備方法和回收方法

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• 申請日: 2022-10-10
• 公開（公告）號: CN115594949A
• 公開（公告）日: 2023-01-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 冉印;曾慶文;譚家頂;丁博;李飛;王佳佳
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶國際復(fù)合材料股份有限公司
• 主分類號: C08L63/02
• 分類號: C08L63/02;C08K7/14;C08G59/50;C08J11/28
• 代理公司: 北京海虹嘉誠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11129
• 代理人: 周曉娜;王桂霞

本發(fā)明提供一種可回收環(huán)氧風(fēng)電渦輪葉片材料其制備方法和回收方法，所述葉片材料包括環(huán)氧樹脂、固化劑和玻璃纖維，所述固化劑為含有二硫鍵的芳香族固化劑。制備方法包括：(1)在常溫條件下，把固化劑溶解到乙醇溶劑中；(2)在步驟(1)得到的溶液中加入環(huán)氧樹脂拌均勻；(3)將步驟(2)得到的溶液放在在真空烘箱中，進行脫氣處理揮發(fā)掉乙醇；(4)采用真空灌注方式將脫氣處理后的溶液加入鋪有玻璃纖維的模具中進行固化得到得到可回收環(huán)氧風(fēng)電渦輪葉片材料。本發(fā)明可以克服現(xiàn)有的葉片報廢處理時其永久交聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)通過化學(xué)方法只能溶脹不能溶解因而造成分離環(huán)氧樹脂和玻璃纖維困難的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及風(fēng)電材料技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種可回收環(huán)氧風(fēng)電渦輪葉片材料及其制備方法和回收方法。

背景技術(shù)

風(fēng)電作為一種可再生能源近來受到越來越多的重視和開發(fā)，在整套風(fēng)力發(fā)電渦輪機系統(tǒng)里面，風(fēng)電葉片是其中最重要的組件，然而應(yīng)用最廣泛的風(fēng)電葉片為環(huán)氧樹脂玻璃纖維復(fù)合材料，環(huán)氧樹脂的永久交聯(lián)結(jié)構(gòu)導(dǎo)致了風(fēng)電葉片無法回收利用。傳統(tǒng)的處置手段包括露天堆放、填埋和焚燒。由于風(fēng)電葉片中含有60wt％的無機材料(玻璃纖維)，焚燒效率較低，而且焚燒過程中，會產(chǎn)生大量廢氣，嚴重污染環(huán)境。風(fēng)電葉片的填埋處理也無法從根本上解決風(fēng)電葉片的回收難題，長埋地下還會造成地下水染污等一系列環(huán)境問題。為了保護環(huán)境、實現(xiàn)風(fēng)電葉片可持續(xù)利用的最佳方式仍然是回收利用。

風(fēng)電葉片的回收利用也包括下面幾種方法：1、熱回收法，2、機械回收法，3、化學(xué)回收法。熱回收法主要是在高溫、惰性氣體氛圍條件下，環(huán)氧樹脂玻璃纖維復(fù)合材料通過熱降解，除去玻璃纖維上面的熱解碳，達到回收玻璃纖維的目的。然而，熱解碳和玻璃纖維的結(jié)合異常牢固，分離相當(dāng)困難，此外，熱降解需要在很高的溫度條件下進行，對設(shè)備要求較高，熱解成本較高等缺點，這些都限制了熱解法的推廣與應(yīng)用。機械回收法是通過機械處理(切割、破碎、粉碎等手段)把風(fēng)電葉片變?yōu)榧毿☆w粒，能夠用于水泥制備等行業(yè)，然而機械回收法難以處理大量的淘汰風(fēng)電葉片，同時設(shè)備能耗較大，成本較高，此外，復(fù)合材料粉碎過程中，容易產(chǎn)生粉塵污染。化學(xué)回收法主要是通過有機溶劑浸泡等手段把玻璃纖維和環(huán)氧樹脂進行分離，然而環(huán)氧樹脂具有永久交聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，在有機溶劑中不能溶解，只能溶脹，分離環(huán)氧樹脂和玻璃纖維需要進一步的操作，使得玻璃纖維的回收困難且復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種可回收環(huán)氧風(fēng)電渦輪葉片材料，可以克服現(xiàn)有的葉片報廢處理時其永久交聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)通過化學(xué)方法只能溶脹不能溶解因而造成分離環(huán)氧樹脂和玻璃纖維困難的問題。

本發(fā)明的可回收環(huán)氧風(fēng)電渦輪葉片材料，所述葉片材料包括環(huán)氧樹脂、固化劑和玻璃纖維，所述固化劑為含有二硫鍵的芳香族固化劑。

作為優(yōu)選，所述固化劑為4,4-二硫代二苯胺。

作為優(yōu)選，胺基與環(huán)氧基的摩爾比為1:1。

作為優(yōu)選，所述環(huán)氧樹脂為雙酚A型環(huán)氧樹脂。

作為優(yōu)選，所述環(huán)氧樹脂為雙酚A二縮水甘油醚。

本發(fā)明還提供一種可回收環(huán)氧風(fēng)電渦輪葉片材料的制備方法，用于制備如上所述的可回收環(huán)氧風(fēng)電渦輪葉片材料，包括：

(1)在常溫條件下，把固化劑溶解到乙醇溶劑中；

(2)在步驟(1)得到的溶液中加入環(huán)氧樹脂拌均勻；

(3)將步驟(2)得到的溶液放在在真空烘箱中，進行脫氣處理揮發(fā)掉乙醇；

(4)采用真空灌注方式將脫氣處理后的溶液加入鋪有玻璃纖維的模具中進行固化得到得到可回收環(huán)氧風(fēng)電渦輪葉片材料。

作為優(yōu)選，在步驟(1)中，固化劑與乙醇溶液的重量比值為0.5-0.9；和/或步驟(3)中，真空烘箱的溫度為40-60℃，烘干時間為0.5-1.5小時；和/或步驟(4)中的固化在60-100℃條件下進行，固化時間為3-8小時。