一种热固性环氧树脂的离子液体溶解回收装置

本技术属于高分子化合物加工处理相关，更具体地，涉及一种热固性环氧树脂的离子液体溶解回收装置。

背景技术：

1、环氧树脂是热固性高分子化合物的典型代表，其固化后形成致密的三维交联网络结构（c-c键、c-o-c键及醚键等），具有不溶不熔、耐热性好、机械强度高等特点，广泛应用于风电叶片、航空航天、电子电气等复合材料领域。然而，正是这种高度交联的网络结构，使得废弃环氧树脂基复合材料的回收处理成为高分子化合物后处理领域的重大技术难题。从c08j高分子化合物加工处理的角度，热固性树脂的回收属于典型的高分子化合物降解与后处理范畴，其核心在于选择性破坏交联网络，实现树脂基体与增强材料的高效分离。化学法通过特定溶剂溶解或降解环氧树脂基体，被认为是目前最具工业化前景的高分子化合物回收路线之一。

2、风机叶片主要由增强纤维（玻璃纤维/碳纤维，约60%）、热固性树脂基体（主要为环氧树脂，约23%）、芯材（约9%）及金属构件（约8%）组成。其中，增强纤维与环氧树脂的原料成本占叶片生产总成本的60%以上，其高值化回收利用是提升回收经济效益的核心。纤维的价值主要由其保留长度和机械强度决定，因此，如何在分离树脂的同时，最大限度地保护纤维的固有性能，是回收技术的关键。

3、目前，废旧风机叶片的回收技术主要包括热解法、机械回收法和化学法。其中机械回收法虽然工艺简单，但所得材料多为低附加值填料，热解法则存在能耗高以及玻璃纤维性能损失严重等问题，同时还可能产生一定的环境污染，以上两种方法均存在回收得到的玻璃纤维低劣的问题。近年来，化学法逐渐成为复合材料回收研究的热点，化学法通过特定溶剂溶解环氧树脂基体，使玻璃纤维从复合材料中分离出来，可以有效保持纤维结构完整。现有专利cn217226297u使用设计一溶解釜反应器实现对长纤维的回收，但反应器内部的搅拌器叶片会在反应中对长纤维长生二次切割，降低了长纤维的回收率。因此，需要一种回收装置能解决上述问题。

技术实现思路

1、针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型提供了一种热固性环氧树脂的离子液体溶解回收装置，解决待回收叶片回收过程中纤维被打断的问题。

2、为实现上述目的，按照本实用新型的一个方面，提供了一种热固性环氧树脂的离子液体溶解回收装置，该装置包括反应釜体、多级筛网和防缠绕梳理锟轴，其中：

3、所述多级筛网设置在所述反应釜体的中心，该多级筛网从内到外依次包括一级粗分离筛网、二级缓冲筛网、三级精分离筛网，各个筛网均能绕反应釜体的中心轴独立旋转，且相邻筛网的旋转方向相反，所述防缠绕梳理辊轴沿二级缓冲筛网的外圆周方向均匀分布在所述二级缓冲筛网和三级精分离筛网之间，每个防缠绕梳理辊轴上设置有螺旋槽，该螺旋槽作为分离出的纤维的流出通道。

4、进一步优选地，所述多级筛网下端设置有导流槽，该导流槽的入口与所述防缠绕梳理辊轴上的螺旋槽出口相连，所述螺旋槽是通过在防缠绕梳理辊轴上设置呈螺旋排列的菱形块引流块形成。

5、进一步优选地，所述一级粗分离筛网的筛网孔径为8mm~15mm，开孔率为55%~75%，用于承载待处理的大尺寸热固性环氧树脂材料块，并实现初步的翻转和溶胀分离。

6、进一步优选地，所述二级缓冲筛网的筛网孔径为3mm~8mm，开孔率为40%~60%，用于阻挡未完全溶解的树脂团聚物，并降低增强纤维在旋转过程中的机械冲击。

7、进一步优选地，所述三级精分离筛网的筛网孔径为0.5mm~2mm，开孔率为30%~50%，用于实现离子液体降解产物和长纤维的精细分离，并降低纤维表面磨损。

8、进一步优选地，各级筛网的外圆周上设置有驱动齿轮，该驱动齿轮与驱动机构的主动齿轮啮合驱动各级筛网旋转。

9、进一步优选地，所述多级筛网采用无级调速，根据待处理复合材料块料尺寸、反应器内离子液体与块料的固液比、反应温度及回收产物形态控制确定旋转速度。

10、进一步优选地，所述反应釜体上设置有溶解液的输入管和输出管，所述溶解液采用离子液体。

11、进一步优选地，所述待处理热固性环氧树脂基复合材料为风机叶片。

12、进一步优选地，所述反应釜体的内部设置有加热层，所述反应釜体外部设置有保温层。

13、总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，具备下列有益效果：

14、1. 本实用新型使用了多级旋转筛网结构，通过三级筛网整体的缓慢旋转，使复合材料块在离子液体中低速翻转运动，实现无桨搅拌，与现有技术中采用机械搅拌桨进行翻动混合相比，避免传统搅拌桨对回收过程中高分子材料及增强纤维的机械剪切破坏，有效保护回收产物的结构完整性，提高高分子化合物回收产物的品质和附加值。

15、2. 本实用新型中的多级筛网包括一级粗分离筛网、二级缓冲筛网、三级精分离筛网。其中，一级粗分离筛网的筛网孔径为8~15毫米，开孔率为55~75%，用于承载待处理的大尺寸热固性环氧树脂材料块体，并实现初步的翻转与溶胀分离；二级缓冲筛网的筛网孔径为3~8毫米，开孔率为40~60%，用于阻挡未完全溶解的树脂团聚物，并降低增强纤维在旋转过程中的机械冲击；三级精分离筛网的筛网孔径为0.5~2毫米，开孔率为30~50%，用于实现离子液体降解产物与长纤维的精细分离，并降低纤维表面磨损。

16、3.本实用新型在二级缓冲筛网与三级精分离筛网之间的环形夹缝中设置有防缠绕梳理辊轴，利用二、三级滤网反向差速旋转产生的剪切力，迫使纤维在辊轴的菱形引流块上进行原位刚性对拉和展丝，解决了长纤维在釜内无序乱麻状缠绕打结的工业死结；在后期洗涤阶段，洗涤液输入管喷出的液流冲击已被拉直的平行长纤维束使其极易顺着平滑相切的菱形引流块无阻挡、整齐地溜进导流槽排出，保证了平行长纤维产出。

17、4.本实用新型的待处理热固性环氧树脂基复合材料为风机叶片，溶解液为离子液体，因使用离子液体溶解风机叶片中的（玻璃/碳）复合纤维，相较于传统的强碱等溶解液270℃的反应工况，降低至90℃-190℃，减少了对（玻璃/碳）复合纤维的热冲击和损伤，同时，离子液体本身的溶解与催化性能优异，能提供良好的溶剂环境并破坏环氧树脂的交联结构，更好地溶解（玻璃/碳）复合纤维以保证更高价值的复合纤维产出。

1.一种热固性环氧树脂的离子液体溶解回收装置，其特征在于，该装置包括反应釜体（1）、多级筛网（10）和防缠绕梳理辊轴（16），其中：

2.如权利要求1所述的一种热固性环氧树脂的离子液体溶解回收装置，其特征在于，所述多级筛网（10）下端设置有导流槽（14），该导流槽（14）的入口与所述防缠绕梳理辊轴（16）上的螺旋槽出口相连，所述螺旋槽是通过在防缠绕梳理辊轴（16）上设置呈螺旋排列的菱形引流块（17）形成。

3.如权利要求1或2所述的一种热固性环氧树脂的离子液体溶解回收装置，其特征在于，所述一级粗分离筛网（11）的筛网孔径为8mm～15mm，开孔率为55%～75%，用于承载待处理的大尺寸热固性环氧树脂材料块，并实现初步的翻转和溶胀分离。

4.如权利要求3所述的一种热固性环氧树脂的离子液体溶解回收装置，其特征在于，所述二级缓冲筛网（12）的筛网孔径为3mm～8mm，开孔率为40%~60%，用于阻挡未完全溶解的树脂团聚物，并降低增强纤维在旋转过程中的机械冲击。

5.如权利要求4所述的一种热固性环氧树脂的离子液体溶解回收装置，其特征在于，所述三级精分离筛网（13）的筛网孔径为0.5mm~2mm，开孔率为30%~50%，用于实现离子液体降解产物和长纤维的精细分离，并降低纤维表面磨损。

6.如权利要求1或5所述的一种热固性环氧树脂的离子液体溶解回收装置，其特征在于，各级筛网的外圆周上设置有驱动齿轮（18），该驱动齿轮与驱动机构的主动齿轮啮合驱动各级筛网旋转。

7.如权利要求6所述的一种热固性环氧树脂的离子液体溶解回收装置，其特征在于，所述多级筛网（10）采用无级调速，根据待处理复合材料块料尺寸、反应器内离子液体与块料的固液比、反应温度及回收产物形态控制确定旋转速度。

8.如权利要求1或2所述的一种热固性环氧树脂的离子液体溶解回收装置，其特征在于，所述反应釜体（1）上设置有溶解液输入管（6）和溶解液输出管（7），所述溶解液采用离子液体。

9.如权利要求1或2所述的一种热固性环氧树脂的离子液体溶解回收装置，其特征在于，所述待处理热固性环氧树脂基复合材料为风机叶片。

10.如权利要求1或2所述的一种热固性环氧树脂的离子液体溶解回收装置，其特征在于，所述反应釜体（1）的内部设置有加热层（3），所述反应釜体（1）外部设置有保温层（2）。