本發(fā)明涉及玻璃纖維及其制品回收利用領域,具體是一種玻璃纖維廢絲或制品常溫常壓再生玻璃纖維的方法,是將玻璃纖維或其制品浸泡在一種滲透降解脫漿劑中,使玻璃纖維表面浸潤劑溶脹剝離,分離出玻璃纖維、填料或其編織物,經(jīng)洗滌干燥后制得再生玻璃纖維,應用領域涉及國民經(jīng)濟的各個領域,其中電子、交通和建筑是最主要的三大應用領域。
背景技術:
玻璃纖維(gf,glassfiber或fiberglass)是一種性能優(yōu)異的無機非金屬材料,種類繁多,優(yōu)點是絕緣性好、耐熱性強、抗腐蝕性好,機械強度高,但缺點是性脆,耐磨性較差。它是以玻璃球或廢舊玻璃為原料經(jīng)高溫熔制、拉絲、絡紗、織布等工藝制造成的,其單絲的直徑為幾個微米到二十幾米個微米,相當于一根頭發(fā)絲的1/20-1/5,每束纖維原絲都由數(shù)百根甚至上千根單絲組成。由于玻璃纖維具有其他纖維材料所不具備的優(yōu)異特性,用途及其廣泛。玻璃纖維可以制成紗、布、帶、氈等各種制品,用作增強材料、電絕緣材料和絕熱保溫材料等,廣泛應用在風力發(fā)電、管道、汽車制造、航空航天、游艇、建筑、交通、電子、化工、環(huán)境工程等新興產(chǎn)業(yè),需求與全球gdp較相關。中國產(chǎn)業(yè)信息網(wǎng)發(fā)布的《2015-2020年中國玻璃纖維市場運行態(tài)勢分析及產(chǎn)業(yè)鏈投資價值預測報告》指出:根據(jù)過去十多年來全球玻纖紗產(chǎn)量增速與gdp增速的關系圖可以發(fā)現(xiàn)兩者高度相關。我們認為未來玻纖行業(yè)需求將伴隨著全球經(jīng)濟的緩慢復蘇而增長,年需求增速約5%;國內(nèi)人均使用量遠低于國外發(fā)達國家,需求增速將更快,預計在5-8%區(qū)間內(nèi)。
在全球產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移和市場需求的帶動下,我國玻纖行業(yè)快速發(fā)展,已形成完整的玻纖工業(yè)體系,2014年我國玻璃纖維紗產(chǎn)量已達521.26萬噸,同比增長5.3%,我國目前已成為世界玻璃纖維第一生產(chǎn)大國,在世界玻纖行業(yè)有著舉足輕重的地位。根據(jù)全球?qū)I(yè)研究機構lucintel在其《2012-2017全球玻璃纖維市場:趨勢、預測和機遇分析》調(diào)研報告中預測,2012-2017年間,玻璃纖維在復合材料市場中的總用量預計將以6.9%的年均復合增長率增長,2015年上半年,玻璃纖維行業(yè)主營業(yè)務收入715億元,同比增長8.65%;主營業(yè)務成本507億元,同比增長7.41%;實現(xiàn)利潤總額47.6億元,同比增幅高達26.39%。隨著高新技術的發(fā)展,傳統(tǒng)工業(yè)材料的更新?lián)Q代,玻璃纖維逐漸成為國民經(jīng)濟發(fā)展不可缺少的新材料,在經(jīng)濟生活中發(fā)揮著不可替代的作用,生產(chǎn)數(shù)量巨大的玻璃纖維同時會產(chǎn)生15%所有的廢玻璃纖維,按其廢棄原因可分為產(chǎn)業(yè)廢棄玻璃纖維和一般廢棄玻璃纖維。產(chǎn)業(yè)廢棄玻璃纖維來自于生產(chǎn)和成型過程中,主要是生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的相對純凈的邊角廢料、余料和廢品。一般廢棄玻璃纖維來自使用過程中,主要是達到壽命失去功能或未達到壽命而因運輸、施工、使用過程中偶然損壞的廢棄制品和因更新?lián)Q代淘汰下來的尚能使用的制品。玻璃纖維廢絲的成分與玻璃纖維成品的成分一樣,屬于無機非金屬材料中的硅酸鹽材料,其化學性質(zhì)穩(wěn)定,不腐爛、不燃燒,在自然界中不可降解。對于玻璃纖維廢絲,國外一般采用填坑深埋方法處理,多品種混堆使其成分復雜。國內(nèi)一般用作填料、高溫潤滑劑或?qū)⑵浠貭t融化后作玻璃制品,但處理量都非常小,所以,玻璃廢絲對環(huán)境的污染已成為國內(nèi)玻璃纖維工業(yè)企業(yè)的主要污染源之一,引起各有關部門的關注。
專利cn203018171u設計了一種廢玻璃纖維粉碎生產(chǎn)線專利cn202139816u設計了一種廢玻璃纖維地板;cn100436518c公開了一種回收玻璃纖維預浸料中酚醛樹脂和玻璃纖維的工藝方法,是將待回收的玻璃纖維預浸料用醇溶劑浸泡回收利用;利用玻璃廢絲,在800~1000℃溫度下燒結,可以制造出建筑裝飾用飾面磚,并能滿足建筑裝飾的使用要求;巨石集團桐鄉(xiāng)工廠采用以純廢絲為原料的環(huán)保玻璃纖維窯爐來生產(chǎn)新的玻璃纖維,從而實現(xiàn)玻璃纖維廢絲的循環(huán)利用。這種方法技術門檻高,投資費用大,對一些中小型玻璃纖維生產(chǎn)企業(yè)來說是很難做到的。因此,廢棄玻璃纖維及其制品的處理和利用技術,實現(xiàn)廢棄物的資源化已引起世界范圍內(nèi)的廣泛關注,如何安全有效地處理廢棄玻璃纖維成為當下玻璃纖維企業(yè)亟待解決的問題,也成了玻璃纖維企業(yè)自身發(fā)展的瓶頸。因此,如何實現(xiàn)玻璃纖維廢棄物回收和利用,也成為科研工作者共同關注的研究課題。
技術實現(xiàn)要素:
本發(fā)明涉及一種玻璃纖維廢絲或制品常溫常壓再生玻璃纖維的方法。本發(fā)明的目的是要解決廢棄玻璃纖維的綜合利用和玻璃纖維的再生利用問題,該方法是通過一種高效降解滲透液浸泡玻璃纖維,實現(xiàn)常溫常壓下玻璃纖維和樹脂基體的分離,再生得到廢棄玻璃纖維中的玻璃纖維、填料等。該方法的優(yōu)點是在常溫常壓下處理廢棄玻璃纖維,成功實現(xiàn)玻璃纖維的再生和玻璃纖維材料的環(huán)保利用,工藝流程簡單,不需要進行預加工,節(jié)省了破碎和粉碎的費用,不需要進行加熱,降低了能耗,而且再生玻璃纖維或填料不受腐蝕,纖維損傷小,表面處理干凈完全,實現(xiàn)高能耗、高附加值玻璃纖維材料的再生和玻璃纖維材料的循環(huán)利用。
一種玻璃纖維廢絲或制品常溫常壓再生玻璃纖維的方法。
1.一種玻璃纖維廢絲或制品常溫常壓再生玻璃纖維的方法,其特征是按照如下步驟進行:(1)將玻璃纖維生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的邊角廢料或玻璃纖維制品使用過程中產(chǎn)生的廢玻璃纖維制品收集、除雜、洗滌干燥;(2)將廢玻璃纖維浸入到滲透降解劑中在0-100°c浸泡0.2-40小時;(3)將已經(jīng)滲透完全的廢玻璃纖維混合物過濾、離心或膜分離除去脫漿廢液;(4)分離所得玻璃纖維進一步用水洗滌、干燥得到再生玻璃纖維;(5)滲透脫漿廢液可以用堿中和作為涂料或粘合劑的添加劑使用。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種玻璃纖維廢絲或制品常溫常壓再生玻璃纖維的方法,其特征在于所述的廢玻璃纖維是來自于玻璃纖維生產(chǎn)過程中的不合格產(chǎn)品、加工過程中的邊角廢料或者實際使用后產(chǎn)生的玻璃纖維垃圾廢物。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種玻璃纖維廢絲或制品常溫常壓再生玻璃纖維的方法,其特征在于所述的廢玻璃纖維或廢玻璃纖維制品則是無堿纖維(通稱e玻璃)、中堿纖維、高堿纖維、耐化學纖維、特種玻璃纖維;連續(xù)纖維、定長纖維、玻璃棉;短切纖維、空心纖維、玻璃纖維粉及磨細纖維;高強玻璃纖維、高模量玻璃纖維、耐高溫玻璃纖維、耐堿玻璃纖維、耐酸玻璃纖維、普通玻璃纖維;光學纖維、低介電常數(shù)玻璃纖維、電子纖維、導電纖維;玻璃布、玻璃帶、玻璃氈、玻璃紗。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種玻璃纖維廢絲或制品常溫常壓再生玻璃纖維的方法,其特征在于所述滲透降解劑是指氫溴酸、氫碘酸、濃硫酸、鹽酸、磷酸、重鉻酸鉀、重鉻酸鈉、高錳酸鉀、高錳酸鈉、二氧化錳、五氧化二釩、過氧化氫、過氧化鈉,四氫呋喃、二氧六環(huán)、c2-c15烷基醚或芳香醚、石油醚;乙酸乙酯、乙酸丁酯;丙酮、丁酮、環(huán)戊酮、環(huán)己酮,二甘醇、三甘醇、氯仿、脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、聚醚中的1種或2-20種的混合物,各成分質(zhì)量比例為1-99%。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種玻璃纖維廢絲或制品常溫常壓再生玻璃纖維的方法,其特征在于所述的再生玻璃纖維可以用于增強建筑、裝修或包裝材料用聚氨酯或聚苯乙烯。
6.根據(jù)權利要求1所述的一種玻璃纖維廢絲或制品常溫常壓再生玻璃纖維的方法,其特征在于所述再生玻璃纖維可以作為原料,再次回爐熔融拉絲制備新的玻璃纖維。
7.根據(jù)權利要求1所述的一種玻璃纖維廢絲或制品常溫常壓再生玻璃纖維的方法,其特征在于所述再生玻璃纖維可以和黏土、石膏、生石灰、熟石灰、水泥中的1種或2-5種混合,各成分質(zhì)量比例為1-99%,制備建筑或裝飾材料。
8.根據(jù)權利要求1所述的一種玻璃纖維廢絲或制品常溫常壓再生玻璃纖維的方法,其特征在于所述的再生玻璃纖維可以研磨成粉、紡織成布或短切制氈,用做增強材料。
本發(fā)明的經(jīng)濟效益十分明顯,常溫常壓解聚回收廢棄玻璃纖維所需設備成本低,又可以進行大尺寸纖維的連續(xù)處理,降低廢棄玻璃纖維材料堆積和保管費用的同時,并且減少對環(huán)境的污染。玻璃纖維是高能耗、高附加值產(chǎn)品,是一種涉及國民經(jīng)濟各個領域的大宗產(chǎn)品,玻璃纖維的高效循環(huán)利用,可以促進節(jié)能減排,實現(xiàn)環(huán)境效益、社會效益和經(jīng)濟效益的統(tǒng)一,促進循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展。
附圖說明
圖1:玻璃纖維廢絲再生玻璃纖維工藝流程。
圖2:玻璃纖維廢絲再生玻璃纖維圖片。
圖3:廢玻璃纖維掃描電鏡圖片(sem)。
圖4:再生玻璃纖維掃描電鏡圖片(sem)。
具體實施方式。
玻璃纖維再生工藝過程如圖1所示。
實施例1玻璃纖維回收利用。
將廢玻璃纖維廢絲放入相應尺寸的玻璃槽中,加入濃硫酸、烷基酚聚氧乙烯醚和四氫呋喃的混合液(8:1:1),將玻璃纖維浸沒,常溫靜止浸透2小時后,過濾分離取出玻璃纖維,用水洗滌多次至干凈,自然晾干或加熱烘干,得到再生玻璃纖維,收存?zhèn)溆?;浸透廢液蒸餾除去四氫呋喃,加入氫氧化鈉中和后,作為粘合劑或涂料的添加劑使用。
實施例2玻璃纖維回收利用。
將廢玻璃纖維氈放入相應尺寸的玻璃槽中,加入濃硫酸、石油醚和聚乙二醇400的混合液(7:2:1)將玻璃纖維浸沒,常溫靜止浸透1小時后,過濾取出玻璃纖維,用清水洗滌多次至干凈,自然晾干或加熱烘干,得到再生玻璃纖維,收存?zhèn)溆?;浸透廢液蒸餾除去石油醚后,加入氫氧化鈣中和后,作為粘合劑或涂料的添加劑使用。
實施例3玻璃纖維回收利用。
將玻璃纖維布放入相應尺寸的玻璃槽中,加入濃硫酸、脂肪醇聚氧乙烯醚和二氧六環(huán)的混合液(4:5:1),將玻璃纖維布浸沒,常溫靜止浸透2小時后,過濾取出玻璃纖維,用清水洗滌多次至干凈,自然晾干或加熱烘干,得到再生玻璃纖維,收存?zhèn)溆茫唤笍U液蒸餾除去二氧六環(huán)后,加入氧化鈣中和作為粘合劑或涂料的添加劑使用。
實施例4玻璃纖維回收利用。
將玻璃纖維廢絲短切后放入相應尺寸的玻璃槽中,加入濃硫酸、四氫呋喃、二氧六環(huán)的混合液(8:1:1),將玻璃纖維浸沒,常溫靜止條件下浸透1小時后,過濾取出玻璃纖維,用清水洗滌多次至干凈,自然晾干或加熱烘干,得到再生玻璃纖維,噴射固化成型,得到玻璃纖維短切氈;作為增強材料使用。浸透廢液蒸餾除去四氫呋喃和二氧六環(huán)后,加入氧化鈣中和作為粘合劑或涂料的添加劑使用。
實施例5玻璃纖維回收利用。
將玻璃纖維放入相應尺寸的玻璃槽中,加入濃硫酸、四氫呋喃和乙醚的混合液(8:1:1),將玻璃纖維浸沒,常溫靜止條件下浸透2小時后,離心分離取出玻璃纖維,用清水洗滌多次至干凈,自然晾干或加熱烘干,得到再生玻璃纖維,加入到玻璃纖維窯爐中,拉制玻璃纖維;浸透廢液蒸餾除去四氫呋喃和乙醚,再加入氫氧化鉀中和后,作為粘合劑或涂料的添加劑使用。
實施例6玻璃纖維回收利用。
將玻璃纖維廢絲短切后放入相應尺寸的玻璃槽中,加入濃硫酸、烷基酚聚氧乙烯醚、三甘醇的混合液(8:1:1),將玻璃纖維浸沒,常溫靜止浸透3小時后,過濾取出玻璃纖維,用清水洗滌多次至干凈,自然晾干或加熱烘干,得到再生玻璃纖維,加入到適當配比的聚苯乙烯珠狀(聚合物)、順丁烯二酸酐、e-44環(huán)氧樹脂、苯乙烯互溶均勻,配成具有適當粘度,依次加入引發(fā)劑和促進劑,攪勻,倒入玻璃模具中。膠料加入促進劑后,粘度增大較快,室溫凝膠化和固化成玻璃纖維增強聚苯乙烯板;浸透廢液加入氧化鎂中和后,作為粘合劑或涂料的添加劑使用。
實施例7玻璃纖維回收利用。
將廢玻璃纖維濾袋放入相應尺寸的玻璃槽中,加入濃硫酸、四氫呋喃、聚乙二醇800的混合液(7:2:1),將玻璃纖維袋浸沒,常溫攪拌條件下浸透1小時后,過濾或離心取出玻璃纖維,用清水洗滌多次至干凈,自然晾干或加熱烘干,得到再生玻璃纖維,將其投入熔爐中重新拉制玻璃纖維。
實施例8玻璃纖維回收利用。
將玻璃纖維廢絲放入相應尺寸的不銹鋼槽中,加入濃硫酸、四氫呋喃、甲苯的混合液(8:1:1),將玻璃纖維浸沒,常溫靜止浸透3小時后,過濾取出玻璃纖維,用清水洗滌多次至干凈,自然晾干或加熱烘干,得到再生玻璃纖維,浸透廢液蒸餾除去四氫呋喃和甲苯,再加入石灰、石膏混合均勻,壓制成型為建筑裝修用石膏板。
實施例9玻璃纖維回收利用。
將玻璃纖維廢絲放入相應尺寸的玻璃槽中,氫溴酸、二氧六環(huán)的混合液(4:5:1),將玻璃纖維浸沒,常溫靜止浸透2小時后,過濾取出玻璃纖維,用清水洗滌多次至干凈,自然晾干或加熱烘干,得到再生玻璃纖維,收存?zhèn)溆?;浸透廢液蒸餾除去二氧六環(huán),再加入氫氧化鈉中和后,作為粘合劑或涂料的添加劑使用。
實施例10玻璃纖維回收利用。
將廢玻璃纖維濾袋放入相應尺寸的玻璃槽中,加入氫碘酸、四氫呋喃、二氧六環(huán)的混合液(5:4:1),將玻璃纖維浸沒,常溫靜止浸透68小時后,離心取出玻璃纖維,用清水洗滌多次至干凈,自然晾干或加熱烘干,得到再生玻璃纖維,收存?zhèn)溆茫唤笍U液蒸餾除去四氫呋喃和二氧六環(huán),再加入氧化鉀中和后,作為粘合劑或涂料的添加劑使用。
實施例11廢玻璃纖維回收利用。
將廢玻璃纖維片材放入相應尺寸的玻璃槽中,加入氫溴酸、四氫呋喃、聚乙二醇400的混合液(5:3:2),將玻璃纖維浸沒,常溫攪拌條件下浸透72小時后,離心取出玻璃纖維,用清水洗滌多次至干凈,自然晾干或加熱烘干,得到再生玻璃纖維,收存?zhèn)溆?;浸透廢液蒸餾除去四氫呋喃,再加入氫氧化鉀中和后,作為粘合劑或涂料添加劑使用。
實施例12玻璃纖維回收利用。
將玻璃纖維氈放入相應尺寸的玻璃槽中,加入氫碘酸、四氫呋喃、三甘醇的混合液(6:3:1),將玻璃纖維浸沒,常溫攪拌條件下浸透5小時后,過濾取出玻璃纖維,用清水洗滌多次至干凈,自然晾干或加熱烘干,得到再生玻璃纖維,收存?zhèn)溆?;浸透廢液蒸餾除去四氫呋喃,再加入氧化鈉中和后,作為粘合劑或涂料的添加劑使用。
實施例13玻璃纖維回收利用。
將玻璃纖維廢絲放入相應尺寸的玻璃槽中,加入氫溴酸、甲苯、二氧六環(huán)的混合液(8:1:1),將玻璃纖維浸沒,常溫靜止浸透148小時后,過濾取出玻璃纖維,用清水洗滌多次至干凈,自然晾干或加熱烘干,得到再生玻璃纖維,收存?zhèn)溆?;浸透廢液蒸餾除去甲苯和二氧六環(huán),再加入氫氧化鈉中和后,作為粘合劑或涂料的添加劑使用。
實施例14玻璃纖維廢絲回收利用。
將玻璃纖維廢絲放入相應尺寸的不銹鋼槽中,加入濃硫酸將玻璃纖維浸沒,常溫靜止浸透4小時后,過濾取出玻璃纖維,用水清洗多次至干凈,自然晾干,得到再生玻璃纖維,收存?zhèn)溆?;浸透廢液中加入石灰與石膏后攪拌均勻,用于制備建筑裝修用膩子或裝修用石膏板。
實施例15玻璃纖維廢絲回收利用。
將玻璃纖維廢絲放入相應尺寸的陶瓷槽中,加入濃硫酸、二氧六環(huán)的混合液(8:2)將玻璃纖維浸沒,常溫靜止浸透2小時后,過濾取出玻璃纖維,用清水洗多次至干凈,自然晾干,得到再生玻璃纖維,收存?zhèn)溆?;浸透廢液加入石灰、水泥攪拌均勻,壓制成型干燥后用于鋪路或燒制路磚。
實施例16玻璃纖維廢絲回收利用。
將玻璃纖維廢絲放入相應尺寸的不銹鋼槽中,加入濃硫酸將玻璃纖維浸沒,常溫靜止浸透90小時后,過濾取出玻璃纖維,用水清洗多次至干凈,加熱烘干,得到再生玻璃纖維,收存?zhèn)溆?;浸透廢液再加入攪拌均勻,壓制成型后用于燒制建筑保溫磚。
實施例17玻璃纖維廢絲回收利用。
將玻璃纖維廢絲放入相應尺寸的不銹鋼槽中,加入濃硫酸將玻璃纖維浸沒,常溫靜止浸透8小時后,得到再生玻璃纖維和廢液混合物,再加入石灰與石膏后攪拌均勻,用于制備玻璃纖維增強石膏板。
實施例18環(huán)氧樹脂玻璃纖維回收利用。
將玻璃纖維廢絲放入相應尺寸的不銹鋼槽中,加入濃硫酸將玻璃纖維浸沒,常溫靜止浸透5小時后,得到玻璃纖維和廢液混合物,再加入石灰與水泥后攪拌均勻,用于鋪路或建筑裝修用路磚。
實施例19玻璃纖維廢絲回收利用。
將玻璃纖維廢絲放入相應尺寸的鐵槽中,加入氫溴酸、二氧六環(huán)的混合液(9:1)將玻璃纖維浸沒,常溫攪拌條件下浸透7小時后,過濾取出玻璃纖維,用清水洗多次至干凈,自然晾干,得到再生玻璃纖維,收存?zhèn)溆?;浸透廢液蒸餾除去二氧六環(huán)后加入黏土和石英攪拌均勻,壓制成型后用于燒制建筑保溫磚。
實施例20玻璃纖維廢絲回收利用。
將廢玻璃纖維濾袋放入相應尺寸的玻璃槽中,加入濃硫酸、氯仿混合液(6:1)將玻璃纖維浸沒,室溫攪拌浸透9小時后,過濾取出玻璃纖維,用水洗滌多次至干凈,自然晾干,得到再生玻璃纖維,收存?zhèn)溆茫唤笍U液蒸餾除去氯仿后,加入石灰與石膏后攪拌均勻,用于制備建筑裝修用石膏板。