CN107082581A - 一种玻璃纤维废丝或制品常温常压再生玻璃纤维的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种玻璃纤维废丝或制品常温常压再生玻璃纤维的方法。本发明的目的是要解决废弃玻璃纤维的综合利用和玻璃纤维的再生利用问题，该方法是通过一种高效渗透降解液浸泡玻璃纤维，实现常温常压下玻璃纤维和树脂基体的分离，再生得到废弃玻璃纤维中的玻璃纤维、填料等。该方法的优点是在常温常压下处理废弃玻璃纤维，成功实现玻璃纤维的再生和玻璃纤维材料的环保利用，工艺流程简单，不需要进行预加工，节省了破碎和粉碎的费用，不需要进行加热，降低了能耗，而且再生玻璃纤维或填料不受腐蚀，纤维损伤小，表面处理干净完全，实现高能耗、高附加值玻璃纤维材料的再生和玻璃纤维材料的循环利用。
Description
技术领域
本发明涉及玻璃纤维及其制品回收利用领域，具体是一种玻璃纤维废丝或制品常温常压再生玻璃纤维的方法，是将玻璃纤维或其制品浸泡在一种渗透降解脱浆剂中，使玻璃纤维表面浸润剂溶胀剥离，分离出玻璃纤维、填料或其编织物，经洗涤干燥后制得再生玻璃纤维，应用领域涉及国民经济的各个领域，其中电子、交通和建筑是最主要的三大应用领域。
背景技术
玻璃纤维（GF, glass fiber或fiberglass
）是一种性能优异的无机非金属材料，种类繁多，优点是绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好，机械强度高，但缺点是性脆，耐磨性较差。它是以玻璃球或废旧玻璃为原料经高温熔制、拉丝、络纱、织布等工艺制造成的，其单丝的直径为几个微米到二十几米个微米，相当于一根头发丝的
1/20-1/5 ，每束纤维原丝都由数百根甚至上千根单丝组成。由于玻璃纤维具有其他纤维材料所不具备的优异特性，用途及其广泛。玻璃纤维可以制成纱、布、带、毡等各种制品，用作增强材料、电绝缘材料和绝热保温材料等，广泛应用在风力发电、管道、汽车制造、航空航天、游艇、建筑、交通、电子、化工、环境工程等新兴产业，需求与全球GDP 较相关。中国产业信息网发布的《2015-2020年中国玻璃纤维市场运行态势分析及产业链投资价值预测报告》指出：根据过去十多年来全球玻纤纱产量增速与GDP 增速的关系图可以发现两者高度相关。我们认为未来玻纤行业需求将伴随着全球经济的缓慢复苏而增长，年需求增速约5%；国内人均使用量远低于国外发达国家，需求增速将更快，预计在5-8%区间内。
在全球产业转移和市场需求的带动下，我国玻纤行业快速发展，已形成完整的玻纤工业体系，2014年我国玻璃纤维纱产量已达521.26万吨，同比增长5.3%，我国目前已成为世界玻璃纤维第一生产大国，在世界玻纤行业有着举足轻重的地位。根据全球专业研究机构 Lucintel在其《2012-2017 全球玻璃纤维市场：趋势、预测和机遇分析》调研报告中预测，2012-2017 年间，玻璃纤维在复合材料市场中的总用量预计将以 6.9%的年均复合增长率增长，2015年上半年，玻璃纤维行业主营业务收入715亿元，同比增长8.65%；主营业务成本507亿元，同比增长7.41%；实现利润总额47.6亿元，同比增幅高达26.39%。随着高新技术的发展，传统工业材料的更新换代，玻璃纤维逐渐成为国民经济发展不可缺少的新材料，在经济生活中发挥着不可替代的作用，生产数量巨大的玻璃纤维同时会产生15%所有的废玻璃纤维，按其废弃原因可分为产业废弃玻璃纤维和一般废弃玻璃纤维。产业废弃玻璃纤维来自于生产和成型过程中，主要是生产过程中产生的相对纯净的边角废料、余料和废品。一般废弃玻璃纤维来自使用过程中，主要是达到寿命失去功能或未达到寿命而因运输、施工、使用过程中偶然损坏的废弃制品和因更新换代淘汰下来的尚能使用的制品。玻璃纤维废丝的成分与玻璃纤维成品的成分一样，属于无机非金属材料中的硅酸盐材料，其化学性质稳定，不腐烂、不燃烧，在自然界中不可降解。对于玻璃纤维废丝，国外一般采用填坑深埋方法处理，多品种混堆使其成分复杂。国内一般用作填料、高温润滑剂或将其回炉融化后作玻璃制品，但处理量都非常小，所以，玻璃废丝对环境的污染已成为国内玻璃纤维工业企业的主要污染源之一，引起各有关部门的关注。
专利CN 203018171 U设计了一种废玻璃纤维粉碎生产线专利CN202139816U设计了一种废玻璃纤维地板；CN100436518C公开了一种回收玻璃纤维预浸料中酚醛树脂和玻璃纤维的工艺方法，是将待回收的玻璃纤维预浸料用醇溶剂浸泡回收利用；利用玻璃废丝，在800~1000℃温度下烧结，可以制造出建筑装饰用饰面砖，并能满足建筑装饰的使用要求；巨石集团桐乡工厂采用以纯废丝为原料的环保玻璃纤维窑炉来生产新的玻璃纤维，从而实现玻璃纤维废丝的循环利用。这种方法技术门槛高，投资费用大，对一些中小型玻璃纤维生产企业来说是很难做到的。因此，废弃玻璃纤维及其制品的处理和利用技术，实现废弃物的资源化已引起世界范围内的广泛关注，如何安全有效地处理废弃玻璃纤维成为当下玻璃纤维企业亟待解决的问题，也成了玻璃纤维企业自身发展的瓶颈。因此，如何实现玻璃纤维废弃物回收和利用，也成为科研工作者共同关注的研究课题。
发明内容
本发明涉及一种玻璃纤维废丝或制品常温常压再生玻璃纤维的方法。本发明的目的是要解决废弃玻璃纤维的综合利用和玻璃纤维的再生利用问题，该方法是通过一种高效降解渗透液浸泡玻璃纤维，实现常温常压下玻璃纤维和树脂基体的分离，再生得到废弃玻璃纤维中的玻璃纤维、填料等。该方法的优点是在常温常压下处理废弃玻璃纤维，成功实现玻璃纤维的再生和玻璃纤维材料的环保利用，工艺流程简单，不需要进行预加工，节省了破碎和粉碎的费用，不需要进行加热，降低了能耗，而且再生玻璃纤维或填料不受腐蚀，纤维损伤小，表面处理干净完全，实现高能耗、高附加值玻璃纤维材料的再生和玻璃纤维材料的循环利用。
一种玻璃纤维废丝或制品常温常压再生玻璃纤维的方法。
1.一种玻璃纤维废丝或制品常温常压再生玻璃纤维的方法，其特征是按照如下步骤进行：（1)将玻璃纤维生产过程中产生的边角废料或玻璃纤维制品使用过程中产生的废玻璃纤维制品收集、除杂、洗涤干燥；（2)将废玻璃纤维浸入到渗透降解剂中在0-100°C浸泡0.2-40小时；（3)将已经渗透完全的废玻璃纤维混合物过滤、离心或膜分离除去脱浆废液；（4）分离所得玻璃纤维进一步用水洗涤、干燥得到再生玻璃纤维；（5）渗透脱浆废液可以用碱中和作为涂料或粘合剂的添加剂使用。
2. 根据权利要求1所述的一种玻璃纤维废丝或制品常温常压再生玻璃纤维的方法，其特征在于所述的废玻璃纤维是来自于玻璃纤维生产过程中的不合格产品、加工过程中的边角废料或者实际使用后产生的玻璃纤维垃圾废物。
3. 根据权利要求1所述的一种玻璃纤维废丝或制品常温常压再生玻璃纤维的方法，其特征在于所述的废玻璃纤维或废玻璃纤维制品则是无碱纤维(通称E玻璃)、中碱纤维、高碱纤维、耐化学纤维、特种玻璃纤维；连续纤维、定长纤维、玻璃棉；短切纤维、空心纤维、玻璃纤维粉及磨细纤维；高强玻璃纤维、高模量玻璃纤维、耐高温玻璃纤维、耐碱玻璃纤维、耐酸玻璃纤维、普通玻璃纤维；光学纤维、低介电常数玻璃纤维、电子纤维、导电纤维；玻璃布、玻璃带、玻璃毡、玻璃纱。
4.根据权利要求1所述的一种玻璃纤维废丝或制品常温常压再生玻璃纤维的方法，其特征在于所述渗透降解剂是指氢溴酸、氢碘酸、浓硫酸、盐酸、磷酸、重铬酸钾、重铬酸钠、高锰酸钾、高锰酸钠、二氧化锰、五氧化二钒、过氧化氢、过氧化钠，四氢呋喃、二氧六环、C2-C15烷基醚或芳香醚、石油醚；乙酸乙酯、乙酸丁酯；丙酮、丁酮、环戊酮、环己酮，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种 或2-20种的混合物，各成分质量比例为1-99%。
5.根据权利要求1所述的一种玻璃纤维废丝或制品常温常压再生玻璃纤维的方法，其特征在于所述的再生玻璃纤维可以用于增强建筑、装修或包装材料用聚氨酯或聚苯乙烯。
6.根据权利要求1所述的一种玻璃纤维废丝或制品常温常压再生玻璃纤维的方法，其特征在于所述再生玻璃纤维可以作为原料，再次回炉熔融拉丝制备新的玻璃纤维。
7.根据权利要求1所述的一种玻璃纤维废丝或制品常温常压再生玻璃纤维的方法，其特征在于所述再生玻璃纤维可以和黏土、石膏、生石灰、熟石灰、水泥中的1种或2-5种混合，各成分质量比例为1-99%，制备建筑或装饰材料。
8. 根据权利要求1所述的一种玻璃纤维废丝或制品常温常压再生玻璃纤维的方法，其特征在于所述的再生玻璃纤维可以研磨成粉、纺织成布或短切制毡，用做增强材料。
本发明的经济效益十分明显，常温常压解聚回收废弃玻璃纤维所需设备成本低，又可以进行大尺寸纤维的连续处理，降低废弃玻璃纤维材料堆积和保管费用的同时，并且减少对环境的污染。玻璃纤维是高能耗、高附加值产品，是一种涉及国民经济各个领域的大宗产品，玻璃纤维的高效循环利用，可以促进节能减排，实现环境效益、社会效益和经济效益的统一，促进循环经济发展。
附图说明
图1：玻璃纤维废丝再生玻璃纤维工艺流程。
图2：玻璃纤维废丝再生玻璃纤维图片。
图3：废玻璃纤维扫描电镜图片（SEM）。
图4：再生玻璃纤维扫描电镜图片（SEM）。
具体实施方式。
玻璃纤维再生工艺过程如图1所示。
实施例
1
玻璃纤维回收利用。
将废玻璃纤维废丝放入相应尺寸的玻璃槽中，加入浓硫酸、烷基酚聚氧乙烯醚和四氢呋喃的混合液（8:1:1），将玻璃纤维浸没，常温静止浸透2小时后，过滤分离取出玻璃纤维，用水洗涤多次至干净，自然晾干或加热烘干，得到再生玻璃纤维，收存备用；浸透废液蒸馏除去四氢呋喃，加入氢氧化钠中和后，作为粘合剂或涂料的添加剂使用。
实施例
2
玻璃纤维回收利用。
将废玻璃纤维毡放入相应尺寸的玻璃槽中，加入浓硫酸、石油醚和聚乙二醇400的混合液（7:2:1）将玻璃纤维浸没，常温静止浸透1小时后，过滤取出玻璃纤维，用清水洗涤多次至干净，自然晾干或加热烘干，得到再生玻璃纤维，收存备用；浸透废液蒸馏除去石油醚后，加入氢氧化钙中和后，作为粘合剂或涂料的添加剂使用。
实施例
3
玻璃纤维回收利用。
将玻璃纤维布放入相应尺寸的玻璃槽中，加入浓硫酸、脂肪醇聚氧乙烯醚和二氧六环的混合液（4:5:1），将玻璃纤维布浸没，常温静止浸透2小时后，过滤取出玻璃纤维，用清水洗涤多次至干净，自然晾干或加热烘干，得到再生玻璃纤维，收存备用；浸透废液蒸馏除去二氧六环后，加入氧化钙中和作为粘合剂或涂料的添加剂使用。
实施例
4
玻璃纤维回收利用。
将玻璃纤维废丝短切后放入相应尺寸的玻璃槽中，加入浓硫酸、四氢呋喃、二氧六环的混合液（8:1:1），将玻璃纤维浸没，常温静止条件下浸透1小时后，过滤取出玻璃纤维，用清水洗涤多次至干净，自然晾干或加热烘干，得到再生玻璃纤维，喷射固化成型，得到玻璃纤维短切毡；作为增强材料使用。浸透废液蒸馏除去四氢呋喃和二氧六环后，加入氧化钙中和作为粘合剂或涂料的添加剂使用。
实施例
5
玻璃纤维回收利用。
将玻璃纤维放入相应尺寸的玻璃槽中，加入浓硫酸、四氢呋喃和乙醚的混合液（8:1:1），将玻璃纤维浸没，常温静止条件下浸透2小时后，离心分离取出玻璃纤维，用清水洗涤多次至干净，自然晾干或加热烘干，得到再生玻璃纤维，加入到玻璃纤维窑炉中，拉制玻璃纤维；浸透废液蒸馏除去四氢呋喃和乙醚，再加入氢氧化钾中和后，作为粘合剂或涂料的添加剂使用。
实施例
6
玻璃纤维回收利用。
将玻璃纤维废丝短切后放入相应尺寸的玻璃槽中，加入浓硫酸、烷基酚聚氧乙烯醚、三甘醇的混合液（8:1:1），将玻璃纤维浸没，常温静止浸透3小时后，过滤取出玻璃纤维，用清水洗涤多次至干净，自然晾干或加热烘干，得到再生玻璃纤维，加入到适当配比的聚苯乙烯珠状(聚合物)、顺丁烯二酸酐、E-44环氧树脂、苯乙烯互溶均匀, 配成具有适当粘度,依次加入引发剂和促进剂, 搅匀, 倒入玻璃模具中。胶料加入促进剂后, 粘度增大较快，室温凝胶化和固化成玻璃纤维增强聚苯乙烯板；浸透废液加入氧化镁中和后，作为粘合剂或涂料的添加剂使用。
实施例
7
玻璃纤维回收利用。
将废玻璃纤维滤袋放入相应尺寸的玻璃槽中，加入浓硫酸、四氢呋喃、聚乙二醇800的混合液（7:2:1），将玻璃纤维袋浸没，常温搅拌条件下浸透1小时后，过滤或离心取出玻璃纤维，用清水洗涤多次至干净，自然晾干或加热烘干，得到再生玻璃纤维，将其投入熔炉中重新拉制玻璃纤维。
实施例
8
玻璃纤维回收利用。
将玻璃纤维废丝放入相应尺寸的不锈钢槽中，加入浓硫酸、四氢呋喃、甲苯的混合液（8:1:1），将玻璃纤维浸没，常温静止浸透3小时后，过滤取出玻璃纤维，用清水洗涤多次至干净，自然晾干或加热烘干，得到再生玻璃纤维，浸透废液蒸馏除去四氢呋喃和甲苯，再加入石灰、石膏混合均匀，压制成型为建筑装修用石膏板。
实施例
9
玻璃纤维回收利用。
将玻璃纤维废丝放入相应尺寸的玻璃槽中，氢溴酸、二氧六环的混合液（4:5:1），将玻璃纤维浸没，常温静止浸透2小时后，过滤取出玻璃纤维，用清水洗涤多次至干净，自然晾干或加热烘干，得到再生玻璃纤维，收存备用；浸透废液蒸馏除去二氧六环，再加入氢氧化钠中和后，作为粘合剂或涂料的添加剂使用。
实施例
10
玻璃纤维回收利用。
将废玻璃纤维滤袋放入相应尺寸的玻璃槽中，加入氢碘酸、四氢呋喃、二氧六环的混合液（5:4:1），将玻璃纤维浸没，常温静止浸透68小时后，离心取出玻璃纤维，用清水洗涤多次至干净，自然晾干或加热烘干，得到再生玻璃纤维，收存备用；浸透废液蒸馏除去四氢呋喃和二氧六环，再加入氧化钾中和后，作为粘合剂或涂料的添加剂使用。
实施例
11
废玻璃纤维回收利用。
将废玻璃纤维片材放入相应尺寸的玻璃槽中，加入氢溴酸、四氢呋喃、聚乙二醇400的混合液（5:3:2），将玻璃纤维浸没，常温搅拌条件下浸透72小时后，离心取出玻璃纤维，用清水洗涤多次至干净，自然晾干或加热烘干，得到再生玻璃纤维，收存备用；浸透废液蒸馏除去四氢呋喃，再加入氢氧化钾中和后，作为粘合剂或涂料添加剂使用。
实施例
12
玻璃纤维回收利用。
将玻璃纤维毡放入相应尺寸的玻璃槽中，加入氢碘酸、四氢呋喃、三甘醇的混合液（6:3:1），将玻璃纤维浸没，常温搅拌条件下浸透5小时后，过滤取出玻璃纤维，用清水洗涤多次至干净，自然晾干或加热烘干，得到再生玻璃纤维，收存备用；浸透废液蒸馏除去四氢呋喃，再加入氧化钠中和后，作为粘合剂或涂料的添加剂使用。
实施例
13
玻璃纤维回收利用。
将玻璃纤维废丝放入相应尺寸的玻璃槽中，加入氢溴酸、甲苯、二氧六环的混合液（8:1:1），将玻璃纤维浸没，常温静止浸透148小时后，过滤取出玻璃纤维，用清水洗涤多次至干净，自然晾干或加热烘干，得到再生玻璃纤维，收存备用；浸透废液蒸馏除去甲苯和二氧六环，再加入氢氧化钠中和后，作为粘合剂或涂料的添加剂使用。
实施例
14
玻璃纤维废丝回收利用。
将玻璃纤维废丝放入相应尺寸的不锈钢槽中，加入浓硫酸将玻璃纤维浸没，常温静止浸透4小时后，过滤取出玻璃纤维，用水清洗多次至干净，自然晾干，得到再生玻璃纤维，收存备用；浸透废液中加入石灰与石膏后搅拌均匀，用于制备建筑装修用腻子或装修用石膏板。
实施例
15
玻璃纤维废丝回收利用。
将玻璃纤维废丝放入相应尺寸的陶瓷槽中，加入浓硫酸、二氧六环的混合液（8:2）将玻璃纤维浸没，常温静止浸透2小时后，过滤取出玻璃纤维，用清水洗多次至干净，自然晾干，得到再生玻璃纤维，收存备用；浸透废液加入石灰、水泥搅拌均匀，压制成型干燥后用于铺路或烧制路砖。
实施例
16
玻璃纤维废丝回收利用。
将玻璃纤维废丝放入相应尺寸的不锈钢槽中，加入浓硫酸将玻璃纤维浸没，常温静止浸透90小时后，过滤取出玻璃纤维，用水清洗多次至干净，加热烘干，得到再生玻璃纤维，收存备用；浸透废液再加入搅拌均匀，压制成型后用于烧制建筑保温砖。
实施例
17
玻璃纤维废丝回收利用。
将玻璃纤维废丝放入相应尺寸的不锈钢槽中，加入浓硫酸将玻璃纤维浸没，常温静止浸透8小时后，得到再生玻璃纤维和废液混合物，再加入石灰与石膏后搅拌均匀，用于制备玻璃纤维增强石膏板。
实施例
18
环氧树脂玻璃纤维回收利用。
将玻璃纤维废丝放入相应尺寸的不锈钢槽中，加入浓硫酸将玻璃纤维浸没，常温静止浸透5小时后，得到玻璃纤维和废液混合物，再加入石灰与水泥后搅拌均匀，用于铺路或建筑装修用路砖。
实施例
19
玻璃纤维废丝回收利用。
将玻璃纤维废丝放入相应尺寸的铁槽中，加入氢溴酸、二氧六环的混合液（9:1）将玻璃纤维浸没，常温搅拌条件下浸透7小时后，过滤取出玻璃纤维，用清水洗多次至干净，自然晾干，得到再生玻璃纤维，收存备用；浸透废液蒸馏除去二氧六环后加入黏土和石英搅拌均匀，压制成型后用于烧制建筑保温砖。
实施例
20
玻璃纤维废丝回收利用。
将废玻璃纤维滤袋放入相应尺寸的玻璃槽中，加入浓硫酸、氯仿混合液（6:1）将玻璃纤维浸没，室温搅拌浸透9小时后，过滤取出玻璃纤维，用水洗涤多次至干净，自然晾干，得到再生玻璃纤维，收存备用；浸透废液蒸馏除去氯仿后，加入石灰与石膏后搅拌均匀，用于制备建筑装修用石膏板。
Claims (8)
1.一种玻璃纤维废丝或制品常温常压再生玻璃纤维的方法，其特征是按照如下步骤进行：（1)将玻璃纤维生产过程中产生的边角废料或玻璃纤维制品使用过程中产生的废玻璃纤维制品收集、除杂、洗涤干燥；（2)将废玻璃纤维浸入到渗透降解剂中在0-100°C浸泡0.2-40小时；（3)将已经渗透完全的废玻璃纤维混合物过滤、离心或膜分离除去脱浆废液；（4）分离所得玻璃纤维进一步用水洗涤、干燥得到再生玻璃纤维；（5）渗透脱浆废液可以用碱中和作为涂料或粘合剂的添加剂使用。
2.根据权利要求1所述的一种玻璃纤维废丝或制品常温常压再生玻璃纤维的方法，其特征在于所述的废玻璃纤维是来自于玻璃纤维生产过程中的不合格产品、加工过程中的边角废料或者实际使用后产生的玻璃纤维垃圾废物。
3.根据权利要求1所述的一种玻璃纤维废丝或制品常温常压再生玻璃纤维的方法，其特征在于所述的废玻璃纤维或废玻璃纤维制品是指无碱纤维(通称E玻璃)、中碱纤维、高碱纤维、耐化学纤维、特种玻璃纤维；连续纤维、定长纤维、玻璃棉；短切纤维、空心纤维、玻璃纤维粉及磨细纤维；高强玻璃纤维、高模量玻璃纤维、耐高温玻璃纤维、耐碱玻璃纤维、耐酸玻璃纤维、普通玻璃纤维；光学纤维、低介电常数玻璃纤维、电子纤维、导电纤维；玻璃布、玻璃带、玻璃毡或玻璃纱。
4.根据权利要求1所述的一种玻璃纤维废丝或制品常温常压再生玻璃纤维的方法，其特征在于所述渗透降解剂是指氢溴酸、氢碘酸、浓硫酸、盐酸、磷酸、重铬酸钾、重铬酸钠、高锰酸钾、高锰酸钠、二氧化锰、五氧化二钒、过氧化氢、过氧化钠，四氢呋喃、二氧六环、C2-C15烷基醚或芳香醚、石油醚，乙酸乙酯、乙酸丁酯；丙酮、丁酮、环戊酮、环己酮；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种 或2-20种的混合物，各成分质量比例为1-99%。
5.根据权利要求1所述的一种玻璃纤维废丝或制品常温常压再生玻璃纤维的方法，其特征在于所述的再生玻璃纤维可以用于增强建筑、装修或包装材料用聚氨酯或聚苯乙烯。
6.根据权利要求1所述的一种玻璃纤维废丝或制品常温常压再生玻璃纤维的方法，其特征在于所述再生玻璃纤维可以作为原料，再次回炉熔融拉丝制备新的玻璃纤维。
7.根据权利要求1所述的一种玻璃纤维废丝或制品常温常压再生玻璃纤维的方法，其特征在于所述再生玻璃纤维可以和黏土、石膏、生石灰、熟石灰、水泥中的1种或2-5种混合，各成分质量比例为1-99%，制备建筑或装饰材料。
8.根据权利要求1所述的一种玻璃纤维废丝或制品常温常压再生玻璃纤维的方法，其特征在于所述的再生玻璃纤维可以研磨成粉、纺织成布、短切或制毡，用做增强材料。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20170822 |
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