CN103131042A - 一种铝塑分离剂及铝塑分离方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种铝塑分离剂，其组分包括甲酸和乙醇，其中甲酸与乙醇以体积比4:1～1:4混合而成；使用该分离剂对铝塑复合膜的分离方法，包括：将铝塑分离剂与水混合配置分离液，然后将清洗后的铝塑复合膜投入分离液中浸泡；浸泡后捞出，再依次经清洗、离心、干燥，即可。采用该分离剂与水混合形成的溶液对铝塑分离膜进行浸泡，不仅能够将铝塑复合膜中的铝和塑料高效的分离，而且对环境的腐蚀性和污染性及使用成本都大大降低，从而适用于对铝塑复合膜进行回收的工业化生产。

Description

一种铝塑分离剂及铝塑分离方法
技术领域
本发明属于铝塑材料分离技术领域，特别涉及一种用于对废弃铝塑复合膜中的铝和塑料进行分离的分离剂，同时还涉及使用该分离剂对铝塑复合膜的分离方法。
背景技术
铝塑复合膜具有良好的阻隔性能，不易破裂，外形美观，色彩鲜艳，清洁卫生，使用方便，抗皱性好等优点，已被广泛应用于仪器、药品、化学品及日用品的包装领域。但随着铝塑复合膜的大量应用，同时产生了大量的不可降解的废弃物，若处理不当，不仅损失了大量的铝和塑料资源，且对环境带来了巨大压力。
为解决废弃物污染与资源短缺之间的矛盾，很多国家都提出了循环经济模式。随着我国经济的迅速发展，包装废弃材料的数量也惊人的增长，其中便包括大量的铝塑复合膜材料，在资源日益匮乏和环保意识逐渐增强的今天，如果能够有效回收利用废弃铝塑复合膜中的铝和塑料，不但可以有效减轻对环境的污染，还可以带来可观的经济效益和社会效益。
目前国内对铝塑复合包装材料的分离方法主要有两种：机械分离法和化学分离法。其中机械分离法如巴西和西班牙采用等离子技术，通过电解惰性气体（氩）产生高温，使铝和塑料汽化从而得到高纯度的铝锭和石蜡，目前该工艺已比较成熟，但引进这套设备需要约400万欧元，投资巨大。化学分离法是指采用溶剂浸泡铝塑复合材料，破坏铝塑间的结合力，进而将铝和塑料分离的一种方法，这种方法成本较低、回收率较高，是对铝塑复合材料进行分离回收利用的重要发展方向。
机械分离法由于其高成本和低分离效率往往不被采用，在化学分离法中，通常使用的分离物质是酸或碱，其中以硝酸和氢氧化钠居多，但两者虽然侵蚀性好，但往往会对环境污染严重或对设备造成损坏，且在分离过程中铝会溶解较多，使回收率降低；另外有些人提出利用有机溶剂能使塑料溶胀，使用有机溶剂对铝塑复合膜进行分离，但经过试验发现，分离时间很长且回收率较低，可能与铝塑复合膜的制备方法有关，由于现有的铝塑复合膜主要有两种成型方法，塑料通过热压熔融后与铝粘结或通过强力有机粘合剂粘结，单纯依靠有机溶剂对塑料的溶胀性很难将铝塑复合膜分离，并且通常有机溶剂都有毒性、挥发性大等都对环境和操作人员造成伤害。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种铝塑分离剂及铝塑分离方法，采用该分离剂与水混合形成的溶液对铝塑分离膜进行近浸泡，不仅能够将铝塑复合膜中的铝和塑料高效的分离，而且对环境的腐蚀性和污染性及使用成本都大大降低，从而适用于对铝塑复合膜进行回收的工业化生产。
本发明的一种铝塑分离剂，其组分包括甲酸和乙醇，其中甲酸与乙醇以体积比4:1～1:4混合而成。
所述的铝塑分离剂中，甲酸与乙醇的优选体积比为1:1；
所述的铝塑分离剂中，还包括阴离子表面活性剂，该阴离子表面活性剂与混合液的质量体积比的0.01～0.25g：100ml，混合液为甲酸与乙醇按体积比4:1～1:4混合而成；
所述的阴离子表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基苯磺酸、十二烷基硫酸钠或十二烷基磺酸钠。
本发明的一种铝塑分离方法，包括：
（1）清洗：将铝塑复合膜进行清洗，除去表面吸附的灰尘杂质；
（2）配液：将上述铝塑分离剂与水混合配置分离液或直接将上述铝塑分离剂作为分离液，保持分离液温度在40～100℃的范围；
（3）浸泡：将清洗后的铝塑复合膜投入上述分离液中浸泡，浸泡时间为0.5～4h；
（4）出槽并清洗：将浸泡后的铝塑复合膜捞出，用清水除去铝塑分离膜表面残余的分离剂；
（5）粉碎并离心分离：将步骤（4）所得铝塑分离膜经粉碎处理后，放入离心机中进行离心分离；
（6）清洗干燥：将离心后的铝和塑料分别用清水进一步清洗，再进行干燥即可。
所述步骤（2）中的铝塑分离剂与水的体积比为1：0～1:9（当铝塑分离剂与水的体积比为1：0，即该步骤中直接将铝塑分离剂作为分离液）；
所述步骤（2）中的优选温度为50～80℃；
所述步骤（5）中的离心分离，转速为50～1200转/分，分离时间1～5min。。
目前市场上的铝塑分离膜中的塑料有聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）等，尤以聚乙烯和聚对苯二甲酸乙二醇酯居多，有时复合聚乙烯醇（PVA）或乙烯/乙烯醇共聚物（EVOH）以提高复合膜的阻隔性能。研究表明，利用该分离剂对铝塑复合膜分离有很好的分离效果，从理论上分析此分离剂具有以下特点：
1）本发明分离剂中的乙醇作为小分子可较快渗透进入聚合物内部，同时可使聚合物产生一定程度的溶胀，这样可以使聚合物与铝之间的粘结力减弱的同时使甲酸更快地渗透进入铝和塑料之间；
2）分离剂中所用的甲酸本身含有少量的水分，甲酸溶于水成酸性，渗透过塑料的甲酸可以将铝表层的少量三氧化二铝溶解，由于甲酸的酸性相对较弱，因此，相对无机强酸或强碱，甲酸在低浓度下有效溶解三氧化二铝层后几乎不会继续溶解单质铝，这样便实现了铝和塑料之间的分离；
3）通过在分离剂中添加少量表面活性剂，其作用是降低铝层和塑料层之间的界面张力，使其更容易分离。
有益效果
本发明所述分离剂中的甲酸和乙醇相比现有各种分离物质来说，因其自身相对中性的化学性质对环境的危害性较小，而且价格便宜，与水混合后使用更可大大降低生产成本，并且能获得很好的分离效果，因此适用于实现对铝塑复合膜进行分离的工业化生产。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
本实施例的铝塑分离剂主要由甲酸和乙醇混合制成，将0.01g十二烷基苯磺酸钠溶解于体积比为1:1（共50ml）的甲酸和乙醇混合液中，在容量瓶中加入铝塑复合膜，温度控制在50℃，两层塑料分离时间不同，一层较快约1.5h,另一侧约3.5h,这与两侧塑料的种类和粘附方式有关。
将分离后的铝塑复合膜捞出，用清水除去铝塑分离膜表面残余的分离剂；经粉碎处理后，放入离心机中进行离心分离；最后将离心后的铝和塑料分别用清水进一步清洗，干燥即可。
本实施例下分离结果统计入下表：
表1
试样质量/g 铝质量/g 塑料质量/g 总回收率/% 温度/℃ 分离时间/h
0.3267 0.0409 0.2855 99.91 50 3.5
实施例2
将0.01g十二烷基磺酸钠溶解于体积比为1:4（共50ml）的甲酸和乙醇为的混合溶液中，其他条件及过程同实施例一，铝塑复合膜一侧塑料约2h分离，另一侧约4h。
将分离后的铝塑复合膜捞出，用清水除去铝塑分离膜表面残余的分离剂；经粉碎处理后，放入离心机中进行离心分离；最后将离心后的铝和塑料分别用清水进一步清洗，干燥即可。
本实施例下分离结果统计入下表：
表2
试样质量/g 铝质量/g 塑料质量/g 总回收率/% 温度/℃ 分离时间/h
0.3146 0.0403 0.2725 99.43 50 4h
实施例3
将0.01g十二烷基苯磺酸溶解于体积比为4:1（共50ml）的甲酸和乙醇为的混合溶液中，其他条件及过程同实施例一，铝塑复合膜一侧塑料约1.5h分离，另一侧约2.5h。
将分离后的铝塑复合膜捞出，用清水除去铝塑分离膜表面残余的分离剂；经粉碎处理后，放入离心机中进行离心分离；最后将离心后的铝和塑料分别用清水进一步清洗，干燥即可。
本实施例下分离结果统计入下表：
表3
试样质量/g 铝质量/g 塑料质量/g 总回收率/% 温度/℃ 分离时间/h
0.3112 0.0357 0.2185 81.68 50 2.5
实施例4
采用实施例1所用设备及混合液组成,只是将温度升高为75℃,并用同一体系进行多次试验,以测定混合溶液的可重复利用性,其数据统计结果如下表所示:
表4
Figure BDA00002888802300041
从以上四组实验数据中可以看出,使用该分离剂对铝塑复合膜进行分离,可进行多次重复利用,且分离时间较快，铝和塑料回收率均较高。
实施例5
将0.025g十二烷基苯磺酸钠溶解于甲酸：乙醇：水体积比为1:1:8（总体积为50ml）的混合溶液中，将铝塑复合膜放入溶液中，温度控制约70℃，约3h实现铝和塑料的分离，并进行了多次重复测试，数据统计结果如下表：
表5
Figure BDA00002888802300052
该实施例中所用样品铝和塑料的含量与实施例1-4中的不同，其中铝含量约在15%，塑料含量约占85%，从表5可知，使用该体系也能较快实现对铝塑复合膜中铝和塑料的分离，且成本相对更低。
本发明中所述分离剂是在尝试各种已有专利或经过改进后效果不佳的基础上，经过多次试验探索，逐渐确定的，以上的实施例只是很少一部分，然其并非用以限定本发明的内容，任何熟悉此技艺者，在不脱离本发明的主要精神和内容范围内，当可作各种更动与润饰，因此发明的保护范围应以申请专利的实际权利要求范围为准。

Claims (8)

1.一种铝塑分离剂，其组分包括甲酸和乙醇，其中甲酸与乙醇以体积比4:1～1:4混合而成。
2.根据权利要求1所述的一种铝塑分离剂，其特征在于：所述的甲酸与乙醇的体积比为1:1。
3.根据权利要求1所述的一种铝塑分离剂，其特征在于：所述的铝塑分离剂中，还包括阴离子表面活性剂，该阴离子表面活性剂与混合液的质量体积比的0.01～0.25g：100ml，混合液为甲酸与乙醇按体积比4:1～1:4混合而成。
4.根据权利要求3所述的一种铝塑分离剂，其特征在于：所述的阴离子表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基苯磺酸、十二烷基硫酸钠或十二烷基磺酸钠。
5.一种使用权利要求1-4中任一项所述铝塑分离剂的铝塑分离方法，包括：
（1）清洗：将铝塑复合膜进行清洗，除去表面吸附的灰尘杂质；
（2）配液：将上述铝塑分离剂与水混合配置分离液或直接将上述铝塑分离剂作为分离液，保持分离液温度在40～100℃的范围；
（3）浸泡：将清洗后的铝塑复合膜投入上述分离液中浸泡，浸泡时间为0.5～4h；
（4）出槽并清洗：将浸泡后的铝塑复合膜捞出，用清水除去铝塑分离膜表面残余的分离剂；
（5）粉碎并离心分离：将步骤（4）所得铝塑分离膜经粉碎处理后，放入离心机中进行离心分离；
（6）清洗干燥：将离心后的铝和塑料分别用清水进一步清洗，再进行干燥即可。
6.根据权利要求5所述的一种铝塑分离方法，其特征在于：所述步骤（2）中的铝塑分离剂与水的体积比为1:0～1:9。
7.根据权利要求5所述的一种铝塑分离方法，其特征在于：所述步骤（2）中的温度为50～80℃。
8.根据权利要求5所述的一种铝塑分离方法，其特征在于：所述步骤（5）中的离心分离，转速为50～1200转/分，离心时间1～5min。
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