CN105711000A - 一种废旧塑料回收复合再生方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种废旧塑料回收复合再生的方法。该方法为将废旧塑料破碎料加热熔融，过滤杂质；然后将所得熔体进行冷却，在料温降到或开始低于塑料高弹态温度时，高压剪切研磨成细粉。本发明是一种双阶一步法连续稳定挤出高分散性的复合塑料粉末的设备，可解决多品种塑料混杂回收分拣繁琐困难的问题，并明显提高复合材料之间的相容性，增加其应用价值。

Description

一种废旧塑料回收复合再生方法

技术领域

本发明及一种废旧塑料回收复合再生的方法。

背景技术

废旧塑料的回收，是资源再生利用、绿色环保的重要手段，是当前逢勃发展的资源再生加工业。通常的废旧塑料回收工艺方法是熔融液态混合、液态挤出冷却造粒。

目前普遍存在的最大问题是：通常回收的废旧塑料往往品种混杂，难于分拣甚至无法分拣干净，彼此之间相容性差，若按照通常的熔融塑化、混合造粒的方法，获得的是粒状料，而且是杂色，物理性能低劣且不稳定，应用价值下降，为此往往需要采用添加昂贵的反应剂或称增容剂来改善，不但成本高且效果往往不理想，特别是混杂品种多的，更为严重。

上述问题出现的主要原因，是回收废旧塑料中各种组分分子链中存在着氢键，不同于普通塑料中的无机填料表面只有少数氢键、经表面活化处理后就能明显改善相容效果，而是在加工过程中由于剪切表面更新又出现新的未经处理的氢键，而无法提高各组分表面的相容性，致使复合材料的物理性能下䧏且稳定性差。

因此，如何通过一种高效、简易、低成本的方法来提高不同类塑料之间的相容性，对于回收再生塑料行业，十分重要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能连续稳定挤出粉碎的具有高分散性和相容性的复合塑料固体细粉末的方法，可解决多品种塑料混杂回收分拣繁琐困难的问题，并明显提高复合材料之间的相容性，增加其应用价值。

本发明所要解决的技术问题通过以下技术方案予以实现：

一种废旧塑料回收复合再生的方法，按如下步骤进行：

S1.将废旧塑料破碎料加热熔融，过滤杂质；

S2.将S1所得熔体进行冷却，在料温降到或开始低于塑料高弹态温度时，高压剪切研磨成细粉。

优选的，该方法按如下步骤进行：

S1.采用单螺杆塑化混合挤出机，对由加料口进入的废旧塑料破碎料进行输送加热剪切熔融，过滤杂质；

S2.将S1所得熔体挤入平行同向旋转双螺杆挤出机，在冷却系统的作用下冷却，使得熔体逐渐固化，在料温降到或开始低于塑料高弹态温度时，通过高压剪切机构进行研磨，逐渐形成已冷却至固态的复合塑料细粉。

进一步优选的，S1的单螺杆塑化混合挤出机内加装有熔体混合机构，该机构用于增强复合多组分材料的分散均匀度。

进一步优选的，所述高压剪切机构是安装于双螺杆头部处的一对互相啮合具有直齿或斜齿齿廓的元件。

本发明具有如下有益效果：

1、本发明是一种双阶一步法连续稳定挤出高分散性的复合塑料粉末的方法。第一阶单螺杆塑化混合挤出机能吃进大的复合废旧塑料破碎料，第二阶平行同向旋转双螺杆挤出机能吃进塑化好的软料，能够协调地实现连续稳定挤出，混合粉末大小均一，色彩均匀柔和，这些细粉末比双螺杆机里任何间隙都小，可直接用在塑料制品加工成型中。

2、本发明在熔体温度降到或开始低于塑料高弹态温度时，高压剪切研磨成细粉，研磨粉碎细化能提高回收料使用性能，其原理是，复合材料（多种回收塑料混杂）各组分微细化过程中，受到高压和高剪切作用，使均匀分散的各组分表面大量的化学键断裂而形成许多反应活性点（自由基），在获得高表面能的同时，自由基重新结合形成接枝或嵌段共聚物，实现原来互不相容的塑料组分相容了。本发明提供了由混合塑料直接加工成明显改善相容性获得良好物理机械性能的固体复合细粉的工艺方法及专用设备，为塑料改性生产中不相容塑料复合须添加昂贵的增容剂、特别为混杂难于分拣干净的废弃塑料再生应用找到一条有效解决的新路子，提高了再生塑料的应用价值，促进环保事业的发展 。

3、本发明把加热熔融混合、冷却挤压粉碎研磨两个不同的工艺通过对应的普通单螺杆与双螺杆挤出机双阶组合完成，所采用的设备是由通用的单螺杆挤出机和平行同向旋转双螺杆挤出机改造而成，实现能一步法连续稳定粉碎挤出具有高分散性和高相容性的固体再生塑料粉末，达到高效、简易、低成本的生产要求，提高了废旧塑料回收利用价值。这对于回收再生资源行业，十分有意义。

4、本发明把生产中混杂塑料先须加热塑化混合熔融后须冷却固化粉碎分开由两阶设备独立完成，既保证生产的连续性和稳定性，又消除工艺条件上互相干挠的因素，还解决了热量浪费的问题，具有明显的优越性。

附图说明

图1为本发明废旧塑料回收复合再生设备的结构示意图。

具体实施方式

下面通过附图和实施例对本发明进行详细的说明。

以下实施例所用设备为废旧塑料回收复合再生设备（如图1所示），是由通用的单螺杆挤出机和平行同向旋转双螺杆挤出机改造而成，包括单螺杆塑化混合挤出机1及平行同向旋转双螺杆挤出机2，该单螺杆塑化混合挤出机1的出料口与平行同向旋转双螺杆挤出机2的进料口连通，平行同向旋转双螺杆挤出机2的冷却系统可将从进料口挤入的熔体的温度降到或开始低于塑料高弹态温度，所述平行同向旋转双螺杆挤出机2的双螺杆头部处设有高压剪切机构。

为了提高复合多组分材料的分散均匀度，该单螺杆塑化混合挤出机1内加装有熔体混合机构，该熔体混合机构为靠近单螺杆塑化混合挤出机1的出料口的熔体销钉混合头11。

该平行同向旋转双螺杆挤出机2的高压剪切机构是安装于双螺杆头部处的一对互相啮合具有直齿或斜齿齿廓的元件21，用于将双螺杆输送过来的在冷却系统的作用下降到或开始低于塑料高弹态温度的废旧塑料剪切为细粉。

实施例1

如下表所示，选用HDPE桶、HDPE托架和LDPE电缆皮三种废旧回收料按质量比为2：2：1破碎混合后，加入直径75的单螺杆塑化混合挤出机（长径比为25：1），和直径50的平行同向旋转冷却固化粉碎双螺杆挤出机（长径比为36：1）组合成的生产线加工，获得20～50um的粉末。

具体步骤详述如下：

S1.采用单螺杆塑化混合挤出机，对由加料口进入的废旧塑料破碎料进行输送加热剪切熔融，混合，过滤杂质；单螺杆塑化混合挤出机内还加装有熔体混合机构，以增强复合多组分材料的分散均匀度。

S2.将S1所得熔体挤入平行同向旋转双螺杆挤出机，在冷却系统的作用下冷却，使得熔体逐渐固化，在料温降到或开始低于塑料高弹态温度时，通过高压剪切机构进行研磨，逐渐形成已冷却至固态的复合塑料细粉。该高压剪切机构是安装于双螺杆头部处的一对互相啮合具有直齿或斜齿齿廓的元件。

分別用此粉末、上述三种破碎料和按2：2：1混合由普通单螺杆挤出造粒机造成的复合料进行打样测试，获得物理机械性能数据，比较列表如下：

从表中所列数据可以看出，用本专利方法生产的复合再生塑料物理机械性能比普通再生造粒法全面显著提高 ，综合性能明显改善，性能稳定性好，也克服了三种破碎料各自的性能缺陷，适用范国和应用价值大幅提高。

实施例2

选用废旧塑料HDPE（检测获得其拉伸强度和冲击强度分別为18．27MPa和25．3J/m），用与其不相容的废旧PET混合（混合比例为40：60），采用实施例1的方法，加工出小于100um的细粉。

经检测，这种HDPE－PET混合物拉伸强度为27．3MPa，冲击强度为36．28J/m。说明这种工艺方法使塑料分子中大量的化学键的断裂形成许多反应活性点，这导致了一般不相容塑料变得相容了，这就是共混HDPE与PET性能好的原因。说明此种工艺方法不加昂贵的增容剂就可以生产出有用的新的或再生料共混物。

以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制，但凡采用等同替换或等效变换的形式所获得的技术方案，均应落在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种废旧塑料回收复合再生的方法，其特征在于，按如下步骤进行：

S1.将废旧塑料破碎料加热熔融，过滤杂质；

S2.将S1所得熔体进行冷却，在料温降到或开始低于塑料高弹态温度时，高压剪切研磨成细粉。

2.根据权利要求1所述的废旧塑料回收复合再生的方法，其特征在于，按如下步骤进行：

S1.采用单螺杆塑化混合挤出机，对由加料口进入的废旧塑料破碎料进行输送加热剪切熔融，过滤杂质；

S2.将S1所得熔体挤入平行同向旋转双螺杆挤出机，在冷却系统的作用下冷却，使得熔体逐渐固化，在料温降到或开始低于塑料高弹态温度时，通过高压剪切机构进行研磨，逐渐形成已冷却至固态的复合塑料细粉。

3.根据权利要求1所述的废旧塑料回收复合再生的方法，其特征在于：S1的单螺杆塑化混合挤出机内加装有熔体混合机构。

4.根据权利要求3所述的废旧塑料回收复合再生的方法，其特征在于：所述高压剪切机构是安装于双螺杆头部处的一对互相啮合具有直齿或斜齿齿廓的元件。