CN106608006A - 一种聚烯烃发泡材料回收利用方法及设备 - Google Patents

Abstract

本发明属于发泡材料回收利用技术领域，特别涉及一种聚烯烃发泡材料回收利用方法及设备，将聚烯烃发泡材料粉碎搅拌，搅拌过程中加入胶黏剂和增强纤维，形成成型待用材料，然后将成型待用材料放入加热加压容器中成型，获得聚烯烃粉碎料发泡产品，该产品可广泛应用于保温、缓冲、包装等领域。本发明不仅成功解决了交联聚烯烃发泡材料不能回收再利用的技术难题，而且生产成本低，是聚烯烃交联发泡领域保护环境、发展循环经济、践行可持续发展理念的关键性技术。

Description

一种聚烯烃发泡材料回收利用方法及设备

技术领域

本发明属于发泡材料回收利用技术领域，特别涉及一种聚烯烃发泡材料回收利用方法及设备。

背景技术

聚烯烃泡沫塑料是聚烯烃与发泡剂、交联剂共混、挤出片材后经加热发泡而成。聚烯烃泡沫塑料具有许多独特的性能，例如，强韧、有挠性、耐摩擦，有优异的绝缘、隔热和耐老化性能。聚烯烃泡沫塑料能部分代替目前应用较广的聚苯乙烯和聚氨酯泡沫塑料，且以它特有的性能，广泛应用于汽车、房屋隔热材料，运动垫、精密仪器设备的包装材料等领域。因为聚烯烃发泡材料已经发生交联，生产过程和产品深加工过程中产生的边角料和产品报废后回收料无法像常规聚烯烃材料一样再次熔融造粒进行回收利用，造成了废料堆积和环境污染，给相关企业乃至整个行业造成了经济和环境压力。

发明内容

本发明要解决的问题是克服背景技术的不足，提供一种聚烯烃发泡材料回收利用方法以及用到的设备。

本发明是通过以下技术方案来实现的，其中本发明保护一种聚烯烃发泡材料回收利用方法，该方法包括以下步骤：

（1）将待回收利用的聚烯烃发泡材料粉碎，聚烯烃发泡材料粉碎后的片材直径为0.1-15cm；

（2）将粉粹后的聚烯烃发泡材料投入搅拌机内搅拌，搅拌过程中不断喷入胶黏剂，形成成型待用材料，其中搅拌机内的粉粹后的聚烯烃发泡材料、胶黏剂的质量份数比为：100:（5-25）；

（3）将成型待用材料放入加热加压容器内，加热过程中持续加压，使成型待用材料粘结为一个整体，压缩至所需高度和造型，其中加热温度为85℃-120℃；

（4）将加热压缩后的成型待用材料冷却降温至80℃以下，获得最终产品，即聚烯烃粉碎料发泡产品。

进一步的，为了进一步增强最终产品的张力，在步骤（2）中，搅拌过程中还可以同时不断喷入增强纤维，其中搅拌机内的粉粹后的聚烯烃发泡材料、胶黏剂、增强纤维的质量份数比为：100:（5-25）：（0-10）。

优选的，所述胶黏剂为液体胶黏剂或胶黏剂粉。

所述胶黏剂粉可以为乙烯-醋酸乙烯共聚树脂微粉或聚乙烯粉末，但不限于此。

所述增强纤维可以为短切天然纤维或人造聚烯烃纤维，但不限于此。

所述人造聚烯烃纤维可以为天然麻纤维或人造草丝纤维，但不限于此。

在上述步骤（3）中所述的加热加压容器可以有多种结构，只要能实现加热和加压功能的容器或设备均在本发明的保护范围内，作为优选的，在步骤（3）中所述的加热加压容器为热空气循环加热装置，所述热空气循环加热装置包括四周设有保温层的成型箱，成型箱底部设有气体接入温度压力均衡层，气体接入温度压力均衡层上面为带孔金属板；成型箱上端开口匹配有边缘设有密封橡胶垫的上盖，上盖上连接有导柱，导柱上设有刻度，上盖上连接液压缸，上盖一侧设有一气体连通开关；所述气体连通开关一端与上盖内部相通，另一端与过滤器相通，过滤器通过管道依次与鼓风机、加热源连接，加热源通过管道与气体接入温度压力均衡层连接；所述过滤器下端设有反向溢流阀。

进一步的，所述加热源热风出口处设有恒温传感器，上盖处设有温度传感器。

进一步的，所述上盖处设有溢流阀，加热源与气体接入温度压力均衡层管道连接处设有溢流阀和压力表，两处的溢流阀用来表征气体在物料中的流动速率。

上述步骤（3）中所述的加热加压容器也可为压制成型模具，所述压制成型模具包括上模和下模，上模和下模之间压紧形成封闭模腔，上模下部和下模上部分别设有带有透气孔的上隔板和下隔板，上模顶部至上隔板之间设有入气口，下模底部至下隔板之间设有出气口，压制成型模具设有加热系统和加压系统。

本发明的有益效果：

1、本发明将不可回收利用的交联聚烯烃发泡废料，转换生产为可作为缓冲、隔热等用途的发泡块状材料，这种材料可作为生产垫类产品、建筑和农业生产领域的保温材料以及现代物流业的包装缓冲材料使用，应用市场非常庞大，具有十分可观的经济和社会价值；

2、该发明实现了固体废弃物向生产资源的转化，发展了循环经济、绿色经济，有利于保护环境；

3、本发明可以通过调整粉碎聚烯烃发泡材料颗粒大小和压缩倍率实现最终产品整体弹性的大小；

4、本发明通过搅拌，可以轻易的将不同发泡倍率、不同力学性能的聚烯烃发泡材料粘结在一起，形成宏观力学性能均匀的材料，且不会因不同倍率材料的热膨胀系数不同造成宏观结构的热变形，这点在使用聚烯烃发泡片材生产的大面积运动缓冲垫上优势尤其明显；

5、可以通过调整粉碎聚烯烃发泡材料颗粒的大小、投料量、胶黏剂用量和压缩体积的大小来调整产品的宏观力学性能；

6、可以一次生产厚度较大的聚烯烃粉碎料发泡产品，并通过简单的机械加工获得各种复杂造型的产品或者直接将粉碎料加入相应造型的模具中压制相应造型的聚烯烃粉碎料发泡产品，也可以通过专用模具一次性压制具有特殊造型的聚烯烃粉碎料发泡产品，这两种加工方法加工能耗都很小；

7、选用无毒无味的乙烯-醋酸乙烯共聚树脂微粉，是绿色环保产品，可用于高档环保产品的开发。

附图说明

图1为本发明的其中一种搅拌结构示意图。

图2为本发明的热空气循环加热装置结构示意图。

图3为本发明的压制成型模具结构示意图。

图中，1搅拌机，2成型待用材料，3加液口,4成型箱，5气体接入温度压力均衡层，6金属板，7上盖，8导柱，9液压缸，10气体连通开关，11过滤器，12鼓风机，13加热源，14恒温传感器，15温度传感器，16溢流阀，17反向溢流阀，18上模，19下模，20上隔板，21下隔板，22入气口，23出气口。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一：

一种聚烯烃发泡材料回收利用方法，该方法包括以下步骤：

（1）将待回收利用的聚烯烃发泡材料粉碎，聚烯烃发泡材料粉碎后的片材直径范围在0.1cm-15cm之间；

步骤（1）中的直径范围是一种优选方案，有利于后续的成型加工，当然小于或大于此直径范围也可实现聚烯烃发泡材料回收利用，只是结合成型相对困难些。

（2）将粉粹后的聚烯烃发泡材料投入搅拌机1内搅拌，搅拌过程中不断喷入胶黏剂，形成成型待用材料2，其中搅拌机1内的粉粹后的聚烯烃发泡材料、胶黏剂的质量份数比为：100:25；

本实施例优选胶黏剂为乙烯-醋酸乙烯共聚树脂微粉，步骤（2）中的搅拌机1为现有搅拌机，如附图1为现有搅拌机的其中一种，在搅拌机1内有电机带动的搅拌棒，将100质量份的粉粹后的聚烯烃发泡材料投入搅拌机1内，搅拌过程中不导电的聚烯烃发泡材料经过不断的摩擦产生大量的静电，此时将乙烯-醋酸乙烯共聚树脂微粉经加液口3喷射进入搅拌机1内，在静电吸附等相互作用力的作用下，乙烯-醋酸乙烯共聚树脂微粉会均匀的吸附在聚烯烃泡沫表面形成成型待用材料2，成型待用材料2经搅拌机1下方的放料口放出，在整个过程中喷入25质量份的乙烯-醋酸乙烯共聚树脂微粉。

（3）将成型待用材料2放入加热加压容器内，加热过程中持续加压，使成型待用材料2粘结为一个整体，压缩至所需高度和造型，其中加热温度为120℃；

（4）将加热压缩后的成型待用材料2冷却降温至室温，获得最终产品，即聚烯烃粉碎料发泡产品。

上述方法制备的聚烯烃粉碎料发泡产品可供保温、缓冲、包装等领域广泛应用。

在上述步骤（3）中所述的加热加压容器可以有多种结构，只要能实现加热和加压功能的容器或设备均在本发明的保护范围内，作为本实施例的优选方案，在步骤（3）中所述的加热加压容器为热空气循环加热装置，如附图2所示，此热空气循环加热装置包括四周设有保温层的成型箱4，成型箱4底部设有气体接入温度压力均衡层5，此气体接入温度压力均衡层5为一层空气层，其目的在于使得热气体在进入成型箱4底部后，在此气体接入温度压力均衡层5内均匀分散开，使得向上传递的热气体温度和压力基本相同，气体接入温度压力均衡层5上面为带孔金属板6；成型箱4上端开口匹配有边缘设有密封橡胶垫的上盖7，上盖7上连接有导柱8，导柱8上设有刻度，上盖7上连接液压缸9，上盖7一侧设有一气体连通开关10；所述气体连通开关10一端与上盖7内部相通，另一端与过滤器11相通，过滤器11通过管道依次与鼓风机12、加热源13连接，加热源13通过管道与气体接入温度压力均衡层5连接；所述过滤器11下端设有反向溢流阀17。

作为优选的方案，上述加热源13热风出口处设有恒温传感器14，上盖7处设有温度传感器15，恒温传感器14可短暂快速切断电源以维持加热气体温度恒定，温度传感器15用来测定成型箱4内的温度。

作为进一步优选方案，上述上盖7处设有溢流阀16，加热源13与气体接入温度压力均衡层5管道连接处设有溢流阀16和压力表，以满足对气体压力的监控，两处的溢流阀16连用还可以间接表征加热气体在成型待用材料2中的流动速率。

当加热加压容器为上述热空气循环加热装置时，步骤（3）和步骤（4）的具体操作过程如下：

将成型待用材料2投入成型箱4中，启动液压缸9将上盖7向下压入成型箱4，观察刻制在导柱8上的升降刻度，在开始压制之前人们会对最终产品制定一个设定高度，当导柱8上的升降刻度达到设定高度的1.5-3倍时，将液压缸9暂停，然后依次开启气体连通开关10、鼓风机12、加热源13，此时气体在鼓风机12的驱动下流过加热源13、气体接入温度压力均衡层5，然后向上穿过带孔金属板6进入成型待用材料2中，对成型待用材料2进行升温加热，使其中的胶黏剂即乙烯-醋酸乙烯共聚树脂微粉将相邻的物料粘结在一起，气体在后续热气体的推动下向上经过上盖7，进入气体连通开关10，经过滤器11除去其中的粉尘后进入下一个气体加热循环。当上盖7处的温度传感器15测定成型箱4内的温度达到设定值时，这时打开液压缸9缓慢持续向下加压，直至将最终产品压制至设计高度后停止加压，然后关闭气体连通开关10和加热源13，至此步骤（3）完成。

然后，冷空气经过滤器11下部的反向溢流阀17进入成型箱4对其进行冷却降温，当温度传感器15测定温度降至设定温度时，关闭整个系统并将最终产品即聚烯烃粉碎料发泡产品取出，完成步骤（4）。

实施例二：

本实施例与实施例一不同之处在于：

在步骤（1）中，聚烯烃发泡材料粉碎后的片材直径范围在0.1cm-5cm之间；

在步骤（2）中，搅拌过程中不断喷入胶黏剂和增强纤维，形成成型待用材料2，其中搅拌机1内的粉粹后的聚烯烃发泡材料、胶黏剂、增强纤维的质量份数比为：100:20:5；

上述，当最终产品需要高张力特性时，搅拌过程中加入增强纤维可达到要求，优选的胶黏剂为液体胶黏剂，增强纤维为短切天然纤维。

在步骤（3）中，加热温度为85℃。

在步骤（4）中，将成型待用材料2冷却降温至80℃以下。

与实施例一不同之处还在于，本实施例加热加压容器优选为压制成型模具，如附图3，此压制成型模具包括上模18和下模19，上模18和下模19之间压紧形成封闭模腔，所形成的封闭模腔可以为任意形状，这样在此模腔内可加工出任意特殊造型的最终产品。

在上模18下部和下模19上部分别设有带有透气孔的上隔板20和下隔板21，上模18顶部至上隔板20之间设有入气口22，下模19底部至下隔板21之间设有出气口23，压制成型模具设有加热系统和加压系统。由于压制成型模具为现有公知设备，这里不再详细赘述其结构。

当加热加压容器为上述压制成型模具时，步骤（3）和步骤（4）的具体操作过程如下：将成型待用材料2投入模腔中，从入气口22接入加热气体，对成型待用材料2进行加热后气体从出气口23出去。通过加热系统和加压系统控制加热气体的温度和压力，一定时间后成型待用材料2成型完毕，然后接入冷空气，冷却至80℃以下，开模取出具有特殊造型的最终产品，即聚烯烃粉碎料发泡产品。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对上述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种聚烯烃发泡材料回收利用方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）将待回收利用的聚烯烃发泡材料粉碎，聚烯烃发泡材料粉碎后的片材直径为0.1-15cm；

（2）将粉粹后的聚烯烃发泡材料投入搅拌机（1）内搅拌，搅拌过程中不断喷入胶黏剂，形成成型待用材料（2），其中搅拌机（1）内的粉粹后的聚烯烃发泡材料、胶黏剂的质量份数比为：100:（5-25）；

（3）将成型待用材料（2）放入加热加压容器内，加热过程中持续加压，使成型待用材料（2）粘结为一个整体，压缩至所需高度和造型，其中加热温度为85℃-120℃；

（4）将加热压缩后的成型待用材料（2）冷却降温至80℃以下，获得最终产品，即聚烯烃粉碎料发泡产品。

2.如权利要求1所述的聚烯烃发泡材料回收利用方法，其特征在于：在步骤（2）中，搅拌过程中同时不断喷入增强纤维，其中搅拌机（1）内的粉粹后的聚烯烃发泡材料、胶黏剂、增强纤维的质量份数比为：100:（5-25）：（0-10）。

3.如权利要求1所述的聚烯烃发泡材料回收利用方法，其特征在于：所述胶黏剂为液体胶黏剂或胶黏剂粉。

4.如权利要求3所述的聚烯烃发泡材料回收利用方法，其特征在于：所述胶黏剂粉为乙烯-醋酸乙烯共聚树脂微粉或聚乙烯粉末。

5.如权利要求2所述的聚烯烃发泡材料回收利用方法，其特征在于：所述增强纤维为短切天然纤维或人造聚烯烃纤维。

6.如权利要求5所述的聚烯烃发泡材料回收利用方法，其特征在于：所述人造聚烯烃纤维为天然麻纤维或人造草丝纤维。

7.如权利要求1-6任一项所述的聚烯烃发泡材料回收利用方法，其特征在于：其中步骤（3）中所述的加热加压容器为热空气循环加热装置，其特征在于：所述热空气循环加热装置包括四周设有保温层的成型箱（4），成型箱（4）底部设有气体接入温度压力均衡层（5），气体接入温度压力均衡层（5）上面为带孔金属板（6）；成型箱（4）上端开口匹配有边缘设有密封橡胶垫的上盖（7），上盖（7）上连接有导柱（8），导柱（8）上设有刻度，上盖（7）上连接液压缸（9），上盖（7）一侧设有一气体连通开关（10）；所述气体连通开关（10）一端与上盖（7）内部相通，另一端与过滤器（11）相通，过滤器（11）通过管道依次与鼓风机（12）、加热源（13）连接，加热源（13）通过管道与气体接入温度压力均衡层（5）连接；所述过滤器（11）下端设有反向溢流阀（17）。

8.如权利要求7所述的聚烯烃发泡材料回收利用设备，其特征在于：所述加热源（13）热风出口处设有恒温传感器（14），所述上盖（7）处设有温度传感器（15）。

9.如权利要求7所述的聚烯烃发泡材料回收利用设备，其特征在于：所述上盖（7）处设有溢流阀（16），加热源（13）与气体接入温度压力均衡层（5）管道连接处设有溢流阀（16）和压力表，两处的溢流阀（16）用来表征气体在物料中的流动速率。

10.如权利要求1-6任一项所述的聚烯烃发泡材料回收利用方法，其特征在于：其中步骤（3）中所述的加热加压容器为压制成型模具，其特征在于：所述压制成型模具包括上模（18）和下模（19），上模（18）和下模（19）之间压紧形成封闭模腔，上模（18）下部和下模（19）上部分别设有带有透气孔的上隔板（20）和下隔板（21），上模（18）顶部至上隔板（20）之间设有入气口（22），下模（19）底部至下隔板（21）之间设有出气口（23），压制成型模具设有加热系统和加压系统。