CN109433383A - 一种废旧气凝胶材料的回收利用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种废旧气凝胶材料的回收利用方法，所述废旧气凝胶材料包括含有气凝胶成分的毡、板、纸、粉等。回收方法包括以下步骤：（1）、将初步分拣后的废旧气凝胶材料投入到破碎机中，进行一级破碎，得到碎块；（2）、对步骤（1）得到的碎块通过机械方法进行强力撕扯，将所述废旧气凝胶碎块松解或粉碎成纤维状团簇；（3）、加入气凝胶粉、遮光剂等与团簇进行机械融合或机械粉碎，得到复合粉料；利用本发明所述方法回收废旧气凝胶材料制得的粉料堆积密度小，流动性能好，导热系数低，是一种性能优异的保温填料，可用于生产性能优异的绝热涂料涂膏、微孔绝热板、真空绝热板芯材、绝热异型件、保温砖等。环保性好、可循环利用，综合性能好，可有效解决因气凝胶材料快速发展带来的废旧气凝胶材料对环境的影响问题。

Description

一种废旧气凝胶材料的回收利用方法
技术领域
本发明提供一种废旧气凝胶材料循环利用的工艺，属于环境保护技术领域，其核心是利用废旧气凝胶材料生产复合粉体。
背景技术
气凝胶是由纳米骨架结构构成的，具有纳米多孔结构的凝聚态材料，因其特殊结构，使其具备导热系数极低、密度低至空气的的数倍，比热容极小，是迄今为止绝热性能最好的材料。目前工业化气凝胶产品主要包括气凝胶粉体颗粒，毡、板、纸等复合产品，可广泛应用于石油化工、陶瓷、冶金、发电企业的热力设备及蒸汽管道等。
随着气凝胶技术的不断发展，能够工业化生产气凝胶产品的企业近年来如雨后春笋般出现。随着国家对节能技术及技能新材料技术的推广，气凝胶在国防军工、工业设备及管道、建筑节能防火降噪、汽车工业等领域，获得飞速发展，并在逐步替代现有的保温材料的市场。据国内外市场研究机构，如Allied市场研究公司，2013年报道称气凝胶市场2020年预计达到20多亿美元，但随着近几年市场的开拓，气凝胶市场预计在2020年，达到100多亿美元。
气凝胶市场的逐渐成长和成熟，产能的不断增长和扩大，生产和使用过程中必定产生废品、残次品、边角料、废旧品等废旧气凝胶材料，其在工业垃圾的主要分类就是废旧保温材料。普通的生活垃圾可以通过一定的工艺流程，在垃圾发电厂通过焚烧处理，但是，气凝胶材料属于无机耐高温材料，很难通过焚烧来处理，通过填埋处理，几十年也不会自然降解。其中纤维增强的气凝胶材料，其增强纤维一般为岩棉、玻璃棉、硅酸铝棉制品等，施工时刺痒、扎手，细小纤维弥漫在空气中，损坏工人健康，污染工厂环境，拆除时因有部分粉化，污染更加严重。
对于废旧气凝胶材料的处理方式方法，对处于正在爆发式增长的气凝胶行业还没有合适的处理方法。如果像普通的保温材料一样填满处理，会占用大量宝贵的土地资源，对环境造成很大的压力，将成为政府和社会面临的又一个环境难题，而且随着市场的增加会越来越严重。如果能回收利用，对政府和社会，有利于资源节约，有利于环境保护，形成循环经济系统，实现可持续发展;对企业用户，可降低材料使用成本，提高经济效益;对于回收再生企业，可降低生产成本，提高产品竞争力。因此，对于废旧气凝胶材料的回用处理，必须未雨绸缪。
发明内容
有鉴于背景技术所述，有必要提供一种市场流通的气凝胶材料的回收利用方法，特别是提供一种市场用量大、难以处理的废旧纤维增强气凝胶复合材料的处理方法。所述废旧气凝胶材料主要包括破损或更换的气凝胶材料、气凝胶材料生产过程中产生的废料或残次品、气凝胶材料使用过程中产生的边角料等含气凝胶成分的材料。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
（1）、将回收的废旧气凝胶材料，进行初步分拣，去除气凝胶材料中的金属物件或有机膜层等，分拣硬质气凝胶材料和柔性气凝胶材料。利用碎布机破碎柔性气凝胶材料或破碎机破碎硬质气凝胶材料，进行一级破碎，得到碎块；
（2）、对步骤（1）得到的碎块利用粉碎机或开松机进行强力撕扯，其中开松机破碎柔性气凝胶碎块，粉碎机破碎硬质气凝胶碎块，进行二次破碎，得到松解成纤维状团簇；
（3）、根据产品用途，将气凝胶粉、遮光剂和团簇按照质量比(0.1-1.5):(0-0.3): 1加入到振实机中进行机械融合或加入到球磨机中进行球磨，进行三级破碎，得到本发明所述的气凝胶复合粉体。
与现有技术相比，本发明具备如下优点:
（1）本发明对废旧气凝胶材料的回收，不采用溶剂处理，无废液产生，利用多级机械破碎和物料复配的方法，能有效将废旧气凝胶材料进行松解和混合，得到分解效果好的绝热粉体，导热系数低0. 015~0. 25W/m·K，耐温可达到600℃，堆积密度50-100kg/m3，流动性好，容易施工，综合性能好，后续可将其直接用于生产气凝胶板，绝热芯材和气凝胶涂料/气凝胶异形件等，且生产的材料还可多次循环使用；
（2）气凝胶粉体具有良好的绝热性，同时体密度小，流动性好的特点，本发明将其作为复合粉料的分散剂，可以很好的将废旧气凝胶粉碎得到的团簇、遮光剂分散均匀，同时用气凝胶粉体调节废旧气凝胶材料制备的粉体中的气凝胶含量，调节保温效果；
（3）本利用多种机械，采用多级破碎的方法，可有效的降低机的损耗，采用振实机可以将粉体均匀的包覆在纤维物料上，采用球磨机可将粉体粒度更加均匀。
具体实施方式
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的一种废旧气凝胶材料的回收利用方法进行说明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。
实施例1
回收的废旧气凝胶材料，进行初步分拣，去除气凝胶材料中的金属物件或有机膜层等，分拣硬质气凝胶材料和柔性气凝胶材料1000kg。利用碎布机破碎柔性气凝胶材料或破碎机破碎硬质气凝胶材料，进行一级破碎，得到碎块。利用开松机破碎柔性气凝胶碎块，利用粉碎机破碎硬质气凝胶碎块，进行二次破碎，得到松解成纤维状团簇；将100kg气凝胶粉，10kgTiO2作为遮光剂、1000kg团簇加入到振实机中进行机械融合或加入到球磨机中进行球磨，进行三级破碎，得到本发明所述的气凝胶复合粉体。本发明得到的白色粉体导热系数低0.018W/m·K，耐温600℃，堆积密度80kg/m3，流动性好。
实施例2
将回收的废旧气凝胶材料，进行初步分拣，去除气凝胶材料中的金属物件或有机膜层等，分拣硬质气凝胶材料和柔性气凝胶材料1000kg。利用碎布机破碎柔性气凝胶材料或破碎机破碎硬质气凝胶材料，进行一级破碎，得到碎块。利用开松机破碎柔性气凝胶碎块，利用粉碎机破碎硬质气凝胶碎块，进行二次破碎，得到松解成纤维状团簇；将1000kg气凝胶粉，5.0kgSiC作为遮光剂、1000kg团簇加入到振实机中进行机械融合或加入到球磨机中进行球磨，进行三级破碎，得到本发明所述的气凝胶复合粉体。本发明得到的灰色粉体导热系数低0.015W/m·K，耐温650℃，堆积密度50kg/m3，流动性好。
实施例3
将回收的废旧气凝胶材料，进行初步分拣，去除气凝胶材料中的金属物件或有机膜层等，分拣硬质气凝胶材料和柔性气凝胶材料1000kg。利用碎布机破碎柔性气凝胶材料或破碎机破碎硬质气凝胶材料，进行一级破碎，得到碎块。利用开松机破碎柔性气凝胶碎块，利用粉碎机破碎硬质气凝胶碎块，进行二次破碎，得到松解成纤维状团簇；将500kg气凝胶粉，5.0kg铁红作为遮光剂、1000kg团簇加入到振实机中进行机械融合或加入到球磨机中进行球磨，进行三级破碎，得到本发明所述的气凝胶复合粉体。本发明得到的粉色粉体导热系数低0.016W/m·K，耐温500℃，堆积密度70kg/m3，流动性好。

Claims (9)

1.一种废旧气凝胶材料的回收利用方法，所述废旧气凝胶材料主要包括破损或更换的气凝胶材料、气凝胶材料生产过程中产生的废料或残次品、气凝胶材料使用过程中产生的边角等含气凝胶成分的材料，其特征在于，其包括以下步骤:
（1）、将初步分拣后的废旧气凝胶材料投入到破碎机中，进行一级破碎，得到碎块；
（2）、对步骤（1）得到的碎块通过机械方法进行强力撕扯，将所述废旧气凝胶碎块松解或粉碎成纤维状团簇；
（3）、加入气凝胶粉、遮光剂等与步骤（2）得到的团簇通过一定的工艺混合均匀。
2.根据权利要求1所述的一种废旧气凝胶材料的回收利用方法，其特征在于：步骤（1）所述的初步分拣主要去除气凝胶材料中的金属物件或有机膜层等，分拣硬质气凝胶材料和柔性气凝胶材料。
3.根据权利要求1所述的一种废旧气凝胶材料的回收利用方法，其特征在于：步骤（1）所述的一级破碎方法为利用碎布机破碎柔性气凝胶材料或破碎机破碎硬质气凝胶材料。
4.根据权利要求1所述的一种废旧气凝胶材料的回收利用方法，其特征在于：步骤（2）所述强力撕扯机械为开松机或粉碎机，进行二级破碎，其中开松机破碎柔性气凝胶碎块，粉碎机破碎硬质气凝胶碎块。
5.根据权利要求1所述的一种废旧气凝胶材料的回收利用方法，其特征在于：步骤（3）所述气凝胶粉、遮光剂和团簇添加比例为质量比(0.5~1.5):(0-0.3):1。
6.根据权利要求1所述的一种废旧气凝胶材料的回收利用方法，其特征在于：步骤（3）所述混合工艺为利用振实机对粉料进行机械融合或加入到球磨机中进行三级粉碎。
7.根据权利要求2所述的废旧硬质气凝胶材料，其特征在于：主要包括废旧的气凝胶板材、气凝胶片材、气凝胶砌块、气凝胶异型件。
8.根据权利要求2所述的废旧柔性气凝胶材料，其特征在于：主要包括废旧气凝胶毡、气凝胶纸、气凝胶布。
9.根据权利要求5所述的气凝胶粉，其特征在于：所述气凝胶粉为气凝胶材料生产过程中的副产品，并经过气流磨得到的气凝胶微粉。
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