CN110116469A - 透明性好的再生塑料 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及废旧塑料资源的再生利用和开发技术领域，特别是涉及透明性好的再生塑料，其采用盘式螺杆的前剪切初步破坏回收塑料的分散体系，再利用絮凝剂技术破坏微细填料和杂质在塑料中的分散体系，使其发生团聚形成大颗粒杂质，然后通过多级过滤除杂，从而得到综合性能优异，透明度高的再生塑料。本发明借鉴破乳技术，将塑料中分散的杂质分散体系破坏，从而变为大颗粒杂质，再滤除，通过收集废旧塑料中的塑料碳化粒子、降解结晶微粒等不利于塑料透明的杂质，显著提升再生塑料的透明性和和亮度。且本发明的方法无有害物质排放，安全可靠，适合工业化生产。

Description

透明性好的再生塑料
本申请是以下申请的分案申请：申请日为2017年07月19日，申请号为201710588928.X，发明名称为一种提高再生塑料透明性的方法。
技术领域
本发明涉及废旧塑料资源的再生利用和开发技术领域，特别是涉及一种透明性好的再生塑料。
背景技术
近年来，由于高分子合成技术进一步的提高，塑料工业的迅速发展。使越来越多的塑料制品走进千家万户，成为人们日常生活中必不可少的物质之一。我国塑料工业发展迅猛，其年产量已超过2000万t，稳居世界第二位，成为名副其实的塑料大国。塑料工业迅猛发展给人们生产生活带来便利的同时，也带来了负面影响——“白色污染”。据统计，塑料总量中70％～80％的通用塑料在10年内将转化为废弃塑料，其中有50％的塑料也将在两年内转化为废弃塑料。而且，这些废旧塑料还在随着塑料制品的增多而不断地增多，但废旧塑料回收处理利用率却很低，主要是因为不同的废旧塑料它们固有的高分子性能，生物降解性差，分解速度慢，长期分散于自然界中会造成环境污染与对人体健康的负面影响。如何对废弃塑料进行合理地处理处置，消除“白色污染”已势在必行。与国内塑料工业的高速发展相比，国内废旧塑料的回收和利用则大大落后于国际水平。据报道，美国废塑料回收率达35％以上，欧洲平均回收率在45％以上，德国和日本的塑料回收率更是高达60％，而我国回收利用率却只有25％，每年大约有1400万t废旧塑料没有得到回收和利用，直接造成资源浪费达280亿元。
为了减少我国的“白色”污染，保护我国的生态环境。现已针对不同种类的塑料进行了有效的处理，其中有掩埋、焚烧回收热能、材料再生、化学回收等等。其中的掩埋是对废旧塑料处理最简单的方法，但需要占用大量的土地，而它长期留在土壤内不分解，会使土壤长期处于不稳定状态。造成土地资源的浪费。同时它所带的杂质和所含的添加剂、稳定剂、着色剂也会给环境带来二次污染。而焚烧回收虽然可以处理大量废旧塑料、效率高，但这会产生大量二氧杂环己烷等有毒气体，造成严重的大气污染，而有毒气体进一步处理，则后续流程很长，综合经济成本较高。材料再生是将废旧塑料加热熔融后重新塑化制成再生塑料制品。
废旧塑料是一种很有价值的可回收利用资源，经过再生可制取高品质塑材制品。但由于再生塑料受纯度、杂质、颜色、强度等关键因素的影响，其应用范围和应有价值受到限制，特别是再生塑料因混有多种填料和色料，导致外观品质下降，透明性和亮度下降。难以应用在有透明度要求的塑料品领域。
发明内容
针对现有再生塑料透明性差、亮度差、品质低的缺陷，本发明提出一种透明性好的再生塑料，使再生塑料的品质显著提升。突出的特点是提出了一种有效除去再生塑料中杂质的方法，进一步的该方法是通过破乳技术，将塑料中分散的杂质分散体系破坏，从而凝聚变为大颗粒杂质，再滤除，显著提升再生塑料的透明性和亮度。
为解决上述问题，本发明采用以下技术方案：
本发明的发明人在长期从事废旧塑料的回收工作中发现，废旧塑料中含有较多的无机添加剂以及掺杂的微细杂质，导致塑料的纯度、颜色、强度受影响，很难将含有杂质的废旧塑料回收应用于高品质塑料制品。特别是由于含有的微细填料、杂质难以去除，因此再生塑料透明性、亮度普遍较低，限制了其应用。因此，本发明采用盘式螺杆的前剪切初步破坏回收塑料的分散体系，再利用絮凝剂技术破坏微细填料和杂质在塑料中的分散体系，使其发生团聚形成大颗粒杂质，然后通过多级过滤除杂，从而得到了综合性能优异，透明度高的再生塑料。
在再生塑料的制备过程中，加工设备和絮凝剂对塑料中微细杂质的分散体系的破坏是关键。因此，本发明采用的絮凝剂是由金属盐、无机酸和有机溶剂组成。
金属盐对回收塑料的分散体系破坏有至关重要的作用，所述金属盐可以为钾盐、钠盐、镁盐、铝盐中的至少一种。
其中所述钾盐可以为氯化钾、溴化钾、氟化钾、碘化钾、硝酸钾、亚硝酸钾、硫代硫酸钾、硫酸钾、亚硫酸钾、硫酸亚钾、硫化钾、碳酸钾、碳酸氢钾、氯酸钾、高氯酸钾、次氯酸钾中的至少一种。
所述钠盐可以为氯化钠、溴化钠、氟化钠、碘化钠、硝酸钠、亚硝酸钠、硫代硫酸钠、硫酸钠、亚硫酸钠、硫酸亚钠、硫化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、氯酸钠、高氯酸钠、次氯酸钠中的至少一种。
所述镁盐可以为氯化镁、溴化镁、氟化镁、碘化镁、硝酸镁、亚硝酸镁、硫酸镁、亚硫酸镁、硫化镁和氯酸镁中的至少一种。
所述铝盐可以为氯化铝、溴化铝、氟化铝、碘化铝、硝酸铝、亚硝酸铝、硫酸铝、亚硫酸铝和明矾中的至少一种。
有机溶剂能够促进塑料的破乳，所述有机溶剂的种类可以为所述领域技术人员所公知，只要能够促进塑料破乳即可，本发明对其没有特殊的要求，例如可以为丙酮、N，N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、N，N-二甲基乙酰胺、二甲基乙酰胺、二氯甲烷、磷酸三乙酯、丙酮、三氯甲烷、甲苯、乙酸乙酯、氯仿、四氢呋喃和二甲基亚砜中的至少一种。
无机酸能够促进塑料分散体系的破坏，所述无机酸的种类可以为所述领域技术人员所公知，只要能够促进塑料破乳即可，本发明对其没有特殊的要求，例如可以为盐酸、硫酸、磷酸、氢氟酸、硝酸、氢溴酸、氢碘酸、钨酸、亚磷酸中的至少一种。
本发明中絮凝剂的含量是影响聚合物分散体系破坏的另一个重要因素，絮凝剂的含量太低会导致塑料分散体系不能完全破坏，絮凝剂的含量较高，不仅会对塑料的性能产生影响，还会造成资源浪费，优选的，所述絮凝剂与所述回收塑料的重量比为1：(2～5)。
对本发明进一步的理解是：填料、微细杂质在塑料体系中为分散体系，难以去除，通过使用絮凝剂，如同乳液使用的破乳剂，使得塑料中填料分散体系破坏而团聚为大颗粒，并通过挤出过滤除去，从而提高了再生塑料的透明性。
由于本发明的目的是提供一种透明性好的再生塑料，为了提高再生塑料的透明度，优选的，本发明选用颜色较浅的塑料肥料作为原料，例如，所述塑料可以为透明塑料、半透明塑料和白色塑料中的至少一种。
本发明首先对塑料肥料盘式螺杆机中挤出，其过强的剪切以便使回收塑料的分散体系初步破坏。
由于塑料的前期使用、破坏分散以及过滤过程中，造成了塑料中的添加剂大量流失，为了提高塑料的综合性能，扩大其应用领域，延长其使用寿命，优选的，在造粒前，加入了塑料助剂，所述塑料助剂为光敏剂、防老剂、热稳定剂中的至少一种。
与现有技术相比，其突出的特点和优异的效果在于：
本发明借鉴破乳技术，将塑料中分散的杂质分散体系破坏，从而变为大颗粒杂质，再滤除，通过收集废旧塑料中的塑料碳化粒子、降解结晶微粒等不利于塑料透明的杂质，显著提升再生塑料的透明性和和亮度。且本发明的方法无有害物质排放，安全可靠，适合工业化生产。
具体实施方式
以下通过具体实施方式对本发明作进一步的详细说明，但不应将此理解为本发明的范围仅限于以下的实例。在不脱离本发明上述方法思想的情况下,根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更，均应包含在本发明的范围内。
实施例1
一种提高再生塑料透明性的方法，包括以下步骤：
(1)分拣熔炼：除去黑色或颜色过深的彩色回收塑料，预分拣出透明或半透明、白色的回收塑料，将塑分拣的回收塑料放入盘式螺杆机中熔融研磨，破坏回收塑料中的填料分散体系；
(2)凝聚颗粒：在步骤(1)得到回收塑料中加入絮凝剂，在密炼机中进行熔融密炼，使回收塑料中的填料、杂质团聚为大颗粒；所述絮凝剂的组成为氟化钾、碳酸钠、硫酸铝、硫酸、二甲基乙酰胺、二氯甲烷，所述絮凝剂与所述回收塑料的重量比为1：2；
(3)过滤：将步骤(2)处理得到的回收塑料送入具有多层滤网的挤出造粒机中，过滤，除去团聚的大颗粒杂质，加入光敏剂、防老剂、热稳定剂混合均匀，然后放入造粒机中造粒，得到具有良好透明性和亮度的再生塑料粒子。
实施例2
一种提高再生塑料透明性的方法，包括以下步骤：
(1)分拣熔炼：除去黑色或颜色过深的彩色回收塑料，预分拣出透明或半透明、白色的回收塑料，将塑分拣的回收塑料放入盘式螺杆机中熔融研磨，破坏回收塑料中的填料分散体系；
(2)凝聚颗粒：在步骤(1)得到回收塑料中加入絮凝剂，在密炼机中进行熔融密炼，使回收塑料中的填料、杂质团聚为大颗粒；所述絮凝剂的组成为高氯酸钾、亚硫酸铝、钨酸、亚磷酸和乙酸乙酯，所述絮凝剂与所述回收塑料的重量比为1：5；
(3)过滤：将步骤(2)处理得到的回收塑料送入具有多层滤网的挤出造粒机中，过滤，除去团聚的大颗粒杂质，加入光敏剂、防老剂、热稳定剂混合均匀，然后放入造粒机中造粒，得到具有良好透明性和亮度的再生塑料粒子。
实施例3
一种提高再生塑料透明性的方法，包括以下步骤：
(1)分拣熔炼：除去黑色或颜色过深的彩色回收塑料，预分拣出透明或半透明、白色的回收塑料，将塑分拣的回收塑料放入盘式螺杆机中熔融研磨，破坏回收塑料中的填料分散体系；
(2)凝聚颗粒：在步骤(1)得到回收塑料中加入絮凝剂，在密炼机中进行熔融密炼，使回收塑料中的填料、杂质团聚为大颗粒；所述絮凝剂的组成为硫化钾、溴化镁、亚硝酸钠、氢溴酸和二甲基乙酰胺，所述絮凝剂与所述回收塑料的重量比为1：2.5；
(3)过滤：将步骤(2)处理得到的回收塑料送入具有多层滤网的挤出造粒机中，过滤，除去团聚的大颗粒杂质，加入光敏剂、防老剂、热稳定剂混合均匀，然后放入造粒机中造粒，得到具有良好透明性和亮度的再生塑料粒子。
实施例4
一种提高再生塑料透明性的方法，包括以下步骤：
(1)分拣熔炼：除去黑色或颜色过深的彩色回收塑料，预分拣出透明或半透明、白色的回收塑料，将塑分拣的回收塑料放入盘式螺杆机中熔融研磨，破坏回收塑料中的填料分散体系；
(2)凝聚颗粒：在步骤(1)得到回收塑料中加入絮凝剂，在密炼机中进行熔融密炼，使回收塑料中的填料、杂质团聚为大颗粒；所述絮凝剂的组成为硫代硫酸钾、亚硝酸铝、氯酸镁、氢氟酸和N，N-二甲基乙酰胺，所述絮凝剂与所述回收塑料的重量比为1：3.5；
(3)过滤：将步骤(2)处理得到的回收塑料送入具有多层滤网的挤出造粒机中，过滤，除去团聚的大颗粒杂质，加入光敏剂、防老剂、热稳定剂混合均匀，然后放入造粒机中造粒，得到具有良好透明性和亮度的再生塑料粒子。
实施例5
一种提高再生塑料透明性的方法，包括以下步骤：
(1)分拣熔炼：除去黑色或颜色过深的彩色回收塑料，预分拣出透明或半透明、白色的回收塑料，将塑分拣的回收塑料放入盘式螺杆机中熔融研磨，破坏回收塑料中的填料分散体系；
(2)凝聚颗粒：在步骤(1)得到回收塑料中加入絮凝剂，在密炼机中进行熔融密炼，使回收塑料中的填料、杂质团聚为大颗粒；所述絮凝剂的组成为亚硫酸钾、硝酸铝、亚磷酸和N-甲基吡咯烷酮，所述絮凝剂与所述回收塑料的重量比为1：4；
(3)过滤：将步骤(2)处理得到的回收塑料送入具有多层滤网的挤出造粒机中，过滤，除去团聚的大颗粒杂质，加入光敏剂、防老剂、热稳定剂混合均匀，然后放入造粒机中造粒，得到具有良好透明性和亮度的再生塑料粒子。
对比例1
(1)分拣熔炼：除去黑色或颜色过深的彩色回收塑料，预分拣出透明或半透明、白色的回收塑料，将塑分拣的回收塑料放入盘式螺杆机中熔融研磨，破坏回收塑料中的填料分散体系；
(2)过滤：将步骤(1)处理得到的回收塑料送入具有多层滤网的挤出造粒机中，过滤，除去团聚的大颗粒杂质，加入光敏剂、防老剂、热稳定剂混合均匀，然后放入造粒机中造粒，得到再生塑料粒子。
对比例2
(1)分拣熔炼：除去黑色或颜色过深的彩色回收塑料，预分拣出透明或半透明、白色的回收塑料；
(2)凝聚颗粒：在步骤(1)得到回收塑料中加入絮凝剂，在密炼机中进行熔融密炼，使回收塑料中的填料、杂质团聚为大颗粒；所述絮凝剂的组成为亚硫酸钾、硝酸铝、亚磷酸和N-甲基吡咯烷酮，所述絮凝剂与所述回收塑料的重量比为1：4；
(3)过滤：将步骤(2)处理得到的回收塑料送入具有多层滤网的挤出造粒机中，过滤，除去团聚的大颗粒杂质，加入光敏剂、防老剂、热稳定剂混合均匀，然后放入造粒机中造粒，得到具有良好透明性和亮度的再生塑料粒子。
分别对实施例1～5和对比例1～2的再生塑料粒子加工为厚度为0.025mm的薄膜，测试透光率，实验结果如表1。
表1：
样品 透光率％
实施例1 95.3
实施例2 94.6
实施例3 92.8
实施例4 91.6
实施例5 89.7
对比例1 52.6
对比例2 43.1
由表1得，本发明采用磨盘式螺杆破坏回收塑料的分散体系，进一步利用絮凝剂使填料等微细颗粒团聚成大颗粒并通过过滤除去，大幅提升了再生塑料的透明性；而单一的采用盘式螺杆挤出机(对比例1)或者单一采用絮凝剂(对比例2)的除杂效果并不明显。

Claims (10)

1.透明性好的再生塑料，其特征在于：所述再生塑料为采用盘式螺杆的前剪切初步破坏回收塑料的分散体系，再利用絮凝剂技术破坏微细填料和杂质在塑料中的分散体系，使其发生团聚形成大颗粒杂质，然后通过多级过滤除杂，所得到的透明度高的再生塑料，其中所述回收塑料为透明塑料、半透明塑料和白色塑料中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的透明性好的再生塑料，其特征在于：所述絮凝剂是由金属盐、无机酸和有机溶剂组成。
3.根据权利要求2所述的透明性好的再生塑料，其特征在于：所述金属盐为钾盐、钠盐、镁盐、铝盐中的至少一种。
4.根据权利要求3所述的透明性好的再生塑料，其特征在于：其中所述钾盐为氯化钾、溴化钾、氟化钾、碘化钾、硝酸钾、亚硝酸钾、硫代硫酸钾、硫酸钾、亚硫酸钾、硫酸亚钾、硫化钾、碳酸钾、碳酸氢钾、氯酸钾、高氯酸钾、次氯酸钾中的至少一种。
5.根据权利要求3所述的透明性好的再生塑料，其特征在于：所述钠盐为氯化钠、溴化钠、氟化钠、碘化钠、硝酸钠、亚硝酸钠、硫代硫酸钠、硫酸钠、亚硫酸钠、硫酸亚钠、硫化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、氯酸钠、高氯酸钠、次氯酸钠中的至少一种。
6.根据权利要求3所述的透明性好的再生塑料，其特征在于：所述镁盐为氯化镁、溴化镁、氟化镁、碘化镁、硝酸镁、亚硝酸镁、硫酸镁、亚硫酸镁、硫化镁和氯酸镁中的至少一种。
7.根据权利要求3所述的透明性好的再生塑料，其特征在于：所述铝盐为氯化铝、溴化铝、氟化铝、碘化铝、硝酸铝、亚硝酸铝、硫酸铝、亚硫酸铝和明矾中的至少一种。
8.根据权利要求2所述的透明性好的再生塑料，其特征在于：所述有机溶剂的种类为丙酮、N，N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、N，N-二甲基乙酰胺、二甲基乙酰胺、二氯甲烷、磷酸三乙酯、丙酮、三氯甲烷、甲苯、乙酸乙酯、氯仿、四氢呋喃和二甲基亚砜中的至少一种。
9.根据权利要求2所述的透明性好的再生塑料，其特征在于：所述无机酸为盐酸、硫酸、磷酸、氢氟酸、硝酸、氢溴酸、氢碘酸、钨酸、亚磷酸中的至少一种。
10.根据权利要求1所述的透明性好的再生塑料，其特征在于：所述絮凝剂与所述回收塑料的重量比为1：(2～5)。
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