CN112454738A - 一种高效废塑料脱漆处理装置与工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种高效废塑料脱漆处理装置与工艺。该工艺，步骤包括：采用漆膜软化剂对含漆膜废塑料进行软化处理，得到经软化后的含漆膜废塑料；将经软化后的含漆膜废塑料进行打磨处理，得到去除漆膜后的废塑料。本发明的方法通过化学与物理相结合，可以实现更加高效与环保地对含漆膜废塑料进行漆膜的彻底去除，去除漆膜后的塑料再生后，具有较高的抗冲击强度，再生利用价值高；本发明的设备占地面积小，能够实现连续化生产。
Description
技术领域
本发明涉及含漆膜的报废塑料的回收处理技术领域，尤其涉及一种高效废塑料脱漆处理装置与工艺。
背景技术
废塑料的回收与再生利用，既能减轻对环境的污染，又能实现资源的节约利用。其中来自报废汽车等来源的废塑料通常含有漆膜，未进行漆膜分离的废塑料的使用性能较差，再生利用价值较低，通常需要采用物理或化学的方法对漆膜进行脱除处理后再进行利用，实现回用到塑料原用途。
物理法中普遍采用打磨的方式去除漆膜，目前已有实现连续性生产的装置。例如，中国发明专利CN102873789A公开了一种带漆塑料件回收处理装置，其实现了完全物理的方式对含漆膜废塑料进行连续处理和生产，但塑料的漆膜去除不够彻底，同时去除的漆膜粉末中的塑料含量也偏高，降低所得再生塑料的冲击性能。化学法中普遍采用含有火碱、表面活性剂的药剂浸泡处理的方式去除漆膜。例如，中国发明专利CN1896153A公开了一种洗掉塑料表面油漆的脱漆剂，该脱漆剂有机溶剂含量较低，对塑料没有溶解作用，但是需要耗费一定的浸泡时间；同时由于其使用了较多量的碱和表面活性剂，发泡严重，废水处理压力大，容易造成二次污染；另外浸泡需要3小时以上才能产生效果、耗时长，必须设计大型容器进行交替作业才能实现连续化产出。
因此，提供一种便于连续生产且脱漆效果好的方式去除废塑料中的漆膜具有重要的意义。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种高效废塑料脱漆处理装置与工艺，用以解决现有技术中现有的去除废塑料漆膜的方式脱漆效果差，且不利于连续生产的技术问题。
本发明的第一方面提供一种高效废塑料脱漆处理的工艺，步骤包括：采用漆膜软化剂对含漆膜废塑料进行软化处理，得到经软化后的含漆膜废塑料；将经软化后的含漆膜废塑料进行打磨处理，得到去除漆膜后的废塑料。
本发明的第二方面提供了一种高效废塑料脱漆处理的装置，包括：淋洗机构、喷砂机构和输送机构，且淋洗机构和喷砂机构沿输送机构的输送方向依次设置；其中，
淋洗机构包括淋洗室、淋洗液回收室、喷淋头和喷淋管；淋洗室连通设置在淋洗液回收室上方，淋洗室内顶部安装有喷淋头；喷淋管的进水端与淋洗液回收室连通，喷淋管的出水端与喷淋头连通；
喷砂机构包括喷砂室、砂回收室、喷砂头、喷砂管、空气压缩机、压缩空气管、升降组件和滑轨；喷砂室连通设置在砂回收室上方；升降组件固定设置于喷砂室的顶部，其输出端与喷砂管固定连接，用于驱动喷砂管沿滑轨升降运动；喷砂管的一端与砂回收室连通，喷砂管的另一端与喷砂头连通；喷砂头上还连通设置有空气压缩管，空气压缩管的另一端与压缩空气机连通。
本发明第二方面提供的高效废塑料脱漆处理的装置用于执行本发明第一方面提供的高效废塑料脱漆处理的工艺。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明的方法通过化学与物理相结合，可以实现更加高效与环保地对含漆膜废塑料进行漆膜的彻底去除，去除漆膜后的塑料再生后，具有较高的抗冲击强度，再生利用价值高；本发明的设备占地面积小，能够实现连续化生产。
附图说明
图1是本发明提供的高效废塑料脱漆处理的工艺一实施方式的工艺流程图；
图2是本发明提供的高效废塑料脱漆处理的装置一实施方式的结构示意图；
图3是图2中喷砂机构的一实施方式的侧视图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参阅图1，本发明的第一方面提供了一种高效废塑料脱漆处理的工艺，步骤包括：
S1采用漆膜软化剂对含漆膜废塑料进行软化处理，得到经软化后的含漆膜废塑料；
S2将经软化后的含漆膜废塑料进行打磨处理，得到去除漆膜后的废塑料。
本发明中，采用软化处理工艺可以通过漆膜软化剂的浸润来一定程度上软化废塑料表面的漆膜，有利于下一步打磨处理工艺对漆膜的脱除；本发明的方式，化学法和物理法结合，处理过程更高效、环保。
本发明的步骤S1中，选用的漆膜软化剂的原料，按重量份计，包括：溶剂3～10份、助溶剂1～8份、活化剂1～3份和水80～95份。其中，溶剂为醋酸乙酯、二氯甲烷、丙酮、乙二醇缩甲醛中的一种或多种；助溶剂为甲醇、乙醇、乙二醇中的一种多种；活化剂为甲酸、苯酚、甲酚中的一种或多种。本发明选用的漆膜软化剂组成简单、环保、浓度低，软化效果好，可循环使用，消耗低，有利于降低成本且无明显废水处理成本。
本发明的步骤S1中，软化处理可采用浸泡或喷淋的方式进行，二者均能使含漆膜废塑料表面的漆膜与漆膜软化剂充分接触，使漆膜软化。优选为喷淋，与浸泡相比，喷淋过程更加高效，无需设计大型容器进行交替作业，且有利于实现连续化流水线生产。该过程中，对喷淋过程中喷淋头的流量不作限制，能使漆膜与漆膜软化剂充分接触即可。优选地，喷淋过程中，喷淋头的流量为10～150ml/s，进一步为50ml/s。
本发明的步骤S2中，打磨处理优选为喷砂打磨。与其他的打磨方式相比，喷砂打磨可以在含漆膜废塑料整体状态下，精准地对各角度漆面进行打磨，打磨去除率高，且有利于实现连续化流水线生产。进一步优选为干式喷砂打磨，喷料可循环使用。进一步地，喷砂打磨中选用的喷料包括铜矿砂、石英砂、金刚砂、铁砂、海南砂中的一种或多种。更进一步地，喷砂打磨过程中，喷砂流量为40～1000kg/h，优选为200～500kg/h；喷砂头距离含漆膜废塑料的高度范围为5～50cm，优选为20～30cm；喷砂头的喷嘴口径为5～12mm，喷嘴压力为5～8MPa。根据喷嘴口径大小，通过调整喷嘴与含漆膜废塑料表面的距离来平衡单个喷嘴的喷射面积与喷射强度，从而实现最优的打磨效果。具体来说，喷嘴离含漆膜废塑料表面越近，打磨能力越强，但打磨范围面积较小；反之离漆膜越远，打磨能力变差，但是打磨范围变大。在该范围内，具有更好的打磨效果。
本发明中，采用输送机构输送含漆膜废塑料实现流水线生产，输送机构的输送速率为0.4～3m/min，优选为1～3m/min，进一步为1.5～2.5m/min。在该范围内，能同时兼顾更好的更好的打磨效果和更高的生产效率。若输送速率过低，将导致生产效率降低，若输送速率过高，将导致打磨效果差。
本发明中，在步骤S2后，还包括步骤S3：将去除漆膜后的废塑料进行破碎处理，得到去除漆膜后的废塑料片。
请参阅图2，本发明的第二方面提供了一种高效废塑料脱漆处理的装置，包括：淋洗机构1、喷砂机构2和输送机构3，且淋洗机构1和喷砂机构2沿输送机构3的输送方向依次设置；其中，
淋洗机构1包括淋洗室11、淋洗液回收室12、喷淋头13和喷淋管14；淋洗室11连通设置在淋洗液回收室12上方，淋洗室11内顶部安装有喷淋头13；喷淋管14的进水端与淋洗液回收室12连通，喷淋管14的出水端与喷淋头13连通。通过这种设置方式，能够实现喷淋液漆膜软化剂的循环利用，消耗低、安全环保。进一步地，淋洗室11包括喷淋箱111和第一橡胶软帘112，位于喷淋箱111上且与输送机构3的输送方向垂直的侧面上设置有开口，输送机构3贯穿开口设置，且第一橡胶软帘112安装于开口处。通过喷淋箱111、第一橡胶软帘112使淋洗室11和淋洗液回收室12与外界隔离。更进一步地，喷淋箱111为聚丙烯材质，喷淋箱上还可设置有观察窗，观察窗为PMMA材质。优选地，喷淋头13为多角度旋转喷头，便于调节喷淋角度。进一步地，喷淋管14与淋洗液回收室12间的管道上还连通设置有循环泵15。
喷砂机构2包括喷砂室21、砂回收室22、喷砂头23、喷砂管24、空气压缩机25、压缩空气管26、升降组件27和滑轨28；喷砂室21连通设置在砂回收室22上方；升降组件27固定设置于喷砂室21的顶部，其输出端与喷砂管24固定连接，用于驱动喷砂管24沿滑轨28升降运动，以控制喷砂头23与含漆膜废塑料的垂直距离；喷砂管24的一端与砂回收室22连通，喷砂管24的另一端与喷砂头23连通；喷砂头23上还连通设置有空气压缩管26，空气压缩管26的另一端与压缩空气机25连通。类似地，喷砂室21也包括喷砂箱211和第二橡胶软帘212，其设置方式与淋洗室11类似，在此不做赘述。进一步地，喷砂室21上还设置有粉尘出口213，粉尘出口213与除尘组件连通，便于除去喷砂室21内的打磨产生的粉尘。具体地，除尘组件为袋式除尘器或旋风除尘器。进一步地，喷砂头23为多角度旋转喷头，便于调节喷砂角度。更进一步地，请参阅图3，喷砂头数量4～8个，每个喷砂头角度可调整，与输送机构3的输送方向垂直的平面上，每个喷砂头与竖直方向的夹角θ为-60～60°。进一步地，升降组件27为液压伸缩组件、气压伸缩组件或电动伸缩组件中的一种。
输送机构3具体为传送带输送机构，传送带输送机构的传送带依次贯穿淋洗室11和喷砂室21设置。为使喷淋头13喷出的喷淋液或喷砂头23喷出的砂能够落入喷淋液回收室或砂回收室，输送机构3的传送带的宽度小于淋洗室11的内壁宽度或传送带上设置通孔。
本发明中，高效废塑料脱漆处理的装置还包括破碎机构，破碎机构的具体结构为现有技术，在此不作赘述。
本发明第二方面提供的高效废塑料脱漆处理的装置用于执行本发明第一方面提供的高效废塑料脱漆处理的工艺。具体如下：
A：将含漆膜废塑料通过输送机构输送至淋洗机构的淋洗室，采用漆膜软化剂作为喷淋液对含漆膜废塑料进行软化处理，得到经软化后的含漆膜废塑料；
B：将经软化后的含漆膜废塑料通过输送机构继续输送至喷砂机构的喷砂室，对其进行喷砂打磨处理，得到去除漆膜后的废塑料；
C：将去除漆膜后的废塑料通过输送机构继续输送至破碎机构内，经破碎机构破碎，得到去除漆膜后的废塑料片。
实施例1
(1)将含漆膜废塑料通过输送机构输送至淋洗机构的淋洗室，采用漆膜软化剂作为喷淋液对含漆膜废塑料进行软化处理，得到经软化后的含漆膜废塑料；其中，漆膜软化剂的原料组成如下：醋酸乙酯3份、二氯甲烷3份、甲醇1份、乙醇3份、甲酸0.5份、苯酚1份和水88.5份；传送带输送机构的传输速度为1m/min；淋洗喷头流量为50ml/s，共4个喷淋头；
(2)将经软化后的含漆膜废塑料通过输送机构继续输送至喷砂机构的喷砂室，对其进行喷砂打磨处理，得到去除漆膜后的废塑料；其中，喷砂打磨过程中选用的砂为石英砂与金刚砂按1：1的质量比的形成的混合物；喷砂室喷砂头数量5个，从左向右5个喷砂头角度分别为30°、15°、0°、-15°、-30°，呈现5个喷砂头朝中间靠拢的形式；喷砂头距离传送平台的高度为20～30cm，喷嘴口径为7mm，配置压缩空气使得喷嘴压力达到7MPa，喷砂流量为300～320kg/h。
(3)将去除漆膜后的废塑料通过输送机构继续输送至破碎机构内，经破碎机构破碎，得到去除漆膜后的废塑料片。
实施例2
(1)将含漆膜废塑料通过输送机构输送至淋洗机构的淋洗室，采用漆膜软化剂作为喷淋液对含漆膜废塑料进行软化处理，得到经软化后的含漆膜废塑料；其中，漆膜软化剂的原料组成如下：醋酸乙酯1份、二氯甲烷2份、甲醇3份、乙醇5份、甲酸0.5份、苯酚0.5份和水88份；传送带输送机构的传输速度为3m/min；淋洗喷头流量为150ml/s，共4个喷淋头；
(2)将经软化后的含漆膜废塑料通过输送机构继续输送至喷砂机构的喷砂室，对其进行喷砂打磨处理，得到去除漆膜后的废塑料；其中，喷砂打磨过程中选用的砂为石英砂与铁砂按1：1的质量比的形成的混合物；喷砂室喷砂头数量4个，从左向右4个喷砂头角度分别为45°、0°、0°、-45°，呈现4个喷砂头朝中间靠拢的形式；喷砂头距离传送平台的高度为20～30cm，喷嘴口径为5mm，配置压缩空气使得喷嘴压力达到8MPa，喷砂流量为450～480kg/h。
(3)将去除漆膜后的废塑料通过输送机构继续输送至破碎机构内，经破碎机构破碎，得到去除漆膜后的废塑料片。
实施例3
(1)将含漆膜废塑料通过输送机构输送至淋洗机构的淋洗室，采用漆膜软化剂作为喷淋液对含漆膜废塑料进行软化处理，得到经软化后的含漆膜废塑料；其中，漆膜软化剂的原料组成如下：醋酸乙酯5份、二氯甲烷5份、乙二醇1份、甲酸1份、甲酚2份和水86份；传送带输送机构的传输速度为0.4m/min；淋洗喷头流量为10ml/s，共4个喷淋头；
(2)将经软化后的含漆膜废塑料通过输送机构继续输送至喷砂机构的喷砂室，对其进行喷砂打磨处理，得到去除漆膜后的废塑料；其中，喷砂打磨过程中选用的砂为石英砂与金刚砂按1：2的质量比的形成的混合物；喷砂室喷砂头数量8个，从左向右8个喷砂头角度分别为60°、40°、20°、0°、0°、-20°、-40°、-60°，呈现8个喷砂头朝中间靠拢的形式；喷砂头距离传送平台的高度为20～30cm，喷嘴口径为12mm，配置压缩空气使得喷嘴压力达到5MPa，喷砂流量为200～220kg/h。
(3)将去除漆膜后的废塑料通过输送机构继续输送至破碎机构内，经破碎机构破碎，得到去除漆膜后的废塑料片。
对比例1
将废旧PP改性材质的汽车保险杠先破碎，然后浸泡在含脱漆剂的池中1.5h，经搅拌后将脱漆后的塑料捞出，得到去除漆膜后的废塑料片。该过程中，按重量份计，脱漆剂的原料组成如下：醋酸乙酯16份、氢氧化钠24份、水54份，十二烷基苯磺酸钠6份。
对比例2
对比例3与实施例1的区别仅在于，对比例3中未进行软化处理过程，直接将废旧PP改性材质的汽车保险杠进行喷砂打磨处理。
对比例3
对比例4与实施例1的区别仅在于，对比例4中将废旧PP改性材质的汽车保险杠进行软化后，直接破碎。
对比例4
对比例5与实施例1的区别仅在于，对比例5软化过程中选用的药剂组成如下：醋酸乙酯9份、二氯甲烷9份、甲醇3份、乙醇9份、甲酸1.5份、苯酚3份和水65.5份。
对比例5
对比例6与实施例1的区别仅在于，对比例5软化过程中选用的药剂组成如下：醋酸乙酯1份、二氯甲烷1份、甲醇0.3份、乙醇1份、甲酸0.2份、苯酚0.3份和水96.2份。
试验组
将上述实施例1～3和对比例1～5中得到去除漆膜后的废塑料片的再经熔融造粒得到高性能再生塑料粒子产品，随后按照GB/T 1843-2008进行力学性能测试，结果见表1。其中，
熔融造粒采用二阶式单螺杆挤出造粒机，造粒机模头处配置过滤网与换网器，采用拉条后水槽冷却并切粒的方式。其中，第一阶单螺杆挤出机各温区加热温度为：1区150～230℃，2区155～230℃，3区160～230℃，4区165～230℃，过滤网与模头170～235℃，螺杆转速为20～70转/分钟。。第二阶单螺杆挤出机各温区加热温度为：1区150～220℃，2区155～220℃，3区160～220℃，4区165～220℃，过滤网与模头170～225℃，螺杆转速为20～70转/分钟。
表1
由表1可以看出，本发明实施例1～3的方法生产效率高，采用的装置占地面积小，最终得到的再生颗粒具有良好的抗冲击性能，漆膜去除效果好。
与实施例1相比，对比例1中采用现有的脱漆剂配方，尽管其具有一定的脱除漆膜的效果，但由于未经物理打磨，从而导致去除漆膜的效果较差，再生塑料抗冲击强度低；对比例2仅采用喷砂打磨，尽管其具有一定的脱除漆膜的效果，但由于未经软化过程，无法充分发挥化学软化和物理打磨的协同作用，去除漆膜不彻底，影响塑料抗冲击强度；对比例3中仅进行软化处理，尽管其具有一定的脱除漆膜的效果，但由于未经喷砂打磨，无法充分发挥化学软化和物理打磨的协同作用，软化后的漆膜无法与废塑料分离，导致再生塑料抗冲击强度极低；对比例4和对比例5分别采用较高浓度和较低浓度的软化剂，过高的浓度对于抗冲击强度的提升并不明显，且增加了成本，过低的浓度导致软化效果差，喷砂过程中漆膜不易去除，影响再生塑料的冲击强度。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种高效废塑料脱漆处理的工艺，其特征在于，步骤包括：
采用漆膜软化剂对含漆膜废塑料进行软化处理，得到经软化后的含漆膜废塑料；
将所述经软化后的含漆膜废塑料进行打磨处理，得到去除漆膜后的废塑料。
2.根据权利要求1所述高效废塑料脱漆处理的工艺，其特征在于，所述漆膜软化剂的原料，按重量份计，包括：溶剂3～10份、助溶剂1～8份、活化剂1～3份和水80～95份。
3.根据权利要求1所述高效废塑料脱漆处理的工艺，其特征在于，所述溶剂为醋酸乙酯、二氯甲烷、丙酮、乙二醇缩甲醛中的一种或多种；所述助溶剂为甲醇、乙醇、乙二醇中的一种多种；所述活化剂为甲酸、苯酚、甲酚中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述高效废塑料脱漆处理的工艺，其特征在于，所述软化处理采用喷淋的方式进行。
5.根据权利要求4所述高效废塑料脱漆处理的工艺，其特征在于，所述喷淋过程中，喷淋头的流量为10～150ml/s。
6.根据权利要求1所述高效废塑料脱漆处理的工艺，其特征在于，所述打磨处理为喷砂打磨。
7.根据权利要求6所述高效废塑料脱漆处理的工艺，其特征在于，所述喷砂打磨过程中，喷砂流量为40～1000kg/h；喷砂头距离含漆膜废塑料的高度范围为5～50cm；喷砂头的喷嘴口径为5～12mm，喷嘴压力为5～8MPa。
8.根据权利要求1所述高效废塑料脱漆处理的工艺，其特征在于，采用输送机构输送含漆膜废塑料实现流水线生产，输送机构的输送速率为0.4～3m/min。
9.一种高效废塑料脱漆处理的装置，其特征在于，包括：淋洗机构、喷砂机构和输送机构，且所述淋洗机构和所述喷砂机构沿所述输送机构的输送方向依次设置；其中，
所述淋洗机构包括淋洗室、淋洗液回收室、喷淋头和喷淋管；所述淋洗室连通设置在所述淋洗液回收室上方，所述淋洗室内顶部安装有所述喷淋头；所述喷淋管的进水端与所述淋洗液回收室连通，所述喷淋管的出水端与所述喷淋头连通；
所述喷砂机构包括喷砂室、砂回收室、喷砂头、喷砂管、空气压缩机、压缩空气管、升降组件和滑轨；所述喷砂室连通设置在所述砂回收室上方；所述升降组件固定设置于所述喷砂室的顶部，其输出端与所述喷砂管固定连接，用于驱动所述喷砂管沿滑轨升降运动；所述喷砂管的一端与所述砂回收室连通，所述喷砂管的另一端与所述喷砂头连通；所述喷砂头上还连通设置有所述空气压缩管，所述空气压缩管的另一端与所述压缩空气机连通；
所述高效废塑料脱漆处理的装置用于执行权利要求1～8中任一项所述高效废塑料脱漆处理的工艺。
10.根据权利要求9所述高效废塑料脱漆处理的装置，其特征在于，所述输送机构为传送带输送机构，传送带输送机构的传送带依次贯穿淋洗室和喷砂室设置。
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