CN112622087A - 一种湿法锂电池隔膜边角料回收造粒方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种湿法锂电池隔膜边角料回收造粒方法。包括:(1)破碎:将含油料和干膜分别破碎,制成碎料;(2)配料:将破碎后的含油料和干膜碎料混合,得到混合物料;含油料和干膜的重量比为1:1‑9;(3)挤出:将混合物料加入挤出机,在160‑250℃下挤出;挤出机螺杆的转速为60‑150rpm,螺杆的长径比为30‑50;(4)造粒:将熔融挤出后的混合物料切粒;(5)干燥收集:将造粒干燥后收集。本发明的回收方法简单;通过本发明的方法可以实现超高或特高分子量聚乙烯废弃料即边角料的回收利用,并用于下游产品的加工,实现了废弃边角料资源的循环利用,节约成本,具有巨大的经济效益;本发明的回收方法没有化学成分的添加,不会引起二次污染,更加环保。
Description
技术领域
本发明涉及高分子材料的回收技术领域,具体涉及一种湿法锂电池隔膜边角料回收造粒方法。
背景技术
在湿法锂电池隔膜生产调试过程中,会产生大量的边角料。边角料分为含油料和干膜。含油料的主要成分为超高或特高分子量聚乙烯和石蜡油,干膜的主要成分为超高或特高分子量聚乙烯。这些边角料可以回收用于管材、改性塑料等产品,具有很高的利用价值。在用于上述这些产品的加工过程时,要先将边角料造粒然后使用。由于超高或特高分子量聚乙烯熔体流动速率低,挤出加工比较困难,所以对于湿法锂电池隔膜边角料的回收造粒进行研究和技术攻关具有一定的商用价值。
发明内容
本发明的目的在于提供一种湿法锂电池隔膜边角料回收造粒方法,即提供了一种降解回收超高或特高分子量聚乙烯废弃料的新方法,该方法回收过程简单,可以环保高效的降解回收超高或特高分子量的聚乙烯,使得降解后的聚乙烯废弃料具有良好的可加工性,从而实现了边角料的回收再利用,具有很好的经济效益。
本发明是通过如下技术方案实现的:
一种湿法锂电池隔膜边角料回收造粒方法,其特征在于,该方法包括如下步骤:
(1)破碎:将含油料和干膜分别破碎,制成碎料;
(2)配料:将破碎后的含油料和干膜碎料混合,得到混合物料;破碎后的含油料和干膜的重量比为1:(1-9);
(3)挤出:将所述的混合物料加入挤出机中,在160-250℃下熔融挤出;挤出机螺杆的转速为60-150rpm,螺杆的长径比为30-50;所述的螺杆长径比指螺杆的长度L与螺杆的直径D之间的比值,即L/D=30-50;
(4)造粒:将熔融挤出后的混合物料进行切粒;
(5)干燥收集:将造粒干燥后收集。
本发明通过优化含油料和干膜的混合比例,并且在特定的温度下实现了湿法锂电池隔膜生产过程中边角料(即含油料和干膜)的回收,然后通过挤出造粒,并直接用于下游的管材、改性塑料等产品加工,解决了传统处理方法的污染和效率不高以及加工困难的问题,本发明的边角料回收方法即环保又具有很高的经济效益。同时本发明的回收方法通过将含油料和干膜(即含超高或特高分子量聚乙烯的边角料)进行预先破碎,破碎后再混合加入挤出机中,在特定的高温和挤出机螺杆剪切作用下进行熔融挤出,使得超高或特高分子量聚乙烯的分子链发生断裂,从而具有高温剪切流动性以及便于加工性,实现资源回收再利用,节约企业成本。
进一步地,步骤(1)破碎:将块状或片状的含油料和干膜分别在破碎机中破碎,制成任意方向的尺寸均不大于30毫米的碎料。具体地,该破碎步骤是将块状或片状的含油料和干膜(边角料)分别在高速破碎机中进行破碎约5-10分钟,从而使得破碎后的边角料任意方向的尺寸均不大于30毫米,这样利于材料的混合挤出。
进一步地,步骤(1)破碎:过程中所述的含油料其熔体流动速率为1.23-3.25g/10min;所述的干膜其熔体流动速率为0.00-0.15g/10min。具体地,所述的含油料和所述的干膜在190℃下的熔体流动速率分别为1.23-3.25g/10min和0.00-0.15g/10min。
进一步地,所述的含油料中油性成分的重量占60-80%。
进一步地,步骤(3)挤出:过程中所述挤出机螺杆的转速为80-120rpm;所述螺杆的长径比值为35-45。具体地,长径比值为35-45是指,挤出机螺杆的直径D与螺杆的长度L比值为35-45,即长径比L/D=35-45。
进一步地,步骤(3)挤出:将所述的混合物料加入双螺杆挤出机中,并在200-250℃下熔融挤出。优选地,采用上述的挤出工艺,即挤出机螺杆的转速80-120rpm、螺杆的长径比值为35-45、挤出温度200-240℃,可以快速高效地实现超高或特高分子量聚乙烯材料的降解回收,并且回收后的材料性能优异,可直接用于下游产品的生产加工,实现循环利用。
进一步地,步骤(4)造粒:将熔融挤出后的混合物料进行水环切粒或拉条切粒;制成任意方向的尺寸不大于2毫米的颗粒。
进一步地,步骤(5)干燥收集:将造粒干燥后收集,造粒的熔体流动速率为0.83-1.31g/10min。所述的造粒在190℃下的熔体流动速率为0.83-1.31g/10min。
具体地,本发明的湿法锂电池隔膜边角料回收造粒方法,在特定的高温和挤出机螺杆剪切作用下,通过物理高温作用使得超高或特高分子量聚乙烯的分子链发生降解断裂,高温和剪切作用破坏了超高分子量聚乙烯原本复杂的长链相互缠绕的网状结构,从而变为短链低缠绕结构的聚乙烯分子,提升了其可加工性,从而实现了超高分子量聚乙烯边角料的资源回收利用。
本发明的有益效果:
(1)本发明的湿法锂电池隔膜边角料回收造粒方法,其回收工艺简单,成本低;通过本发明的方法可以实现超高或特高分子量聚乙烯废弃料即边角料的回收利用,并直接将其用于下游管材、改性塑料等产品的加工,解决了传统方法加工困难的问题;并且本发明的回收方法没有化学成分的添加不会引起二次污染,更加环保;本发明实现了废弃资源的循环利用,节约成本,具有巨大的经济效益。
(2)本发明的回收方法对超高分子量聚乙烯进行了有效的降解回收,物料可以熔融流动,能够重新造粒,材料力学强度高。
(3)本发明的湿法锂电池隔膜边角料回收造粒方法,利用特定的物料配比、高温以及剪切作用力,可以在挤出机中实现连续挤出,然后造粒,由于在整个回收造粒过程中没有添加化学物质,不会引起二次污染,从而可以高效环保地实现超高或特高分子量聚乙烯废弃边角料的循环回收利用,既可以保护环境又能节约资源,将回收材料用于下游管材、改性塑料等产品的加工,提高了超高或特高分子量聚乙烯废弃料的利用价值,能够带来巨大的经济效益。
具体实施方式
下面将结合具体的实施例,对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的,决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例,本领域普通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1
一种湿法锂电池隔膜边角料回收造粒方法,包括如下步骤:
(1)破碎:将块状或片状的含油料和干膜分别在高速破碎机中破碎,制成任意方向的尺寸均不大于30毫米的碎料;
(2)配料:将经过高速破碎机破碎后所得的含油料和干膜碎料进行混合,即可得到混合物料;其中:破碎后的含油料和干膜碎料的重量比为20:80;含油料熔体流动速率为2.53g/10min;干膜熔体流动速率为0.00g/10min;
(3)挤出:将所得的混合物料加入双螺杆挤出机中,并在200℃下熔融挤出;其中:挤出机螺杆的转速为80转/分钟,螺杆的直径D为65毫米,螺杆的长度L为2275毫米,长径比L/D=35;
(4)造粒:将熔融挤出后的混合物料通过水环切粒机进行切粒;
(5)干燥收集:然后将造粒在65℃下干燥3小时后收集,所得造粒的熔体流动速率为1.31g/10min;将所得造粒用于下游管材、改性塑料等产品的加工,提高了超高或特高分子量聚乙烯废弃料边角料的利用价值,实现资源的回收利用,创造出更高的经济效益。
实施例2
一种湿法锂电池隔膜边角料回收造粒方法,包括如下步骤:
(1)破碎:将块状或片状的含油料和干膜分别在高速破碎机中破碎,制成任意方向的尺寸均不大于30毫米的碎料;
(2)配料:将经过高速破碎机破碎后所得的含油料和干膜碎料进行混合,即可得到混合物料;其中:破碎后的含油料和干膜碎料的重量比为30:70;含油料熔体流动速率为1.85g/10min;干膜熔体流动速率为0.00g/10min;
(3)挤出:将所得的混合物料加入双螺杆挤出机中,并在240℃下熔融挤出;其中:挤出机螺杆的转速为120转/分钟,螺杆的直径D为65毫米,螺杆的长度L为2600毫米,长径比L/D=40;
(4)造粒:将熔融挤出后的混合物料通过水环切粒机进行切粒;
(5)干燥收集:然后将造粒在70℃下干燥2小时后收集,所得造粒的熔体流动速率为1.12g/10min;将所得造粒用于下游管材、改性塑料等产品的加工,提高了超高或特高分子量聚乙烯废弃料边角料的利用价值,实现资源的回收利用,创造出更高的经济效益。
实施例3
一种湿法锂电池隔膜边角料回收造粒方法,包括如下步骤:
(1)破碎:将块状或片状的含油料和干膜分别在高速破碎机中破碎,制成任意方向的尺寸均不大于30毫米的碎料;
(2)配料:将经过高速破碎机破碎后所得的含油料和干膜碎料进行混合,即可得到混合物料;其中:破碎后的含油料和干膜碎料的重量比为40:60;含油料熔体流动速率为1.56g/10min;干膜熔体流动速率为0.10g/10min;
(3)挤出:将所得的混合物料加入双螺杆挤出机中,并在210℃下熔融挤出;其中:挤出机螺杆的转速为60转/分钟,螺杆的直径D为65毫米,螺杆的长度L为1950毫米,长径比L/D=30;
(4)造粒:将熔融挤出后的混合物料进行拉条切粒;
(5)干燥收集:然后将造粒在60℃下干燥4小时后收集,所得造粒的熔体流动速率为0.97g/10min;将所得造粒用于下游管材、改性塑料等产品的加工,提高了超高或特高分子量聚乙烯废弃料边角料的利用价值,实现资源的回收利用,创造出更高的经济效益。
实施例4
一种湿法锂电池隔膜边角料回收造粒方法,包括如下步骤:
(1)破碎:将块状或片状的含油料和干膜分别在高速破碎机中破碎,制成任意方向的尺寸均不大于30毫米的碎料;
(2)配料:将经过高速破碎机破碎后所得的含油料和干膜碎料进行混合,即可得到混合物料;其中:破碎后的含油料和干膜碎料的重量比为10:90;含油料熔体流动速率为3.25g/10min;干膜熔体流动速率为0.07g/10min;
(3)挤出:将所得的混合物料加入双螺杆挤出机中,并在230℃下熔融挤出;其中:挤出机螺杆的转速为90转/分钟,螺杆的直径D为65毫米,螺杆的长度L为3250毫米,长径比L/D=50;
(4)造粒:将熔融挤出后的混合物料进行拉条切粒;
(5)干燥收集:然后将造粒在80℃下干燥3小时后收集,所得造粒的熔体流动速率为1.06g/10min;将所得造粒用于下游管材、改性塑料等产品的加工,提高了超高或特高分子量聚乙烯废弃料边角料的利用价值,实现资源的回收利用,创造出更高的经济效益。
实施例5
一种湿法锂电池隔膜边角料回收造粒方法,包括如下步骤:
(1)破碎:将块状或片状的含油料和干膜分别在高速破碎机中破碎,制成任意方向的尺寸均不大于30毫米的碎料;
(2)配料:将经过高速破碎机破碎后所得的含油料和干膜碎料进行混合,即可得到混合物料;其中:破碎后的含油料和干膜碎料的重量比为50:50;含油料熔体流动速率为1.23g/10min;干膜熔体流动速率为0.15g/10min;
(3)挤出:将所得的混合物料加入双螺杆挤出机中,并在220℃下熔融挤出;其中:挤出机螺杆的转速为100转/分钟,螺杆的直径D为65毫米,螺杆的长度L为2925毫米,长径比L/D=45;
(4)造粒:将熔融挤出后的混合物料进行水环切粒;
(5)干燥收集:然后将造粒在75℃下干燥5小时后收集,所得造粒的熔体流动速率为0.83g/10min;将所得造粒用于下游管材、改性塑料等产品的加工,提高了超高或特高分子量聚乙烯废弃料边角料的利用价值,实现资源的回收利用,创造出更高的经济效益。
对比例1
一种湿法锂电池隔膜边角料回收造粒方法,包括如下步骤:
(1)破碎:将块状或片状的含油料和干膜分别在高速破碎机中破碎,制成任意方向的尺寸均不大于30毫米的碎料;
(2)配料:将经过高速破碎机破碎后所得的含油料和干膜碎料进行混合,即可得到混合物料;其中:破碎后的含油料和干膜碎料的重量比为70:30;含油料熔体流动速率为2.53g/10min;干膜熔体流动速率为0.00g/10min;
(3)挤出:将所得的混合物料加入双螺杆挤出机中,并在200℃下熔融挤出;其中:挤出机螺杆的转速为80转/分钟,螺杆的直径D为65毫米,螺杆的长度L为2275毫米,长径比L/D=35;
(4)造粒:将熔融挤出后的混合物料通过水环切粒机进行切粒;
(5)干燥收集:然后将造粒在65℃下干燥3小时后收集,所得造粒的熔体流动速率为2.03g/10min。
对比例1与实施例1的区别在于对比例1中含油料与干膜的重量比不同,即对比例1中含油料的重量占比大于干膜,这样会导致最终造粒的熔体流动速率过高,然而过高的造粒熔体流动速率会对其下游制品的力学性能造成严重影响。
将对比例1所得的造粒用于下游管材、改性塑料等产品的加工,由于所得造粒的熔体流动速率较高,导致了下游加工产品的耐冲击性和拉伸强度等力学性能下降,降低了下游产品质量。
对比例2
对比例2与实施例1的区别在于全部用含油料不与干膜混合,其余实施条件相同,此结果会导致最终材料无法从挤出机中挤出造粒,这是因为全部都是含油料,熔体流动性太高无法附着在挤出机的螺杆上,从而无法从挤出机中挤出。
对比例3
对比例3与实施例1的区别在于全部用干膜不与含油料混合,其余实施条件相同,此结果同样会导致最终材料无法从挤出机中挤出造粒,这是因为全部都用的干膜,会导致熔体的流动性太差无法挤出。
将上述实施例1-5及对比例1-3中的各实施参数绘制成表1
上述为本发明的较佳实施例仅用于解释本发明,并不用于限定本发明。凡由本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。
Claims (8)
1.一种湿法锂电池隔膜边角料回收造粒方法,其特征在于,该方法包括如下步骤:
(1)破碎:将含油料和干膜分别破碎,制成碎料;
(2)配料:将破碎后的含油料和干膜碎料混合,得到混合物料;破碎后的含油料和干膜的重量比为1:(1-9);
(3)挤出:将所述的混合物料加入挤出机中,在160-250℃下熔融挤出;挤出机螺杆的转速为60-150rpm,螺杆的长径比为30-50;
(4)造粒:将熔融挤出后的混合物料进行切粒;
(5)干燥收集:将造粒干燥后收集。
2.根据权利要求1所述的一种湿法锂电池隔膜边角料回收造粒方法,其特征在于,步骤(1)破碎:将块状或片状的含油料和干膜分别在破碎机中破碎,制成任意方向的尺寸均不大于30毫米的碎料。
3.根据权利要求1所述的一种湿法锂电池隔膜边角料回收造粒方法,其特征在于,步骤(1)破碎:过程中所述的含油料其溶体的流动速率为1.23-3.25g/10min;所述的干膜其溶体的流动速率为0.00-0.15g/10min。
4.根据权利要求3所述的一种湿法锂电池隔膜边角料回收造粒方法,其特征在于,所述的含油料中油性成分的重量占60-80%。
5.根据权利要求1所述的一种湿法锂电池隔膜边角料回收造粒方法,其特征在于,步骤(3)挤出:过程中所述挤出机螺杆的转速为80-120rpm;所述螺杆的长径比为35-45。
6.根据权利要求1所述的一种湿法锂电池隔膜边角料回收造粒方法,其特征在于,步骤(3)挤出:将所述的混合物料加入双螺杆挤出机中,并在200-240℃下熔融挤出。
7.根据权利要求1所述的一种湿法锂电池隔膜边角料回收造粒方法,其特征在于,步骤(4)造粒:将熔融挤出后的混合物料进行水环切粒或拉条切粒;制成任意方向的尺寸不大于2毫米的颗粒。
8.根据权利要求1所述的一种湿法锂电池隔膜边角料回收造粒方法,其特征在于,步骤(5)干燥收集:将造粒在60-80℃下干燥2-5小时后收集;造粒的溶体流动速率为0.83-1.31g/10min。
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