CN112847898B - 一种由废洗衣机料再生加工pp颗粒的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及高分子物质的废料的回收领域，具体公开了一种由废洗衣机料再生加工PP颗粒的制备方法。一种由废洗衣机料再生加工PP颗粒的制备方法，包括如下制备步骤：S1、将分类好的破碎料分别输送至底座清洗水船和一白、二白清洗水船；S2、输送至底座清洗水船的破碎料分为浮料和沉料，分别进行脱水后收集包装；输送至一白、二白清洗水船的破碎料分为浮水料和沉水料，浮水料为浮料PP，将其进行摩擦清洗，然后进行脱水；S3、将浮料PP投入到挤出机中进行熔融挤出，冷却造粒得到PP颗粒。本申请的制备方法具有降低废洗衣机料的杂质含量，从而使处理后的废洗衣机料能够满足基本使用要求的优点。
Description
技术领域
本申请涉及高分子物质的废料的回收的领域，更具体地说，它涉及一种由废洗衣机料再生加工PP颗粒的制备方法。
背景技术
洗衣机生产是家电产品中聚丙烯(PP)用量较集中的行业之一，洗衣机的内桶、盖板、底座、涡轮均由PP制得。一个生产规模为100万台／a的洗衣机厂，年需内桶料至少约3kt，加上底座、涡轮以及外壳等部件，塑料总用量约2万t。目前国内洗衣机的年生产能力约1200万台，据此估计，国内洗衣机行业年需共聚PP约20万t；其中洗衣机内桶专用料约4万t。
由于长期使用或贮存的原因，回收的洗衣机壳料（PP）力学性能下降较大，无法直接加工成PP制品，因此，需要对其进行改性研究。现有的研究大多使用新制备聚丙烯、玻璃纤维、碳纤维等材料提高回收PP的力学性能，成本较高；使用无机填充剂时还需考虑与PP相容问题，产品加工稳定性差。
另外，由于废旧洗衣机内桶的回收料通常粘附有大量的泥沙、螺丝钉、标识纸和泡沫等杂质，这些杂质也给聚丙烯的回收应用带来许多困难。不加处理直接回收得到的聚丙烯性能差、杂质多和外观均无法满足基本使用要求。
发明内容
为了降低废洗衣机料中的杂质含量，使处理后的废洗衣机料能够满足基本使用要求，本申请提供一种由废洗衣机料再生加工PP颗粒的制备方法。
一种由废洗衣机料再生加工PP颗粒的制备方法，包括如下制备步骤：
S1、将分类好的破碎料分别输送至底座清洗水船和一白、二白清洗水船；
S2、输送至底座清洗水船的破碎料分为底座浮料和底座沉料，分别使用脱水机进行脱水后收集包装；
输送至一白、二白清洗水船的破碎料分为浮料和沉料，浮料为浮料PP，将其进行摩擦清洗，然后使用脱水机进行脱水；
S3、将浮料PP投入到挤出机中进行熔融挤出，冷却造粒得到PP颗粒。
通过采用上述技术方案，经上述水洗工艺制得的浮料PP除去了大量的杂质，便于后续进行改性，且整个制备过程中遵循了循环经济的“减量化、再利用、资源化”的原则，所有脱水机产生的废气都设计流入沉淀池后进入园区污水处理系统进行回收利用。
同时，经过上述工艺制得的浮料PP经挤出机熔融挤出并冷却造粒得到的PP颗粒，性能均衡。
优选的，S2中的沉料和沉水料分别进行1级、2级和3级沉淀漂浮物处理，各级沉淀漂浮物处理产生的污泥均使用碟螺机进行处理，产生的污水均进入园区污水处理系统，处理后得到的清水进入底座清洗水船重复使用。
通过采用上述技术方案，污泥进行处理，其中的污水进行处理后得到清水，清水进入底座清洗水船重复使用，节约水资源。
优选的，S3中，在将浮料PP投入到挤出机的过程中，同时向挤出机中加入总原料质量0.3%-0.7%的黑种B268，0.2%-0.6%的增韧剂，0.3%-0.7%的碳酸钙和0.1%-0.3%的聚乙二醇。
通过采用上述技术方案，由于制得的浮料PP存在色泽度不高、冲击强度不足等问题，在挤出过程中通过添加助剂对其进行改性，从而提高其各项性能。
其中，黑种B268能够提高PP的黑色度和冲击强度，碳酸钙能够作为填充粒子提高PP的拉伸强度、冲击强度和弯曲强度，聚乙二醇具有优良的润滑性、保湿性和分散性，能够使碳酸钙更好的附着于PP表面，改善碳酸钙的分散性。
优选的，所述黑种B268的添加量为0.5%。
通过采用上述技术方案，黑种B268的添加量为0.5%时，制得的PP颗粒抗冲击性能最佳。
优选的，所述增韧剂为乙烯-辛烯共聚物。
通过采用上述技术方案，乙烯-辛烯共聚物与EPDM的分子结构相似，所以乙烯-辛烯共聚物具有耐老化、耐臭氧和耐化学介质等特性。
乙烯-辛烯共聚物中，由于辛烯的柔软链卷曲结构和结晶的乙烯链作为物理交联点，使其具有优异的韧性和具有良好的加工性；由于乙烯-辛烯共聚物不含不饱和双键，故其耐候性较好；同时乙烯-辛烯共聚物具有良好的流动性，能够改善填料的分散效果。
优选的，所述碳酸钙为纳米碳酸钙。
通过采用上述技术方案，纳米碳酸钙是一种超细固体粉末填料，其作为填充粒子添加在PP中能够降低生产成本，并能够对PP起到增强增韧的作用。
随着碳酸钙含量的增加，PP的拉伸强度明显增加，但弯曲强度和冲击强度呈现先升后降的趋势，且由于纳米碳酸钙的微观形貌呈现均相状态，当其含量较高时会降低体系的流动性，从而降低PP颗粒的熔融指数。
优选的，挤出机包括上机和下机，上机和下机的挤出温度均为200℃。
通过采用上述技术方案，上机挤出的塑料熔体经过滤去除杂质后进入下机继续挤出，使制得的PP颗粒性能均衡，且力学性能佳。
优选的，上机各区温度包括：一区温度为190℃，二区温度为210℃，三区温度为210℃，四区温度为210℃，五区温度为200℃，六区温度为200℃，七区温度为200℃，机头温度为200℃，螺杆转速为60-100rpm。
通过采用上述技术方案，挤出机包括加料段、熔化段和均化段，二区至四区对应熔化段，在此熔化段中PP熔融完全，使得PP塑化良好。
优选的，下机各区温度包括：一区温度为190℃，二区温度为200℃，三区温度为200℃，四区温度为200℃，五区温度为200℃，机头温度为210℃，螺杆转速为60-100rpm。
通过采用上述技术方案，二次熔融使制得的PP性能更加均一，杂质含量更低。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、本申请的方法，通过将分类好的破碎料分开进行处理，除去了破碎料中的大量的杂质，便于浮料PP的后续改性，使得废洗衣料能够满足基本使用要求；且整个水洗过程遵循了循环经济的“减量化、再利用、资源化”的原则，节约了资源。
2、本申请中优选采用在原料中添加黑种B268纳米碳酸钙，纳米碳酸钙能够增强PP的拉伸强度、弯曲强度以及冲击强度，从而使制得的PP颗粒还具有优异的力学性能。
3、本申请中优选采用在原料中添加聚乙二醇，聚乙二醇能够增加体系中的流动性，使得纳米碳酸钙能够更好的附着于PP表面，从而改善纳米碳酸钙的分散性。
附图说明
图1是本申请提供的水洗方法的流程图。
具体实施方式
以下结合附图1和实施例对本申请作进一步详细说明。
本申请的废洗衣机料选自中国再生资源开发有限公司；黑种B268选自东莞市大粤塑胶科技有限公司；纳米碳酸钙选自南京先丰纳米材料科技有限公司，且其粒径为50-100nm；乙烯-辛烯共聚物选自美国陶氏聚烯烃弹性体（POE）；聚乙二醇选自上海麦克林生化科技有限公司；本申请中的水船即大型水槽。
实施例1
参照图1，一种由废洗衣机料再生加工PP颗粒的制备方法，其特征在于，包括如下制备步骤：
S1、将分类好的破碎料通过双向输送蛟龙分别输送至底座清洗水船和一白、二白清洗水船；
S2、输送至底座清洗水船的破碎料分为底座浮料和底座沉料，底座沉料与底座浮料分别通过输送蛟龙传送至脱水机中进行脱水，脱水后进行收集包装；
输送至一白、二白清洗水船的破碎料分为浮料和沉料，浮料为浮料PP，将其进行摩擦清洗，并通过输送蛟龙传送至脱水机中进行脱水并收集包装，沉料通过输送蛟龙传送至脱水机中进行脱水并收集包装；
其中，S2中的底座沉料和沉料分别进行1级、2级和3级沉淀漂浮物处理，各级沉淀漂浮物处理产生的污泥均使用碟螺机进行处理，产生的污水均进入园区污水处理系统，处理后得到的清水进入底座清洗水船重复使用；
S3、将浮料PP投入到挤出机中进行熔融挤出，挤出机分为上机和下机，上机和下机的挤出温度均为200℃，同时向挤出机中加入总原料质量0.5%的黑种B268，0.4%的增韧剂，0.5%的碳酸钙和0.2%的聚乙二醇，冷却造粒得到PP颗粒；
挤出机包括上机和下机，上机各区温度包括：一区温度为190℃，二区温度为210℃，三区温度为210℃，四区温度为210℃，五区温度为200℃，六区温度为200℃，七区温度为200℃，机头温度为200℃，螺杆转速为80rpm；
下机各区温度包括：一区温度为190℃，二区温度为200℃，三区温度为200℃，四区温度为200℃，五区温度为200℃，机头温度为210℃，螺杆转速为80rpm。
实施例2
参照图1，一种由废洗衣机料再生加工PP颗粒的制备方法，其特征在于，包括如下制备步骤：
S1、将分类好的破碎料通过双向输送蛟龙分别输送至底座清洗水船和一白、二白清洗水船；
S2、输送至底座清洗水船的破碎料分为底座浮料和底座沉料，底座沉料与底座浮料分别通过输送蛟龙传送至脱水机中进行脱水，脱水后进行收集包装；
输送至一白、二白清洗水船的破碎料分为浮料和沉料，浮料为浮料PP，将其进行摩擦清洗，并通过输送蛟龙传送至脱水机中进行脱水并收集包装，沉料通过输送蛟龙传送至脱水机中进行脱水并收集包装；
其中，S2中的底座沉料和沉料分别进行1级、2级和3级沉淀漂浮物处理，各级沉淀漂浮物处理产生的污泥均使用碟螺机进行处理，产生的污水均进入园区污水处理系统，处理后得到的清水进入底座清洗水船重复使用；
S3、将浮料PP投入到挤出机中进行熔融挤出，挤出机分为上机和下机，上机和下机的挤出温度均为200℃，同时向挤出机中加入总原料质量0.3%的黑种B268，0.2%的增韧剂，0.3%的碳酸钙和0.1%的聚乙二醇，冷却造粒得到PP颗粒；
挤出机包括上机和下机，上机各区温度包括：一区温度为190℃，二区温度为210℃，三区温度为210℃，四区温度为210℃，五区温度为200℃，六区温度为200℃，七区温度为200℃，机头温度为200℃，螺杆转速为60rpm；
下机各区温度包括：一区温度为190℃，二区温度为200℃，三区温度为200℃，四区温度为200℃，五区温度为200℃，机头温度为210℃，螺杆转速为60rpm。
实施例3
参照图1，一种由废洗衣机料再生加工PP颗粒的制备方法，其特征在于，包括如下制备步骤：
S1、将分类好的破碎料通过双向输送蛟龙分别输送至底座清洗水船和一白、二白清洗水船；
S2、输送至底座清洗水船的破碎料分为底座浮料和底座沉料，底座沉料与底座浮料分别通过输送蛟龙传送至脱水机中进行脱水，脱水后进行收集包装；
输送至一白、二白清洗水船的破碎料分为浮料和沉料，浮料为浮料PP，将其进行摩擦清洗，并通过输送蛟龙传送至脱水机中进行脱水并收集包装，沉料通过输送蛟龙传送至脱水机中进行脱水并收集包装；
其中，S2中的底座沉料和沉料分别进行1级、2级和3级沉淀漂浮物处理，各级沉淀漂浮物处理产生的污泥均使用碟螺机进行处理，产生的污水均进入园区污水处理系统，处理后得到的清水进入底座清洗水船重复使用；
S3、将浮料PP投入到挤出机中进行熔融挤出，挤出机分为上机和下机，上机和下机的挤出温度均为200℃，同时向挤出机中加入总原料质量0.7%的黑种B268，0.6%的增韧剂，0.7%的碳酸钙和0.3%的聚乙二醇，冷却造粒得到PP颗粒；
挤出机包括上机和下机，上机各区温度包括：一区温度为190℃，二区温度为210℃，三区温度为210℃，四区温度为210℃，五区温度为200℃，六区温度为200℃，七区温度为200℃，机头温度为200℃，螺杆转速为100rpm；
下机各区温度包括：一区温度为190℃，二区温度为200℃，三区温度为200℃，四区温度为200℃，五区温度为200℃，机头温度为210℃，螺杆转速为100rpm。
对比例1
对比例1的由废洗衣机料再生加工PP颗粒的制备方法与实施例1相同，区别仅在于S3中不添加黑种B268。
对比例2
对比例2的由废洗衣机料再生加工PP颗粒的制备方法与实施例1相同，区别仅在于S3中不添加乙烯-辛烯共聚物。
对比例3
对比例3的由废洗衣机料再生加工PP颗粒的制备方法与实施例1相同，区别仅在于S3中不添加纳米碳酸钙。
对比例4
对比例4的由废洗衣机料再生加工PP颗粒的制备方法与实施例1相同，区别仅在于S3中不添加聚乙二醇。
对比例5
对比例5的由废洗衣机料再生加工PP颗粒的制备方法与实施例1相同，区别仅在于S3中将浮料PP投入到挤出机，且不添加任何助剂。
试验方法
缺口冲击强度：采用《GB/T 1843-1996 塑料悬臂梁冲击试验方法》；
拉伸强度：采用《GB/T 1040-1992 塑料拉伸性能试验方法》；
弯曲强度：采用《GB/T 9341-1988 塑料弯曲性能试验方法》；
熔融指数：采用《GB/T 3682-2000热塑性塑料熔体质量流动速率和熔体体积流动速率的测定》；
光泽度：采用《GB/T 8807-1988 塑料及制成品光泽度检测》，入射角为60°。
表1 实施例1-3的检测结果
| 测试项目 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 |
| 缺口冲击强度 | 7 | 6 | 8 |
| 拉伸强度/MPa | 23 | 22 | 25 |
| 弯曲强度/MPa | 32 | 31 | 33 |
| 熔融指数 | 27 | 26 | 28 |
| 光泽度 | 36 | 35 | 38 |
结合实施例1-3并结合表1可以看出，本申请制得的PP颗粒具有良好的力学性能以及光泽度。
表2 对比例1-5的测试结果
| 测试项目 | 实施例1 | 对比例1 | 对比例2 | 对比例3 | 对比例4 | 对比例5 |
| 冲击强度 | 7 | 4 | 6 | 4 | 5 | 3 |
| 拉伸强度/MPa | 23 | 21 | 20 | 19 | 22 | 16 |
| 弯曲强度/MPa | 32 | 30 | 27 | 25 | 31 | 26 |
| 熔融指数 | 27 | 26 | 22 | 21 | 23 | 22 |
| 光泽度 | 36 | 29 | 35 | 34 | 35 | 19 |
结合实施例1和对比例1并结合表1-2可以看出，对比例1的冲击强度明显小于实施例1的冲击强度，说明黑种B268能够提高PP的冲击强度。
结合实施例1和对比例2并结合表1-2可以看出，对比例2的拉伸强度、弯曲强度、熔融指数小于实施例1的拉伸强度、弯曲强度、熔融指数，说明乙烯-辛烯共聚物能够提高PP的力学性能。
结合实施例1和对比例3并结合表1-2可以看出，对比例3的冲击强度、拉伸强度、弯曲强度和熔融指数小于实施例1的冲击强度、拉伸强度、弯曲强度和熔融指数，说明纳米碳酸钙能够提高PP的PP的力学性能。
结合实施例1和对比例4并结合表1-2可以看出，对比例4的冲击强度和熔融指数小于实施例1的冲击强度和熔融指数，说明聚乙二醇能够改善纳米碳酸钙的分散性，从而提高PP的力学性能。
结合实施例1和对比例5并结合表1-2可以看出，对比例5制得的PP颗粒其力学性能和光泽度明显不如实施例1，说明本申请的PP颗粒性能优异。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (8)
1.一种由废洗衣机料再生加工PP颗粒的制备方法，其特征在于，包括如下制备步骤：
S1、将分类好的破碎料分别输送至底座清洗水船和一白、二白清洗水船；
S2、输送至底座清洗水船的破碎料分为底座浮料和底座沉料，分别进行脱水后收集包装；
输送至一白、二白清洗水船的破碎料分为浮料和沉料，浮料为浮料PP，将其进行摩擦清洗，然后进行脱水；
S3、将浮料PP投入到挤出机中进行熔融挤出，冷却造粒得到PP颗粒，在将浮料PP投入到挤出机的过程中，同时向挤出机中加入总原料质量0.3%-0.7%的黑种B268，0.2%-0.6%的增韧剂，0.3%-0.7%的碳酸钙和0.1%-0.3%的聚乙二醇。
2.根据权利要求1所述的一种由废洗衣机料再生加工PP颗粒的制备方法，其特征在于：S2中的沉料和沉水料分别进行1级、2级和3级沉淀漂浮物处理，各级沉淀漂浮物处理产生的污泥均使用碟螺机进行处理，产生的污水均进入园区污水处理系统，处理后得到的清水进入底座清洗水船重复使用。
3.根据权利要求1所述的一种由废洗衣机料再生加工PP颗粒的制备方法，其特征在于：所述黑种B268的添加量为0.5%。
4.根据权利要求1所述的一种由废洗衣机料再生加工PP颗粒的制备方法，其特征在于：所述增韧剂为乙烯-辛烯共聚物。
5.根据权利要求1所述的一种由废洗衣机料再生加工PP颗粒的制备方法，其特征在于：所述碳酸钙为纳米碳酸钙。
6.根据权利要求1所述的一种由废洗衣机料再生加工PP颗粒的制备方法，其特征在于：挤出机包括上机和下机，上机和下机的挤出温度均为200℃。
7.根据权利要求6所述的一种由废洗衣机料再生加工PP颗粒的制备方法，其特征在于，上机各区温度包括：一区温度为190℃，二区温度为210℃，三区温度为210℃，四区温度为210℃，五区温度为200℃，六区温度为200℃，七区温度为200℃，机头温度为200℃，螺杆转速为60-100rpm。
8.根据权利要求6所述的一种由废洗衣机料再生加工PP颗粒的制备方法，其特征在于，下机各区温度包括：一区温度为190℃，二区温度为200℃，三区温度为200℃，四区温度为200℃，五区温度为200℃，机头温度为210℃，螺杆转速为60-100rpm。
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