CN115889427A - 一种废弃pa66安全气囊的回收利用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及本发明涉及安全气囊回收技术领域，尤其涉及IPC C08L101，进一步的，涉及一种废弃PA66安全气囊的回收利用方法,包括以下步骤,人工去杂，裁剪，浸泡脱胶，破碎干燥，熔融造粒等过程，通过回收利用PA66安全气囊的工艺，提取出的PA66树脂纯度高可用于汽车改性。
Description
技术领域
本发明涉及安全气囊回收技术领域，尤其涉及IPC C08L101，进一步的，涉及一种废弃PA66安全气囊的回收利用方法。
背景技术
安全气囊作为汽车乘员的保护装置，须具有良好的耐冲击性，耐热性和折叠性能。其中，锦纶PA66因其具有初始模量低、断裂伸长适宜、弹性好、耐磨及热焓量高等特点，而被用做安全气囊的主要原料。随着经济发展，汽车中气囊用量处于持续增长，除正常生产的工厂端废弃物外(布碎)，每年从报废汽车拆解厂，也会产生大量的完整气囊布，但PA66废弃物在自然条件下难降解，会对环境造成严重污染，阻碍国民经济的发展，因此需要对其如何有效回收成为一个重要的问题，而气囊布表面往往会涂布氯丁橡胶、硅氧烷等，这类涂层与气囊基布，粘接牢固，不易分离，阻碍了其回收利用。
现有技术CN 201710802737.9公开了一种废旧安全气囊回收利用再生产的方法，通过用苯酚-冰醋酸溶液对废旧气囊蒸发，去掉安全气囊中的杂质，再通过在真空条件下与腰果壳油反应，改变回收尼龙66材料的粘结强度和熔融范围，有助于能与聚丙烯等原料能有效相容，形成热力学均相体系，实现对废旧安全气囊的有效回收利用。现有技术CN201010134977.4公开了一种回收利用废旧汽车尼龙制件的复合材料及其制备方法，通过将PA原生料、回收PA材料、成核剂、扩链剂、断链剂、增韧剂、热稳定剂和加工助剂高速混合均匀进行熔融造粒，得到一种简便、易控制、环保的回收利用尼龙制件的复合材料。
但是以上技术中对气囊布的涂层去除率较低，并且在回收过程中使用了大量的化学试剂，成本较高且会对环境造成一定的污染，最终制得的PA66回收料纯度不高，本发明开发了整套回收工艺，通过浸泡、离心脱胶的方式保证了气囊布涂层的去除率，得到纯度高，颜色效果好的PA66再生粒，实现了对废旧安全气囊的有效回收利用。
发明内容
本发明第一个方面提供了一种废弃PA66安全气囊的回收利用方法，包括以下步骤：
(1)将回收的气囊布进行人工精修裁剪，去除缝线、喷墨或激光标注记号；
(2)将步骤(1)中处理过的气囊布用闸刀裁剪切割成正方形，长宽为20-30cm；
(3)将步骤(2)中处理过的气囊布浸泡在脱胶剂中；
(4)将浸泡后的气囊布进行脱胶；
(5)将脱胶后的气囊布进行清洗；
(6)将清洗过后的气囊布进行人工挑布分拣，去除残余的涂层，并加入破碎机中进行破碎；
(7)采用管式热风输送设备将破碎的气囊布进行烘干；
(8)将烘干后的气囊布与助剂混合进行熔融造粒。
本发明用闸刀将气囊布切割成长度为20-30cm的正方形，使获得的PA66树脂纯净度高，产品颜色好。本申请人推测为：使用人工剪裁成特定大小的气囊布有利于后续脱胶熔融造粒的工艺，避免了使用撕碎机撕碎形成的气囊布较碎，使得脱胶不完全，制得的PA66纯净度差。
在一些优选的方案中，所述步骤(3)的具体操作为，将步骤(2)中处理过的气囊布常温浸泡在脱胶剂中70-75小时。
进一步优选的，所述所述步骤(3)的具体操作为，将步骤(2)中处理过的气囊布常温浸泡在脱胶剂中72小时。
本发明控制浸泡时间为72h，既保证了脱胶率又保证了制备的PA66具有较好的纯度。本申请人推测为：若浸泡时间过短，会使气囊布表面的涂层无法完全剥离，若浸泡时间过长，会导致所得产品发黄或发生解聚，选择浸泡时间为72h，即保证了胶层与基层的分离，又避免了浸泡时间过长导致产品发黄或使PA66发生解聚。
在一些优选的方案中，所述步骤(3)中的脱胶剂为碳酸氢钠溶液、碳酸钠溶液、氢氧化钠溶液、硅酸钠溶液、醋酸钠溶液中的一种或几种的组合。
进一步优选的，所述脱胶剂为氢氧化钠溶液。
进一步优选的，所述氢氧化钠溶液中氢氧化钠浓度为2-5kg/m3。
本发明采用氢氧化钠浓度为2-5kg/m3的氢氧化钠溶液作为脱胶剂可以循环使用，降低了制备工艺成本以及制备出的产品的纯度。本申请人推测为：氢氧化钠溶液作为脱胶剂并不直接参与化学反应，实际消耗量少，通过过滤除杂后可以继续使用，并且气囊布表面涂层通常为加聚型的无溶剂硅氧烷树脂或聚氨酯，基层的主要成分为PA66，两者均不会溶于氢氧化钠溶液，但是经过浸泡可以使两者分离，因此可以保证气囊布的脱胶率，同时通过限定氢氧化钠的浓度有效避免了PA66黄度过高。
在一些优选的方案中，所述步骤(3)中气囊布与氢氧化钠的重量比为：100：1-2.5。
在一些优选的方案中，所述步骤(4)的具体操作步骤为将浸泡过的气囊布使用卧式脱水机以150-300rpm/min的转速清洗8-10min，脱去表面的涂层。
在一些优选的方案中，所述步骤(5)的具体操作步骤为使用多功能清洗机加入大量的清水彻底清洗气囊布以去除多余的脱胶剂，清洗时间为5-10min。
在一些优选的方案中，所述步骤(7)中的烘干时间为2-3s。
在一些优选的方案中，所述步骤(8)中熔融造粒的具体操作为，使用输送喂料机将烘干后的气囊布与助剂喂入单阶单螺杆挤出机加料斗中，再经过强制喂料机将物料喂入单阶单螺杆挤出机，物料经过单阶单螺杆挤出机的混合塑化并挤出经过熔体过滤器过滤，切粒机制成颗粒，加入均化罐中与新料混合。
进一步优选的，所述单阶单螺杆挤出机前段温度为220-235℃，后段温度为270-280℃，转速为100-150rpm/min。
在一些优选的方案中，所述破碎后的气囊布与助剂的重量比为(95-100)：(5-5.5)。
在一些优选的方案中，所述助剂包括润滑分散剂、热稳定剂中的一种或两种。
进一步优选的，所述助剂为润滑分散剂和热稳定剂。
进一步优选的，所述润滑分散剂和热稳定剂的重量比为(2-3)：(2-3)。
进一步优选的，所述润滑分散剂选自TR044W、TRO63A、TR219、OP蜡、E蜡、PPA(聚邻苯二甲酰胺)中的一种或几种。
进一步优选的，所述润滑分散剂为TR044W和PPA的组合。
进一步优选的，所述TR044W和PPA的重量比为1：1.5。
本发明采用TR044W和PPA的作为润滑分散剂，其中，TR044W和PPA的重量比为1：1.5，保证了熔融造粒时PA66树脂的流动性以及稳定性。本申请人推测为：PPA有一定的韧性，耐高温性好，高湿环境下不易变形，但在润滑分散剂中加入的PPA过多产品的机械强度会增加，会使再生的PA66较脆，不利于其在气囊布中的应用，若加入得过少再生PA66的冲击强度会减弱，熔融造粒时不易成型。
进一步优选的，所述热稳定剂选自OKA FLEX EM、OKA FLEX K、CLX88、CLX70中的一种或几种。
本发明第二个方面还提供了一种废弃PA66安全气囊的回收利用方法在生产回收废弃PA66安全气囊中的应用。
有益效果：
1、本发明通过回收利用PA66安全气囊的工艺，提取出的PA66树脂纯度高可用于汽车改性，如发动机罩盖、进排气罩盖、前端模块、安全气囊支架、摇窗电机涡轮罩等。
2、本发明工艺中通过将PA66安全气囊裁剪为长度为20-30cm的正方形进行后续处理，有效保证了再制PA66树脂的纯度高，黄变少。
3、本发明工艺中采用可以循环使用的氢氧化钠浓度为2-5kg/m3的氢氧化钠溶液作为脱胶剂，降低了制备工艺成本以及制备出的产品的纯度。
4、本发明工艺中控制浸泡时间为72h，既保证了安全气囊的脱胶率又保证了制备的PA66具有较好的纯度。
5、本发明中使用卧式脱水机以150-300rpm/min的转速清洗8-10min浸泡后的气囊布，有效除去了气囊布表面的涂层，保证了再制PA66树脂的产品纯度以及产品颜色。
6、本发明采用TR044W和PPA的作为润滑分散剂，其中，TR044W和PPA的重量比为1：1.5，赋予了再制PA66树脂一定韧性的同时又不会太脆。
具体实施方式
实施例1
本实施例第一个方面提供了一种废弃PA66安全气囊的回收利用方法，包括以下步骤：
(1)将回收的气囊布进行人工精修裁剪，去除缝线、喷墨或激光标注记号；
(2)将步骤(1)中处理过的气囊布用闸刀裁剪切割成正方形，长宽为25cm；
(3)将步骤(2)中处理过的气囊布常温浸泡在脱胶剂中72小时；
(4)将浸泡过的气囊布使用卧式脱水机以200rpm/min的转速清洗9min，脱去表面的涂层；
(5)使用多功能清洗机加入大量的清水彻底清洗气囊布以去除多余的脱胶剂，清洗时间为8min；
(6)将清洗过后的气囊布进行人工挑布分拣，去除残余的涂层，并加入破碎机中进行破碎；
(7)采用管式热风输送设备将破碎的气囊布进行烘干3s；
(8)使用输送喂料机将烘干后的气囊布与助剂喂入单阶单螺杆挤出机加料斗中，再经过强制喂料机将物料喂入单阶单螺杆挤出机，物料经过单阶单螺杆挤出机的混合塑化并挤出经过熔体过滤器过滤，切粒机制成颗粒，加入均化罐中与新料混合。
所述脱胶剂为氢氧化钠水溶液。
所述氢氧化钠水溶液中氢氧化钠(CAS：1310-73-2)浓度为3.5kg/m3。
所述步骤(3)中气囊布与氢氧化钠的重量比为：100：1。
所述管式热风输送设备为管式热风烘干和输送一体机。
所述单阶单螺杆挤出机前段温度为230℃，后段温度为275℃，转速为125rpm/min。
所述破碎后的气囊布与助剂的重量比为95：5。
所述助剂为润滑分散剂和热稳定剂。
所述润滑分散剂和热稳定剂的重量比为2：3。
所述润滑分散剂为TR044W和PPA的组合。
所述TR044W和PPA的重量比为1：1.5。
所述TR044W购自美国Struktol。
所述PPA购自美国杜邦，型号为FR51G35L。
所述热稳定剂为壮景化工出售的OKA FLEX EM。
实施例2
本实施例第一个方面提供了一种废弃PA66安全气囊的回收利用方法，包括以下步骤：
(1)将回收的气囊布进行人工精修裁剪，去除缝线、喷墨或激光标注记号；
(2)将步骤(1)中处理过的气囊布用闸刀裁剪切割成正方形，长宽为20cm；
(3)将步骤(2)中处理过的气囊布常温浸泡在脱胶剂中72小时；
(4)将浸泡过的气囊布使用卧式脱水机以200rpm/min的转速清洗9min，脱去表面的涂层；
(5)使用多功能清洗机加入大量的清水彻底清洗气囊布以去除多余的脱胶剂，清洗时间为10min；
(6)将清洗过后的气囊布进行人工挑布分拣，去除残余的涂层，并加入破碎机中进行破碎；
(7)采用管式热风输送设备将破碎的气囊布进行烘干2s；
(8)使用输送喂料机将烘干后的气囊布与助剂喂入单阶单螺杆挤出机加料斗中，再经过强制喂料机将物料喂入单阶单螺杆挤出机，物料经过单阶单螺杆挤出机的混合塑化并挤出经过熔体过滤器过滤，切粒机制成颗粒，加入均化罐中与新料混合。
所述脱胶剂为氢氧化钠水溶液。
所述氢氧化钠水溶液中氢氧化钠(CAS：1310-73-2)浓度为3.5kg/m3。
所述步骤(3)中气囊布与氢氧化钠的重量比为：100：2。
所述管式热风输送设备为管式热风烘干和输送一体机。
所述单阶单螺杆挤出机前段温度为230℃，后段温度为275℃，转速为125rpm/min。
所述破碎后的气囊布与助剂的重量比为100：5。
所述助剂为润滑分散剂和热稳定剂。
所述润滑分散剂和热稳定剂的重量比为2：2。
所述润滑分散剂为TR044W和PPA的组合。
所述TR044W和PPA的重量比为1：1.5。
所述TR044W购自美国Struktol。
所述PPA购自美国杜邦，型号为FR51G35L。
所述热稳定剂为OKA FLEX EM。
实施例3
本实施例第一个方面提供了一种废弃PA66安全气囊的回收利用方法，包括以下步骤：
(1)将回收的气囊布进行人工精修裁剪，去除缝线、喷墨或激光标注记号；
(2)将步骤(1)中处理过的气囊布用闸刀裁剪切割成正方形，长宽为30cm；
(3)将步骤(2)中处理过的气囊布常温浸泡在脱胶剂中72小时；
(4)将浸泡过的气囊布使用卧式脱水机以300rpm/min的转速清洗8min，脱去表面的涂层；
(5)使用多功能清洗机加入大量的清水彻底清洗气囊布以去除多余的脱胶剂，清洗时间为10min；
(6)将清洗过后的气囊布进行人工挑布分拣，去除残余的涂层，并加入破碎机中进行破碎；
(7)采用管式热风输送设备将破碎的气囊布进行烘干3s；
(8)使用输送喂料机将烘干后的气囊布与助剂喂入单阶单螺杆挤出机加料斗中，再经过强制喂料机将物料喂入单阶单螺杆挤出机，物料经过单阶单螺杆挤出机的混合塑化并挤出经过熔体过滤器过滤，切粒机制成颗粒，加入均化罐中与新料混合。
所述脱胶剂为氢氧化钠水溶液。
所述氢氧化钠水溶液中氢氧化钠(CAS：1310-73-2)浓度为5kg/m3。
所述步骤(3)中气囊布与氢氧化钠的重量比为100：2.5。
所述管式热风输送设备为管式热风烘干和输送一体机。
所述单阶单螺杆挤出机前段温度为220℃，后段温度为270℃，转速为100rpm/min。
所述破碎后的气囊布与助剂的重量比为100：5.5。
所述助剂为润滑分散剂和热稳定剂。
所述润滑分散剂和热稳定剂的重量比为3：2。
所述润滑分散剂为TR044W和PPA的组合。
所述TR044W和PPA的重量比为1：1.5。
所述TR044W购自美国Struktol。
所述PPA购自美国杜邦，型号为FR51G35L。
所述热稳定剂为OKA FLEX EM。
实施例4
本实施例第一个方面提供了一种废弃PA66安全气囊的回收利用方法，包括以下步骤：
(1)将回收的气囊布进行人工精修裁剪，去除缝线、喷墨或激光标注记号；
(2)将步骤(1)中处理过的气囊布用闸刀裁剪切割成正方形，长宽为20cm；
(3)将步骤(2)中处理过的气囊布常温浸泡在脱胶剂中72小时；
(4)将浸泡过的气囊布使用卧式脱水机以150rpm/min的转速清洗10min，脱去表面的涂层；
(5)使用多功能清洗机加入大量的清水彻底清洗气囊布以去除多余的脱胶剂，清洗时间为5min；
(6)将清洗过后的气囊布进行人工挑布分拣，去除残余的涂层，并加入破碎机中进行破碎；
(7)采用管式热风输送设备将破碎的气囊布进行烘干3s；
(8)使用输送喂料机将烘干后的气囊布与助剂喂入单阶单螺杆挤出机加料斗中，再经过强制喂料机将物料喂入单阶单螺杆挤出机，物料经过单阶单螺杆挤出机的混合塑化并挤出经过熔体过滤器过滤，切粒机制成颗粒，加入均化罐中与新料混合。
所述脱胶剂为氢氧化钠水溶液。
所述氢氧化钠水溶液中氢氧化钠(CAS：1310-73-2)浓度为2kg/m3。
所述步骤(3)中气囊布与氢氧化钠的重量比为：100：1。
所述管式热风输送设备为管式热风烘干和输送一体机。
所述单阶单螺杆挤出机前段温度为235℃，后段温度为280℃，转速为150rpm/min。
所述破碎后的气囊布与助剂的重量比为95：5.5。
所述助剂为润滑分散剂和热稳定剂。
所述润滑分散剂和热稳定剂的重量比为3：3。
所述润滑分散剂为TR044W和PPA的组合。
所述TR044W和PPA的重量比为1：1.5。
所述TR044W购自美国Struktol。
所述PPA购自美国杜邦，型号为FR51G35L。
所述热稳定剂为OKA FLEX EM。
对比例1
对比例1的具体实施方式同实施例1，不同的是，所述TR044W和PPA的重量比为1：3。
所述TR044W购自美国Struktol。
所述PPA购自美国杜邦，型号为FR51G35L。
对比例2
对比例2的具体实施方式同实施例1，不同的是，所述TR044W和PPA的重量比为4：1。
对比例3
对比例3的具体实施方式同实施例1，不同的是，所述氢氧化钠溶液中氢氧化钠的浓度为1kg/m3。
对比例4
对比例4的具体实施方式同实施例1，不同的是，所述氢氧化钠溶液中氢氧化钠的浓度为6kg/m3。
对比例5
对比例5的具体实施方式同实施例1，不同的是，所述步骤(3)的具体操作为，将步骤(2)中处理过的气囊布常温浸泡在脱胶剂中76小时。
对比例6
对比例6的具体实施方式同实施例1，不同的是，所述步骤(3)的具体操作为，将步骤(2)中处理过的气囊布常温浸泡在脱胶剂中65小时。
性能测试
悬臂梁缺口冲击强度：参考“GB/T 1843-2008塑料悬臂梁冲击强度的测定标准”进行测试。
拉伸强度：参考“GB/T 1040-1992塑料拉伸性能试验方法”进行测试。
断裂伸长率：参考“GB/T 13022-1991塑料薄膜拉伸性能试验方法”进行测试。
弯曲强度、弯曲模量：参考“GB/T 9341-2008塑料弯曲性能的测定”进行测试。
黄色指数：参考“GB/T 39822-2021塑料黄色指数及其变化值的测定”进行测试。
参考例为气囊布用原生PA66。
测试温度为23℃，测试湿度为50％RH。
Claims (10)
1.一种废弃PA66安全气囊的回收利用方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将回收的气囊布进行人工精修裁剪，去除缝线、喷墨或激光标注记号；
(2)将步骤(1)中处理过的气囊布用闸刀裁剪切割成正方形，长宽为20-30cm；
(3)将步骤(2)中处理过的气囊布浸泡在脱胶剂中；
(4)将浸泡后的气囊布进行脱胶；
(5)将脱胶后的气囊布进行清洗；
(6)将清洗过后的气囊布进行人工挑布分拣，去除残余的涂层，并加入破碎机中进行破碎；
(7)采用管式热风输送设备将破碎的气囊布进行烘干；
(8)将烘干后的气囊布与助剂混合进行熔融造粒。
2.如权利要求1所述的一种废弃PA66安全气囊的回收利用方法，其特征在于，所述步骤(3)的具体操作为，将步骤(2)中处理过的气囊布浸泡在脱胶剂中70-75小时。
3.如权利要求2所述的一种废弃PA66安全气囊的回收利用方法，其特征在于，所述步骤(3)中的脱胶剂为碳酸氢钠溶液、碳酸钠溶液、氢氧化钠溶液、硅酸钠溶液、醋酸钠溶液中的一种或几种的组合。
4.如权利要求3所述的一种废弃PA66安全气囊的回收利用方法，其特征在于，所述脱胶剂为氢氧化钠溶液。
5.如权利要求4所述的一种废弃PA66安全气囊的回收利用方法，其特征在于，所述氢氧化钠溶液中氢氧化钠浓度为2-5kg/m3。
6.如权利要求5所述的一种废弃PA66安全气囊的回收利用方法，其特征在于，所述步骤(3)中气囊布与氢氧化钠的重量比为：100：1-2.5。
7.如权利要求6所述的一种废弃PA66安全气囊的回收利用方法，其特征在于，所述步骤(4)的具体操作步骤为将浸泡过的气囊布使用卧式脱水机以150-300rpm/min的转速清洗8-10min，脱去表面的涂层。
8.如权利要求7所述的一种废弃PA66安全气囊的回收利用方法，其特征在于，所述熔融造粒的过程包括，使用输送喂料机将干燥后的气囊布与助剂喂入单阶单螺杆挤出机加料斗中，再经过强制喂料机将物料喂入单阶单螺杆挤出机，物料经过单阶单螺杆挤出机的混合塑化并挤出经过熔体过滤器过滤，切粒机制成颗粒，加入均化罐中与新料混合。
9.如权利要求8所述的一种废弃PA66安全气囊的回收利用方法，其特征在于，所述助剂包括润滑分散剂、热稳定剂中的一种或两种。
10.一种如权利要求9所述的一种废弃PA66安全气囊的回收利用方法在生产回收废弃PA66安全气囊中的应用。
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- 2022-11-01 CN CN202211358403.4A patent/CN115889427A/zh active Pending
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