UA79658C2 - Method of recovering composite material - Google Patents

Description

ми волокнистого матеріалу, наприклад, між текс- що містить волокнисті матеріали та неволокнисті тильними полотнами або нетканими матеріалами. пластмаси, спосіб включає стадії охолодження

Поряд з добре відомою декоративністю при композиційного матеріалу до температури від -40 використанні у вигляді текстилю/килимових пок- до 102; розмелу охолодженого композиційного риттів, волокнисті матеріали можуть використову- матеріалу для відділення волокнистих матеріалів ватися внаслідок: від неволокнистих пластмас та розділення волок- - своєї механічної міцності - наприклад, підви- нистих матеріалів та неволокнистих пластмас. щеної жорсткості, Волокнисті матеріали та неволокнисті матеріали - термостійкості, можна регенерувати окремо та утилізувати. - своєї здатності надавати композиційному ма- Дійсно, під час розмелу при цих температурах теріалу поліпшену стабільність розмірів. волокна мало руйнуються та залишаються довги-

При розробці цих композиційних матеріалів ми, тоді як неволокнисті матеріали розмелюються виникає завдання регенерації як виробничих від- та утворюють частинки більш-менш однакового ходів, так і продуктів після закінчення їх терміну розміру. Відповідно до винаходу несподівано було використання. встановлено, що при цих температурах можна

Регенерація цих композиційних матеріалів по- розмелювати неволокнисті пластмаси без руйну- в'язана з труднощами у зв'язку з наступними при- вання волокон. Слід було очікувати, що ці волокна чинами: також будуть руйнуватися, оскільки речовина, з - Волокнисті матеріали звичайно мають наба- якої вони складаються, при температурах, що ви- гато більш високі температури плавлення, ніж не- користовуються є жорсткою. Однак у цьому випад- волокнисті матеріали. Наприклад, поліамідні та ку це не так. Неволокнистий матеріал відокремлю- складні поліефірні волокна мають температуру ється від волокнистого матеріалу й тим самим плавлення, що дорівнює близько 250"С, а поліе- полегшується розділення обох матеріалів. тилени плавляться вже близько при 12020 Спосіб, пропонований у даному винаході, має - Волокнисті матеріали звичайно є набагато ще одну особливо несподівану особливість з пог- більш жорсткими, ніж неволокнисті матеріали. ляду на температуру, при якій проводиться роз-

Тому поєднання волокнистих та неволокнис- мел. Дійсно, відповідно до відомого рівня техніки, тих матеріалів, наприклад, багатошарові матеріа- композиційний матеріал слід остудити до темпе- ли, дуже важко регенерувати. Дійсно, волокнисті ратури, яка нижча температури склування компо- матеріали погано диспергуються в повторно розп- зиційного матеріалу. Оскільки відомо, що темпе- лавлених неволокнистих матеріалах. Температури ратура склування поліолефінів становить плавлення волокнистих матеріалів часто більш, приблизно -80"С, композиційний матеріал, що міс- ніж на 1002С, вищі, ніж у зв'язаних з ними неволо- тить поліолефіни, перед розмелом необхідно охо- книстих матеріалів. Дуже часто неможливо пере- лоджувати до температури, більш низької, ніж - мішати всі матеріали при температурах, що пере- 80"С. У даний час розмел таких композиційних вищують температури плавлення волокнистих матеріалів можна виконати при температурах бли- матеріалів, що обумовлено труднощами, пов'яза- зько -40"С, тобто при температурах, значно більш ними з термічним розкладанням неволокнистих високих, ніж температура склування поліолефінів. матеріалів. Внаслідок цього відновлені матеріали Зрозуміло, це є перевагою з економічної точки мають дуже погані механічні властивості. Крім то- зору, оскільки споживання охолодної речовини, го, нерозплавлені волокнисті матеріали швидко наприклад, рідкого азоту або твердого діоксиду забивають фільтри регенерувальних пристроїв. вуглецю, залишається помірним.

Тому для належної утилізації матеріалів такого Спосіб, пропонований у даному винаході, до- типу необхідне розділення волокнистих та неволо- зволяє практично повністю відокремити волокна і книстих матеріалів. потім розділити їх та неволокнисту пластмасу й

В (ЕР-А-0750944| описаний пристрій для роз- тому композиційні матеріали ефективно регене- мелу матеріалів, у якому матеріали до розмелу руються. Крім того, внаслідок помірно низьких те- охолоджуються до температури, меншої, ніж тем- мператур при розмелі витрати, що пов'язані з охо- пература склування матеріалу. Тому за допомогою лодженням, залишаються низькими, що є такого пристрою можна повністю розмолоти мате- перевагою з економічної точки зору. ріал на дрібні частинки. Під час розмелу весь ма- Відповідно до першого кращого варіанта вико- теріал розмелюється на частинки більш-менш од- нання, композиційний матеріал охолоджують до накового розміру. Тому такий пристрій не температури від -30 до -1070. забезпечує наступне розділення розмелених ма- Неволокниста пластмаса може містити ПВХ, теріалів. Крім того, матеріал необхідно остудити полімери стиролу, такі як СБС, або поліолефіни. до дуже низької температури, що звичайно стано- Навіть якщо неволокниста пластмаса містить мас- вить біля - 1007С. Охолодження матеріалу до такої тильну речовину, і/або пластифікатор, і/або напов- низької температури вимагає великих витрат. нювач, при цих температурах придатність до роз-

В основу даного винаходу покладено завдання мелу або ефективність розмелу неволокнистої розробки одночасно ефективного та економічного пластмаси є гарною. способу регенерації композиційного матеріалу. Це Волокнистим матеріалом може бути повсть, завдання вирішується за допомогою способу реге- що зв'язана з неволокнистим шаром щільної і/або нерації за п. 1 формули винаходу. спіненої пластмаси.

Відповідно до даного винаходу запропонова- Волокнистим матеріалом може бути текстиль- ний спосіб регенерації композиційного матеріалу, не полотно, наприклад, виготовлене прошивним або голкопробивним способом, або неткане поло- Мінеральне масло: бо тно. Крейда: 259

Волокнистим матеріалом може бути пластма- Оксид барію: Бо са, яка включає складні поліефіри і/або поліаміди, Різні добавки: 196 і/або поліолефіни у вигляді гомо- або співполіме- Очевидно, що склади можуть у відносно знач- рів, скловолокна, поліариламідні волокна й т.п. ному ступені змінюватися залежно від вимог, яким

Після розмелу композиційного матеріалу во- повинен відповідати готовий підшар. Зрозуміло, локнисті матеріали можна механічно відокремити що ці положення відносяться до альтернатив на від неволокнистих матеріалів, наприклад, за до- основі поліпропілену (співполімерів чи ні) та ПЕВГ помогою сита або центрифуги. (поліетилен високої густини), а також ПЕСГ (поліе-

Приклади застосування тилен середньої густини).

Приклад 1: Розділення композиційного матері- С3) Розподілення шарів алу, що містить одну або більшу кількість підшарів Нетканий матеріал: поверхнева густина змі- неволокнистої пластмаси та нетканий матеріал нюється від 15 до 70г/м? (або навіть у більш широ-

А) Волокнистий компонент кому діапазоні)

У цьому випадку волокна утворюються нетка- Підшар: поверхнева густина звичайно зміню- ним матеріалом на основі складних поліефірних ється від 1 до 7кг/м2 волокон і/або співекструдованих складних поліе- ОВ) Попередній розмел композиційних матеріа- фірних-поліамідних волокон. лів

В) Неволокнистий компонент Композиційні матеріали піддаються грубому

Підшар на основі компаунду, який, крім усього розмелу при кімнатній температурі без спроби іншого, містить ПВХ, що містить пластифікатор, відділення волокон. Розмелені частинки мають наповнювач, мастильну речовину, або поліолефі- довжину порядку сантиметрів. ни, що містять наповнювач, мастильну речовину з Е) Охолодження гранул добавками, що містять пластифікувальні масла Гранули транспортують у циліндр за допомо- (технологічні масла). гою архімедового транспортуючого гвинта. Рідкий

Зрозуміло, що можна використовувати компа- азот, що спрямовують протитечією відносно гвин- унд на основі інших пластмас (наприклад, СБС та, охолоджує гранули. Коли температура гранул або СБК (стирол-бутадієновий каучук)). стає рівною від -40 до -10"С, гранули надходять у

С) Приклади композицій млин. Ця температура може змінюватися залежно

Мінеральними наповнювачами є, наприклад, від еластичності та пластичності пластмасового крейда, кальцит, оксид підшару. барію, доломіт, діоксид кремнію, каолін. Е) Розділення волокон та порошкоподібної

Пластифікаторами (у випадку ПВХ) є пласти- пластмаси фікатори, що звичайно застосовуються для ПВХ Виявлено, що під час операції розмелу волок- (наприклад, фталати). на практично не розриваються, тоді як неволокни-

Пластифікувальними маслами є мінеральні сті пластмаси подрібнюються в порошок. масла, які одержують при переробці нафти, що Механічне розділення волокон та порошку ду- містять більші або менші кількості ароматичних, же легко здійснюється за допомогою седиментації, нафтенових або парафінових вуглеводнів. просівання або роздування.

Мастильними речовинами та добавками є ре- б) Повторне застосування регенерованих по- човини, що звичайно пропонуються в даній галузі рошків техніки, та речовини, що є в продажі. У вигляді порошків можна регенерувати 8090,

С1) Приклади підшарів ПВХ а часто навіть більше ніж 9095 неволокнистого пвх. 2,590 матеріалу.

Діїзононілфталат: 1796 Напроти, кількість тонкоподрібнених волокон,

СІ) Приклади підшарів ПВХ що здатні проходити через сита, є дуже невели- пвх. 2,590 кою. їх частку в перерахунку на вихідну кількість

Діїзононілфталат: 1795 волокон можна оцінити, як таку, що складає знач-

Крейда: 2996 но менше, ніж 1095.

Оксид барію: 2495 Невелика кількість дуже тонкоподрібнених во-

Мінеральне масло: бо локон, що проходить через сита, дійсно не приво-

Крейда: 259 дить до труднощів, оскільки ці волокна виявляють

Оксид барію: Бо властивості мінерального наповнювача.

Різні добавки: 196 Регенеровані порошки можна повторно ввести

С2) Приклади поліолефінового підшару в структуру підшару в кількості, що перевищує 50

ПЕНГ (поліетилен низької густини)/ЛПЕНГ (лі- мас. 956, не погіршуючи умови застосування цього нійний поліетилен низької густини)/ЛІДНГ (ліній- підшару (наприклад, не забиваються фільтри екс- ний поліетилен дуже низької густини)/СЕВ (співпо- трудера), а також, наприклад, умови проведення лімер етилен-вінілацетат)/ЕПДС (етилен-пропілен- наступного термоформування. дієновий співполімер) або ЕПО (еластомерні полі- Приклад 2: Розділення композиційного матері- олефіни, що одержані за допомогою металоцено- алу на основі пластмаси та повсті вих каталізаторів або без них), або ПОП (поліоле- Для композиційних матеріалів пластмаса- фінові пластомери, що одержані за допомогою повсть після розмелу при відносно низькій темпе- металоценових каталізаторів або без них): 16905.

ратурі (від -30 до -10"С включно) також одержані Приклад 4: Розділення композиційного матері- дуже гарні результати розділення. алу на основі пластмаси та скловолокна

Повсть, наприклад, містить регенеровані текс- Підшар (покритий тонким шаром скломатеріа- тильні відходи. лу) виготовлений з поліолефіну або ПВХ (відпо-

На відміну від нетканих матеріалів, які можуть відно до прикладів С1 та С2). мати невелику товщину, повсть може мати товщи- Виявлено, що розмел при зазначених темпе- ну, що дорівнює декільком міліметрам (а часто ратурах (наприклад, від -30 до -10"С) залежно від навіть - декільком сантиметрам). Таку повсть мож- пластичності пластмасової композиції призводить на зв'язати з термореактивною пластмасою, на- до утворення гранул без надмірного подрібнюван- приклад, фенол-формальдегідною, або з термоп- ня в порошок сітки з скломатеріалу. Тим самим ластичною пластмасою. Залежно від ступеня виключається утворення дрібних часток скла дуже пресування можна одержати еластичну повсть невеликих розмірів. (слабке пресування) або жорстку повсть (сильне Тому розмел композиційних матеріалів пласт- пресування). Така повсть застосовується як звуко- маса - тонкий шар скломатеріалу за допомогою вбирний матеріал для деталей жорстких конструк- описаного способу значно зменшує шкоду для цій (наприклад полиць у заднього скла автомобі- здоров'я, пов'язану із присутністю часток скла, що лів). мають дуже невеликі розміри.

Ефективність розділення порівнянна з одер- Зауваження щодо витрати рідкого азоту: жаною в прикладі 1. За оцінками необхідно 0,5кг рідкого азоту на

Приклад 3: Розділення композиційного матері- 1кг композиційного матеріалу, який підлягає розді- алу на основі пластмаси та прошивного або голко- ленню, що вказує на те, що матеріал не охоло- пробивного текстильного матеріалу джується до дуже низької температури.

Також досить гарні результати за полегшен- Звичайний кріогенний розмел вимагає набага- ням розділення після розмелу при відносно низькій то більшої витрати рідкого азоту. Поряд з набагато температурі (від -30 до -10"С включно) одержані більш значними витратами при такому звичайному для композиційних матеріалів на основі пластмас кріогенному розмелі ці способи менш ефективні та прошивного або голкопробивного текстильного для розділення волокнистих та неволокнистих матеріалу. пластмас.

Неволокнисті компоненти мали такі ж склади, Зауваження щодо регенерації волокон як й у прикладі 1. Залежно від ступеня чистоти можна виконува-

Текстильні матеріали містили поліамідні воло- ти їх окрему повторну екструзію та виготовляти з кна, складні поліефірні волокна або суміші обох них жорсткі деталі, такі як будівельні деталі та ко- волокон та необов'язково кілька відсотків поліети- лісні ніші для автомобілів. ленових волокон і/або поліпропіленових волокон. Якщо волокна являють собою суміші складно-

Ці волокна звичайно зв'язані зі своєю основою го поліефіру, поліаміду і/або поліпропілену, то для за допомогою латексу СБК і/або шляхом покриття одержання гарних характеристик регенерованих порошкоподібним поліетиленом. волокон досить додати декілька відсотків реаген-

Ефективність розділення узгоджується з оде- ту, що забезпечує "сумісність" різних типів воло- ржаною в прикладі 1. кон.

Комп'ютерна верстка В. Клюкін Підписне Тираж 26 прим.

Міністерство освіти і науки України

Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна

ДП "Український інститут промислової власності", вул. Глазунова, 1, м. Київ - 42, 01601