一種纖維增強(qiáng)熱塑性塑料的分離回收方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及廢舊塑料回收利用領(lǐng)域，特別涉及纖維增強(qiáng)熱塑性塑料材料的分離回 收再利用。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著塑料被人們廣泛熟悉和應(yīng)用，塑料在各個(gè)領(lǐng)域取得了重大應(yīng)用，特別是纖維 增強(qiáng)改性熱塑性塑料，不論在汽車業(yè)、建筑業(yè)和工業(yè)電子電器領(lǐng)域取得了廣泛的應(yīng)用。特別 是在減少溫室氣體排放方面的潛力是顯而易見的，但是，回收纖維增強(qiáng)性塑料的難度是一 個(gè)很大的泮腳石，特別在建筑、汽車等回收壓力很大的領(lǐng)域。多數(shù)此種材料只能送往垃圾填 埋場(chǎng)。目前世界是最好的方法是德國，他們將這些材料填充到水泥窖內(nèi)，但是該工藝具有較 高的門檻費(fèi)用，日本英國等國也采取了一些措施，水解、焚燒，但僅僅能夠得到可以重新利 用的纖維，而樹脂必須被浪費(fèi)。隨著歐洲車輛（ELV)指令的強(qiáng)大推力，回收和利用汽車零部 件材料迫在眉睫。隨著汽車輕量化的進(jìn)程，纖維增強(qiáng)性熱塑性塑料將會(huì)被應(yīng)用的越來越廣 泛，而回收利用就是一個(gè)不可不面對(duì)的問題。加之石油和玻纖礦的稀有性，樹脂和玻纖的回 收將能帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益。
[0003] 本專利提供了一種方法將纖維增強(qiáng)熱塑性塑料通過良性溶劑溶解后，將纖維從熱 塑性樹脂的良性溶劑內(nèi)提取出來，而后對(duì)含有樹脂的溶劑進(jìn)行反復(fù)抽提得到純凈的樹脂； 這樣，樹脂、纖維能夠重新被利用，實(shí)現(xiàn)了纖維增強(qiáng)熱塑性塑料的接近全部的再循環(huán)利用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了解決纖維增強(qiáng)性熱塑性塑料的循環(huán)再利用，本發(fā)明提供了一種纖維增強(qiáng)熱塑 性塑料的分離回收方法。
[0005] 本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
[0006] 一種纖維增強(qiáng)熱塑性塑料的分離回收方法，采用溶劑溶解的方法將熱塑性塑料和 纖維分離，包括以下步驟：
[0007] (1)將纖維增強(qiáng)性塑料溶解至樹脂的良性溶劑內(nèi)，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下進(jìn)行磁力攪拌，直 至形成混合溶液；
[0008] (2)將步驟（1)中得到的混合溶液通過過濾方法使得纖維與樹脂良性溶劑分離； [0009] (3)將步驟（2)中得到的纖維用良性溶劑進(jìn)行沖洗、過濾、提純或汽提；
[0010] (4)將步驟（3)中得到的纖維在300-600°C溫度下灼燒或直接回爐重?zé)挼玫嚼w 維；
[0011] (5)將步驟⑵和⑶中得到的溶有樹脂的溶劑進(jìn)行抽提或汽提、沉淀提純得到樹 脂經(jīng)清洗、烘干、造粒后使用。
[0012] 優(yōu)選地，所述步驟（1)中的良性溶劑為苯甲醚、二苯醚、乙苯、甲苯、苯、四氯化碳、 二氧六環(huán)、氯仿、正丙醇、環(huán)已烷、甲醇、十氫萘、苯甲醇、丙酮、乙醇、正辛烷、乙酸乙酯、環(huán)己 醇、間甲苯、鄰氯苯酚、氯苯、六氟丙酮水合物、二氯甲烷、二噁英和甲酸溶液的一種或兩種 以上混合液。
[0013] 優(yōu)選地，所述步驟（1)中的壓力為正常室壓。
[0014] 優(yōu)選地，所述步驟（2)中過濾設(shè)備為PE、PTFE、PVDF、聚砜、陶瓷、金屬、芳香族聚酰 胺的膜或噴涂上述聚合物的金屬板或容器；所述過濾設(shè)備為孔隙率lnm-7〇Um。
[0015] 優(yōu)選地，所述步驟⑵重復(fù)3次。
[0016] 優(yōu)選地，所述步驟（3)中提純至樹脂的提純產(chǎn)率在80-90%。
[0017] 優(yōu)選地，所述步驟（3)中汽提之前需要對(duì)纖維進(jìn)行沖洗3次以上。
[0018] 優(yōu)選地，所述步驟（4)中溫度為400-500°C。
[0019] 優(yōu)選地，所述步驟（5)中樹脂用酸性、中性或堿性溶劑進(jìn)行清洗。
[0020] 本發(fā)明的有益效果：
[0021] 濾除纖維后的樹脂中可能含有樹脂及相關(guān)添加劑（例如：礦粉、阻燃劑、抗氧劑 等），將此樹脂混合物用酸性、中性、堿性溶液進(jìn)行清洗處理，去除樹脂表面殘留能導(dǎo)致樹脂 降解的溶劑，減少溶劑殘留分子對(duì)樹脂材料進(jìn)行破壞，提高材料的使用穩(wěn)定性，保證此樹脂 可以再重新利用；
【具體實(shí)施方式】
[0022] 為了更好地說明本發(fā)明，下面對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描 述。
[0023] 本申請(qǐng)中所述纖維可以是玻纖、碳纖、各種植物纖維，只要是能與樹脂不共溶的纖 維即可；所述廢料包括任何形式、形狀的纖維增強(qiáng)熱塑性塑料，所述含纖維增強(qiáng)性熱塑性樹 脂材料含，纖維增強(qiáng)阻燃性熱塑性樹脂材料、纖維增強(qiáng)性非阻燃性熱塑性樹脂材料、添有其 他填充材料纖維增強(qiáng)熱塑性材料等泛指一切具有纖維增強(qiáng)性熱塑性樹脂材料。
[0024] 該回收再利用的方法包括如下步驟：
[0025] 將玻璃纖維增強(qiáng)尼龍樹脂溶解于良性溶劑內(nèi)，例如將PA66GF30在30度以下室溫 溶于高純度甲酸或濃硫酸溶液中，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下進(jìn)行磁力攪拌，直至形成混合溶液；溶解過 程不需要特殊大氣壓力，在正常室內(nèi)壓力下即可完成；將混合液通過lnm-70um的PTFE濾 膜，將玻璃纖維與樹脂溶液分離；此處PTFE濾膜可以由PE、PVDF、聚砜、陶瓷、金屬、芳香族 聚酰胺的膜或噴涂上述聚合物的金屬板或容器代替。由于在分離出的玻纖上存有少量樹 月旨，因此需要對(duì)帶有樹脂的玻纖用良性溶劑進(jìn)行反復(fù)沖洗、過濾、提純等，盡可能提高樹脂 的提純產(chǎn)率，一般可以提純至80-90 %以上，如果需要汽提，在汽提之前必須充分沖洗，保證 玻纖上含有盡可能少的樹脂，至少3次；將濾除的玻璃纖維在300-600度的高溫下灼燒或 者直接回爐重?zé)?，在重?zé)掃^程中樹脂在400-500°C即化為灰燼，且不影響玻纖質(zhì)量，將玻纖 上沾有的樹脂灼燒干凈，大約在〇. 1 %的樹脂；留有純凈的玻璃纖維，或回填與原樹脂，或 重新拉絲他用；將去除玻纖的濾液用水抽濾的方法將樹脂與溶劑分離，并沉淀得到純凈的 PA66樹脂；將樹脂用酸性、中性、堿性溶液進(jìn)行處理，去除樹脂表面殘留能導(dǎo)致樹脂降解的 溶劑，例如，從甲酸溶劑提純的PA66,需要用堿性、或蒸餾水溶劑去除表面殘余酸性液體，保 證提純的PA66不產(chǎn)生自由基產(chǎn)生降解；將清洗后的樹脂通過熱氮?dú)饣蚱渌訜岱椒ㄟM(jìn)行 烘干，造粒，以方便再利用。
[0026] 在分離、清洗過程中每步所用溶劑回收在不同的容器內(nèi)，以便在下一批次循環(huán)使 用；對(duì)于沉淀樹脂過程中的水或水蒸汽，不可避免要混有溶解所用溶液，可以用汽提或者其 他方法去除，將此處水或水蒸氣、溶解過程所用溶劑可以循環(huán)使用。
[0027] 此方法提及的溶劑為熱塑性塑料的良性溶劑，S卩Θ溶劑或者能夠?qū)崴苄运?料溶脹且使纖維增加熱塑性塑料在溶劑存在下形成混合溶液的溶劑；熱塑性塑料通常 會(huì)可以溶解在其良性溶劑內(nèi)，例如，聚乙烯、聚丙烯溶脹于甲苯、二甲苯等溶劑；PA 6，PA 46，PA 66，PA 69，PA 610，PA MXD6溶解于高純度甲酸或濃硫酸溶液內(nèi)，PA612溶解于濃硫 酸或者間甲酚；PA 11，PA 12，PA 11/12共聚物溶解于間甲酚內(nèi)，PA 6T/66，PA 6I/66，PA 6I/6T，PA 6T/6I/66，PA 6T/6I，PA 6I/6T/66,溶解于間甲酚、苯酚或 1，1，2,2-四氯乙烷； 等等，再例如玻纖增強(qiáng)聚對(duì)二苯甲酸丁二酯（PBTGF)、聚對(duì)二苯甲酸乙二酯溶解于0.5mol phenol/1, 2dichlorbenzene、間甲苯和鄰氯苯酷等溶劑中；聚甲醛溶解于六氟丙酮水合物 溶劑中；聚碳酸酯溶于二氯甲烷或二噁英，溶脹于甲醇；此方法內(nèi)提到的溶劑包括同族相 近相似溶劑，或能夠溶解溶脹樹脂的溶劑皆在權(quán)利要求內(nèi)，下表中列舉了一些高聚物的Θ 溶劑和Θ溫度：
[0028]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種纖維增強(qiáng)熱塑性塑料的分離回收方法，其特征在于，采用溶劑溶解的方法將熱 塑性塑料和纖維分離，包括以下步驟： (1) 將纖維增強(qiáng)性塑料溶解至樹脂的良性溶劑內(nèi)，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下進(jìn)行磁力攪拌，直至形 成混合溶液； (2) 將步驟（1)中得到的混合溶液采用過濾方法使得纖維與樹脂良性溶劑分離； (3) 將步驟（2)中得到的纖維用良性溶劑進(jìn)行沖洗、過濾、提純或汽提； (4) 將步驟（3)中得到的纖維在300-600°C溫度下灼燒或直接回爐重?zé)挼玫嚼w維； (5) 將步驟（2)和（3)中得到的溶有樹脂的溶劑進(jìn)行抽提或汽提、沉淀提純得到樹脂經(jīng) 清洗、烘干、造粒后使用。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟（1)中的良性溶劑為苯甲醚、二 苯醚、乙苯、甲苯、苯、四氯化碳、二氧六環(huán)、氯仿、正丙醇、環(huán)已烷、甲醇、十氫萘、苯甲醇、丙 酮、乙醇、正辛烷、乙酸乙酯、環(huán)己醇、間甲苯、鄰氯苯酚、氯苯、六氟丙酮水合物和甲酸溶液 的一種或兩種以上混合液。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟（1)中的壓力為正常室壓。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟（2)中過濾設(shè)備為PE、PTFE、 PVDF、聚砜、陶瓷、金屬、芳香族聚酰胺的膜或噴涂上述聚合物的金屬板或容器；所述過濾設(shè) 備為孔隙率lnm-70um〇
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟（2)重復(fù)3次。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟（3)中提純至樹脂的提純產(chǎn)率在 80-90 %〇
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟（3)中汽提之前需要對(duì)纖維進(jìn)行 沖洗3次以上。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟（4)中溫度為400-500°C。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟（5)中樹脂用酸性、中性或堿性 溶劑進(jìn)行清洗。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種纖維增強(qiáng)熱塑性塑料的分離回收方法，采用溶劑溶解的方式將熱塑性塑料和纖維分離，包括以下步驟：(1)將纖維增強(qiáng)性塑料溶解至樹脂的良性溶劑內(nèi)，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下進(jìn)行磁力攪拌，直至形成混合溶液；(2)將步驟(1)中得到的混合溶液通過過濾方法使得纖維與樹脂良性溶劑分離；(3)將步驟(2)中得到的纖維用良性溶劑進(jìn)行沖洗、過濾、提純或汽提；(4)將步驟(3)中得到的纖維在300-600℃高溫下灼燒或直接回爐重?zé)挼玫嚼w維；(5)將步驟(2)和(3)中得到的溶有樹脂的溶劑進(jìn)行抽提或汽提、沉淀提純得到樹脂經(jīng)清洗、烘干、造粒后使用。此方法使得樹脂、纖維都能夠重新被利用，實(shí)現(xiàn)了纖維增強(qiáng)熱塑性塑料的接近全部的再循環(huán)利用。
【IPC分類】C08J11-08
【公開號(hào)】CN104558679
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510056375
【發(fā)明人】王姝
【申請(qǐng)人】王姝
【公開日】2015年4月29日
【申請(qǐng)日】2015年2月3日