专利名称：一种废旧pvb塑料的脱色方法
技术领域：
本发明涉及一种废旧PVB塑料的脱色回收的方法。
背景技术：
1935年美国科学家发明了一种可以用三明治方式夹在两层普通玻璃之间的高分子材料一聚乙烯醇缩丁醛(Polyvinlbutaral，简写为PVB)。它是通过高分子聚乙烯醇(PVA)和丁醛缩合反应形成的一种聚合物，呈白色粉末状，研究发现聚乙烯醇缩丁醛加上一种专用的增塑剂进行增塑，通过挤出机系统和精确的厚度控制可形成的一种连续化的0.38～1.52mm厚的胶片，美国政府1938年立法要求使用PVB做为机动车前风挡玻璃的基材。经过70多年的研究开发和生产实践证明，PVB膜片仍是生产玻璃夹层不可替代的原材料，现在更多的国家做为标准产品进行生产，它在保护乘客安全等方面起到了很重要的作用，克服了浮法玻璃的挠性差和刚性低的特点，更大范围内得到使用，现在高档汽车基本都使用PVB夹层玻璃做前风挡。
PVB不仅具有高度的透明性、良好的耐光性、耐寒性、耐水性、成膜性和抗冲击性能，而且对玻璃、金属、木材、陶瓷、皮革、纤维等材料有良好的粘接性能，现已在各工业部门得到广泛的应用，如安全玻璃的中间膜、瓷用花纸、金属保护底漆、水松纸、铝铂纸、绝缘漆、纤维处理剂、制件、印刷油墨、染料、人造海绵等等。建筑市场也呈每年20％以上的速度递增。我国在GB9656-2003(汽车玻璃标准)、GB9962-1999(夹层玻璃标准)中明确规定安全玻璃只包括钢化玻璃和夹层玻璃，其中夹层玻璃是指将两层或多层玻璃之间用高分子材料在特定的温度和压力下形成的、大幅提高了其安全性能的玻璃。
我国PVB工业起步于20世纪50年代，但发展缓慢。“七五”期间PVB在陶瓷花纸及真空镀铝行业的开发应用取得了突破，从而促进了行业的发展。国内对PVB的使用在1995年以前仍然保持100％的进口，市场被美国杜邦公司、首诺公司和日本的积水公司所垄断。1985～1988年由原轻工部牵头，组织锦西化工厂、天津冰峰化工厂、贵州有机化工试验厂、上海光学研究所等国内有实力的厂家举行了PVB胶片大攻关，希望能够早日实现安全玻璃用PVB胶片国产化，但因种种原因没有成功。后来只有贵州有机化工试验厂、上海光学研究所生产PVB，但产量较低，质量无法与进口产品竞争。
目前全世界PVB树脂的生产能力约130kt/a，主要集中在美国、西欧和日本，其中美国是最大的生产国和消费国，而孟山都公司则是全球最大的PVB生产厂家，其生产能力约占世界生产能力的50％。现在我国已有近十几家PVB树脂生产厂，年生产能力约10kt，产品主要为低粘度树脂，约占总产量的90％，生产工艺全采用PVA1799降解-沉淀法。我国PVB薄膜加工厂有近十家，最大的秦皇岛嘉华塑胶有限公司于1993年投产，年产3kt/a PVB薄膜，所需高粘度树脂全部进口。
随着PVB用途的日趋广泛，产生的废旧PVB愈来愈多，主要来源或形式有PVB边角料、PVB废胶头料、PVB卷筒料、PVB膜生产线上的余料和废料、夹层玻璃碎片或废料(含PVB塑料与玻璃渣)等，据统计，全球每年产生的PVB废料有近8kt。由于PVB废料颜色深浅不一，有的甚至含有玻璃渣、灰尘等，采用常规技术难以分选回收并循环利用，往往作为填料生产价格低廉的二次塑料制品，价值在1000～3000元/t左右。
随着我国国民经济的发展，尤其是汽车需求的日益扩大，汽车玻璃和建筑玻璃市场需求量会不断增加，并在更广泛的领域得到应用。因此，进行废旧PVB塑料的脱色技术研究，充分回收及循环利用PVB塑料，是具有广泛市场前景、符合社会循环经济发展需求的。
发明内容
本发明的目的旨在提供一种工艺简单，操作方便，可高效地将废旧PVB塑料的色素溶出，成本低，使废旧的PVB塑料可再生的一种废旧PVB塑料的脱色方法。
本发明的目的是通过下述方式实现的。
本发明的方法为a)将废旧PVB塑料投料到密封的反应装置中，加入溶剂进行浸出反应，所述的溶剂体积ml∶PVB塑料质量g为1～10；b)将浸出的色素溶液从反应装置中排出；将色素溶液进行减压蒸馏，回收溶剂；所述的溶剂为邻苯二甲酸酯类、磷酸脂类、脂肪酸脂类或以及他们的混合物。
检测或观察PVB塑料的颜色，如果没有达到要求，重复a)、b)两步骤，直到PVB的色状达到要求；所述的邻苯二甲酸酯类包括邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二异辛酯、邻苯二甲酸二烯丙酯、邻苯二甲酸双(2-乙基己酯)、邻苯二甲酸二烯丙酯。
所述的磷酸酯类包括磷酸三丁酯、磷酸甘油酯等。
所述的脂肪酸酯类包括丙烯酸乙酯、丙烯酸甲酯等。
色素溶解过程温度为0℃～70℃。
色素溶解过程的时间为10min～180min。
本发明的方法适用任何颜色的PVB废料，也适用于任何形状的PVB废料。
本发明色素溶解过程有溶剂体积mlPVB塑料质量g优选3～5；色素溶解过程温度优选20℃～45℃；色素溶解过程的时间优选30～160min。
本发明的方法中，用于色素溶解的反应装置要求是密封的，可以是罐、槽、桶，以及工业上各种类型的反应釜。反应装置可以带搅拌装置，也可以通过泵循环料液，也可以不搅拌。
本发明的方法可以用连续生产，也可以间歇式进行。
本发明的方法一般在常压下进行，也可以加压进行。
色素溶液进行减压蒸馏，回收溶剂，最后的残余色素溶液可以当作颜料出售，或妥善处理。
PVB塑料主要由PVB树脂、增塑剂、色素等组成。本发明在处理废旧PVB塑料可以很好地使色素溶出，而PVB树脂和塑料中的增塑剂等不被溶出，或只有小部分增塑剂随色素溶出，经过本发明工艺的简单方便高效地色素溶出，液固(未溶PVB与色素溶液)便可直接分离，即可得到无色PVB塑料，从而得到再生；而色素溶液经过蒸馏操作可以进行色素与溶剂的分离，溶剂可以循环利用，因而本发明是一种很好地选择性溶解色素-蒸馏回收溶剂的工艺方法。
本发明的方法中，由于采用了适当的溶剂来溶解PVB废料中的色素，而PVB树脂和塑料中的增塑剂等不被溶出，或只有小部分增塑剂随色素溶出；根据PVB塑料的脱色情况，可以采用多次溶解的方案；最终经分离溶剂，可以得到无色或浅色透明的PVB塑料(回收再生)和色素溶液，根据溶剂与色素沸点或挥发度的不同，采用蒸馏的方式可以将色素溶液分离开来，得到再生溶剂和色素。
本发明工艺简单，操作方便，可高效地对废旧的PVB塑料脱色，PVB塑料与色素溶液为物理分离，过程直接方便，并可进一步回收溶剂，有利节约成本。
具体实施例方式
本发明由下列实施例进一步说明，但不受这些实施例的限制。实施例中所有份数和百分数除另有规定外均指质量。
实施例1将100g黑色废旧PVB塑料投料到密封的反应装置中，加入溶剂邻苯二甲酸二乙酯200ml，在室温下利用磁力搅拌器搅拌30min，然后分离塑料与深色溶液；得到的脱色塑料采用溶剂(每次溶剂用量为200ml)再重复浸出两次，得到的塑料固体真空干燥，呈无色透明装，称重为95.6g，废旧PVB塑料的回收率为95.6％。
合并三次得到的色素溶液(600ml)，控制温度为80℃～90℃、压强为0.01MPa，进行减压蒸馏回收溶剂，得到无色透明的溶剂591ml和13ml剩余色素溶液，溶剂回收率为98.5％。经红外光谱和紫外光谱分析，回收的溶剂邻苯二甲酸二乙酯与纯邻苯二甲酸二乙酯与的谱图能完全重合，说明回收的溶剂还可以循环利用。
实施例2将100g浅蓝色废旧PVB塑料投料到密封的反应装置中，加入溶剂邻苯二甲酸二乙酯900ml，在室温下浸泡150min，然后分离塑料与深色溶液；得到的塑料固体经真空干燥，呈无色透明装，称重为94.1g，废旧PVB塑料的回收率为94.1％。将900ml色素溶液在80℃～90℃、0.01MPa下减压蒸馏，回收溶剂，得到无色透明的溶剂885ml和19ml剩余色素溶液，溶剂回收率为98.3％。
实施例3将100g黑色废旧PVB塑料投料到密封的反应装置中，加入溶剂丙烯酸乙酯1000ml，在室温下浸泡120min，然后分离塑料与深色溶液；得到的塑料固体经真空干燥，呈无色透明装，称重为96.2g，废旧PVB塑料的回收率为96.2％。将1000ml色素溶液在70℃、0.01MPa下减压蒸馏，回收溶剂，得到无色透明的溶剂975ml和27ml剩余色素溶液，溶剂回收率为97.5％。
实施例4将100g黄色废旧PVB塑料投料到密封的反应装置中，加入溶剂丙烯酸乙酯500ml和邻苯二甲酸二乙酯500ml，在室温下浸泡150min，然后分离塑料与深色溶液；得到的塑料固体经真空干燥，呈无色透明装，称重为95.5g，废旧PVB塑料的回收率为95.5％。将1000ml色素溶液在80℃、0.01MPa下减压蒸馏，回收溶剂，得到无色透明的溶剂987ml和27ml剩余色素溶液，溶剂回收率为98.7％。
实施例5将100g黑色废旧PVB塑料投料到密封的反应装置中，加入溶剂邻苯二甲酸双(2-乙基己酯)300ml，在室温下浸泡420min，然后分离塑料与深色溶液；得到的塑料固体经真空干燥，呈无色透明装，称重为97.5g，废旧PVB塑料的回收率为97.5％。将300ml色素溶液在80℃、0.01MPa下减压蒸馏，回收溶剂，得到无色透明的溶剂291ml和9ml剩余色素溶液，溶剂回收率为97％。
权利要求
1.一种废旧PVB塑料的脱色方法，其特征在于a)将废旧PVB塑料投料到密封的反应装置中，加入溶剂进行浸出反应，所述的溶剂体积ml∶PVB塑料质量g为1～10；b)将浸出的色素溶液从反应装置中排出；将色素溶液进行减压蒸馏，回收溶剂；所述的溶剂为邻苯二甲酸酯类、磷酸脂类、脂肪酸脂类或以及他们的混合物。
2.根据权利要求1所述的一种废旧PVB塑料的脱色方法，其特征在于重复a)、b)两步骤，直到PVB的色状达到要求。
3.根据权利要求1或2所述的一种废旧PVB塑料的脱色方法，其特征在于所述的邻苯二甲酸酯类包括邻邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二异辛酯、邻苯二甲酸二烯丙酯、邻苯二甲酸双(2-乙基己酯)、邻苯二甲酸二烯丙酯。
4.根据权利要求3所述的一种废旧PVB塑料的脱色方法，其特征在于所述的磷酸脂类包括磷酸三丁酯、磷酸甘油酯。
5.根据权利要求3所述的一种废旧PVB塑料的脱色方法，其特征在于所述的脂肪酸脂类包括丙烯酸乙酯、丙烯酸甲酯。
6.根据权利要求1或2所述的一种废旧PVB塑料的脱色方法，其特征在于溶剂体积ml∶PVB塑料质量g为3～5。
7.根据权利要求1或2所述的一种废旧PVB塑料的脱色方法，其特征在于色素溶解过程温度为0℃～70℃。
8.根据权利要求7所述的一种废旧PVB塑料的脱色方法，其特征在于色素溶解过程温度优选20℃～45℃。
全文摘要
一种废旧PVB塑料的脱色方法，a)将废旧PVB塑料投料到密封的反应装置中，加入溶剂进行浸出反应，所述的溶剂体积mlPVB塑料质量g为1～10；b)将浸出的色素溶液从反应装置中排出；将色素溶液进行减压蒸馏，回收溶剂；所述的溶剂为邻苯二甲酸酯类、磷酸脂类、脂肪酸脂类或以及他们的混合物。本发明是一种工艺简单，操作方便，可高效地将废旧PVB塑料的色素溶出，成本低，使废旧的PVB塑料可再生的一种废旧PVB塑料的脱色方法。
文档编号C08L29/14GK101074297SQ20071003502
公开日2007年11月21日 申请日期2007年5月30日 优先权日2007年5月30日
发明者王晖, 符剑刚, 顾帼华, 陈立, 于婉婷 申请人:中南大学