专利名称：利用超临界CO<sub>2</sub>流体快速剥离铝塑复合材料的方法
技术领域：
本发明涉及铝塑复合材料的分离方法，具体涉及利用超临界co2流体快速剥离铝塑复合材料的方法，属于环保领域。
技术背景铝塑复合材料是铝箔和塑料通过热压合或粘合而成的具有多层结构的复合材料，最简单的组成结构为塑料/铝箔/塑料，有时为了提高塑料 与铝箔的粘合强度，会在铝箔与塑料间使用粘结剂，这样就形成五层的结 构塑料/粘结层/铝箔/粘结层/塑料，而对于铝箔来说，由于其易氧化，在 其表面实际上有一层性质稳定的氧化铝。铝塑复合材料既利用了铝箔质地柔软、延展性好、便于加工、阻隔性 好、轻便美观等特点，也利用了塑料易加工、耐酸碱腐蚀、强度好的特点， 因而具有阻光、恒温、无毒安全、成本低廉的特点，尤其适合制成复合软 包装及包装衬里，广泛应用于食品、医药、化学品及日用品等商品的包装。 铝塑复合材料主要包括铝塑复合纸、铝塑复合罐材、铝塑复合软膜、铝 塑复合软管包装材料及铝塑复合泡罩包装材料等，比如利乐包装系列、牙 膏管包装等，都是典型的铝塑复合材料。从铝箔的消费数据可以了解铝塑复合材料的使用情况。据欧洲铝箔工 业协会统计，欧洲70%以上的铝箔应用于各类包装制品，在美国这一比率 高达75%，在日本包装用铝箔消费占70%。而中国已成为仅次于美国和曰 本的第三包装大国，随着我国包装工业的快速发展，铝箔在包装领域的应 用也实现了迅速的增加。据统计，到"十一五"末期，我国包装用铝箔年 需求量将达到25万吨左右，将是目前包装用铝箔消费量的1.3倍。铝塑复合材料中铝箔约占复合材料总重的20%，依此计算，目前铝箔消耗量约为55 万吨，到"十一五，，期末，将达到125万吨。可见，铝塑复合材料应用广 泛、使用量很大。铝塑复合材料的快速发展，也带来了巨大的环保问题，即会产生数量 庞大的废弃物，如果处理不当，会给环境保护带来巨大的压力。因为铝箔 和塑料的不相容，废弃的铝塑复合材料混在一起没有任何回收利用价值， 必须把铝箔和塑料分离开来得到铝箔和塑料，这样才具有较高的回收价 值，尤其是铝箔，它的价格高、货源少，如果能有效回收利用，必定会带 来可观的经济效益，同时也避免了复合材料废弃物因为不能回收利用而对 环境的污染。因此，铝塑复合材料的回收再利用，具有十分重要的经济效 益和社会效益，成为目前研究的热点。目前，国外有些研究机构对铝塑复合材料的回收处理开发了相关的处 玉里工艺。Muther ( Muther, C., Separation of laminates using Result technology, Proc. SPE 3rd Ann. Recycling Conf" Chicago, IL, 1996: 37 )设计了 一种处理 工艺，针对用机械法在干燥的工艺中将复合材料制成薄片，对层压产品进 行简单研磨只能得到平常的混合物产品，很难从复合材料中分离出单组分 的铝箔和塑料的问题，提出用高速旋转层压产品可得到稳定单相组成的分 布，其原理为铝塑复合材料在加速和专门设计的机器里发生涡流时的行为 不同而得以分离。根据该原理，奥地利的Result Technology AG公司设计 了相应的商用处理系统。对于这种系统，需要高速加速器来产生很强的涡 流和很大的加速度，因而对设备要求很高，分离成本也随之增大，但该系 统对于有粘结层的复合材料，分离程度不高。美国铝公司(Alcoa)的巴 西分公司Alcoa Aluminio S A与Tetra pak公司、Klabin公司和TSL Engenharia Ambiental 乂>司合作 (Alcoa, Tetra Pak, Klabin and TSL Engenharia Ambiental, Chemical Engineering Progress, 2005， 101(7): 13 ), 开 发了一套铝塑回收系统，利用电能在1500(TC产生一股等离子体射流，使 铝和塑料的混合物加热，塑料被深度回收成低分子物质转化为石蜡，铝则4以高纯铝锭的形式回收，该技术需要产生高温等离子体，对设备要求高， 投资运行成本也随之增大，同时该系统会把塑料转化成石蜡，实际上降低 了回收价值。国内在分离铝塑复合材料方面主要有两种方法即物理方法和化学方法。物理方法包括两种方法， 一是物理静电方法，把铝塑复合材料粉碎， 经过磨粉机械研磨，在摩擦力的作用下把铝和塑料分开，再将磨好后的材 料经静电分选机多次分选来分离塑料和铝，这种方法一般只能分离铝塑复 合管材，缺点是要求把复合材料粉碎得很细，需要耗费大量电能，成本高， 且分离效果也不佳，因为该方法通过电场分离塑料和铝的前提是铝和塑料 不能粘连在一起，而对于铝塑复合材料而言，这种方法是失效的；二是采 用有机溶剂浸泡的方法，如公开号为CN1066413A和CN1718408A的中国 专利申请中分别提到使用有机溶剂来分离鋁塑膜，然后离心分离，这种分 离方法由于使用高浓度的有机溶剂，而塑料层对溶剂的吸附量很大，即便 通过离心甩干机，仍有将近30%的吸附量，因此分离成本过高，且只有纯 溶剂，分离速率很慢，而且也不是任何有机溶剂都有效，还必须是合适的 溶剂，而寻找合适的有机溶剂也并不容易；为了提高效率，公开号为 CN1559704A中国专利申请在使用有机溶剂的同时，可以添加一定的表面 活性剂，但专利中并未指明用何种表面活性剂，该方法使用大量高浓度的 有机溶剂，会带来环境污染的问题。化学方法是通过一定的化学溶剂，在渗透和反应的基础上实现铝和塑 料的分离，这是研究得最多的方法。这里面主要有 一是如公开号为 CN1337280A中国专利申请中所描述，利用金属铝和氧化铝均可溶解于酸 或碱的原理，使用酸溶或碱溶的方法把材料中的铝溶解，从而回收塑料， 然后再将含铝废液制成聚合氯化铝或^^酸铝，该方法不能得到铝箔，降低 了回收的价值，目前已很少使用该方法分离铝塑复合材料；二是利用酸性 物质渗透入塑料层，先使得塑料与铝间的界面(氧化铝)溶解，再加入一定的氧化剂，保护铝，从而可以得到一部分的铝箔和塑料，在该方法中有选用强酸性物质，如公开号为CN1401443A中国专利申请中选用硝酸，在
发明者李振华, 董圣航, 陈建党, 华 雷, 阳 鲁 申请人:浙江大学