一种载水多孔摩擦介质及清洗废塑料的方法与流程

1.本发明属于塑料回收技术领域，具体涉及一种载水多孔摩擦介质及清洗废塑料的方法。


背景技术：

2.众所周知，塑料产品在我们的生活中已经无处不在，琳琅满目的塑料产品在得到广泛应用的同时也产生了大量白色污染，对地球的生态环境造成了极大的破坏，阻碍了全球生态的可持续发展。在我国废塑料年产生量在3000万吨以上，再生利用率占70%及以上。除了尽可能多次充分利用塑料制品外，废塑料的回收也显得至关重要。
3.在废塑料物理机械回收方法中，目前基本采用的是水洗法，该法能够确保清洗过程中问题的控制，但会浪费大量的水资源，同时会产生大量的废水，废水的处理成本和能耗非常高，如果废水没有得到有效处理，还会进一步污染环境。而干法清洗废旧塑料采用硬质固体和废旧塑料在高速旋转筒中旋转，通过硬质固体以及旋转筒中桨叶和废旧塑料产生摩擦，去除废旧塑料表面的污染物。这种方法在清洗过程中，由于高速摩擦会产生大量的热量，因为是在干的条件下，热量无法被带走，聚集在清洗体系中，会导致废旧塑料软化和结块的问题，并且在较高温度下清洗塑料会被热氧老化，导致性能下降。
4.发明专利cn107379321b公开了一种废旧塑料无水清洗回收的方法，该方法主要在废旧塑料粉末中加入硬质无机物，辅助干粉剥离剂，干态下在卧式旋转筒中旋转，通过剥离剂对油脂、油墨等高粘附性杂质的活化，利用硬质无机颗粒产生的微摩擦研磨作用将废旧塑料粉末表面的泥土、油脂、油墨剥离，该方法实现了有效的清洗，且清洗过程密闭无污染排放，工艺简短，可连续作业。但该技术的干态摩擦清洗是低速的，低速摩擦清洗需要较长的摩擦时间，效率低，同时随着摩擦清洗的时间增加产生热量越来越多，导致摩擦清洗废旧塑料温度上升，容易导致热氧老化，甚至在超过材料耐热温度(hdt)的时候，使得摩擦清洗废旧塑料出现软化、结块问题。另外，该发明的清洗方案中采用了大量碱性剥离剂，这是一种不环保的清洗方式。
5.此外，其余较多的摩擦清洗机都只是利用螺杆挤出旋转的物理作用力达到摩擦分离的目的，分离清洗效果较差。因此，如何在无污染的情况下有效地将废旧塑料回收再利用，并且提高其回收效率、回收质量，是目前塑料行业急需解决的一个重要问题。


技术实现要素：

6.本发明的目的是提供一种载水多孔摩擦介质材料，用于废塑料的摩擦清洗，实现无废水产生的干法清洗，同时有效控制摩擦清洗的温度，实现无污染、高品质和高效率的废塑料清洗效果。
7.一种载水多孔摩擦介质，是由多孔硬质材料经过水中浸泡或喷淋，充分吸收水分后制备而成。多孔硬质材料为粒径大于等于3mm的钢渣、多孔碳化硅、氧化铝空心球、多孔氧化钛、多孔不锈钢、多孔钛、多孔镍中的一种或多种，形状不规则，优选为外形有棱角的颗
粒。
8.一种载水多孔摩擦介质清洗废塑料的方法，是以冰箱丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料（abs）材料的清洗为例，展现了一种全新的摩擦清洗介质和废塑料清洗方法，具体包括如下步骤：（1）将废弃电冰箱拆解的abs门衬和abs内胆放入破碎机进行破碎，并通过破碎机的破碎室筛网和出料室筛网筛选，得到初步过滤杂质且尺寸均匀的abs破碎毛料；（2）将abs破碎毛料与载水多孔摩擦介质一定质量比混合，在高速摩擦清洗机中转速旋转清洗；（3）将高速旋转摩擦得到的物料在振动筛中筛分，分离出载水多孔摩擦介质及部分剥离异物，筛选剩余物为abs破碎料和剥离异物的混合物；（4）将筛选剩余物放入固固分离机中，在固固分离机的离心作用下，体积较小的异物体被甩出过滤网，体积大的abs破碎片从底部向上端出口甩出，得到清洗干净的abs破碎料。
9.进一步地，步骤（1）中破碎机的破碎室筛网孔径为6~20mm，破碎机的出料室筛网孔径为1~20mm，且破碎机的出料口处放置有磁力架。塑料被破碎到尺寸小于筛网孔径时，会从破碎室的筛网网孔处穿过掉落到出料室内，通过出料室的筛网板滑落到出料口，小于筛网孔径的塑料粉体、泥土、砂石、铁屑等异物在滑落过程中会被筛除掉。同时在破碎机出料口处放置有磁力架，可以有效吸附除去磁性金属灰白。
10.进一步地，步骤（1）中破碎机的破碎室筛网孔径必须大于破碎机的出料室筛网孔径。
11.进一步地，步骤（2）中abs破碎毛料与载水多孔摩擦介质的质量比为1：（0.15~0.30）。
12.进一步地，步骤（2）中高速摩擦清洗机的转速为1000~1500rpm，清洗时间为3~15min。
13.本发明采用高速摩擦结合不规则载水多孔摩擦介质颗粒，使冰箱abs破碎料在高速摩擦研磨过程中，将表面的胶水、锡纸、泥土等杂质刮擦分离。载水多孔摩擦介质的微孔中承载有水分，随着高速摩擦研磨物料温度上升，水分会挥发带走热量，有效控制摩擦清洗过程中的温度，避免冰箱abs破碎料在摩擦过程中，因温度上升而发生粘连或结块，同时水分也可进一步防止清洗过程中产生粉尘污染。
14.进一步地，步骤（3）中振动筛的筛网网孔孔径介于多孔硬质材料粒径和破碎机的破碎室筛网孔径之间。
15.进一步地，步骤（4）中固固分离机为具有螺旋旋转轴和筛网筒的离心分离机，筛网筒的网孔孔径为0~20mm，必须小于破碎机的出料室筛网孔径。
16.本发明使用固固分离机的高速离心作用，可以快速连续化地将废塑料表面的异物脱离出来，同时物料之间会产生高速摩擦，进一步剥离废塑料表面的异物。
17.使用上述载水多孔摩擦介质清洗废塑料的方法清洗获得冰箱abs门衬和abs内胆获得的冰箱abs破碎料，制备一种再生abs塑料颗粒材料，包括以下重量百分比成分：冰箱abs破碎料：97.5~100.0%，抗氧剂：0.0~0.5%，
其它助剂：0.0~2.0%。
18.进一步地，抗氧剂为四(β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯、β-(4-羟基苯基-3,5-二叔丁基)丙酸正十八碳醇酯、亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基酯)、2,2-硫代双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸乙酯]、2,2-草酰胺基-双[乙基-3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)]丙酸酯、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、硫代二丙酸二月桂酯中的一种或多种。
[0019]
进一步地，其它助剂包含抗菌剂、抗静电剂、镭雕剂、润滑剂、着色剂。
[0020]
上述再生abs塑料颗粒材料的制备方法，包括如下步骤：s1、将清洗干净的abs破碎料干燥备用；s2、按重量百分比称取清洗干净的abs破碎料、抗氧剂和其它助剂混合均匀，得到混合物；s3、将上述混合物料通过喂料口放入单螺杆挤出机中熔融挤出造粒。
[0021]
进一步地，步骤s3中单螺杆挤出机具有一个抽真空口，在熔融段开始处。
[0022]
进一步地，步骤s3中单螺杆挤出机具有9个控温区，温控区1~2的温度为180~220℃，温控区3~4的温度为200~230℃，温控区5~6的温度为200~220℃，温控区7~9的温度为210~240℃。
[0023]
本发明相比现有技术，具有如下优点：（1）本发明制备的载水多孔摩擦介质，是以多孔硬质材料颗粒为基材，使其充分吸收水分后制备而成，具有非常好的硬度，可以和塑料产生摩擦，将塑料表面的胶水、锡纸、泥土等杂质剥离；（2）载水多孔摩擦介质中携带的水分，可以有效吸收摩擦过程产生的热量，控制摩擦过程中物料的温度，防止塑料材料软化后结块，同时水分也可进一步防止清洗过程中产生粉尘污染；（3）通过破碎机、摩擦清洗机、振动筛、固固分离机中筛网的合理设计，及离心和震动原理，在不适用水洗的情况下，有效去除了废塑料中杂质；（4）固固分离机的高速离心作用可以快速连续化的将废塑料表面的异物脱离出来，同时可进一步剥离废塑料表面的异物；（5）本发明清洗塑料的方法，采用高速摩擦清洗分离，绿色环保，效率更高，效果良好，适合工业化应用。
附图说明
[0024]
图1是本发明采用的固固分离机结构示意图；图2是固固分离机中的筛网筒照片；图中：1-螺旋旋转轴、2-筛网筒。
具体实施方式
[0025]
下面通过具体实施例及附图，对本发明的技术方案作进一步描述说明，应当理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于帮助理解本发明，不用于本发明的具体限制。且本文中所使用的附图，仅仅是为了更好地说明本发明所公开内容，对保护范围并不具有限制作用。如果无特殊说明，本发明的实施例中所采用的原料均为本领域常用的原料，实施例中所
采用的方法，均为本领域的常规方法。
[0026]
以下实施例及对比例中，废弃电冰箱拆解的abs门衬和abs内胆来自家电拆解工厂，抗氧剂选用德国巴斯夫公司生产的抗氧剂irganox1076和抗氧剂irgafos168，采用主副抗氧剂协同作用的配比，其它助剂选用攀枝花科威矿业有限公司型号为kwa-101的钛白粉。
[0027]
实施例1采用一种载水多孔摩擦介质高速研磨剥离的方法清洗废旧塑料，具体清洗方法如下：（1）将废弃电冰箱拆解的abs门衬和abs内胆放入破碎机进行破碎，并通过破碎机破碎室内筛孔孔径20mm的筛网和出料室内筛孔孔径18mm的筛网筛选，得到初步过滤杂质且尺寸均匀的abs破碎毛料；（2）将abs破碎毛料与粒径8mm的载水钢渣摩擦介质以质量比1：0.15混合，在高速摩擦清洗机中以1500rpm的转速旋转15min；（3）将高速旋转摩擦得到的物料在筛孔孔径为12mm的振动筛中筛分，分离出使用后的载水钢渣介质及部分剥离异物，筛选剩余物为abs破碎和剥离异物的混合；（4）将筛选剩余物放入筛网网孔孔径为2mm的固固分离机中，在固固分离机的离心作用下，体积较小的胶水、锡纸、泥土等异物体被离心作用甩出了过滤网之外，而冰箱abs破碎片体积大从底部向上端出口甩出，得到清洗干净的冰箱abs破碎料。
[0028]
所述载水钢渣摩擦介质具体的吸水步骤如下：将钢渣浸润在水中20min，充分吸水。
[0029]
采用以上清洗干净的冰箱abs破碎料制备再生abs塑料颗粒材料，步骤如下：s1、将清洗干净的冰箱abs破碎料干燥备用；s2、按重量百分比称取清洗干净的abs破碎料99.20kg、抗氧剂irganoc1076 0.2kg、抗氧剂irgafos168 0.1kg和钛白粉kwa-101 0.5kg混合均匀，得到混合物；s3、将上述混合物料通过喂料口放入单螺杆挤出机中，喂料机电机频率控制在35hz，各区的温度设置温控区1~2的温度分别为190℃和205℃，温控区3~4的温度分别为210℃和210℃，温控区5~6的温度分别为205℃和205℃，温控区7~9的温度分别为215℃、215℃和220℃，打开真空泵，经过熔融挤出造粒。
[0030]
实施例2实施例2与实施例1的区别在于载水多孔摩擦介质清洗废塑料的方法不同，具体如下：（1）将废弃电冰箱拆解的abs门衬和abs内胆放入破碎机进行破碎，并通过破碎机破碎室内筛孔孔径13mm的筛网和出料室内筛孔孔径8mm的筛网筛选，得到初步过滤杂质且尺寸均匀的abs破碎毛料；（2）将abs破碎毛料与粒径5mm的载水钢渣摩擦介质以质量比1：0.20混合，在高速摩擦清洗机中以1200rpm的转速旋转8min；（3）将高速旋转摩擦得到的物料在筛孔孔径为8mm的振动筛中筛分，分离出使用后的载水钢渣摩擦介质及部分剥离异物，筛选剩余物为abs破碎和剥离异物的混合；（4）将筛选剩余物放入筛网网孔孔径为2mm的固固分离机中，在固固分离机的离心作用下，体积较小的胶水、锡纸、泥土等异物体被离心作用甩出了过滤网之外，而冰箱abs破
碎片体积大从底部向上端出口甩出，得到清洗干净的冰箱abs破碎料。
[0031]
实施例3实施例3与实施例1的区别在于载水多孔摩擦介质清洗废塑料的方法不同，具体如下：（1）将废弃电冰箱拆解的abs门衬和abs内胆放入破碎机进行破碎，并通过破碎机破碎室内筛孔孔径6mm的筛网和出料室内筛孔孔径4mm的筛网筛选，得到初步过滤杂质且尺寸均匀的abs破碎毛料；（2）将abs破碎毛料与粒径3mm的载水钢渣摩擦介质以质量比1：0.30混合，在高速摩擦清洗机中以1000rpm的转速旋转3min；（3）将高速旋转摩擦得到的物料在筛孔孔径为4mm的振动筛中筛分，分离出使用后的载水钢渣摩擦介质及部分剥离异物，筛选剩余物为abs破碎和剥离异物的混合；（4）将筛选剩余物放入筛网网孔孔径为2mm的固固分离机中，在固固分离机的离心作用下，体积较小的胶水、锡纸、泥土等异物体被离心作用甩出了过滤网之外，而冰箱abs破碎片体积大从底部向上端出口甩出，得到清洗干净的冰箱abs破碎料。
[0032]
实施例4实施例4与实施例2的区别仅在于步骤s2是按重量百分比称取清洗干净的abs破碎料97.50kg、抗氧剂irganoc1076 0.3kg、抗氧剂irgafos168 0.2kg和钛白粉kwa-101 2.0kg混合均匀，得到混合物。
[0033]
实施例5实施例5与实施例2的区别仅在于步骤s2是按重量百分比称取清洗干净的abs破碎料100.0kg。
[0034]
对比例1对比例1与实施例2的区别在于步骤（2）未使用载水钢渣摩擦介质，仅将abs破碎毛料在高速摩擦清洗机摩擦清洗。
[0035]
对比例2对比例2与实施例2的区别仅在于使用不含水的钢渣摩擦介质清洗塑料。
[0036]
对比例3对比例3与实施例2的区别仅在于abs破碎毛料与载水钢渣摩擦介质的质量比为1：0.15，在高速摩擦清洗机中以15rpm的转速旋转15min。
[0037]
对比例4对比例4与实施例2的区别仅在于出料室没有筛网。
[0038]
对比例5对比例5与实施例2的区别仅在于载水钢渣摩擦介质的粒径为1mm。
[0039]
对比例6对比例6与实施例2的区别仅在于将abs破碎毛料与载水钢渣摩擦介质在高速摩擦清洗机中以1200rpm的转速旋转1min。
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表1 对比案例和实施案例物性对比表
实施案例1~5的izod缺口冲击强度均在12kj/m2以上，且拉伸强度、断裂伸长率、弯曲强度和弯曲模量均优于对比案例。同时通过颜色l、a、b值和光泽度可以知道，采用本发明清洗方法可以显著提升废塑料材料的白度和光泽度。这表面了本发明的载水多孔摩擦介质及配套清洗方法可以有效去除废塑料中胶水、锡纸、泥土等杂质，获得良好的清洗效果，同时不改变塑料材料本身化学结构，不影响其力学性能，从而获取高品质的再生塑料。
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该载水多孔摩擦介质，可以和塑料产生摩擦，将其表面的胶水、锡纸、泥土等杂质剥离，携带的水分可以有效吸收摩擦过程产生的热量，控制摩擦过程中物料的温度，防止塑料材料软化后结块，同时水分也可进一步清洗塑料，且不会刮伤塑料本身而影响其性能。固固分离机的高速离心作用可以快速连续化的将废塑料表面的异物脱离出来，进一步剥离废塑料表面的异物，改善塑料清洗效果，其结构如图1和图2所示，固固分离机包括螺旋旋转轴1和筛网筒2。
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最后应说明的是，本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明，而并非对本发明的实施方式的限定。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具有实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，这里无需也无法对所有的实施方式予以全例。而这些属于本发明的实质精神所引申出的显而易见的变化或变动仍属于本发明的保护范围，把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。