Способ разделения отходов пластических масс Советский патент 1993 года по МПК B29B17/00 

Изобретение относится к производству и переработке полимерных материалов и может быть Использовано для получения пластмасс и изделий из отходов бывших в употреблении пластмасс, представлйющих собой смесь различных пластмассовых компонентов, например, полиэтилена различных марок, полипропилена, поливинилхлоридэ и пластмасс из его основе, полистирола и его сополимеров, полиамидов, акриловых полимеров, фенопластов, аминопластов, поликарбонатов и полиэфиров 8 различных комбинациях.

Известен способ отделения полиэтилена от полипропилена путем обработки их смеси водным раствором поливинилового спирта при рН 8.

Указанный способпр1шеним для разде ления только полиатилзмв и полипропилена, что объясняетсй избирательной смачиваемостью поль пнилового спирте и его фиксироааниой концентраций в мд ной среде. Недостатком способа яалявтся невозможность райдвления смеси пластмасс на группы полимв{К}8, а также ма рдзличные модификации полимароа внутри групп,

кроме того, необходимость поддержания определенного значения рН усложняет способ.

Ыаиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному фекту к заявленному является способ разделения отходов пластических масс, выбранных иэ фуппы; полиояв хнь. полистирол и его сополимеры, полиамиды. поликарбонаты, поливинилхторм|д.вмино и фенопласты путем испольмааммй разделяющего раствора с пяотностыо. ббльшей плотности выделяемого кшчпонёнта. .

Разделение осущесталяют в аодно-со леоом растворе путем ваедения а него добаQOK солей от 5 до 50 г (хлористого натрия NaCl или хлористого кальция GaC и шелочи -для поддержания необходимого рН среды.

Способ позволяет выделить, например. поливинилхлорид из смеси пластмасс при плотности раствора 1,08-1,3 кг/м акриловые полимеры - при плотности растаора 1,1-1,4кг/м .

Способ, по сравнению с предшествующим, отличается некоторым расширением технологических возможностей, так как путам подбора концентраций добавок позволяет выделить ряд пластмассовых компонентов из смеси отходов, но не в достаточной мере. Способ не обеспечивает разделение компонентов полиолефинового

ряда потому, что процесс разделения ведется в водно-солевом растворе.

Кроме того, применение растворов фиксированной плотности, полученных за

счет введения добавок, не позволяет осуществить разделение смесей, содержащих близкие по плотности компоненты (внутригрупповые модификации).

В результате, разделенные на группы

пластмассы представляют собой смеси их модификаций. Переработка таких смесей приводит к незффектианому использованию пластмасс а изделиях несоотаетстаую щай им номенклатуры, неоднородности

структуры получаемых изделий и ухудшению их качества.

Цель изобретения - повышение чистоты раздельных компонеитоа и упрощение процесса.

Укамнная цель достигается тем, что а способе разделения отходов пластических масс, выбранных из группы: полиолефины, полистирол и его сополимеры, полиамиды, полйка|(оматы. полиаинилхлорид, амино- и

фенопласты путем использования разделяющего раствора с плотностью, большей плотмосш аыделиемого компонента, разделение осуикютвляют сначала а водно-спиртоаом растворе с плотностью 905-970 кг/м

упариванием его при 7t-95C. а затем а аодно-солввои растаоре с плотностью 1020-1460 кг/м упариванием его при 101129 С.

Упарцваимв жидкой среды позволяет

осуи{ес;твмтъ непрерывное повышение ее плопюети. сопровождающееся последовательным выделекием асех присутствующих в смеем компонентов е порядке роста их плотностей. Таким образом, способ обеспечиаает разделение смесей не только на группы пластмасс, но и на входящие в их состав модификации полимеров данного вида, включая наполненные пластмассы, с достаточно высокой степенью чистоты.

Упаривание жидкой среды ведут при температуре, не превышающей ее температуру кипения, так как в противном случае наблюдается вынос на поверхность и смешение частиц полимеров различной плотности а результате интенсивного перемешивания кипящей жидкой среды.

Ведение процесса в присутствии поверхностно-активных веществ способствует лучшему смачиванию разделяемых компонентов.

Разделение смеси при температуре ниже неэффективно ввиду недостаточной производительности процесса.

При мер 1. Смесь отходов пластмасс

в количестве 10 кг, состоящую из полипро1мин; при 111°С и плотности раствора 1110-1:150 кг/м (температура кипения 112°С) - полиамид-6 за 1.5 мин; при 113°С и плотности раствора 1180-1200° к.г/м (температура кипения 114°С)- поликарбонат за

2мин,Оставшуюся смесь пластмасс, находящуюся в погруженном состоянии и состоящую из пластифицированного и непластифицированного поливинипхлорида. аминопласта и фенопласта, подвергают разделению в присутствии смеси поверхностно-активных веществ - оксиэтилирован; ных спиртов и оксиэтилированных амидов с моноэтанолёмином в количестве 0.0050.01%.

Упаривая раствор при температуре 117°С и плотности 1270-1300 кг/м (температура кипения 118°С) выделяют пластифицированный поливииилхлорид (с содержанием пластификатора до 40%) за

3мин; при 125°G и плотности раствора 1310-1370 кг/м (температура кипения 12б°С) - пластифицированный поливинилхлорид (с содержанием пластификатора до 20%) за 6 мин; при 129°С и плотйости раствора 1380-1460 кг/м (температура кипения 130°С) - непластифицированный поливинилхлорид за 2 мин, оставляя в растворе аминопласты и фенопласты.

Содержание основного вещества в выделенных продуктах составляет 40-70%.

Время разделения всех составляющих смесь компонентов составило 37 мин; из них 25 мин - время выделения целевых компонентов.

Примерз. Смесь отходов пластмасс, приготовленную по примеру 1, помещают в установку для разделения, в раствор этилового спирта в воде с плотностью 905 кг/м и упаривают его, выгружая при этом всплывающие полимеры в диапазонах плотностей раствора по примеру 1.

Упаривайие начинают с температуры 78°С, постепенно повышая ее По мере концентрирования раствора.

Так, после отделения полипропилена за 1 мин постепенно повышают температуру упаривания раствора до 80°С, при которой выделяют полиэтилен низкой плотности. Отделив его, температуру упаривания повышают прстепенно до 82С, выделяя Нри ней полиэтилен высокой плотности за 1,3 мин.

Таким же образом при температуре 5°С выделяют полиэтилен средней плЬтноти за 1,2 мин.

После отделения полиолефйновых компонентов последующее разделение отходов пластмасс продолжают в растворе хлористого кальция, начиная с плотности 1020 кг/м, упаривая его при температуре 92°С. Отделив акрилонитрилбутадиеновый пластик (АБС) за 2,3 мин, температуру упаривания повышают до 94°С, при которой

выделяю т ударопрочный полистирол за 4,2

мин. В дальнейшем при выделяют

блочный полистирол за 1,3 мин; при 101°С полиамиды за 1,5мин,при ЮЗ С-поликарбонат за 2,3 мин, при пласти-. фицированны поливинилхлорид (с; содержанием пластификатора до 40%) за 4 мин; при 115С - пластифицированный поливинилхлорид (с содержанием пластификатора до 20%) за 7 мин: при непластифицироваиный поливинилхлорид за 2,3 мин, оставляя в растворе аминопласты и фенопласты,

Содержание основного вещества в выделенных продуктах составляет 98-99%.

Время разделения всех составляющих смесь компЬнентов составило 48 мин, из них 27,7 мин - время выделения целевых

компонентов.

Упаривание ЖИДКОЙ среды, содержацей смесь пластмассовых компонентов, при температуре выше и ниже температуры ее кнпён1Ля позволяет разделить эту

смесь не только на группы пластмасс, ной на входящие в состав групп модификации полимеров, включая наполненные пластмассы.:.

Например, можно выделить различные

марки полиэтилена и полипропилен из группы полиолефинов, разделить блочные и ударопрочные марки полистирола, и т.д., что свидетельствует о расширении технологических возможностей способа разделения

смеси на компоненты по сравнению с лроТОТИПОМ;

Предлагаемым способом Можно разделить компоненты, отличающиеся по плотности на 5 кг/м.

(56) Заявка Японии Мг 52-30308, кл. В 29 С 29/00,опублмк. 1977.

Заявка Франции Мг 2341419, «л. В 29. С 29/00, опублик. 1979. пилена, полиэтилена низкой, средней и высокой плотности, акрилонитрилбутадиенстирольного пластика (АБС), блочного и ударопрочного полистирола, полиамида-б, поликарбоната, пластифицированного и непластифицированного поливинилхлорида, аминопласта и фенопласта, взять1х в равном соотношении, измельчают на роторном измельчителе пластмасс с диаметром ротора 350 мм (ИПР-350) и диаметром отверстий калибрующей решетки 12 мм. При этом частицы измельченных термопластов имеют размеры 3-10 мм. Измельченную смесь помещают в установку для разделения, Г-де в качестве рабочей среды используют рас твор этилового спирта в воде, имеющий плотность 905 кг/м и содержащий смесь поверхностно-активных веществ - оксиэтилированные спирты и оксиэтилированные амиды с моноэтаноламином в количестве 0,005-0,01 %. Количество раствора - 0,05 м. Раствор подвергают упариванию при температуре 71 °С, в процессе которого при плотности раствора в пределах 905-910 кг/м всплывают частицы полипропилена в течение 1 мин. После отделения полипропилена раствор подвергают дальнейшему упариванию. При этом последовательно выделяют и выгружают: полиэтилен низкой плотности при плотности раствора в пределах 910-930 кг/м за 4 мин; полиэтилен высокой плотности - при плотности раствора 950-960 кг/м за 2 мин; полиэтилен средней плотности при плотности раствора 960-970 кг/м за 2:Мин. /, , . , V - / .-.. После отделения полиолёфи новых компонентов последующее разделение отходов пластмасс продолжают в водно-солевом растворе (CaCl2), начиная с плотности его 1020 кг/м . Раствор упаривают и последовательно выделяют: акрилонитрилбутадиенстирольный пластик (АБС) - за 7 мин при плотности раствора 1020-1040 кг/м; ударопрочный полистирол - за 4 мин при плотности раствора 1050-1080 кг/м, блочный полистирол- за 4 мин при плотности раствора 1085-1095 кг/м , полиамид - 6 - за 2 мин при плотности раствора 1110-1150 кг/м, поликарбонат-за 4 мин при плотности раствора 1180-:1200 кг/м , пластифицированный полцвинилхлорид (с содержанием пластификатора до 40%) - за 6 мин при плотности раствора 1270-1300 кг/м, пластифицированный поливинилхлорид (с соде ржанием пластификатора до 20%) - за 12 мин при плотности раствора 1310-1370 кг/м , непластифицированный поливинилхлорид за 4 мин при плотности раствора 1380-1400 кг/м. После отделения полиаинилхлорида в погруженном состоянии остаются аминопласты и фенопласты. Разделение смеси фенопластов и аминопластов не производимо, так как в настоящее время отходы этих материалов не перерабатываются в самостоятельные изделия. Содержание основного вещества в выделенных продуктах составляет 98-99%. Время разделения всех составляющих смесь компонентов составило 84 мин, из них 52 мин - время выделения целевых компонентов, остальное бремя - время, нет обходимое для достижения разделяющей средой плотности последующего выделяемого компонента. П р и мер 2. Смесь отходов пластмасс, приготовленную по примеру 1, помещают в установку для разделения, в раствор этилового спирта в воде с плотностью 905 кг/м и упаривают его, выгружая при этом всплывающие полимеры в диапазонах плотностей раствора по примеру 1. Упаривание нат нэют с температуры 88°С (на 1 ниже температуры кипения данного раствора, равной 89°С), постепенно повышая ее по мере концентрирования раствора и роста его температуры кипения. Так. после отделения полипропилена за 0,5 Мин постепенно повышают температуру упаривания раствора до 90°С, при которой в пределах плотности раствора 910-930 кг/м {температура кипения 91 °С) выделяют полиэтилен низкой плотности за 2 мин. Отделив его, температуру упаривания повышают постепенно до 92°С, выделяя при ней в пределах плотности раствора 950-960 кг/м (температура кипения 93°С) полиэтилен высокой плотности за 1 мин. Таким же образом при температуре 94°С и плотности раствора 960-970 кг/м (температура кипения 95°С) выделяют полиэтилен средней плотности за 1 мин. После отделения полиолефиновых компонентов последующее разделение отходов пластмасс продолжают в растворе хлористого кальция, начиная с плотности 1020 кг/м, упаривая его при температуре 101°С. При этом в пределах плотности раствора 1020-1040 кг/м (температура кипения 102°С) происходит отделение акрилонитрилбутадиенстирольного пластика (ЛВС) за 2 мин. Отделив его, температуру упаривания повышаютдо 103°С, при которой в пределах плотности раствора 1050-1080 кг/м (температура кипения 104°С) выделяют ударопрочный полистирол за 3 мин. В дальнейшем при 109°С и плотности раствора 1011-1015 кг/м (температура кипения 110°С) выделяют блочный полистирол за

Формул а изобретения

СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ ОТХОДОВ ПЛАСТИЧЕСКИХ МАСС на основе полимеров, выбранных из группы: полиолефины, полистирол и его сополимеры, полиамиды, поликарбонаты, поливинилхлорид, амино и фенопласты путем использования разделяющего раствора с плотностью, большей

плотности выделяемого компонента, отличающийся тем, что, с целью повышения чистоты разделяемых компонентов и упрощения процесса, разделение осуществляют сначала в водноспиртовом растворе с плотностью 905 - 970 кг/м упариванием его при 71 - , а затем в водно-солевом растворе с плотностью 1020 - 1460 кг/м упариванием его при 101 - 129С.

o