Способ переработки отходов Советский патент 1992 года по МПК C08J11/04 

Изобретение относится к способам переработки жидких отходов ком позиций термореактивных смол, преимущественно для непрерывного производства стеклопласти- ковых труб и емкостей, и может быть использовано в химической промышленности и других отраслях народного хозяйства.

Известно, что отходы на основе термореактивных композиций, представляющие собой твердые материалы, сжигаются или захороняются на специальных полигонах. Захоронение отходов требует отчуждения

больших территорий и приводит к загрязнению почвы и почвенных вод токсичными продуктами.

Поскольку отходы термореактивных смол, как и большинство полимеров, не разлагаются микроорганизмами, не разрушаются неопределенно долгое время, это препятствует рекультивации отведенных для захоронения земель.

Сжигание отходов термореактивных композиций экономически не выгодно и требует специального оборудования, а продукты сгорания токсичны.

vi

XI Os Os ON 00

Известные способы сложны, длительны и энергоемки, поскольку требуют поддержания высоких температур, а выделяющийся газ загрязняет окружающую среду,

Известна также переработка отходов, включающая следующие операции: сбор отходов связующего после их отверждения; тонкое измельчение до 1-500мкм, введение их в полиэфирную или эпоксидную смолу; введение, при необходимости, других функ- циональных добавок, з том числе ингибиторов для исходного связующего. Такая переработка неэффективна, сложна, периодична, ведет к потере дефицитного сырья- связующего, так как его применяют только в качестве Дополнительного наполнителя после измельчения.

Известен также способ переработки отходов ненасыщенных полиэфирных смол с использованием метода механохимическо- го активирования, включающий введение функциональных добавок в исходную смолу, удлиняющих при температуре окружающей среды период резиноподобного состояния как отходов, так и связующего, которым про- питано изделие, т.е. такого состояния, когда уже прошло частичное отверждение связующего и его можно измельчить.

Недостатком этого способа является неэффективность, сложность/ периодич- ность процесса, низкая производительность, потери дефицитного исходного сырья-связующего, так как его применяют только в качестве дополнительного наполнителя после измельчения.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ переработки-отхо- дов, включающий сбор отходов связующего после их отверждения, обработку (измель- чение) и последующую переработку в изделие.

В процессе сбора отходов происходит интенсивная полимеризация связующего и загрязнение рабочего места.

Недостатком известного способа являются высокие трудо- и энергозатраты, загрязнение окружающей среды и рабочего места, а также потери дефицитного исходного сырья-смолы для приготовления связу- ющего.

Цель изобретения - снижение себестоимости, загазованности и повышение эффективности использования отходов путем обеспечения переработки их в жидком со- стоянии.

Поставленная цель достигается тем, что в способе переработки отходов композиций термореактивных смол, включающем сбор, обработку и последующее изготовление изделий, потоки жидких стоков термореактивного связующего вязкостью 300-1600 сП с армирующего материала, содержащие стекловолокно длиной 25-75 мм в количестве 0,05-5 мае.ч., направляют сначала в избыток деструктирующей добавки при постоянном перемешивании с последующим доведением соотношения компонентов до содержания 0,1-2 мас.ч. деструктирующей добавки на 100 мас.ч. жидких отходов с последующей фильтрацией собранных отходов. При этом в качестве деструктирующей добавки используют гидрохинон или пара- третбутилпирокатехин.

Способ осуществляется следующим образом.

В процессе намотки стеклопластиковых трубчатых изделий диаметром 400-4200 мм на армирующий материал, поступающий на вращающийся дорн, непрерывно подают термореактивное связующее вязкостью 200-1500 сП следующего состава, мас.ч.: Термореактивная смола100

Инициатор1-12

Ускоритель2-8

Промотор1,5-3,5

В процессе намотки трубчатых изделий указанное связующее непрерывно стекает с армирующего материала в виде струек, собираемых в поток вязкостью 300-1600 сП с содержанием стекловолокна длиной 25-75 мм в количестве 0,05-5 мас.ч, и направляемых в расположенную под дорном емкость, в которую предварительно вводят 0,5-10 мас.ч. 20%-ного раствора гидрохинона в ди- этиленгликоле илиэтиленгликоле (или 0,1-2 мас.ч. в пересчете на концентрированный гидрохинон) или раствор паратретбутилпи- рокатехина из расчета на весь объем заданного количества отходов связующего вязкостью 300-1600 сП. В указанный раствор гидрохинона При постоянном перемешивании постепенно стекают отходы связующего.

Жидкие стоки связующего накапливаются, и при достижении 100 мас.ч. собранную партию фильтруют и направляют в накопитель.

Собранные отходы связующего имеют динамическую вязкость при 20°С 230-1250 сП; время желатинизации в присутствии добавок при 80°С, 3-9 мин.

С накопителя жидкие отходы направляют в реактор для приготовления связующего производства стеклопластиковых изделий.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

П р и м е р 1. В процессе намотки стеклопластиковых трубчатых изделий диаметром 1000 мм на армирующий материал, поступающий на вращающийся дорн, непрерывно подают полиэфирное связующее вязкостью 20 сП следующего состава, мас.ч.

Смола ПН-1

(ГОСТ 27952-88)100

Нафтенат кобальта

(ТУ 6-05-1075-78)4

Диметиланилин ДМА

(ГОСТ 5855-78), 10%-ный

раствор в стироле3

Пероксид метилэтиленкетона (ТУ 6-05-2019-86)3

Гидрохинон, 10%-ный

раствор вдиэтиленгликоле 0,15

В процессе намотки трубы указанное связующее непрерывно стекает с армирующего материала в виде струек, которые со- бирают в поток вязкостью 300 сП с содержанием стекловолокна длиной 50 мм в количестве 0,05 мас.ч. и направляют в расположенную под дорном емкость с 0,5 мас.ч. 20%-ного раствора гидрохинона (ГОСТ 19627-74) в диэтиленгликоле (ГОСТ 10136-77) или 0,1 мас.ч. (в пересчете на кон- центрированный гидрохинон) из расчета на весь объем заданного количества отходов композиции вязкостью 300 сП,

В указанный раствор гидрохинона при постоянном перемешивании постепенно стекают отходы связующего. Жидкие стоки связующего накапливаются, и при достижении 100 мас.ч. (контролируется по объему известным способом) собранную партию фильтруют (известным способом) и направ- ляют в накопитель, затем в реактор для приготовления связующего, используемого в производстве профильных изделий,

Собранные отходы связующего имеют динамическую вязкость при 20°С, 230, сП: время желатинизации в присутствии добавок при 80°С 3 мин.

Себестоимость изделий, изготовленных с использованием жидких отходов, уменьшается на 42%. Загазованность окружаю- щей среды снижается при сборе и подготовке отходов таким способом на 2%.

Пример 2. В процессе намотки стек- лопластиковой трубы диаметром 400 мм на армирующий материал, поступающий на вращающийся дорн, непрерывно подают полиэфирное связующее вязкостью 600 сП следующего состава, мас.ч,:

Смола ПН-15 (ТУ 6-06-63-89) 100

Нафтенит кобальта НК-1 2

Пероксид метилэтилкетонаПМЭК2,5

Диметиланилин, 10%-ный

раствор в стироле1,5

В процессе намотки трубы указанное связующее непрерывно стекает с армирующего материала в виде струек, которые собирают в поток вязкостью 700 сП с содержанием стекловолокна длиной 25 мм в количестве 5 мас.ч. и направляют в расположенную под дорном емкость с 5 мас.ч. 20%-ного раствора паратретбутилпирока- техина (п-ТБПК) в стироле (ГОСТ 10003-81) или 1 мас.ч. (в пересчете на концентрированный паратретбутилпирокатехин) из расчета на весь объем заданного количества отходов композиции вязкостью 700 сП.

В указанный раствор n-ТБПК при постоянном перемешивании постепенно стекают отходы связующего. Жидкие стоки связующего накапливаются, и при достижении 100 мас.ч. (контролируют по объему известным способом) собранную партию фильтруют и направляют в накопитель,

Собранные отходы связующего имеют вязкость при 20°С 900 сП; время желатинизации в присутствии добавок при 80°С 5 мин.

Указанные отходы через 15 сут направляют в реактор для приготовления связующего в производстве трубчатых изделий.

Себестоимость изделий, изготовленных с использованием жидких отходов, уменьшается на 35%. Загазованность окруж,аю- щей среды снижается при сборе и подготовке отходов таким способом на 2,5%.

ПримерЗ. В процессе намотки стек- лопластиковой трубы диаметром 2000 мм на армирующий материал, поступающий на вращающийся дорн, непрерывно подают эпоксидное связующее вязкостью 900 сП следующего состава, мас.ч.:

Эпоксидная смола

ЭД-20 (ГОСТ 10587-84)100

Стирол (ГОСТ 10003-84)15

Гидропироксид изопропилбензола (ТУ 38-10293-82)4

Полиэтиленполиамин

(ТУ 6-02-1099-83)12

В процессе намотки трубы указанное связующее непрерывно стекает с армирующего материала в виде струек, которые собирают в поток вязкостью 1050 сП с содержанием стекловолокна длиной 75 мм в количестве 2,525 мас.ч. и направляют в расположенную под дорном емкость 10 мас.ч. раствора гидрохинона в диэтиленгликоле или 2 мас.ч, (в пересчете на концентрированный гидрохинон) из расчета на весь объем заданного количества отходов композиций вязкостью 1050 сП. В указанный раствор гидрохинона при постоянном перемешивании постепенно стекают отходы связующего. Жидкие стоки связующего накапливаются, и при достижении JOO

мас.ч. собранную партию фильтруют и направляют о накопитель.

Собранные, отходы связующего имеют динамическую вязкость при 20°С 850 сП; время желатинизации в присутствии добавок при температуре 80°С 7 мин.

С накопителя жидкие отходы через 10 сут направляют в реактор для приготовления связующего.

Себестоимость продукции, изготовленной с использованием жидких отходов, уменьшается на 34%. Загазованность окружающей среды при сборе и подготовке отходов таким способом снижается на 2,7%.

Пример А. В процессе намотки стек- лопластиковой трубы диаметром 1200мм на армирующий материал, поступающий на вращающийся дорн, непрерывно подают полиэфирное связующее вязкостью 1300 сП следующего состава, мас.ч.:

Эпоксидная смола100

Стирол15

Гидропероксид изопропил- бензолаА

Полиэтиленполиамин 12

В процессе намотки трубы указанное связующее непрерывно стекает с армирующего материала в виде струй, которые собирают в поток вязкостью 1600 сП с содержанием стекловолокна длиной до 50 мм в количестве 1.8 мас.ч. и направляют в расположенную под дорном емкость с 5 мас.ч. 20%-ного раствора гидрохинона в ди- этиленгликоле (или 1 мас.ч. в пересчете на концентрированный гидрохинон) из расчета на весь обьем заданного количества отходов композиции вязкостью 1600 сП. В указанный раствор гидрохинона при постоянном перемешивании постепенно стекают отходы связующего.

Жидкие отходы связующего накапливают и при достижении 100 мас.ч. собранную партию фильтруют и направляют в накопитель.

Собранные отходы имеют динамическую вязкость при 20°С 1250 сП; время желатинизации в присутствии добавок при 80°С 9 мин.

С накопителя жидкие отходы через 5 сут направляют в реактор для приготовления связующего производства волнистого листового стеклопластика.

При использовании таким образом отходов загазованность окружающей среды уменьшается на 2,5%. Отходы используются более эффективно для приготовления связующего. Себестоимость изделий снижается на 30%.

Пример 5. В процессе намотки стек- лопластиковой трубы диаметром 500 мм на

армирующий материал, поступающий на вращающийся дорн, непрерывно подают полиэфирное Связующее вязкостью 800 сП следукщего состава, мас.ч.: Полиэфирная смола ПН-16100

Нафтенат кобальта НК-12

Диметиланилин ДМА, 10%-ный раствор в стироле 3,5 Пероксид метилэтил- кетона ПМЭК1.9

В процессе намотки трубы указанное связующее непрерывно стекает с армирующего материала в виде струек, которые собираются в поток вязкостью 850 сП с содержанием стекловолокна длиной 25 мм в количестве 4 мас.ч. и направляют в расположенную под дорном емкость с 1 мас.ч. 20%-ного раствора гидрохинона в диэти- ленгликоле (или 0,2 мас.ч, в пересчете на концентрированный гидрохинон)из расчета на весь объем заданного количества отходов композиции вязкостью 850 сП,

В указанный раствор гидрохинона при постоянном перемешивании непрерывно стекают отходы связующего.

Жидкие стоки связующего накапливаются, при достижении 100 мас.ч. собранную партию фильтруют и направляют в накопитель.

Собранные отходы имеют динамическую вязкость при температуре 20°С 750 сП; время желатиниэации в присутствии добавок при 80°С4 мим.

С накопителя жидкие отходы через 8 сут направляют в реактор для приготовления связующего и подают на установку для изготовления трубчатых изделий.

Физико-механические показатели изделий находятся па уровне показателей изде- лий, изготовленных на исходной смоле.

При переработке отходов таким способом загазованность окружающей среды уменьшается на 0,5%. Отходы используются более эффективно в качестве смолы для приготовления связующего. Себестоимость изделий снижается на 42%.

Количество выделяющихся веществ при сборе 1 т отходов соответствен но по изобретению и прототипу, %: летучих 2-4 и 6-9; пыли 0 и 1,5-2.

В лабораторных условиях отформованы образцы контактным способом. В качестве смолы использованы жидкие отходы. Для их отверждения применена традиционная инициирующая система. Параллельно от- формооаны образцы стеклопластика на основе смолы ПЕ-16. Из отвержденного стеклопластика вырезаны образцы и проведены физико-механические испытания.

Результаты испытаний свидетельствуют, что показатели стеклопластика, изготовленного на основе жидких отходов, находятся на уровне показателей стеклопластика, изготовленного на основе смолы ПН-16.

Изобретение позволяет повысить эффективность использования отходов, т.е. использовать их в качестве смолы для приготовления связующего (снижение дефицитности исходной смолы), а также снизить себестоимость полученной продукции до 40% и загазованность до 3%.

Изобретение позволяет, кроме того, снизить трудозатраты, расход электроэнергии, а также загрязнение окружающей ере- ды.

Формула изобретения

1. Способ переработки отходов композиций термореактивных смол, включающий сбор, обработку и последующее изготовле-

ние изделий, отличающийся тем. что, с целью снижения себестоимости, загазованности и повышения эффективности использования отходов путем обеспечения переработки их в жидком состоянии, потоки жидких стоков термореактивного связующего вязкостью 300-1600 сП с армирующего материала, содержащие стекловолокно длиной 25-75 мм в количестве 0,05-5 мас.ч.. направляют сначала в избыток деструктиру- ющей добавки при постоянном перемешивании с последующим доведением соотношения компонентов до содержания 0,1-2,1) мас.ч. деструктирующей добавки на 100 мас.ч. жидких отходов с последующей фильтрацией собранных отходов.

2. Способ по п.1,отличающийся тем, что в качестве деструктирующей добавки используют гидрохинон или паратретбу- тилпирокатехин.

Использование: непрерывное производство стеклопластиковых груб и емкостей в химической и других отраслях промышленности. Сущность изобретения: по способу переработки жидких отходов, включающему сбор, обработку отходов и последующее изготовление изделий, потоки жидких стоков термореактивного связующего вязкостью 300-1600 сП с армирующего материала, содержащие волокна длиной 25-75 мм в количестве 0,05-5 мас.ч., направляют сначала в избыток деструктирующей добавки (ДД) при постоянном перемешивании с последующим доведением соотношения компонентов до содержания 0,1-2 мас.ч. ДД на 100 мас.ч. жидких отходов и фильтрацией отобранных отходов. В качестве ДД используют гидрохинон или паратретбутилпирокатехин. 2 з.п.ф-лы. сл С