Способ разделения отходов пластических масс

 

(is) SÖ (и) 1055041 А1 (И) В2 317 06

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСНУВЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕИТЙОЕ

ВЩОМСТВО СССР (tOCOATRRT СССР)

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН

К АВ ГОРСКОМУ СВИДВ П ЛСТВУ

3 (21) 3343612/23 (22j 15.09Ю (46) ЗОБО.93 Бюп. Йв 39-40 . (71) Харьковское специапьное конструкторско-технопогическое бюро "Мааприборппастик. (72| Якубов АМ„. Левин В.С. Неепов ИП„Копомеец

Т3 (Щ CA6COS РАЗДЕЛЕНИЯ ОТХОДОВ ПЛАСТИЧЕСКИХ МАСС

1055041

Изобретение относится к производству и переработке полимерных материалов и может быть использовано для получения пластмасс и изделий из отходов бывших в употреблении пластмасс, представляющих собой смесь различных пластмассовых компонентов, например, полиэтилена различных марок, полипропилена, поливинилхлорида и пластмасс на его основе, полистирола и его сополимеров, полиамидов, акриловых полимеров, фанопластов, аминопластов. поликарбонатов и полизфиров в различных комбинациях.

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

Указанный способ применим для разделения только полиэтилене и полипропилена, что объясняется избирательной смачиваемостью поливанилового спирта и его фиксированной концентрацией в вод. ной среде. Иедостатком способа валяется невозможность разделения смеси пластмасс на группы полимероа, е также нв различные модификации лолимероа внутри групп.

Кроме того, необходимость поддержания определенного значения рН усложняет способ.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному аффекту к заявленному является способ разделения отходов пластических масс, выбранных из группы: полиолефины, волистирол и его сополимеры, иолиамиды. поликарбонаты. поливиниахлерид. амииои фенопласты путем использования разделяющего раствора с плотиостьв, 66льаей плотности выделяемого комеонеита..

Разделение осуществляют в воднвчзлевом растворе путем введения в него добавок солей от.5 до M г (хлористого натрия

Na C1 или хлористого кальция СаС® и щелочи -для поддержания необходимого рН среДЫ.

Способ позволяет выделить, например. поливинилхлорид из смеси пластмасс при плотности раствора 1,08-1,3 кг/и, акриловые полимеуы — при плотности раствора

1,1-1,4 кг/м .

Способ, по сравнению с предшествующим, отличается некоторым расширением технологических возможностей, так квк путем подбора концентраций добавок позволяет выделить ряд пластмассовых компонентов иэ 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

10 пластмассы представляют собой смеси их модификаций. Переработке таких смесей приводит к неэффективному использованию пластмасс а изделиях несоответствующей им номенклатуры. неоднородности 5 структуры получаемых иэделий и ухудшению их качества.

Цель изобретения — повышение чистоты раздельных компонентов и упрощение процесса.

20 Указанная цель достигается тем, что в способе разделения отходов пластических масс, выбранных из группы: полиолефины, пОлистирол. и его сополимеры, полиамиды, поликарбонаты, полиаинилхлорид; амино- и

25 фенопласты аутам использования разделяющего раствора с плотиостью. большей плотности выделяемого компонента, разделение Осуществляют сначала в водно-спиртовом растворе с плотностью 905 970 кг/мз

З0 уаариеаниеею его при 71-95 С, а затем в водно-солевев растворе с плотностью

3020-1460 «г/м упариванием его при 101129 С.

Упарцеаиие жидкой среды позволяет

З5 осущфсталятв непрерывное повышение ее плотности, сеароеождающееся последовательным аыделеимам ас6х присутствующих в смвси коююиаитов а порядке роста их . плетиостей. Таким образом, способ обеспе40 чивает раздвлекие 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. ® Упариеание жидкой среды ведут при температуре, не превышающей ее температуру кипения, так как в противном случае наблюдается BbIHOc на поверхность и смешение частиц полимеров различной плот50 ности в результате. интенсивного перемешивания кипящей жидкой среды.

Ведение процесса в присутствии поверхностно-активных веществ способствует лучшему смачиванию разделяемых компо55 нентов.

Разделение смеси при температуре ниже 70 С неэффективно ввиду недостаточной производительности процесса.

Пример 1. Смесь отходов пластмасс в количестве 10 кг, состоящую из полипро1055041

Таким же образом при температуре

85 С выделяют полиэтилен средней плотности за 1,2. мин.

После отделения полиолефиновых «ом5 понентов последующее разделение отходов пластмасс продолжают в растворе хлористого кальцйя, начиная с плотности 1020 кг/м, упаривая его при температуре 92ОС.

Отделив акрилонитрилбутадиенавый пла10 стик (АБС) эа 2,3 мин, температуру упаривания повышают до 94 С, при которой выделяют ударопрочный полистирол за 4,2, мин. В дальнейшем при 99 С выделяют блочный полистирол за 1,3 мин; при 101 С—

15 полиамиды за 1,5 мин; при 103 С = поликарбонат за 2,3 мин, при 107 С вЂ” пласти- . фицированный поливинилхлорид {с, содержанием пластификатора до.40%) за 4 мин; при 1 l5 Ñ вЂ” пластифицированный пол20 ивинилхлорид (с содержанием пластификатора до 20%) за 7- мин; при 119 С вЂ”. непластифицированный поливинилхлорид за 2,3 мин, оставляя в растворе аминопласты и фенопласты.

Упаривая раствор при температуре

117ОС и плотности 1270 — 1300 xr/м (темиература кипения 118 С) выделяют пласти.фицированный поливинилхлорид (с содержанием пластификатора до 40 } за

3 мин; при 125 С и плотности раствора

1310 — 1370 кг/м (температура кипения

126 С) — пластифицированный поливинилхлорид (с содержанием пластификатора до

20%) за 6 мин; при 129 С и плотности 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. 3 них 25 мин — время выделения целевых компонентов.

Пример 3. 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 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 постепенно до 82 С, выделяя йри ней полиэтилен высокой плотности за 1,3 мин.

30 компонентов

45 смеси на компоненты по сравнению с прототипом.

Предлагаемым способом можно разделить компоненты. отличающиеся по nnîòíîсти на 5 кг/мз.

50. (56) Заявка Японии М 52-30308, кл. В 29 С

29/00,опублик. 1977, Заявка Франции ЬВ 2341419, кл, 8 29. С

29/00, опублик. 1979.

1 мин; при 111 С и плотности раствора

1110-1150 кг/м (температура кипения

112 С) — полиамид-6 за 1,5 мин; при 113ОC и плотности раствора 1180 — 1200 кг/м (температура кипения 114 С) — поликарбонат за

2 мин.

Оставшуюся смесь пластмасс, находящуюся в погруженном состОянии и состоящую.из пластифицированного и непластифицированного поливинилхлорида, аминопласта и фенопласта, подвергают разделению в присутствии смеси поверхностно-активных веществ — оксиэтилированных спиртов и оксиэтилированных амидов с моноэтаноламином в количестве 0,005Q 01%

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

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

Упаривание жидкой среды, содержащей смесь пластмассовых компонентов, при температуре выше 70 С и ниже температуры ее кипения позволяет разделить эту смесь не только на группы пластмасс, но и 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

1055041 пилена, полиэтилена низкой, средней и высокой плотности, акрилонитрилбутадиенстирольного пластика (АБС), блочного и ударопрочного полистирола, полиамида-6, поликарбоната, пластифицированного и непластифицированного поливинилхлорида, аминопласта и фенопласта. взятых 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, где в качестве рабочей среды используют раствор этилового спирта в воде, имеющий плотность 905 кг/м и содержащий смесь поверхностно-активных веществ — оксизтилированные спирты и оксиэтилированные амиды с моноэтаноламином в количестве

0,005-0,01 j Количество раствора — 0,05 м .

Раствор подвергают упариванию при температуре 71 С, в процессе которого при плотности раствора в пределах 905-910 кгlм з всплывают частицы полипропилена в течение 1 мин. После:отделения полипропилена раствор подвергают дальнейшему упариванию. При этом последовательйо 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 з за 2 мин; полиэтилен средней плотности— при плотности раствора 960-970 «r/è за з

2 и ин.

После отделения полиолефи новых компонентов .последующее разделение отходов пластмасс продолжают в водно-солевом растворе (CaCI2), начиная с йлотности .его 1020 кг/м .

Раствор упаривают и последовательно выделяют: акрилонитрилбутадиенстирольный пластик (АБС) - за 7 мин.при плотности раствора 1020-1040 кг/и, ударопрочный полистирол — за 4 мин при плотности раствора 1050-1080 кгlм, блочный полистирол — за 4 мин при плотности раствора

1085-1095 кгlи, полиамид — 6 — за 2 мин з при плотности раствора 1110-1150 кг/мз, поликарбонат- за 4 мин при плотности раствора 1180,1200 кг/м, пластифицированз ный поливинилхлорид (с содержанием пластификатора до 40Д) — за 6 мин при плотности раствора 1270-1300 кг/м, плаз стифицированный поливинилхлорид (с соде ржанием пластификатора до 20 7). — за 12 мин при плотности раствора 1310-1370 кг/мз, непластифицированный поливинилхлорид— за 4 мин при плотности раствора 1380 — 1400 кг/и.

15

После отделения поливинилхлорида 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 время — время, не-. обходимое для достижения разделяющей средой плотности последующего выделяемого компонента.

: П р и и е р 2. Смесь отходов пластмасс, приготовленную по примеру 1, помещают в . установку для разделения, в раствор этило20 вого спирта в воде с плотностью 905 кг/м и упаривают его, выгружая при этом всплывающие полимеры в диапазонах плотностей раствора по примеру 1. Упаривание начинают с температуры 88 С (на 1 ниже темпера25 туры кипения данного раствора, равной

89 С), постепенно повышая ее по мере кон. центрирования раствора и роста его температуры кипения.

Так, после отделения полипропилена за .30 0.5 мин постепенно повышают температуру упаривания раствора до 90 С, при которой . в пределах плотности раствора 910 — 930 кг!и (температура кипения 91 С) выделяют полиэтилен низкой плотности за 2 мин. От35 делив его, температуру упаривания повышают постепенно до 92 С, выделяя при ней в пределах плотности раствора 950-960 . кгlм (температура кипения 93 С) полиэтиз лен высокой плотности за 1 мин, 40 Таким же образом при температуре

94ОС и плотности раствора 960 — 970 кг/и (температура кипения 95 С) выделяют полиэтилен средней плотности за 1 мин.

После отделения полиолефиновых ком45 понентов 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

50 1020-1040 кг/м (температура кипения

102 С) происходит- отделение акрилонитрилбутадиенстирольного пластика (АБС) за

2 мин. Отделив его, температуру упаривания повышают до 103ОС, при которой в пре55 делах 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 з

110 С) выделяют блочный полистирол за

1055041

Формула изобретения

Составитель

Техред М;Моргентал

Корректор, M.Ñàìáîðñêàÿ

Редактор M.Ëåíèíà

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Заказ 3189

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101

СПОСОБ . РАЗДЕЛЕНИЯ ОТХОДОВ

ПЛАСТИЧЕСКИХ МАСС на основе полимеров, выбранных из группы: полиолефины, полистирол и его сополимеры, полиамиды, поликарбонаты, поливинилхлорид, аминои фенопласты путем использования разделяющего раствора с плотностью. большей плотности выделяемого компонента, отличающийся тем, что, с целью повышения чистоты разделяемых компонентов и упрощения процесса, разделение осущест5 вляют сначала в водноспиртовом растворе с плотностью 905 - 970 кг/м упариванием з его при 71 - 95 С, а затем в водно-солевом, растворе с плотностью 1020 - 1460 кгlм упариванием его при 101 - 129 С. . 10—