一种塑料清洗剂及其用于清洗回收废旧塑料的工艺 |
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申请号 | CN202310930551.7 | 申请日 | 2023-07-27 | 公开(公告)号 | CN117070288A | 公开(公告)日 | 2023-11-17 |
申请人 | 广东隽诺环保新材料有限公司; | 发明人 | 王学良; 凌维丰; 张旭文; | ||||
摘要 | 本 发明 公开了一种塑料 清洗剂 及其用于清洗回收废旧塑料的工艺,其清洗回收工艺包括:将废旧塑料 破碎 成塑料碎 块 后,加入由所述塑料清洗剂和清 水 混合配置而成的清洗液中以完成清洗;将该完成清洗后的塑料碎块滤出,再用热水冲洗,以去除污渍和 泡沫 ,即回收得到干净塑料。本发明提供的上述塑料清洗剂及其用于清洗回收废旧塑料的工艺,塑料清洗剂具有高效、环保、易清洗的功效,当利用其清洗回收废旧塑料时,既不需要添加任何强 碱 性 试剂 或有毒挥发性 有机 溶剂 ,又能有效去除塑料表面上的多种附着层,清洗后塑料洁净度高,透明度好,同时保证了回收塑料的品质,可得到直接作为加工原料的塑料颗粒,对塑料回用性能无不良影响。 | ||||||
权利要求 | 1.一种塑料清洗剂,其特征在于,按质量百分比计,包括如下组分:过氧化剂0.01‑ |
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说明书全文 | 一种塑料清洗剂及其用于清洗回收废旧塑料的工艺技术领域[0001] 本发明属于废旧塑料处理技术领域,尤其涉及一种塑料清洗剂及其用于清洗回收废旧塑料的工艺。 背景技术[0002] 随着塑料行业的蓬勃发展,大量的塑料制品包括电子电器产品、生活用品、工程建材、农用薄膜、汽车以及食品包装在人们的生活和生产中占据了日益重要的地位。然而,塑料给人们带来便利的同时也直接给人们赖于生存的环境造成了极大的负面影响。据统计,塑料总量中70‑80%的通用塑料正处于转化为废弃塑料的高峰期,而我国回收利用率却只有25%左右。因此,如何妥善处理废旧塑料成为亟待解决的问题。 [0003] 目前,我国废旧塑料处理方式主要有填埋、焚烧、高温裂解和再生循环利用四种。填埋法面临垃圾场地不足、塑料降解慢而容易影响土壤结构、添加剂溶出污染地下水质等问题;焚烧过程产生能量是废旧塑料另一种利用方法,如水泥回转窑和高炉喷吹以废旧塑料为替代燃料,使废旧塑料资源化,也可以将废旧塑料制成固形燃料用来发电和制水泥。该方法较填埋处理使塑料得到了有效利用,但因废旧塑料成分复杂而使燃烧产生大量的有害气体和粉尘,对环境造成了严重污染;高温裂解是将废旧塑料转化为小分子的碳氢化合物,再经处理获取油品及燃料,与焚烧法相比生成的气体可减少为后者的5‑20%,该领域发展前景好,但现有技术处理废旧塑料规模较小,而且能量消耗高,不易取得经济效益;将废旧塑料再生循环利用是采用分选、浮选、近红外光谱等技术将废旧混合塑料分类为单一类型塑料,然后再实现单一再生料生产,该方法为废旧塑料高附加值再生利用奠定了基础,既节约能源,又保护环境。因此,综上四种处理方式,现在的工作重点是将废旧塑料作为潜在的可再生材料加以再生循环利用。 [0004] 然而,废旧塑料通常在不同程度上沾有各种油污、灰尘、泥沙和垃圾等,必须清洗掉夹杂物及附着的污染物,才能提高再生制品的质量。我国废塑料再生行业,许多企业至今仍然沿用传统的清洗工艺路线,通常需要要消耗酸碱物质且要大量用水,虽然回收利用了废旧塑料,却也带来大量水体污染;而且这种传统的废旧塑料清洗方式,清洗剂多为有机溶剂型或者强碱性试剂等,不仅清洗效率较低,而且清洗效果较差,各种污染物难以彻底清除,由此制造出的再生塑料也存在色泽差、纯度低、手感差、表面不光滑和利用率低等的问题,致使产品循环利用的附加值大打折扣。 发明内容[0005] 基于上述技术问题,本发明提供了一种塑料清洗剂及其用于清洗回收废旧塑料的工艺,所述塑料清洗剂具有高效、环保、易清洗的功效,当利用所述塑料清洗剂清洗回收废旧塑料时,既不需要添加任何强碱性试剂或有毒挥发性有机溶剂,又能有效去除塑料表面上的多种附着层,清洗后塑料洁净度高,透明度好,同时保证了回收塑料的品质,可得到直接作为加工原料的塑料颗粒,对塑料回用性能无不良影响。 [0006] 本发明提出的一种塑料清洗剂,按质量百分比计,包括如下组分:过氧化剂0.01‑1wt%、渗透剂1‑10wt%、高分子阳离子表面活性剂8‑20wt%、阴离子表面活性剂4‑15wt%、碱性助剂2‑8wt%和去离子水余量; [0007] 其中,所述高分子阳离子表面活性剂具有丙烯酰胺和乙烯基季铵盐的结构单元。 [0008] 本发明中,塑料清洗剂包含了过氧化剂、渗透剂、高分子阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂和碱性助剂;其中,过氧化剂可以渗透到塑料表面,使附着在塑料表面的污渍、油污、黏胶等多种附着层(包括油漆层、油墨层、粘合胶层或保护膜层)的分子链氧化,分子链被破坏而发生断裂,不仅解除了附着层对塑料基材的附着力,而且加强了水溶液对其的润湿和剥离作用;渗透剂则可以对过氧化剂形成包裹,一方面有助于过氧化剂渗透并附着到塑料表面,使过氧化剂充分发挥作用;另一方面也避免了含氧氧化剂对塑料过度氧化,造成塑料腐蚀,影响回收质量;高分子阳离子表面活性剂所含有的乙烯基季铵盐结构单元使得表面活性剂带正电荷,其能够和阴离子表面活性剂之间形成静电吸引,一方面提高了阴离子表面活性剂在水溶液中的分散性,降低清洗剂与塑料表面之间的界面张力,增加对塑料表面污渍、油污、黏胶等多种附着层的润湿和渗透能力,使塑料表面的附着层脱落;另一方面,在静电吸引作用下,高分子阳离子表面活性剂可以和阴离子表面活性剂之间形成复合,同时高分子阳离子表面活性剂所含有的丙烯酰胺结构单元存在大量的强极性基团,其能够提高与附着层的结合牢度,从而使得从塑料表面被剥离的附着层粒子被包裹,确保污渍、油污、黏胶等附着层分散在水中,以避免再次附着到塑料表面上,从而有效提高清洗剂对塑料表面的去污能力;碱性助剂则为清洗剂提供一个合适的pH值,其还可以对油漆层或油墨层等附着层起到皂化、润湿和分散的作用,使其发生水解和分子链断裂,最终在机械摩擦力的作用下脱落。 [0011] 优选地,所述渗透剂为曲拉通X‑100、脂肪醇聚氧乙烯醚AEO‑9或壬基酚聚氧乙烯醚中的至少一种。 [0012] 优选地,所述高分子阳离子表面活性剂是将丙烯酰胺单体和乙烯基季铵盐单体共聚得到; [0013] 优选地,所述丙烯酰胺单体为丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、二甲基丙烯酰胺、二乙基丙烯酰胺、羟甲基丙烯酰胺或羟乙基丙烯酰胺中的至少一种;所述乙烯基季铵盐单体为甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、二甲基二烯丙基氯化铵、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、丙烯酰氧乙基二甲基苄基氯化铵或三甲基乙烯基溴化铵中的至少一种; [0014] 优选地,所述丙烯酰胺单体和乙烯基季铵盐单体的质量比为5‑10:1。 [0015] 本发明中,由质量比为5‑10:1的丙烯酰胺单体和乙烯基季铵盐单体共聚而成的高分子阳离子表面活性剂,其可以进一步增强与阴离子表面活性剂之间的结合牢度,从而有效提高清洗剂对塑料表面的去污能力。 [0016] 优选地,所述阴离子表面活性剂为C12‑C18的烷基苯羧酸盐、C12‑C18的烷基苯磺酸盐或C12‑C18的烷基苯硫酸酯盐中的至少一种; [0017] 优选地,所述阴离子表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、N‑甲基酰胺羧酸钠或月桂醇聚醚硫酸酯钠中的至少一种。 [0019] 本发明还提出一种上述塑料清洗剂用于清洗回收废旧塑料的工艺,包括如下步骤: [0021] S2、将步骤S1完成清洗后的塑料碎块滤出,再用热水冲洗,以去除污渍和泡沫,将塑料碎块再一次滤出后干燥,回收得到干净塑料。 [0022] 本发明中,将废旧塑料进行破碎后,再加入塑料清洗剂配置成的清洗液中进行搅拌清洗处理,有利于清洗液对塑料碎块上的污渍、油污、黏胶等附着层充分作用,清洗效果更好;之后再将塑料碎块用热水进行冲洗,可以进一步以去除杂质和泡沫,回收得到干净塑料; [0023] 优选地,在步骤S1之前,还包括:将废旧塑料加入清水中,升温至20‑40℃后超声处理30‑50min,以去除废旧塑料外表面的泥沙和杂质; [0024] 优选地,所述超声处理的频率为10‑30kHz,功率为800‑1200W。 [0026] 优选地,在步骤S1中,将所述塑料碎块加入所述清洗液之前,还包括:将塑料碎块加入氨水中进行预处理,以增加塑料碎块的表面亲水性能; [0027] 优选地,所述氨水浓度为1‑10wt%,所述预处理时间为10‑20min。 [0028] 本发明中,采用氨水对塑料碎块进行预处理,可以选择性增加所述塑料碎块的表面亲水性能,从而使清洗液的后续清洗处理效率更高。 [0030] 与现有技术相比,本发明具有如下技术效果: [0031] (1)本发明所述清洗剂,针对塑料材料的表面特性,选择特定组分复配,实现对塑料表面污渍、油污、黏胶等附着层的吸附和强剥离作用;特别地,利用高分子阳离子表面活性剂和阴离子表面活性剂形成复配,降低清洗水溶液表面张力的同时,增大了对附着层的包裹洗脱作用,如此不仅能够使塑料表面附着层充分剥离,达到洁净要求,而且组方简单,清洗效果好,速度快,同时对塑料表面不会造成损伤,确使塑料不变性,保证回收塑料的产量和品质。 [0032] (2)本发明利用所述塑料清洗剂对废旧塑料进行清洗时,不仅能将不同渠道获得的塑料破碎后进行充分清洗,而且清洗后的塑料碎片洁净度高,污渍和有害物质及化学残留少,可得到直接作为加工原料的塑料颗粒,适合大量推广和生产。 具体实施方式[0033] 下面,本发明通过具体实施例对所述技术方案进行详细说明,但是应该明确提出这些实施例用于举例说明,但是不解释为限制本发明的范围。 [0034] 实施例1 [0035] 一种塑料清洗剂,按重量百分比计,包括如下组分:20wt%的过碳酸钠水溶液0.5wt%、曲拉通X‑1003.4wt%、高分子阳离子表面活性剂12.5wt%、十二烷基苯磺酸钠 8.3wt%、磷酸氢二钠5.3wt%和去离子水余量; [0036] 所述高分子阳离子表面活性剂是参照下述方法合成得到:将质量比为6:1的丙烯酰胺和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵加入去离子水中,升温至60℃后搅拌0.5h,再加入过氧化苯甲酰,其添加量为甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵的1wt%,升温至80℃后反应4h,完毕后减压蒸馏将溶剂浓缩,采用乙醚进行沉淀,所得沉淀用乙醇洗涤后干燥,即得到所述高分子阳离子表面活性剂。 [0037] 上述塑料清洗剂的制备方法包括:按上述配方将过碳酸钠水溶液、曲拉通X‑100、高分子阳离子表面活性剂、十二烷基苯磺酸钠、磷酸氢二钠和去离子水充分混合,即得到所述塑料清洗剂。 [0038] 一种上述塑料清洗剂用于清洗回收废旧塑料(含漆PC小片)的工艺,包括: [0039] (1)将废旧塑料加入清水中,升温至30℃后超声处理40min,超声处理的频率为20kHz,功率为1000W,完成后捞出废旧塑料; [0040] (2)将上述废旧塑料再破碎成粒径为1‑3cm的塑料碎块,加入浓度为5wt%的氨水中预处理15min,接着加入由上述塑料清洗剂和清水按照质量比1:30混合配置而成的清洗液中,加热至60℃后搅拌40min,完成后将塑料碎块滤出; [0041] (3)将上述塑料碎块再用70℃的热水冲洗,再一次滤出后干燥,即回收得到干净塑料。 [0042] 实施例2 [0043] 一种塑料清洗剂,按重量百分比计,包括如下组分:10wt%的过氧化氢水溶液0.3wt%、脂肪醇聚氧乙烯醚AEO‑92.6wt%、高分子阳离子表面活性剂16.2wt%、十二烷基硫酸钠6.7wt%、碳酸钠3.1wt%和去离子水余量; [0044] 所述高分子阳离子表面活性剂是参照下述方法合成得到:将质量比为6:1的丙烯酰胺和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵加入去离子水中,升温至60℃后搅拌0.5h,再加入过氧化苯甲酰,其添加量为甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵的1wt%,升温至80℃后反应4h,完毕后减压蒸馏将溶剂浓缩,采用乙醚进行沉淀,所得沉淀用乙醇洗涤后干燥,即得到所述高分子阳离子表面活性剂。 [0045] 上述塑料清洗剂的制备方法包括:按照上述配方将过氧化氢水溶液、脂肪醇聚氧乙烯醚AEO‑9、高分子阳离子表面活性剂、十二烷基硫酸钠、碳酸钠和去离子水充分混合,即得到所述塑料清洗剂。 [0046] 一种上述塑料清洗剂用于清洗回收废旧塑料(含漆PC小片)的工艺,包括: [0047] (1)将废旧塑料加入清水中,升温至30℃后超声处理40min,超声处理的频率为20kHz,功率为1000W,完成后捞出废旧塑料; [0048] (2)将上述废旧塑料再破碎成粒径为1‑3cm的塑料碎块后,加入浓度为5wt%的氨水中预处理15min,接着加入由上述塑料清洗剂和清水按照质量比1:30混合配置而成的清洗液中,加热至60℃后搅拌40min,完成后将塑料碎块滤出; [0049] (3)将上述塑料碎块再用70℃的热水冲洗,再一次滤出后干燥,即回收得到干净塑料。 [0050] 实施例3 [0051] 一种塑料清洗剂,按重量百分比计,包括如下组分:10wt%的过氧乙酸水溶液0.5wt%、壬基酚聚氧乙烯醚9.4wt%、高分子阳离子表面活性剂10.5wt%、月桂醇聚醚硫酸酯钠10.8wt%、醋酸钠7.8wt%和去离子水余量; [0052] 所述高分子阳离子表面活性剂是参照下述方法合成得到:将质量比为6:1的丙烯酰胺和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵加入去离子水中,升温至60℃后搅拌0.5h,再加入过氧化苯甲酰,其添加量为甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵的1wt%,升温至80℃后反应4h,完毕后减压蒸馏将溶剂浓缩,采用乙醚进行沉淀,所得沉淀用乙醇洗涤后干燥,即得到所述高分子阳离子表面活性剂。 [0053] 上述塑料清洗剂的制备方法包括:按照上述配方将过氧乙酸水溶液、壬基酚聚氧乙烯醚、高分子阳离子表面活性剂、月桂醇聚醚硫酸酯钠、醋酸钠和去离子水充分混合,即得到所述塑料清洗剂。 [0054] 一种上述塑料清洗剂用于清洗回收废旧塑料(含漆PC小片)的工艺,包括: [0055] (1)将废旧塑料加入清水中,升温至30℃后超声处理40min,超声处理的频率为20kHz,功率为1000W,完成后捞出废旧塑料; [0056] (2)将上述废旧塑料再破碎成粒径为1‑3cm的塑料碎块后,加入浓度为5wt%的氨水中预处理15min,接着加入由上述塑料清洗剂和清水按照质量比1:30混合配置而成的清洗液中,加热至60℃后搅拌40min,完成后将塑料碎块滤出; [0057] (3)将上述塑料碎块再用70℃的热水冲洗,再一次滤出后干燥,即回收得到干净塑料。 [0058] 实施例4 [0059] 一种塑料清洗剂,按重量百分比计,包括如下组分:20wt%的过碳酸钠水溶液0.5wt%、曲拉通X‑1003.4wt%、高分子阳离子表面活性剂12.5wt%、十二烷基苯磺酸钠 8.3wt%、磷酸氢二钠5.3wt%和去离子水余量; [0060] 所述高分子阳离子表面活性剂是参照下述方法合成得到:将质量比为3:1的丙烯酰胺和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵加入去离子水中,升温至60℃后搅拌0.5h,再加入过氧化苯甲酰,其添加量为甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵的1wt%,升温至80℃后反应4h,完毕后减压蒸馏将溶剂浓缩,采用乙醚进行沉淀,所得沉淀用乙醇洗涤后干燥,即得到所述高分子阳离子表面活性剂。 [0061] 上述塑料清洗剂的制备方法包括:按上述配方将过碳酸钠水溶液、曲拉通X‑100、高分子阳离子表面活性剂、十二烷基苯磺酸钠、磷酸氢二钠和去离子水充分混合,即得到所述塑料清洗剂。 [0062] 一种上述塑料清洗剂用于清洗回收废旧塑料(含漆PC小片)的工艺,包括: [0063] (1)将废旧塑料加入清水中,升温至30℃后超声处理40min,超声处理的频率为20kHz,功率为1000W,完成后捞出废旧塑料; [0064] (2)将上述废旧塑料再破碎成粒径为1‑3cm的塑料碎块后,加入浓度为5wt%的氨水中预处理15min,接着加入由上述塑料清洗剂和清水按照质量比1:30混合配置而成的清洗液中,加热至60℃后搅拌40min,完成后将塑料碎块滤出; [0065] (3)将上述塑料碎块再用70℃的热水冲洗,再一次滤出后干燥,即回收得到干净塑料。 [0066] 对比例1 [0067] 一种塑料清洗剂,按重量百分比计,包括如下组分:20wt%的过碳酸钠水溶液0.5wt%、曲拉通X‑1003.4wt%、十二烷基苯磺酸钠20.8wt%、磷酸氢二钠5.3wt%和去离子水余量。 [0068] 上述塑料清洗剂的制备方法包括:按照上述配方将过碳酸钠水溶液、曲拉通X‑100、十二烷基苯磺酸钠、磷酸氢二钠和去离子水充分混合,即得到所述塑料清洗剂。 [0069] 一种上述塑料清洗剂用于清洗回收废旧塑料(含漆PC小片)的工艺,包括: [0070] (1)将废旧塑料加入清水中,升温至30℃后超声处理40min,超声处理的频率为20kHz,功率为1000W,完成后捞出废旧塑料; [0071] (2)将上述废旧塑料再破碎成粒径为1‑3cm的塑料碎块后,加入浓度为5wt%的氨水中预处理15min,接着加入由上述塑料清洗剂和清水按照质量比1:30混合配置而成的清洗液中,加热至60℃后搅拌40min,完成后将塑料碎块滤出; [0072] (3)将上述塑料碎块再用70℃的热水冲洗,再一次滤出后干燥,即回收得到干净塑料。 [0073] 对比例2 [0074] 一种塑料清洗剂,按重量百分比计,包括如下组分:20wt%的过碳酸钠水溶液0.5wt%、曲拉通X‑1003.4wt%、高分子表面活性剂12.5wt%、十二烷基苯磺酸钠8.3wt%、磷酸氢二钠5.3wt%和去离子水余量;其中,所述高分子阳离子表面活性剂为聚丙烯酰胺。 [0075] 上述塑料清洗剂的制备方法包括:按照上述配方将过碳酸钠水溶液、曲拉通X‑100、高分子阳离子表面活性剂、十二烷基苯磺酸钠、磷酸氢二钠和去离子水充分混合,即得到所述塑料清洗剂。 [0076] 一种上述塑料清洗剂用于清洗回收废旧塑料(含漆PC小片)的工艺,包括: [0077] (1)将废旧塑料加入清水中,升温至30℃后超声处理40min,超声处理的频率为20kHz,功率为1000W,完成后捞出废旧塑料; [0078] (2)将上述废旧塑料再破碎成粒径为1‑3cm的塑料碎块后,加入浓度为5wt%的氨水中预处理15min,接着加入由上述塑料清洗剂和清水按照质量比1:30混合配置而成的清洗液中,加热至60℃后搅拌40min,完成后将塑料碎块滤出; [0079] (3)将上述塑料碎块再用70℃的热水冲洗,再一次滤出后干燥,即回收得到干净塑料。 [0080] 对比例3 [0081] 一种塑料清洗剂,按重量百分比计,包括如下组分:20wt%的过碳酸钠水溶液0.5wt%、曲拉通X‑1003.4wt%、高分子阳离子表面活性剂12.5wt%、十二烷基苯磺酸钠 8.3wt%、磷酸氢二钠5.3wt%和去离子水余量; [0082] 所述高分子阳离子表面活性剂是参照下述方法合成得到:将质量比为6:1的丙烯酰胺和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵加入去离子水中,升温至60℃后搅拌0.5h,再加入过氧化苯甲酰,其添加量为甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵的1wt%,升温至80℃后反应4h,完毕后减压蒸馏将溶剂浓缩,采用乙醚进行沉淀,所得沉淀用乙醇洗涤后干燥,即得到所述高分子阳离子表面活性剂。 [0083] 上述塑料清洗剂的制备方法包括:按照上述配方将过碳酸钠水溶液、曲拉通X‑100、高分子阳离子表面活性剂、十二烷基苯磺酸钠、磷酸氢二钠和去离子水充分混合,即得到所述塑料清洗剂。 [0084] 一种上述塑料清洗剂用于清洗回收废旧塑料(含漆PC小片)的工艺,包括: [0085] (1)将废旧塑料加入清水中,升温至30℃后超声处理40min,超声处理的频率为20kHz,功率为1000W,完成后捞出废旧塑料; [0086] (2)将上述废旧塑料再破碎成粒径为1‑3cm的塑料碎块后,加入由上述塑料清洗剂和清水按照质量比1:30混合配置而成的清洗液中,加热至60℃后搅拌40min,完成后将塑料碎块滤出; [0087] (3)将上述塑料碎块再用70℃的热水冲洗,再一次滤出后干燥,即回收得到干净塑料。 [0088] 回收塑料成品的清洗效果评价: [0089] 通过目测检查,检查塑料表面是否有附着层剥离物,如目视有附着层剥离物则判定为不洁净,清洗不合格;如目视未见附着层剥离物,则按照“GB11614‑2009平板玻璃检验细则”进行检测,按要求将清洗回收后的塑料碎块注塑为规定厚度(4mm)的样条,测试其透光率,若透光率合格则说明附着层充分剥离,达到洁净;若透光率不合格则说明附着层未充分剥离,清洗不合格。 [0090] 上述实施例和对比例清洗回收废旧塑料的具体测试结果如下表1所示: [0091] 表1实施例和对比例回收废旧塑料的清洗效果评价 [0092] [0093] 表1示出了实施例和对比例回收废旧塑料的清洗效果评价;可以看出,采用本发明所述塑料清洗剂对废旧塑料进行清洗回收时,可以使附着层等充分剥离,达到洁净要求,满足回收再利用的需要。 [0094] 以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。 |