CN112140407A - 回收废弃tpo蒙皮材料的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种回收废弃TPO蒙皮材料的方法，涉及材料回收利用技术领域。它包括将含有TPO蒙皮材料的报废工件进行分选、清理，去除杂质，然后破碎成料块并倒入搅拌机中，加入溶胀剂水溶液，加热并搅拌进行脱胶、分离处理得到TPO料块；将TPO料块清洗、干燥，并放入高速混合机内，添加萃取剂，搅拌，通过强制喂料机进入双螺杆挤出机挤出消泡造粒，再经冷却、干燥、切粒。本发明解决了现有技术将含有废弃TPO蒙皮材料的报废工件进行填埋处理而造成资源浪费的问题，同时其回收得到TPO粒子可用于作为改性PP的增韧剂或者汽车轮罩、挡泥板等弯曲模量要求低的较软质的产品。

Description

回收废弃TPO蒙皮材料的方法
技术领域
本发明涉及材料回收利用技术领域，尤其是一种废弃TPO蒙皮材料的回收利用方法。
背景技术
为了适应汽车零配件轻量化和环保的趋势，提高内饰材料的再生利用性和舒适性，热塑性聚烯烃类的弹性体TPO成为汽车仪表板、门板表皮发展方向，受到人们的青睐。聚烯烃系热塑性弹性体TPO逐渐取代传统的PVC表皮材料。其中，汽车内饰的软质TPO蒙皮材料，由下至上依次包括：1）背涂层：为聚氨酯型涂饰剂或聚烯烃类涂饰剂；2）发泡层：为聚丙烯泡沫层；3）软质TPO面层；4）水性涂饰层：为水性聚氨酯涂饰剂。
然而，由于汽车仪表板、门板大多使用PP或者ABS材质作为骨架，并在骨架表面刷一层粘合剂后再使用阴模吸塑成型的方法将TPO蒙皮材料表面紧紧的贴合一起。因此，报废工件中包含有PP或者ABS硬塑、粘合剂、TPO表皮、EPP泡沫、面层及底层有涂料层。分离回收困难较大，成本高，再利用用途比较窄，很多不进行回收再利用而是通过填埋的方式处理，并未能达到循环利用的目的，造成很大的资源浪费。
发明内容
本发明提供了一种回收废弃TPO蒙皮材料的方法的方法，该方法可以解决了现有技术将含有废弃TPO蒙皮材料的报废工件进行填埋处理而造成资源浪费的问题。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
它包括以下步骤：
A. 将含有TPO蒙皮材料的报废工件进行分选、清理，去除杂质；其中，所述杂质包括与TPO蒙皮材料不同类型的树脂；
B.将经过分选、清理的报废工件进行破碎，得到直径为8mm～18mm的料块；
C.将破碎好的料块倒入搅拌机中，加入溶胀剂水溶液，加热并搅拌进行脱胶、分离处理，收集脱胶、分离后得到的TPO料块；
D.将得到的TPO料块清洗、干燥，并放入高速混合机内，添加萃取剂，搅拌，通过强制喂料机进入双螺杆挤出机挤出消泡造粒，再经冷却、干燥、切粒。
上述技术方案中，更具体的技术方案还可以是：C步骤中，所述溶胀剂水溶液中的溶胀剂是由丁酮和环己酮按丁酮:环己酮=1:1的体积比配制而成。
进一步的，所述溶胀剂水溶液的浓度为15wt%。
进一步的，D步骤中，所述萃取剂为八甲基环四硅氧烷。
进一步的，所述萃取剂的添加量为所述TPO料块的2wt%。
进一步的，C步骤中，所述收集脱胶、分离后得到的TPO料块的具体方法为：在所述脱胶、分离处理工艺结束后，排掉里面的溶胀剂水溶液，再加入水进行搅拌，静置沉淀分离，捞取浮在水面上的TPO料块。
进一步的，D步骤中，所述双螺杆挤出机为双真空、螺杆长径比为40:1的同向双螺杆挤出机。
进一步的，D步骤中，所述双螺杆挤出机挤出消泡造粒的具体工艺为：所述双螺杆挤出机的螺杆温度为175℃～215℃，主机螺杆转速为300 r/min～500r/min，强制喂料机频率为15Hz～25Hz，双真空压力均保持-0.08MPa。
由于采用上述技术方案，本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：
1.本发明回收得到TPO粒子可用于作为改性PP的增韧剂或者汽车轮罩、挡泥板等弯曲模量要求低的较软质的产品。
2. 由于TPO只与PP、PE树脂熔融情况下互熔，跟其不同类型的树脂如ABS、PC、PA等树脂在熔融情况下并不相容，如果在对含有TPO蒙皮材料的报废工件进行回收处理时，不事先去除TPO不同类的树脂，将会影响回收产物材料的综合性能，且后续再加工时还会因此出现分层、分解的现象，无法使用，因此本发明对含有TPO蒙皮材料的报废工件进行回收处理时，事先去除TPO不同类的树脂。
3.相对其他种类的溶胀剂，本发明采用的丁酮及环己酮（1:1比例）具有协同作用，可进一步提高溶胀剂的溶解性，而且还能降低综合成本；此外，在有机溶剂中，丁酮及环己酮溶解性适中，较为普遍、来源较广，毒性低，废液易回收处理。
4.本发明通过加入溶胀剂水溶液并加热搅拌，使TPO表皮与硬塑（PP或者ABS）之间的粘合剂溶胀脱胶，进而使得TPO蒙皮与硬塑（PP或者ABS）脱胶分离。
5.本发明C步骤中通过在脱胶、分离处理工艺结束后，排掉里面的溶胀剂水溶液，并加入水进行搅拌，利用TPO表皮与硬塑（PP或者ABS）之间的密度差静置沉淀分离，使其中TPO料块漂浮在水面并进行收集，该方法所产生的溶胀剂水溶液经过滤沉淀分离后可循环使用；使用密度悬浮法分离不同密度的树脂塑料，操作简单、方便，除分离硬塑（PP或者ABS）外，还能清洗去除残余在TPO破碎料中的溶胀剂；且水溶液经过沉淀后可以循环使用，不产生废液，环保。
6.本发明采用八甲基环四硅氧烷作为萃取剂，该萃取剂在热和挤出机螺杆强剪切力的作用下形成大量微泡，该微泡与TPO料块中小分子体互溶萃取，形成大量的气泡，再通过后端的高强真空负压的作用，将这些小分子体及萃取剂一同抽走，该方法主要是通过萃取剂对TPO熔体进行萃取脱挥，将TPO中可以通过高温汽化的残余杂质（如：水汽、丁酮、苯等TPO中影响其性能的及分解产生的小分子气体分离、清除）除去，防止这些杂质影响TPO的性能及后道加工；添加萃取剂脱挥比单纯的使用高强真空负压脱挥，效果更佳，更加完全的将TPO中影响其性能的及分解产生的小分子气体分离、清除。
7.本发明通过调整双螺杆挤出机的螺杆组合，增加螺杆压缩比，即限定使用双真空、螺杆长径比为：40:1的同向双螺杆挤出机，从而增强螺杆混炼能力，使TPO料块在挤出机双螺杆作用力下进行分散混合、高强剪切压缩，不断的挤压熔融TPO的泡孔，将其压实，消除其中的泡孔。
8.本发明将破碎的料块的直径限定在8mm-18mm之间的，如果该直径太小，粉碎机产量低，材料损耗大，易扬尘，增强后道处理的难道；而如果破碎料直径太大，溶剂完全浸渍比较困难，含有的TPO树脂与硬塑料不易溶胀分离，后道加工下料困难，喂料机易卡死；此外，该料块尺寸大小直接影响产能及产出率，尺寸小则产能低，产出率相对较低；尺寸太大，溶胀剂无法完全溶胀胶黏剂，难脱胶，且需要搅拌时间长，同样影响产能及产出率。
具体实施方式
以下结合实例，对本发明作进一步详述；
实施例1
它包括以下步骤：
A. 将含有TPO蒙皮材料的报废工件进行分选、清理，去除ABS、PC、PA等不同类的树脂及其他杂质；
B.将经过分选、清理的报废工件进行破碎，得到直径为8-18mm的料块；
C.将破碎好的料块倒入搅拌机中，加入浓度为15wt%溶胀剂水溶液（由丁酮和环己酮按丁酮:环己酮=1:1的体积比配制而成），加热至80℃，搅拌10min，使TPO表皮与硬塑（PP或者ABS）之间的粘合剂溶胀脱胶，进而使得TPO表皮与硬塑（PP或者ABS）脱胶分离，接着排掉溶胀剂水溶液，加入清水进行搅拌清洗后利用TPO表皮与硬塑（PP或者ABS）之间的密度差静置沉淀分离，捞取浮在水面上的TPO料块；
D.将得到的TPO料块脱水，并放入高速混合机内，添加所述TPO料块的2wt%萃取剂（即八甲基环四硅氧烷），搅拌5min，通过强制喂料机进入拥有双真空、螺杆长径比为：40:1的同向双螺杆挤出机，并在螺杆温度为175-215℃，主机螺杆转速为500r/min，强制喂料机频率为20Hz，双真空压力均保持-0.08MPa的参数条件下挤出消泡造粒，再经冷却、干燥、切粒。
比较例1
它包括以下步骤：
A.将含有TPO蒙皮材料的报废工件进行分选、清理，去除ABS、PC、PA等不同类的树脂及其他杂质；
B.将经过分选、清理的报废工件进行破碎，得到直径为5-7mm的料块；
C.将破碎好的料块倒入搅拌机中，加入浓度为15wt%溶胀剂水溶液（由丁酮和环己酮按丁酮:环己酮=1:1的体积比配制而成），加热至80℃，搅拌 5min，使TPO表皮与硬塑（PP或者ABS）之间的粘合剂溶胀脱胶，进而使得TPO表皮与硬塑（PP或者ABS）脱胶分离，接着排掉溶胀剂水溶液，加入清水进行搅拌清洗后利用TPO表皮与硬塑（PP或者ABS）之间的密度差静置沉淀分离，捞取浮在水面上的TPO料块；
D.将得到的TPO料块脱水，并放入高速混合机内，添加所述TPO料块的2wt%萃取剂（即八甲基环四硅氧烷），搅拌5min，通过强制喂料机进入拥有双真空、螺杆长径比为：40:1的同向双螺杆挤出机，并在螺杆温度为175-215℃，主机螺杆转速为400r/min，强制喂料机频率为15Hz，双真空压力均保持-0.08MPa的参数条件下挤出消泡造粒，再经冷却、干燥、切粒。
比较例2
它包括以下步骤：
A. 将含有TPO蒙皮材料的报废工件进行分选、清理，去除ABS、PC、PA等不同类的树脂及其他杂质；
B.将经过分选、清理的报废工件进行破碎，得到直径为18-25mm的料块；
C.将破碎好的料块倒入搅拌机中，加入浓度为15wt%溶胀剂水溶液（由丁酮和环己酮按丁酮:环己酮=1:1的体积比配制而成），加热至80℃，搅拌15min，使TPO表皮与硬塑（PP或者ABS）之间的粘合剂溶胀脱胶，进而使得TPO表皮与硬塑（PP或者ABS）脱胶分离，接着排掉溶胀剂水溶液，加入清水进行搅拌清洗后利用TPO表皮与硬塑（PP或者ABS）之间的密度差静置沉淀分离，捞取浮在水面上的TPO料块；
D.将得到的TPO料块脱水，并放入高速混合机内，添加所述TPO料块的2wt%萃取剂（即八甲基环四硅氧烷），搅拌5min，通过强制喂料机进入拥有双真空、螺杆长径比为：40:1的同向双螺杆挤出机，并在螺杆温度为175-215℃，主机螺杆转速为350r/min，强制喂料机频率为25Hz，双真空压力均保持-0.08MPa的参数条件下挤出消泡造粒，再经冷却、干燥、切粒。
比较例3
它包括以下步骤：
A.将含有TPO蒙皮材料的报废工件进行分选、清理，去除杂质及不同类的树脂，如ABS、PC、PA等；
B.将经过分选、清理的报废工件进行破碎，得到直径为8-18mm的料块；
C.将破碎好的料块倒入搅拌机中，加入丁酮水溶液作为溶胀剂，加热至80℃，搅拌10min，使TPO表皮与硬塑（PP或者ABS）之间的粘合剂溶胀脱胶，进而使得TPO表皮与硬塑（PP或者ABS）脱胶分离，接着排掉溶胀剂水溶液，加入清水进行搅拌清洗后利用TPO表皮与硬塑（PP或者ABS）之间的密度差静置沉淀分离，捞取浮在水面上的TPO料块；
D.将得到的TPO料块脱水，并放入高速混合机内，添加所述TPO料块的2wt%萃取剂（即八甲基环四硅氧烷），搅拌5min，通过强制喂料机进入拥有双真空、螺杆长径比为：40:1的同向双螺杆挤出机，并在螺杆温度为175-215℃，主机螺杆转速为450r/min，强制喂料机频率为20Hz，双真空压力均保持-0.08MPa的参数条件下挤出消泡造粒，再经冷却、干燥、切粒。
比较例4
它包括以下步骤：
A.将含有TPO蒙皮材料的报废工件进行分选、清理，去除杂质及不同类的树脂，如ABS、PC、PA等；
B.将经过分选、清理的报废工件进行破碎，得到直径为8-18mm的料块；
C.将破碎好的料块倒入搅拌机中，加入浓度为15wt%溶胀剂水溶液（由丁酮和环己酮按丁酮:环己酮=1:1的体积比配制而成），加热至80℃，搅拌10min，使TPO表皮与硬塑（PP或者ABS）之间的粘合剂溶胀脱胶，进而使得TPO表皮与硬塑（PP或者ABS）脱胶分离，接着排掉溶胀剂水溶液，加入清水进行搅拌清洗后利用TPO表皮与硬塑（PP或者ABS）之间的密度差静置沉淀分离，捞取浮在水面上的TPO料块；
D.将得到的TPO料块脱水，并放入高速混合机内，搅拌5min，通过强制喂料机进入拥有双真空、螺杆长径比为：40:1的同向双螺杆挤出机，并在螺杆温度为175-215℃，主机螺杆转速为450r/min，强制喂料机频率为20Hz，双真空压力均保持-0.08MPa的参数条件下挤出消泡造粒，再经冷却、干燥、切粒。
将实施例1、比较例1、比较例2、比较例3、比较例4制得的产物——TPO粒子进行性能检测，其结果如下表1所示。
表1
Figure 805153DEST_PATH_IMAGE001
。
上述表1中，通过实施例1、比较例1、比较例2、比较例3、比较例4，可以发现：
1.步骤B破碎的料块尺寸大小直接影响产能及产出率，尺寸小则产能低，产出率相对较低；尺寸太大，溶胀剂无法完全溶胀胶黏剂，难脱胶，且需要搅拌时间长，同样影响产能及产出率；
2.使用丁酮和环己酮按丁酮:环己酮=1:1的体积明显比单独使用丁酮溶解能力强：单独使用丁酮，有小部分的粉碎料胶黏剂没有完全被溶胀使得TPO没有被分离，影响产能及产出率；
3.如果没有结合萃取剂对TPO熔体进行萃取脱挥，而单独使用强双真空并不能完全抽离TPO料块中的小分子杂质，从而影响其后道加工，因此，挤出造粒时需添加萃取剂，才能得到物理性能良好、致密光滑的产物——TPO粒子。

Claims (8)

1.一种回收废弃TPO蒙皮材料的方法，其特征在于包括以下步骤：
A.将含有TPO蒙皮材料的报废工件进行分选、清理，去除杂质；其中，所述杂质包括与TPO蒙皮材料不同类型的树脂；
B.将经过分选、清理的报废工件进行破碎，得到直径为8mm～18mm的料块；
C.将破碎好的料块倒入搅拌机中，加入溶胀剂水溶液，加热并搅拌进行脱胶、分离处理，收集脱胶、分离后得到的TPO料块；
D.将得到的TPO料块清洗、干燥，并放入高速混合机内，添加萃取剂，搅拌，通过强制喂料机进入双螺杆挤出机挤出消泡造粒，再经冷却、干燥、切粒。
2.根据权利要求1所述的回收废弃TPO蒙皮材料的方法，其特征在于：
C步骤中，所述溶胀剂水溶液中的溶胀剂是由丁酮和环己酮按丁酮:环己酮=1:1的体积比配制而成。
3.根据权利要求2所述的回收废弃TPO蒙皮材料的方法，其特征在于：
所述溶胀剂水溶液的浓度为15wt%。
4.根据权利要求3所述的回收废弃TPO蒙皮材料的方法，其特征在于：
D步骤中，所述萃取剂为八甲基环四硅氧烷。
5.根据权利要求4所述的回收废弃TPO蒙皮材料的方法，其特征在于：
所述萃取剂的添加量为所述TPO料块的2wt%。
6.根据权利要求1或2或3或4或5所述的回收废弃TPO蒙皮材料的方法，其特征在于：
C步骤中，所述收集脱胶、分离后得到的TPO料块的具体方法为：在所述脱胶、分离处理工艺结束后，排掉里面的溶胀剂水溶液，再加入水进行搅拌，静置沉淀分离，捞取浮在水面上的TPO料块。
7.根据权利要求6所述的回收废弃TPO蒙皮材料的方法，其特征在于：
D步骤中，所述双螺杆挤出机为双真空、螺杆长径比为40:1的同向双螺杆挤出机。
8.根据权利要求6所述的回收废弃TPO蒙皮材料的方法，其特征在于：
D步骤中，所述双螺杆挤出机挤出消泡造粒的具体工艺为：所述双螺杆挤出机的螺杆温度为175℃～215℃，主机螺杆转速为300 r/min～500r/min，强制喂料机频率为15Hz～20Hz，双真空压力均保持-0.08MPa。
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