CN118082028A - 一种废旧混杂多层复合废旧塑料膜回收方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种废旧混杂多层复合废旧塑料膜回收方法，包括以下步骤：对废旧原料进行清洗以去除粘附在其上的杂质；将废旧原料置于NaClO水溶液中，对PETG透明膜进行脱色；将废旧原料从NaClO水溶液中提取后，进行烘干；将PETG透明膜从废旧原料中分离，获得PETG透明膜和剩余膜料；PETG透明膜可再生为PETG聚酯薄膜，剩余膜料可根据材料成分提取油气。本发明可实现对废旧混杂多层复合废旧塑料膜的综合回收利用，回收成本低，适用范围广。
Description
技术领域
本发明涉及材料回收技术领域，具体涉及一种废旧混杂多层复合废旧塑料膜回收方法。
背景技术
食品包装材料是指用于制造包装容器、包装装潢、包装印刷、包装运输等满足产品包装要求所使用的材料。塑料包装材料由于其具有良好的可塑性、弹性、绝缘性、化学惰性等特性，且具有比重小、质量轻、易于加工、资源丰富、耗能少、成本低、对食品有保护作用等优点，已被广泛应用于食品包装，成为食品包装中最主要的包装材料之一。
多层塑料膜复合后具有更多的功能和用途，在包装领域具有广泛的应用。以PETG多层复合膜为例，通常至少包括PETG透明膜、隔离层、离型膜，每层具有不同的成分和理化特性，另外PETG透明膜层上的油墨、颜料也需要剔除，这也增加了混杂多层复合塑料膜的回收难度。
发明内容
本发明的目的在于提供一种废旧混杂多层复合废旧塑料膜回收方法用于解决上述问题。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种废旧混杂多层复合废旧塑料膜回收方法，包括以下步骤：
S1、清洗去杂：对废旧原料进行清洗以去除粘附在其上的杂质，所述废旧原料为废旧混杂多层复合废旧塑料膜，其至少包括一层PETG透明膜及隔离层；
S2、脱色处理：将废旧原料置于NaClO水溶液中，对PETG透明膜进行脱色，所述NaClO水溶液的pH值为9.0-10.0；
S3、脱水处理：将废旧原料从NaClO水溶液中提取后，进行烘干，所述烘干温度为40-60℃；
S4、分类处理：将废旧原料裁割为小片，所述小片的面积小于3.5cm2，将PETG透明膜从废旧原料中分离，利用化学分离法将PETG透明膜从废旧原料的隔离层上剥离，然后利用物理分离法提取PETG透明膜和剩余膜料；
所述化学剥离法具体为：裁割为小片的废旧原料放置于剥离溶剂内进行搅拌，获得混合料液，剥离溶剂温度为70-90℃，搅拌时间为0.5-10h，所述剥离溶剂为乙二醇、二乙酸酯或羧甲基纤维素；
所述物理分离法具体为：从混合料液中去除剥离溶剂后进行干燥，利用重力法分离出PETG透明膜和剩余膜料；
S5、将步骤S4得到的PETG透明膜进行熔融、挤出、切片处理，得到再生聚酯切片；将对苯二甲酸、乙二醇、新戊二醇、甲基丙二醇与抗氧剂混合后，进行酯化反应后，加入催化剂进行酯交换反应，再在真空下缩聚，得到改性聚酯； 将改性聚酯与再生聚酯切片熔融共混后，经过制膜，得到改性再生PETG聚酯薄膜；
S6、将步骤S4得到的剩余膜料加热至熔融状态，基于剩余膜料的成分类型，进行多段热解处理。
优选地，所述多段热解处理具体为：剩余膜料依次经多个加热区域，每个加热区域具有对应的温度，不同材质成分的膜层在不同加热区域内进行热解，得到油气和灰渣。
优选地，所述对苯二甲酸、乙二醇、新戊二醇、甲基丙二醇的摩尔比为2：2：（0.2-2）：（0.5-2.5）。
优选地，所述对苯二甲酸、乙二醇、新戊二醇、甲基丙二醇的摩尔比为2：2：0.5：1.5。
优选地，所述抗氧剂包括四[β-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯、三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯和β-（3, 5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸正十八碳醇酯中的一种或多种。
优选地，所述催化剂包括二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、钛酸四丁酯和二丁基锡中的一种或多种。
优选地，所述步骤S4之后还包括对步骤S4得到的PETG透明膜进行二次处理，所述二次处理具体为，将PETG透明膜置于过硫酸钠水溶液中进行超声处理，然后将PETG透明膜从过硫酸钠水溶液中提取，用去离子水进行清洗后进行干燥。
优选地，所述过硫酸钠水溶液的浓度为20wt％。
优选地，所述超声处理采用的超声波频率为35-45KHz。
采用上述技术方案后，本发明与背景技术相比，具有如下有益效果：
1、本发明可实现对废旧混杂多层复合废旧塑料膜的综合回收利用，通过分类处理，PETG透明膜可再生为PETG聚酯薄膜，剩余膜料可根据材料成分提取油气，回收成本低，适用范围广。
2、本发明通过对PETG透明膜脱色再利用，制得的改性PETG聚酯薄膜印刷适应性，提升浅网转移，印刷还原效果显著，同时避免了资源的浪费。同时本发明制得的改性PETG聚酯薄膜具有较低的玻璃转化温度且断裂伸长率显著提高，从而具有显著增强的柔韧性。
3、本发明能够在低温（20-35 ℃）和常压下进行，脱色效率高，无需采用高温和高压条件进行脱色，从而避免采用高温和高压条件导致聚酯易发生分子链断裂等副反应影响聚酯性能。
4、本发明通过多段不同温度热解反应实现不同材质膜层的回收利用，降低了回收成本。
附图说明
图1为本发明的工艺流程示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
配合图1所示，本实施例公开了一种废旧混杂多层复合废旧塑料膜回收方法，包括以下步骤：
S1、清洗去杂：对废旧原料进行清洗以去除粘附在其上的杂质，废旧原料为废旧混杂多层复合废旧塑料膜，其至少包括一层PETG透明膜及隔离层。PETG是指聚（对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯），英文为Poly (ethylene terephthalateco-1,4-cylclohexylenedimethylene terephthalate)。
S2、脱色处理：将废旧原料置于NaClO水溶液中，对PETG透明膜进行脱色。NaClO水溶液的有效氯含量为12%，用1mol/L NaOH水溶液调节pH值至9.5，常压下控制温度为30 ℃，搅拌脱色30 min。使用有机酯类溶剂（乙酸乙酯）按照体积比7：3对脱色后的废液进行多次萃取（3-4次），萃取后的上层液体可循环回收用于NaClO/NaOH体系，下层有机液经过常压蒸馏，回收，循环用于废液的萃取。
S3、脱水处理：将废旧原料从NaClO水溶液中提取后，进行烘干，烘干温度为40-60℃。
S4、分类处理：将PETG透明膜从废旧原料中分离，获得PETG透明膜和剩余膜料。将废旧原料裁割为小片，小片的面积小于3.5cm2，利用化学分离法将PETG透明膜从废旧原料的隔离层上剥离，然后利用物理分离法提取PETG透明膜和剩余膜料。化学剥离法具体为：裁割为小片的废旧原料放置于剥离溶剂内进行搅拌，获得混合料液，剥离溶剂温度为70-90℃，搅拌时间为0 .5-10h，剥离溶剂为乙二醇、二乙酸酯或羧甲基纤维素；物理分离法具体为：从混合料液中去除剥离溶剂后进行干燥，利用重力法分离出PETG透明膜和剩余膜料。在本实施例中，分离得到PETG透明膜和剩余膜料后，对PETG透明膜进行二次处理，将PETG透明膜置于过硫酸钠水溶液中进行超声处理，然后将PETG透明膜从过硫酸钠水溶液中提取，用去离子水进行清洗后进行干燥，这样一方面可以对PETG透明膜进行二次脱色，另一方面可以去除PETG透明膜上的部分残留成分。在本实施例中，采用浓度为20wt％的硫酸钠水溶液，超声处理采用的超声波频率为35KHz。
S5、将步骤S4得到的PETG透明膜进行熔融、挤出、切片处理，得到再生聚酯切片；将对苯二甲酸、乙二醇、新戊二醇、甲基丙二醇与抗氧剂混合后，进行酯化反应后，加入催化剂进行酯交换反应，再在真空下缩聚，得到改性聚酯； 将改性聚酯与再生聚酯切片熔融共混后，经过制膜，得到改性再生PETG聚酯薄膜。利用利用改性聚氨酯作为底涂剂，对再生的PETG薄膜电晕面进行涂布改性，得到表面改性的PETG薄膜。对苯二甲酸、乙二醇、新戊二醇、甲基丙二醇的摩尔比为2：2：0.5：1.5。抗氧剂包括四[β-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯、三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯和β-（3, 5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸正十八碳醇酯中的一种或多种。催化剂包括二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、钛酸四丁酯和二丁基锡中的一种或多种。
S6、将步骤S4得到的剩余膜料加热至熔融状态；基于剩余膜料的成分类型，进行多段热解处理。多段热解处理具体为：剩余膜料依次经多个加热区域，每个加热区域具有对应的温度，不同材质成分的膜层在不同加热区域内进行热解，得到油气和灰渣。
实施例2
配合图1所示，本实施例公开了一种废旧混杂多层复合废旧塑料膜回收方法，包括以下步骤：
S1、清洗去杂：对废旧原料进行清洗以去除粘附在其上的杂质，废旧原料为废旧混杂多层复合废旧塑料膜，其至少包括一层PETG透明膜及隔离层。
S2、脱色处理：将废旧原料置于NaClO水溶液中，对PETG透明膜进行脱色。NaClO水溶液的有效氯含量为10%，用1mol/L NaOH水溶液调节pH值至9.5，常压下控制温度为30、℃，搅拌脱色30 min。使用有机酯类溶剂（乙酸乙酯）按照体积比7：3对脱色后的废液进行多次萃取（3-4次），萃取后的上层液体可循环回收用于NaClO/NaOH体系，下层有机液经过常压蒸馏，回收，循环用于废液的萃取。
S3、脱水处理：将废旧原料从NaClO水溶液中提取后，进行烘干，烘干温度为40-60℃。
S4、分类处理：将PETG透明膜从废旧原料中分离，获得PETG透明膜和剩余膜料。将废旧原料裁割为小片，利用化学分离法将PETG透明膜从废旧原料的隔离层上剥离，然后利用物理分离法提取PETG透明膜和剩余膜料。化学剥离法具体为：裁割为小片的废旧原料放置于剥离溶剂内进行搅拌，获得混合料液，剥离溶剂温度为70-90℃，搅拌时间为0 .5-10h，剥离溶剂为乙二醇、二乙酸酯或羧甲基纤维素；物理分离法具体为：从混合料液中去除剥离溶剂后进行干燥，利用重力法分离出PETG透明膜和剩余膜料。在本实施例中，分离得到PETG透明膜和剩余膜料后，对PETG透明膜进行二次处理，将PETG透明膜置于过硫酸钠水溶液中进行超声处理，然后将PETG透明膜从过硫酸钠水溶液中提取，用去离子水进行清洗后进行干燥。在本实施例中，采用浓度为20wt％的硫酸钠水溶液，超声处理采用的超声波频率为45KHz。
S5、将步骤S4得到的PETG透明膜进行熔融、挤出、切片处理，得到再生聚酯切片；将对苯二甲酸、乙二醇、新戊二醇、甲基丙二醇与抗氧剂混合后，进行酯化反应后，加入催化剂进行酯交换反应，再在真空下缩聚，得到改性聚酯； 将改性聚酯与再生聚酯切片熔融共混后，经过制膜，得到改性再生PETG聚酯薄膜。利用利用改性聚氨酯作为底涂剂，对再生的PETG薄膜电晕面进行涂布改性，得到表面改性的PETG薄膜。对苯二甲酸、乙二醇、新戊二醇、甲基丙二醇的摩尔比为2：2：0.5：1.5。抗氧剂包括四[β-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯、三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯和β-（3, 5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸正十八碳醇酯中的一种或多种。催化剂包括二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、钛酸四丁酯和二丁基锡中的一种或多种。
S6、将步骤S4得到的剩余膜料加热至熔融状态；基于剩余膜料的成分类型，进行多段热解处理。多段热解处理具体为：剩余膜料依次经多个加热区域，每个加热区域具有对应的温度，不同材质成分的膜层在不同加热区域内进行热解，得到油气和灰渣。
实施例3
配合图1所示，本实施例公开了一种废旧混杂多层复合废旧塑料膜回收方法，包括以下步骤：
S1、清洗去杂：对废旧原料进行清洗以去除粘附在其上的杂质，废旧原料为废旧混杂多层复合废旧塑料膜，其至少包括一层PETG透明膜及隔离层。
S2、脱色处理：将废旧原料置于NaClO水溶液中，对PETG透明膜进行脱色。NaClO水溶液的有效氯含量为15%，用1mol/L NaOH水溶液调节pH值至9.5，常压下控制温度为30、℃，搅拌脱色30 min。使用有机酯类溶剂（乙酸乙酯）按照体积比7：3对脱色后的废液进行多次萃取（3-4次），萃取后的上层液体可循环回收用于NaClO/NaOH体系，下层有机液经过常压蒸馏，回收，循环用于废液的萃取。
S3、脱水处理：将废旧原料从NaClO水溶液中提取后，进行烘干，烘干温度为40-60℃。
S4、分类处理：将PETG透明膜从废旧原料中分离，获得PETG透明膜和剩余膜料。将废旧原料裁割为小片，利用化学分离法将PETG透明膜从废旧原料的隔离层上剥离，然后利用物理分离法提取PETG透明膜和剩余膜料。化学剥离法具体为：裁割为小片的废旧原料放置于剥离溶剂内进行搅拌，获得混合料液，剥离溶剂温度为70-90℃，搅拌时间为0 .5-10h，剥离溶剂为乙二醇、二乙酸酯或羧甲基纤维素；物理分离法具体为：从混合料液中去除剥离溶剂后进行干燥，利用重力法分离出PETG透明膜和剩余膜料。在本实施例中，分离得到PETG透明膜和剩余膜料后，对PETG透明膜进行二次处理，将PETG透明膜置于过硫酸钠水溶液中进行超声处理，然后将PETG透明膜从过硫酸钠水溶液中提取，用去离子水进行清洗后进行干燥。在本实施例中，采用浓度为20wt％的硫酸钠水溶液，超声处理采用的超声波频率为40KHz。
S5、将步骤S4得到的PETG透明膜进行熔融、挤出、切片处理，得到再生聚酯切片。将对苯二甲酸、乙二醇、新戊二醇、甲基丙二醇与抗氧剂混合后，进行酯化反应后，加入催化剂进行酯交换反应，再在真空下缩聚，得到改性聚酯。具体为：先升温至160 ℃进行酯化反应，保持升温速率1℃/10 min，温度从160 ℃升至230 ℃，直至达到理论出水量的95%以上；随后加入钛酸四丁酯80 ppm进行酯交换反应40 min，分别在8kPa、1kPa、100 Pa下真空缩聚各40 min，得到改性聚酯。对苯二甲酸、乙二醇、新戊二醇、甲基丙二醇的摩尔比为2：2：1：1。抗氧剂包括四[β-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯、三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯和β-（3, 5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸正十八碳醇酯中的一种或多种。催化剂包括二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、钛酸四丁酯和二丁基锡中的一种或多种。
将改性聚酯与再生聚酯切片按质量比为4:6进行熔融共混后，经过制膜，得到改性再生PETG聚酯薄膜。利用利用改性聚氨酯作为底涂剂，对步骤（1）制备的再生的PETG薄膜电晕面进行涂布改性，得到表面改性的PETG薄膜。
S6、将步骤S4得到的剩余膜料加热至熔融状态；基于剩余膜料的成分类型，进行多段热解处理。多段热解处理具体为：剩余膜料依次经多个加热区域，每个加热区域具有对应的温度，不同材质成分的膜层在不同加热区域内进行热解，得到油气和灰渣。
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，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (9)
1.一种废旧混杂多层复合废旧塑料膜回收方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、清洗去杂：对废旧原料进行清洗以去除粘附在其上的杂质，所述废旧原料为废旧混杂多层复合废旧塑料膜，其至少包括一层PETG透明膜及隔离层；
S2、脱色处理：将废旧原料置于NaClO水溶液中，对PETG透明膜进行脱色，所述NaClO水溶液的pH值为9.0-10.0；
S3、脱水处理：将废旧原料从NaClO水溶液中提取后，进行烘干，所述烘干温度为40-60℃；
S4、分类处理：将废旧原料裁割为小片，所述小片的面积小于3.5cm2，将PETG透明膜从废旧原料中分离，利用化学分离法将PETG透明膜从废旧原料的隔离层上剥离，然后利用物理分离法提取PETG透明膜和剩余膜料；
所述化学剥离法具体为：裁割为小片的废旧原料放置于剥离溶剂内进行搅拌，获得混合料液，剥离溶剂温度为70-90℃，搅拌时间为0.5-10h，所述剥离溶剂为乙二醇、二乙酸酯或羧甲基纤维素；
所述物理分离法具体为：从混合料液中去除剥离溶剂后进行干燥，利用重力法分离出PETG透明膜和剩余膜料；
S5、将步骤S4得到的PETG透明膜进行熔融、挤出、切片处理，得到再生聚酯切片；将对苯二甲酸、乙二醇、新戊二醇、甲基丙二醇与抗氧剂混合后，进行酯化反应后，加入催化剂进行酯交换反应，再在真空下缩聚，得到改性聚酯； 将改性聚酯与再生聚酯切片熔融共混后，经过制膜，得到改性再生PETG聚酯薄膜；
S6、将步骤S4得到的剩余膜料加热至熔融状态，基于剩余膜料的成分类型，进行多段热解处理。
2.如权利要求1所述的一种废旧混杂多层复合废旧塑料膜回收方法，其特征在于，所述多段热解处理具体为：
剩余膜料依次经多个加热区域，每个加热区域具有对应的温度，不同材质成分的膜层在不同加热区域内进行热解，得到油气和灰渣。
3.如权利要求1所述的一种废旧混杂多层复合废旧塑料膜回收方法，其特征在于：所述对苯二甲酸、乙二醇、新戊二醇、甲基丙二醇的摩尔比为2：2：（0.2-2）：（0.5-2.5）。
4.如权利要求3所述的一种废旧混杂多层复合废旧塑料膜回收方法，其特征在于：所述对苯二甲酸、乙二醇、新戊二醇、甲基丙二醇的摩尔比为2：2：0.5：1.5。
5.如权利要求1所述的一种废旧混杂多层复合废旧塑料膜回收方法，其特征在于：所述抗氧剂包括四[β-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯、三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯和β-（3, 5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸正十八碳醇酯中的一种或多种。
6.如权利要求1所述的一种废旧混杂多层复合废旧塑料膜回收方法，其特征在于：所述催化剂包括二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、钛酸四丁酯和二丁基锡中的一种或多种。
7.如权利要求1所述的一种废旧混杂多层复合废旧塑料膜回收方法，其特征在于：所述步骤S4之后还包括对步骤S4得到的PETG透明膜进行二次处理，所述二次处理具体为，将PETG透明膜置于过硫酸钠水溶液中进行超声处理，然后将PETG透明膜从过硫酸钠水溶液中提取，用去离子水进行清洗后进行干燥。
8.如权利要求7所述的一种废旧混杂多层复合废旧塑料膜回收方法，其特征在于：所述过硫酸钠水溶液的浓度为20wt％。
9.如权利要求8所述的一种废旧混杂多层复合废旧塑料膜回收方法，其特征在于：所述超声处理采用的超声波频率为35-45KHz。
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