Способ переработки отходов пластифицированного поливинилхлорида

Патент 1085996

Авторы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

СПОСОБ.ПЕРЕРАБОТКИ ОТХОДОВ ПМСТИФЩИРОВАННОГО ПОЛИВИНШТХЛОРИДА нулем измельчения, проь&шки, сушки и агломерации с введением добавки , отличающийся тем, что, с целью снижения термодеструкции поливинилхлорида., в качестве добавки используют дибутилфталат, диоктилсебацинат или их смесь и вводят ее на стадии сушки,агломерации или на обеих стадиях в количестве 1-10 мае.7, в расчете на поливинилхлорид .

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ;

И ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3484008/23-05 (22) 17.08.82 (46) 1 5 . 04 . 84 . Бюл . )(- 14 (72) В.С.Левин, С.А.Мирошниченко, И.П.Неелов и Г.П.Величко (71) Харьковское специальное конструкторско-технологическое бюро

"Машприборпластик" .(53) 678.743.22.046(088.8) (56) 1. Патент ФРГ )1 - 1679834, кл. 39a 1/12, опублик. 1961.

2. Авторское свидетельство СССР

Ô 835792, кл. В 29 С 29/00, 1979 (прототип).

3(51) С 08 ) 11/04 С 08 L 27/06 (54) (57) СПОСОБ .ПЕРЕРАБОТКИ ОТХОДОВ

ПЛАСТИФИЦИРОВАННОГО ПОЛИВИНИЛХЛОРИДА путем измельчения, промывки, сушки и агломерации с введением добавки„отличающийся тем, что, с целью снижения термодеструкции поливинилхлорида, в качестве добавки используют дибутилфталат, диоктилсебацинат или их смесь и вводят ее на стадии сушки агломерации или на обеих стадиях в количестве 1-10 мас.7 в расчете на поливинилхлорид.

1085996 Изобретение относится к производству полимерных материалов и может быть использовано для получения агломерированного поливинилхлорида (ПВХ) из его отходов.

Известен способ переработки отходов термопластов, который предусматривает измельчение, отмывку загвЂ” рязнений, сушку и агломерацию отходов в высокоскоростном роторном ап- 10 парате. Процесс переработки осуществляется за счет сил трения частиц материала друг о друга и стенки аппарата Е 1 3.

Недостатком этого способа явля- 15 ется необходимость строгого соблюдения режимов переработки нетермостабильных материалов, например отходов ПВХ. Даже незначительные местные перегревы на стадиях сушки и аг- 20 ломерации, избежать которых практически невозможно, приводят к его термодеструкции с выделением хлористого водорода.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ переработки отходов пластифивЂ” цированных термопластов, в том числе ПВХ, включающий измельчение, про30 мывку, сушку и агломерацию отходов в высокоскоростном роторном аппара вЂ” те, причем промывку и агломерацию осуществляют в присутствии добавкивЂ”

0,02-1,0 вес.Ж водорастворимых поверхностно-активных веществ, графита З5 или полиорганосилоксанов Е 2 ).

Введение указ анных добавок, являющихся поверхностными смазками и несовмещающихся с полимером в процессе

его переработки, снижает коэффициент

40 трения частиц материала друг о друга и о рабочие органы аппарата, что ведет к уменьшению потребляемой мощности на стадиях отмывки и агломерации.

Однако при переработке отходов поливинилхлорида наблюдается его термодеструкция по указанным причинам.

Целью изобретения является снижение термодеструкции ПВХ. указанная цель достигается тем, что согласно способу переработки отходов пластифицированного ПВХ путем измельчения, промывки, сушки и агломерации с введением добавки, в качестве добавки используют дибутилфталат, диоктилсебацинат или их смесь и вводят ее на стадии сушки, агломерации или на обеих стадиях в количестве 1-10 мас.7. в расчете на ЛЗХ.

Процесс агломерации сопровождается расплавлением и в дальнейшем адгезионным взаимодействием поверхностного слоя частиц отходов.

Поэтому в отличие от прототипа, где добавка не проникает в частицы материала и не изменяет их физические свойства, а также в отличие от традиционных процессов пластификации, характеризующихся распределением пластификатора в расплаве всего объема полимера с несущественным изменением его физических свойств, в условиях агломерации пластификатор пластифицирует поверхностные слои отходов ПВХ.

В результате такого неравномерного распределения пластификатора дибутилфталата, диоктилсебацината или их смеси в объеме отходов его содержание в поверхностном слое частиц отходов при введении 1-10 мас.7 становится настолько значительныи, что приводит к изменению физических свойств поверхностного слоя частиц отходов, а именно к снижению температуры текучести и плавления. В этом случае возможно ведение процесса агломерации при более низких температурах, чем и устраняется разложение полимера, т.е. снижается его термодеструкцня.

Полученный агломерат обладает повышенной молекулярной массой, увеличивается его термостабильность при последующей переработке в изделия.

Поскольку местные перегревы, приводящие к разложению полимера, наблюдаются уже на стадии сушки, целесообразно также стадию сушки вести в присутствии дластификатора ПВХ.

Введение нластификатора ПВХ в отходах ПВХ менее 1 мас.X не дает заметного эффекта снижения его деструкции, а более 10 мас.7 нецелесообразно, так как не приводит к дополнительному эффекту снижения термодеструкции ПВХ в процессе сушки и агломерации.

Процесс агломерации отличается от традиционных процессов переработки тем, что агрегация частиц материала происходит за счет изиенения свойств их поверхностного слоя, по достижении им вязкотекучего состояо

1 ния (при 130 С и более). Причем пе!

085996

40 реработке подвергают отходы ПВХ, уже содержащие ранее введенные пластификаторы (до 40%) и стабилизирующие добавки. Несмотря на это, при переработке отходов ПВХ методом агломерации независимо от содержания пластификатора происходит бурное разложение ПВХ с выделением хлористого водорода, а снижения температуры агломерации при этом не наблюдается.

Результаты испытаний приведены в табл. 1.

Следовательно, содержание пластификатора в ПВХ не предотвращает термическое разложение отходов при их переработке.

Пример f. Не содержащие загрязнений отходы ПВХ в виде пленки толщиной до 1,5 мм в течение

3-4 мин загружают в высокоскоростной вертикальной роторный аппарат диаметром 500 мм и скоростью вращевЂ” ния ротора 1500 об/мин. Во время загрузки и спустя 3-4 мин после :ee отходы в аппарате подвергаются извЂ” мельчению в присутствии воды, подавЂ” ваемой в количестве 0,6-0,6 л/мин во избежание преждевременного перегрева и газовыцелений, после чего происходит разогрев материала и его сушка. В процессе сушки по достижении температуры 75-80 С подаетб ся пластификатор ПВХ в необходимом ко::и--;естве. Затем в течение 4-5 мин материал разогревается до температуры агломерации, при которой происходит расплавление поверхностого слоя его частиц с последующим сплавлением. Образование и фиксирование агломерата осуществляется, подачей

"шоковой" воды в количестве 4-5% от веса полимера и по истечении 10вЂ”

20 с агломерат выгружают.

Получают агломерированный материал при более низкой температуре с повышенной молекулярной массой, характеризуемой числом Фикентчера,, и повьппенной термостабильностью, характеризуемой временем до начала разложения материала в изотермических условиях при 190 С.

В табл. 2 приведена характеристика процесса агломерации и свойств агломерированного ПВХ.

Пример 2. Отходы ПВХ в виде пленки толщиной до 1,5 мм, содержащие до 10% загрязнений, в тече5

30 ние 3-4 мин загружают в высокоскоростной вертикальный роторный аппарат диаметром 500 мм и скоростью вращения ротора 1500 об/мин. Во время загрузки и спустя 8-f2 мин после нее отходы в аппарате подвергаются измельчению и промывке водой, подаваемой в количестве 5-7 л/мин, после чего происходит разогрев материала и его сушка. Через 2-3 мин после прекращения выделения паров водЫ в начале агломерации подается пластификатор ПВХ в необходимом количестве. Затем в течение 1 вЂ” 2 мин происходит расплавление поверхностного слоя частиц материала с последующим оплавлением. Образование, фиксирование и выгрузку агломерата осуществляю- по примеру 1.

Получают агломерированный материал при более низкой температуре с числом Фикентчера и термостабильностью, укаэанными в табл. 3.

Пример 3. Не содержащие загрязнений отходы ПВХ подвергаются измельчению и сушке IIo примеру 1.

8 начале комкования (агломерации) материала дополнительно подается необходимое количество пластификатора. Образование, фиксирование и выгрузку агломерата осуществляют также по примеру 1.

Получают агломерированный материал при более низкой температуре с числом Фикентчера и термостабильностью, укаэанными в табл. 4.

Таким образом, при переработке отходов ПВХ проведение стадии сушки и/или агломерации в присутствии

1-10 мас.% пластификатора ПВХ эфиров фталевой и/или себациновой кислоты снижает температуру агломерации отходов ПВХ с 130 до 105-106 С, благодаря чему снижается его термодеструкция в 1 5-2 раза. В результате увеличивается молекулярная масса агломерата и его термостабильность при последующей переработке в 3-6 раэ. В отличие от прототипа пе.вЂ” реработка такого агломерата не требует специальных методов, приемов и оборудования ввиду отсутствия газовыделения нри нагревании выше температуры плавления.

В то же время агломерат, полученный предлагаем1м способом, отличается более высокими качественными характеристиками (долговечностью, стой1085996 костью к светостарению, механическим нагрузкам и т.п.), обусловливающими снижение расхода материала на производство изделий и получение экономического эффекта.

Таблица 1

Материал чера

44 Бурное

130

45 Бурное

12 н оливиннлклоднда (ПНХ) 1), Ьувное

2) ««»

IIIN + IZ полноргано» 0»5 пРо силоксана (прототип) мывка

0,5Х агломерация

I ) «ээ»

2) е

ИЫ + IX дибутил» фталата

1) Пеэначнтелв.ное

2) Эначителъное

41 °

Сунне.ИЫ е IZ диоктнлсебацииата

1) Неэиачителъное

2) Значительное

I1$X + 4Х дибутмлбталата

1) Отсутствие

2) НеэначительПЬХ + 4Z диоктмлсебацината

«О Отсутствие

2) Неэначителвное

ПЬХ + IOC дибутмл-, 4талата

I) Отсутствие

2) Отсутствие

ПЬХ + 10! диоктилсебацнната

11 Отсутствие

2) Отсутствие

Пленочные отходы ПВХ, содержащие введенные в первичный материал

21Х плавтификатора и стабилизатор, Пленочные отходы ПВХ, с од ержащие в в ед е нные в первичный материал

397 пластификатора и стабилизатор

Термостабильность при

190 С, мин

Темп ер ат ура Число агломерации, ФиО

С кентНаличие газовыделений в процессе сушки и агломерации

1085996

° l««

6Э

122

«!!» 62

Таблица 3 елеессе ции

1) Бурное

44 2) 130

2) 44!

123

Агломерация

124

Ф!

119

117

Агломера- 28 ция

19.ИВХ + 0,51 дибутнл4!талата + О,Я дноктнлсебацлната

ИВХ + 2I лыоутыл!атала + 23 дионтилсеоацлыата

Пленочные отходы поливинилхлорида (ПВХ) ПВХ + 0,57 полиор- 0,25Х проганосилоксана мывка (прототип) 0!25Х агломерация

ПВХ + 17 дибутнлфталата

ПВХ + lX диоктилсебацината

ПВХ + 47 дибутилфталата

ПВХ + 4X диоктилсебацината

ПВХ + 10X дибутилфталата

ПВХ + 107 диоктилсебацината

ПВХ + 0,5Х дибутилфталата + 0,5Х диоктилсебацината

Продолжение табл 2

1) йвзначытелвыое

2) Эначцтелвное

1) Отсутстыые

2) ИееначлтелвМое с

49 1) Значительное

2) Незначительное

50 1) Значительное

2) Незначительное

53 1) Значительное

2) Незначительное

52 1) Значительное

2) Незначительное

55 1) Значительное

2) Практически отсутствует

55 1) Значительное

2) Практически отсутствует

123 50 1) Значительное

2) .Незначительное

1085996

Продолжение табл. 3

ПВХ + 27. дибутилфталата + 27 диоктилсебацината

1) Значительное

2) Незначительное

26 118

ПВХ + 5X дибутилфтала + 5X диоктилсебацината

1) Значительное

2) Практически отсутствует

29 117

Та блица 4

Число

Фикент чера

Композиция

Стадия ведения

Термос бильно при

190 С, мии

Пленочные отховЂ” ды поливинилхлорида (ПВХ) 44 1) Бурное

2) 10

130

0,57 промывка

0,5% агломерация

ПВХ + 1,0 полиорганосилоксана (прототип) 1 ) вЂ”

2) 130

ПВХ + 1% дибутилфталата

Наличие на двух стадиях

122

ПВХ + 1% диоктилсебацината

122

То же

ПВХ + 47. дибутилфталата

79 1) Отсутствие

2) 109

ПВХ + 47 диск- 2,07. сушка тилсебацината 2,0% агломерация 71

80 1) 2) I) 78 2) IiBX + 10% дибутилфталата

104

1) 76 2) ПВХ + 107. Диоктилсебацината

104

122 стадиях

80 1) Отсутствие

109

ПВХ + 0,5% дибутилфталата +

+ 0,5Х диоктилсебацината

ПВХ + 2% дибутилфталата +

0,57 сушка

0,5% агломерация 24

0,5% сушка

О, 5% агломераций 23

2,07 сушка

2,0Х агломерация 69

5,07 сушка

5, ОХ агломерация 95

5,ОХ сушка

5 07 агломерация 103

О, 5Х сушка

0,57 агломерация 24

2,07 сушка

2,07. агломерация 70

Наличие газовыделений НСf. в процессе

1)сушки и

2)агломерации

50 Наличие на двух

1085996

Продолжение табл, 4

+ 2X диоктилсебацината

ПВХ + 5X дибу- 5,0Х сушка тилфталата + 5,0Х агломерация

+ 5X диоктилсебацината

2) 1) 1!

2) 11 °

102

104

Составитель В.Балгин

Техред Л.Коцюбняк Корректор С.Шекмар

Редактор Т.Веселова

Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная, 4

Заказ 2169/24 Тираж 469 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раущская наб., д. 4/5