CN101204837A - 废弃高发泡塑料再生造粒工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及高分子聚合物的回收造粒工艺技术领域，特指废弃高发泡塑料再生造粒工艺，本工艺包括除杂、人工投料、自动粉碎、自动强制入料、大螺杆大螺槽入料、大螺杆变距第一级压缩排气、变螺杆直径第二级加热压缩、加热熔融第三级变螺杆底径压缩，排除水蒸汽及残余气体，熔体第四级压缩，不停机换网过滤，条状挤出，冷却定形，切粒，人工计量包装成袋；本工艺操作简单，能耗低，生产效率高，生产成本低，实用性强，具有较大的市场潜力，便于规模化、专业化生产，能明显改善劳动生产环境及操作安全，形成回收市场，促进环境保护。

Description

废弃高发泡塑料再生造粒工艺

技术领域

本发明涉及高分子聚合物的回收工艺技术领域，特指废弃高发泡塑料再生造粒工艺。

背景技术

塑料产品是人们日常生活中不可缺少的用品，如塑料袋、EPE发泡制品、饮料瓶子、手机外壳等等，使用范围广泛，使用数量巨大，为满足日常用品及工业产品需求，塑料产品的产量也日趋增加，而废弃的塑料产品难以降解，被人丢弃在生活中的每个角落，污染环境，称之为“白色污染”。起初人们为了解决此问题采用焚烧方法来解决，将废弃塑料焚烧，但塑料燃烧产生大量的二恶英(Dioxin)，造成第二次污染，此后人们为了避免二次污染，采用填埋的方法，将废弃塑料填埋，但普通废弃塑料要好几百年才会分解消失，效果不好。

后来人们采用回收再生利用方法，不但达到环保效果，同时对于能源紧缺的我国，节约了资源。对于通常微发泡或不发泡的聚乙烯、聚丙烯，聚苯乙烯等热塑性废弃塑料，其回收造粒工艺流程为：

(1)废弃塑料收集、分类；

(2)破碎机粉碎、清洗；

(3)普通再生造粒机完成以下步骤：

由人工将经步骤(2)的粉碎料从普通再生造粒机的料斗入料，粉碎料经普通再生造粒机螺杆加热熔融压缩成熔融料，熔融料经再生造粒机排气口排除水蒸汽等残存气体再次熔态压缩，经普通再生造粒机的筛网过滤后从模头呈条状挤出；

(4)经冷却和切断成塑料颗粒；人工计量包装成袋。

对于高发泡塑料废弃物，其20～40倍的高倍率发泡，其回收造粒工艺流程为：

(1)废弃物收集、分类；

(2)破碎机粉碎后，成为棉絮状小颗粒；

(3)再生造粒机完成以下步骤：

将经步骤(2)的粉碎料通过再生造粒机料斗的螺旋搅拌强制喂料，粉碎料在再生造粒机螺杆加热至200℃～300℃熔融低倍压缩，熔融料经再生造粒机的排气口排除残存气体，再次熔融螺杆低倍压缩，经过再生造粒机的60～80目双层全局滤网后从模头呈条状挤出；

(4)经冷却和切断成塑料颗粒；人工计量包装成袋。

EPE高发泡塑料，是由低密度聚乙烯LDPE为原料，以滑石粉为辅料，热态注入硬酯酸单甘酯添加剂，在熔融状态注入高压丁烷为发泡剂，在170℃～200℃高压挤出，形成疏松、发泡具有一定压缩弹性的塑料制品，形成体积膨胀20～40倍的发泡产品，一般发泡25倍左右。

根据高发泡塑料特点，上述造粒存在以下问题：

(1)劳动强度大，高发泡废料经粉碎后，体积进一步增大，粉碎后需人工搬运到造粒设备料斗中，因体积大密度小，搬运效率低，搬运频率高，劳动强度大。

(2)污染空气，劳动环境差，高发泡在粉碎过程和造粒机螺旋强制喂料中，产生大量的棉絮状粉尘，飘浮于空中难以消失，污染空气环境，尤其对生产工人健康是严重威胁，容易形成不能治愈的职业病。

(3)造粒机入料口必须以螺旋压入方式，或以人工用木棒辅助挤压，才能喂料，否到密度小的高发泡碎料会形成“拱桥”入料故障，不能连续入料，存在重大安全隐患，容易发生工伤事故。

(4)造粒机螺杆直径为φ110～φ150，压缩比不超过10倍，远小于EPE高发泡制品的25倍，为保持连续生产，只有减少造粒机模头出料孔数量，才能维持螺杆内熔融塑料的压力，形成连续条状出料。

(5)因造粒机模头出料孔少，入料不足，造成熔融塑料在螺杆中滞留时间太久，螺杆槽内塑料在高温熔融状态反复被螺杆旋转剪切、搅拌，容易造成塑料分解、变色、变性，容易形成气孔、不密实颗粒料，产品难以满足再次使用要求。

(6)能耗高、效率低、生产成本高。即使是φ150的大螺杆，生产EPE废胶袋造粒时，每小时产量可达200公斤以上，而用于EPE高发泡塑料造粒，因疏松废料入料困难，螺杆入料口难以进入，功能段螺杆熔料槽大量空置，挤出量少，每小时产量低于60公斤，如果采用φ120螺杆，产量更低，基本不具备市场价值，因生产成本高，价格上与新原料没有优势，难以形成回收市场。

发明内容

本发明的目的，针对EPE高发泡塑料废料现有技术的不足，提供一种操作简单，产量高，可规模化生产，具有市场价值的高发泡废弃塑料再生造粒工艺。

为达此目的本发明通过下述方案实现，高发泡废弃塑料再生造粒工艺：

废弃高发泡塑料再生造粒工艺，包括以下步骤，

(1)回收，高发泡塑料废弃物收集；

(2)除杂，将高发泡塑料废弃物去除其它塑料附属物及大块杂质；

(3)废弃高发泡塑料再生造粒机完成以下步骤：

(A)对于回收的高发泡塑料废弃物，直接放入废弃高发泡塑料再生造粒机料斗，破碎装置将高发泡塑料击碎，并在破碎装置的方形破碎剪切刀片和方形静刀的压力下，强制压入大螺杆的螺槽空间内；

(B)进入螺槽中的高发泡塑料在废弃高发泡塑料再生造粒机中依次经螺杆变距压缩(第一级压缩)，变径压缩(第二级压缩)，经排气孔排除疏松塑料中的大量气体，熔融压缩(第三级压缩)；

(C)经三级压缩后，熔融的高发泡塑料到达加深螺杆螺槽，螺槽配置有销钉搅拌，熔融高发泡塑料压力突然下降，此时熔融塑料温度为150℃以上，水蒸汽与残存气体被释放溢出由废弃高发泡塑料再生造粒机排气孔排出；

(D)排气后熔融塑料再次压缩(第四次压缩)，经二层60～80目不锈钢网过滤形成熔胶，除去熔胶残余的小颗粒杂质；

(E)过滤后的熔胶具有较大的粘性，连续从模头37个φ3小孔成条状连续挤出；

(4)经水冷却定形、切粒机切断成2～6mm长的小颗粒，人工称量，包装成袋。

所述的入料口宽度为250～350mm，长度450～500mm。

所述的破碎装置为动力机构带动的方形剪切刀片和方形静刀，破碎机装置动方形剪切刀片和方形静刀片，动方形剪切刀片旋转运动，十二块动刀片圆周向错位排列，旋转时与静刀片交错完成高发泡塑料剪切，并在动方形剪切刀片平面的压力下达到强制入料功能，强制入料压力可达50～100kg力。

所述的步骤(3)中(A)步骤的击碎压力为8千～10千Kg/cm²，强制入料压力可达50～100kg/cm²，入料螺杆直径为φ240cm。

所述的步骤(3)中(B)步骤螺距从180cm减小到95cm，完成第一级压缩，然后螺杆外径减小至φ120cm，完成第二级、第三级压缩。

所述的步骤(3)中(C)步骤熔融的高发泡塑料到达加深螺杆螺槽，螺槽深度为70mm。

所述的高发泡聚乙烯(简称EPE)，高发泡聚丙烯(简称EPP)，高发泡聚苯乙烯(简称EPS)。

本发明工艺的有益效果：

(1)本工艺采用集粉碎、造粒为一体的机器生产，一人即可操作，劳动成本低，破碎与入料连续密闭运行，不会产生絮状扬尘，生产环境好。

(2)入料熔融三级压缩，总压缩量45倍，远大于EPE废料25倍的发泡倍率，入料容易，生产螺杆压力均匀，生产效率高，每小时产量可达200～250kg

(3)破碎装置为方形剪切刀和方形静刀交错剪切，方形刀片厚度为20mm，在30r/min的低转速、高扭矩下，EPE发泡废料粉碎成宽度为小于25mm的碎料，在动刀片平面的强制压力下，极易填满螺槽深度70mm，导程180mm的螺槽，并具有初级补充压缩作用，确保EPE废料连续填充螺杆螺槽形成压缩，确保挤出连续性及高产量

(4)螺杆采用大变径、大变距等四级压缩，前三级压缩量45倍，远大于EPE高废弃物25倍的发泡率，且加热熔融与压缩结合进行，生产效率高，能耗低，劳动成本低，劳动强度低，具有较大的市场潜力及实用性，便于实现专业化、规模化生产。

(5)具有产业化的市场潜力，容易形成回收市场，有利于环保及资源再次利用，破碎与入料封闭进行，生产环境大为改善，有利于保护产业工人的身体健康、工厂环境及操作安全。

附图说明

附图1为本发明工艺流程图

具体实施方式

实施例1

下面结合附图对本发明作进一步说明，见附图1所示，废弃发泡塑料再生造粒工艺，包括以下步骤：

(1)废弃的EEP高发泡塑料；

(2)除杂，将回收的废弃EPE高发泡塑料去除其它杂质；

(3)废弃高发泡塑料再生造粒机完成以下功能：

(A)粉碎、入料，将经过步骤(2)的废弃EPE发泡塑料转移置废弃高发泡塑料再生造粒机料斗内，通过废弃高发泡塑料再生造粒机料斗内的破碎装置将废弃EPE高发泡塑料粉碎成块状，破碎装置为方形剪切刀和方形静刀相结合，方形剪切刀的刀厚20mm，在30r/min的低转速下，在高扭距下方形静刀将大片的废弃发泡塑料聚乙烯碎成25～35mm宽度的较大碎片，在刀片压力为50～100kg/cm²压力作用下，强力压入φ240螺杆槽内；

(B)EPE高发泡碎片经螺杆第一级压缩一即大螺杆变距压缩，大螺杆螺距从180变为95，螺槽宽度从160变为80，底径不变，压缩量为2倍，为非熔态压缩，可排除部分废料中疏松体内气体；加热压缩，螺杆外径从φ240变为φ120，变径压缩，螺距不变，螺杆底径不变，压缩量为5.5倍，为第二级压缩，并加热熔化，EPE发泡物疏松体内大量残余气体排出，经机筒壁间隙从入料口排出，加热温度为160℃～220℃；固体、粘稠熔体混合物进入第三级压缩段，同时加热熔化，加热温度为180℃～240℃，螺杆外径φ120不变，底径渐变增大，压缩量为4.2倍，本段固体完全熔化成粘稠状，内夹有残存的气体，废料中的水已安全化为水蒸汽，高压挤入排气段，第一、二、三级压缩总量为45倍；

(C)除气段，螺槽深度突变加深2倍，高压粘稠熔胶压力突然下降，销钉搅拌作用下，熔胶中的水蒸汽和残存气体从50×180面积的排气孔中排出。

(D)粘稠熔体排净残余气体及水蒸汽后，进入第四级压缩，也是密实压缩段，螺杆外径及螺距不变，底径渐变增大，压缩量为4倍，熔体被混炼均匀，压力下进入过滤装置及出料模头，过滤机构，以电动方式无停机换网，以双层80目不锈钢网过滤熔体中残留的颗粒杂质；

(E)然后经模头37个φ小孔挤出，模头小孔连续出料，形成37条圆形粘稠胶条，

(4)浸入水中快速冷却后，切粒机切断成长度为2～6mm的颗粒，经人工称重，包装成颗粒塑料原料。

颗粒塑料产品可以再次用于EPE发泡机作为原料使用，生产EPE发泡包装材料，广泛就用于家具、五金、电子、电器包装，也可用于箱包、鞋、沙发等内衬，空调管的绝热保温及其它包装用途。

Claims (7)

1.废弃高发泡塑料再生造粒工艺，其特征在于：包括以下步骤，

(1)回收，高发泡塑料废弃物收集；

(2)除杂，将高发泡塑料废弃物去除其它塑料附属物及大块杂质；

(3)废弃高发泡塑料再生造粒机完成以下步骤：

(A)对于回收的高发泡塑料废弃物，直接放入废弃高发泡塑料再生造粒机料斗，破碎装置将高发泡塑料击碎，并在破碎装置的方形破碎剪切刀片和方形静刀的压力下，强制压入大螺杆的螺槽空间内；

(B)进入螺槽中的高发泡塑料在废弃高发泡塑料再生造粒机中依次经螺杆变距压缩(第一级压缩)，变径压缩(第二级压缩)，经排气孔排除疏松塑料中的大量气体，熔融压缩(第三级压缩)；

(C)经三级压缩后，熔融的高发泡塑料到达加深螺杆螺槽，螺槽配置有销钉搅拌，熔融高发泡塑料压力突然下降，此时熔融塑料温度为150℃以上，水蒸汽与残存气体被释放溢出由废弃高发泡塑料再生造粒机排气孔排出；

(D)排气后熔融塑料再次压缩(第四次压缩)，经二层60～80目不锈钢网过滤形成熔胶，除去熔胶残余的小颗粒杂质；

(E)过滤后的熔胶具有较大的粘性，连续从模头37个φ3小孔成条状连续挤出；

(4)经水冷却定形、切粒机切断成2～6mm长的小颗粒，人工称量，包装成袋。

2.根据权利要求1所述的废弃高发泡塑料再生造粒工艺，其特征在于：所述的入料口宽度为250～350mm，长度450～500mm。

3.根据权利要求1所述的废弃高发泡塑料再生造粒工艺，其特征在于：所述的破碎装置为动力机构带动的方形剪切刀片和方形静刀。

4.根据权利要求1所述的废弃高发泡塑料再生造粒工艺，其特征在于：所述的步骤(3)中(A)步骤的击碎压力为8千～10千Kg/cm²，强制入料压力可达50～100kg/cm²，入料螺杆直径为φ240cm。

5.根据权利要求1所述的废弃高发泡塑料再生造粒工艺，其特征在于：所述的步骤(3)中(B)步骤螺距从180cm减小到95cm，完成第一级压缩，然后螺杆外径减小至φ120cm，完成第二级、第三级压缩。

6.根据权利要求1所述的废弃高发泡塑料再生造粒工艺，其特征在于：所述的步骤(3)中(C)步骤熔融的高发泡塑料到达加深螺杆螺槽，螺槽深度为70mm。

7.根据权利要求1所述的废弃高发泡塑料再生造粒工艺，其特征在于：所述的高发泡塑料为高发泡聚乙烯，高发泡聚丙烯，高发泡聚苯乙烯。