CN108299732A - 废旧动力电池外壳改性再生工艺 - Google Patents
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Abstract
一种废旧动力电池外壳改性再生工艺，步骤如下：S1.将废旧动力电池外壳进行破碎，得到破碎料，然后送入分解池浸泡；S2.浸泡完成后将破碎料送入清洗池进行清洗，清洗池采用循环水流动清洗，收集PP外壳碎料；S3.PP外壳碎料进入脱水机脱水，脱水后送入振动分选筛，将PP外壳碎料中含有的橡胶筛选掉，得到干净的PP外壳碎料；S4.将干净的PP外壳碎料投入到反应釜，加水升温；S5.将反应釜中的PP外壳碎料倒出，并甩干，然后送入干燥设置中进行干燥处理；S6.将干燥后的PP外壳碎料送入配料罐，加入高胶粉、碳酸钙、硬脂酸锌和抗静电剂，得到混合料；S7.将混合料送入调色配料罐，进行调色处理，完成后通过输送带送入挤出机熔融挤出造粒，得到再生PP颗粒。
Description
技术领域：
本发明涉及资源再生技术领域，具体涉及一种废旧动力电池外壳改性再生工艺。
背景技术：
包括铅酸、锌锰(包括酸性和碱性)、镉镍、锂离子、镍氢、锌银、锂锰等一次和二次电池已在现代社会的诸多领域得到广泛的应用，电池消费已成为现代生活的重要组成部分。我国现在每年生产这些电池需消耗多达几万吨甚至几十万吨的汞、镉、铅、锌、锰、钴、镍、铜、硫酸、氢氧化钾等物质。而这些物质在电池失效后还将存在于电池中，如处理不当将引起环境污染并造成资源浪费。
目前汽车、电动自行车使用的蓄电池主要为铅酸蓄电池，其成本低廉、制造工艺简单，在电动自行车市场占主导地位，2011年，全国铅酸蓄电池的产量已达到2.4亿千伏安时。汽车、电动自行车的铅酸蓄电池的使用寿命为一年半到两年的时间，尽管生产时严格按照工艺流程控制质量，可半年后很多电池都会老化从而缩短其使用寿命。废旧的汽车、电动自行车铅酸蓄电池逐年递增，总量巨大，对环境造成很大影响。
为了科学规范的回收废弃的铅酸蓄电池，国家已经成立了专门的回收市场。铅酸蓄电池的回收包括铅的回收、外壳的回收再利用、酸液的分离等步骤。铅酸蓄电池的外壳以PP为主，所以PP外壳的回收再利用技术的发展，不但为电动自行车铅酸蓄电池行业长期发展提供保障，更是节约原料和资源二次利用的可持续发展的要求。
但是，利用现有技术生产的改性塑料及其制品的理化及机械性能较差，杂质含量较高，韧性差，细度不够细，耐用性不理想，影响了改性塑料的利用及其制品的使用。
发明内容：
本发明所要解决的技术问题在于提供一种抗静电性能好，耐腐蚀，阻燃、耐老化的废旧动力电池外壳改性再生工艺。
本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：
一种废旧动力电池外壳改性再生工艺，步骤如下：
S1.将废旧动力电池外壳进行破碎，得到破碎料，然后送入分解池浸泡，时间控制在20-80小时，温度50℃；由于废旧动力电池外壳表面含杂量多，且含有氯化物，必须进行浸泡处理；而传统通过清洗设备进行清洗，无法清除表面的难溶性杂质和氯化物，对成品质量的提高不利；
浸泡处理后再生料铅含量低于0.0005％，铜含量低于0.0005％。
S2.浸泡完成后将破碎料送入清洗池进行清洗，清洗池采用循环水流动清洗，清洗过程中商标纸等漂浮在水面，ABS和重金属下沉，中间层为PP外壳碎料；
S3.PP外壳碎料进入脱水机脱水，脱水后送入振动分选筛，将PP外壳碎料中含有的橡胶筛选掉，得到干净的PP外壳碎料；
S4.将干净的PP外壳碎料投入到反应釜，加水升温，釜内温度控制在60-85℃，釜压3-10MPa，保持10-20分钟；目的是使碎料表面的难溶性物质脱离，进一步除掉氯化物，如环氧树脂等；该方法是发明人根据实际的工作经验所得，经过无数次的参数选择和无数次的重量比试验后得到的一组最有效的数据范围，彻底解决了废旧动力电池外壳的污染物问题；
S5.将反应釜中的PP外壳碎料倒出，并甩干，然后送入干燥设置中进行干燥处理；
上述干燥是在真空冷风干燥机中进行，干燥温度45-55℃；传统方法是在甩干后直接造粒，由此会使造粒机产生大量烟气，对车间的环境造成影响；而本申请经过冷风干燥后，解决了造粒过程中烟气弥漫的问题，烟气产生量少，无难闻气味；
S6.将干燥后的PP外壳碎料送入配料罐，加入高胶粉、碳酸钙、硬脂酸锌和抗静电剂，其加入的重量比为PP外壳碎料：高胶粉：碳酸钙：硬脂酸锌：抗静电剂＝100：15：6：3：0.2，在配料罐中混合，得到混合料；
S7.将混合料送入调色配料罐，根据制品的颜色要求，加入颜料，进行调色处理，完成后通过输送带送入挤出机熔融挤出，挤出工序经过两次挤出，然后拉丝、水冷、切粒，得到再生PP颗粒；该颗粒含杂量低，品质好。
进一步的，上述抗静电剂的制备方法为：将40～60重量份的脂肪胺聚氧乙烯醚、10～18重量份的聚乙二醇缩水甘油醚、3～8重量份的十二烷基苯磺酸钠混合均匀，依次缓慢加入2～4重量份的硅烷偶联剂和0.2～0.8重量份的聚氨酯类润湿分散剂，投料完毕后，常温搅拌20～30min，得到抗静电剂；
上述抗静电剂成分中，脂肪胺聚氧乙烯醚作为常用的抗静电成分，易溶于水，具有优良的匀染、扩散性能，可提高纺线的强力和耐摩擦力；聚乙二醇缩水甘油醚作为常见的改性剂，可以改善纤维的拉伸强度和断裂伸长率；配合表面活性剂十二烷基苯磺酸钠和性能优异的聚氨酯类润湿分散剂，润湿分散，保证了抗静电性，改善了聚酯纤维的韧性。
进一步的，所述硅烷偶联剂为乙烯基三乙酰氧基硅烷、乙烯基三过氧化叔丁基硅烷、苯胺甲基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧丙基甲基二甲氧基硅烷中的一种或多种的组合。
本发明的有益效果是：本发明制备的聚酯纤维，采用废旧动力电池外壳作为基体，成本低，原料易得；处理后的再生料可直接用于电瓶外壳的生产，铅离子含量大大降低，符合国家相关规定，能够延长电池使用寿命。
具体实施方式：
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
实施例1
一种废旧动力电池外壳改性再生工艺，步骤如下：
S1.将废旧动力电池外壳进行破碎，得到破碎料，然后送入分解池浸泡，时间控制在20-80小时，温度50℃；由于废旧动力电池外壳表面含杂量多，且含有氯化物，必须进行浸泡处理；而传统通过清洗设备进行清洗，无法清除表面的难溶性杂质和氯化物，对成品质量的提高不利；
浸泡处理后再生料铅含量低于0.0005％，铜含量低于0.0005％。
S2.浸泡完成后将破碎料送入清洗池进行清洗，清洗池采用循环水流动清洗，清洗过程中商标纸等漂浮在水面，ABS和重金属下沉，中间层为PP外壳碎料；
S3.PP外壳碎料进入脱水机脱水，脱水后送入振动分选筛，将PP外壳碎料中含有的橡胶筛选掉，得到干净的PP外壳碎料；
S4.将干净的PP外壳碎料投入到反应釜，加水升温，釜内温度控制在60-85℃，釜压3-10MPa，保持10-20分钟；目的是使碎料表面的难溶性物质脱离，进一步除掉氯化物，如环氧树脂等；该方法是发明人根据实际的工作经验所得，经过无数次的参数选择和无数次的重量比试验后得到的一组最有效的数据范围，彻底解决了废旧动力电池外壳的污染物问题；
S5.将反应釜中的PP外壳碎料倒出，并甩干，然后送入干燥设置中进行干燥处理；
上述干燥是在真空冷风干燥机中进行，干燥温度45-55℃；传统方法是在甩干后直接造粒，由此会使造粒机产生大量烟气，对车间的环境造成影响；而本申请经过冷风干燥后，解决了造粒过程中烟气弥漫的问题，烟气产生量少，无难闻气味；
S6.将干燥后的PP外壳碎料送入配料罐，加入高胶粉、碳酸钙、硬脂酸锌和抗静电剂，其加入的重量比为PP外壳碎料：高胶粉：碳酸钙：硬脂酸锌：抗静电剂＝100：15：6：3：0.2，在配料罐中混合，得到混合料；
S7.将混合料送入调色配料罐，根据制品的颜色要求，加入颜料，进行调色处理，完成后通过输送带送入挤出机熔融挤出，挤出工序经过两次挤出，然后拉丝、水冷、切粒，得到再生PP颗粒；该颗粒含杂量低，品质好。
上述抗静电剂的制备方法为：将40～60重量份的脂肪胺聚氧乙烯醚、10～18重量份的聚乙二醇缩水甘油醚、3～8重量份的十二烷基苯磺酸钠混合均匀，依次缓慢加入2～4重量份的乙烯基三乙酰氧基硅烷和0.2～0.8重量份的聚氨酯类润湿分散剂，投料完毕后，常温搅拌20～30min，得到抗静电剂；
上述抗静电剂成分中，脂肪胺聚氧乙烯醚作为常用的抗静电成分，易溶于水，具有优良的匀染、扩散性能，可提高纺线的强力和耐摩擦力；聚乙二醇缩水甘油醚作为常见的改性剂，可以改善纤维的拉伸强度和断裂伸长率；配合表面活性剂十二烷基苯磺酸钠和性能优异的聚氨酯类润湿分散剂，润湿分散，保证了抗静电性。
实施例2
一种废旧动力电池外壳改性再生工艺，步骤如下：
S1.将废旧动力电池外壳进行破碎，得到破碎料，然后送入分解池浸泡，时间控制在20-80小时，温度50℃；由于废旧动力电池外壳表面含杂量多，且含有氯化物，必须进行浸泡处理；而传统通过清洗设备进行清洗，无法清除表面的难溶性杂质和氯化物，对成品质量的提高不利；
浸泡处理后再生料铅含量低于0.0005％，铜含量低于0.0005％。
S2.浸泡完成后将破碎料送入清洗池进行清洗，清洗池采用循环水流动清洗，清洗过程中商标纸等漂浮在水面，ABS和重金属下沉，中间层为PP外壳碎料；
S3.PP外壳碎料进入脱水机脱水，脱水后送入振动分选筛，将PP外壳碎料中含有的橡胶筛选掉，得到干净的PP外壳碎料；
S4.将干净的PP外壳碎料投入到反应釜，加水升温，釜内温度控制在60-85℃，釜压3-10MPa，保持10-20分钟；目的是使碎料表面的难溶性物质脱离，进一步除掉氯化物，如环氧树脂等；该方法是发明人根据实际的工作经验所得，经过无数次的参数选择和无数次的重量比试验后得到的一组最有效的数据范围，彻底解决了废旧动力电池外壳的污染物问题；
S5.将反应釜中的PP外壳碎料倒出，并甩干，然后送入干燥设置中进行干燥处理；
上述干燥是在真空冷风干燥机中进行，干燥温度45-55℃；传统方法是在甩干后直接造粒，由此会使造粒机产生大量烟气，对车间的环境造成影响；而本申请经过冷风干燥后，解决了造粒过程中烟气弥漫的问题，烟气产生量少，无难闻气味；
S6.将干燥后的PP外壳碎料送入配料罐，加入高胶粉、碳酸钙、硬脂酸锌和抗静电剂，其加入的重量比为PP外壳碎料：高胶粉：碳酸钙：硬脂酸锌：抗静电剂＝100：15：6：3：0.2，在配料罐中混合，得到混合料；
S7.将混合料送入调色配料罐，根据制品的颜色要求，加入颜料，进行调色处理，完成后通过输送带送入挤出机熔融挤出，挤出工序经过两次挤出，然后拉丝、水冷、切粒，得到再生PP颗粒；该颗粒含杂量低，品质好。
上述抗静电剂的制备方法为：将40～60重量份的脂肪胺聚氧乙烯醚、10～18重量份的聚乙二醇缩水甘油醚、3～8重量份的十二烷基苯磺酸钠混合均匀，依次缓慢加入2～4重量份的γ-甲基丙烯酰氧丙基甲基二甲氧基硅烷和0.2～0.8重量份的聚氨酯类润湿分散剂，投料完毕后，常温搅拌20～30min，得到抗静电剂；
上述抗静电剂成分中，脂肪胺聚氧乙烯醚作为常用的抗静电成分，易溶于水，具有优良的匀染、扩散性能，可提高纺线的强力和耐摩擦力；聚乙二醇缩水甘油醚作为常见的改性剂，可以改善纤维的拉伸强度和断裂伸长率；配合表面活性剂十二烷基苯磺酸钠和性能优异的聚氨酯类润湿分散剂，润湿分散，保证了抗静电性。
对实施例1-2制备的电瓶外壳进行性能测试，结果如下表：
由上表可以看出，本发明电瓶外壳表面电阻率较大，抗静电性能持久且优异。具有优良的湿模量、耐热阻燃性能，适合大规模工业化生产。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (5)
1.一种废旧动力电池外壳改性再生工艺，其特征在于步骤如下：
S1.将废旧动力电池外壳进行破碎，得到破碎料，然后送入分解池浸泡，时间控制在20-80小时，温度50℃；
S2.浸泡完成后将破碎料送入清洗池进行清洗，清洗池采用循环水流动清洗，清洗过程中商标纸等漂浮在水面，ABS和重金属下沉，中间层为PP外壳碎料；
S3.PP外壳碎料进入脱水机脱水，脱水后送入振动分选筛，将PP外壳碎料中含有的橡胶筛选掉，得到干净的PP外壳碎料；
S4.将干净的PP外壳碎料投入到反应釜，加水升温，釜内温度控制在60-85℃，釜压3-10MPa，保持10-20分钟；
S5.将反应釜中的PP外壳碎料倒出，并甩干，然后送入干燥设置中进行干燥处理；
S6.将干燥后的PP外壳碎料送入配料罐，加入高胶粉、碳酸钙、硬脂酸锌和抗静电剂，其加入的重量比为PP外壳碎料：高胶粉：碳酸钙：硬脂酸锌：抗静电剂＝100：15：6：3：0.2，在配料罐中混合，得到混合料；
S7.将混合料送入调色配料罐，根据制品的颜色要求，加入颜料，进行调色处理，完成后通过输送带送入挤出机熔融挤出，挤出工序经过两次挤出，然后拉丝、水冷、切粒，得到再生PP颗粒。
2.根据权利要求1所述的废旧动力电池外壳改性再生工艺，其特征在于：上述干燥是在真空冷风干燥机中进行。
3.根据权利要求2所述的废旧动力电池外壳改性再生工艺，其特征在于：上述干燥温度45-55℃。
4.根据权利要求1所述的废旧动力电池外壳改性再生工艺，其特征在于：上述抗静电剂的制备方法为：将40～60重量份的脂肪胺聚氧乙烯醚、10～18重量份的聚乙二醇缩水甘油醚、3～8重量份的十二烷基苯磺酸钠混合均匀，依次缓慢加入2～4重量份的硅烷偶联剂和0.2～0.8重量份的聚氨酯类润湿分散剂，投料完毕后，常温搅拌20～30min，得到抗静电剂。
5.根据权利要求1所述的废旧动力电池外壳改性再生工艺，其特征在于：所述硅烷偶联剂为乙烯基三乙酰氧基硅烷、乙烯基三过氧化叔丁基硅烷、苯胺甲基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧丙基甲基二甲氧基硅烷中的一种或多种的组合。
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