一種廢舊pvb塑料的脫色方法
2023-07-20 17:06:11
專利名稱：一種廢舊pvb塑料的脫色方法
技術領域：
本發明涉及一種廢舊PVB塑料的脫色回收的方法。
背景技術：
1935年美國科學家發明了一種可以用三明治方式夾在兩層普通玻璃之間的高分子材料一聚乙烯醇縮丁醛(Polyvinlbutaral，簡寫為PVB)。它是通過高分子聚乙烯醇(PVA)和丁醛縮合反應形成的一種聚合物，呈白色粉末狀，研究發現聚乙烯醇縮丁醛加上一種專用的增塑劑進行增塑，通過擠出機系統和精確的厚度控制可形成的一種連續化的0.38～1.52mm厚的膠片，美國政府1938年立法要求使用PVB做為機動車前風擋玻璃的基材。經過70多年的研究開發和生產實踐證明，PVB膜片仍是生產玻璃夾層不可替代的原材料，現在更多的國家做為標準產品進行生產，它在保護乘客安全等方面起到了很重要的作用，克服了浮法玻璃的撓性差和剛性低的特點，更大範圍內得到使用，現在高檔汽車基本都使用PVB夾層玻璃做前風擋。
PVB不僅具有高度的透明性、良好的耐光性、耐寒性、耐水性、成膜性和抗衝擊性能，而且對玻璃、金屬、木材、陶瓷、皮革、纖維等材料有良好的粘接性能，現已在各工業部門得到廣泛的應用，如安全玻璃的中間膜、瓷用花紙、金屬保護底漆、水松紙、鋁鉑紙、絕緣漆、纖維處理劑、製件、印刷油墨、染料、人造海綿等等。建築市場也呈每年20％以上的速度遞增。我國在GB9656-2003(汽車玻璃標準)、GB9962-1999(夾層玻璃標準)中明確規定安全玻璃只包括鋼化玻璃和夾層玻璃，其中夾層玻璃是指將兩層或多層玻璃之間用高分子材料在特定的溫度和壓力下形成的、大幅提高了其安全性能的玻璃。
我國PVB工業起步於20世紀50年代，但發展緩慢。「七五」期間PVB在陶瓷花紙及真空鍍鋁行業的開發應用取得了突破，從而促進了行業的發展。國內對PVB的使用在1995年以前仍然保持100％的進口，市場被美國杜邦公司、首諾公司和日本的積水公司所壟斷。1985～1988年由原輕工部牽頭，組織錦西化工廠、天津冰峰化工廠、貴州有機化工試驗廠、上海光學研究所等國內有實力的廠家舉行了PVB膠片大攻關，希望能夠早日實現安全玻璃用PVB膠片國產化，但因種種原因沒有成功。後來只有貴州有機化工試驗廠、上海光學研究所生產PVB，但產量較低，質量無法與進口產品競爭。
目前全世界PVB樹脂的生產能力約130kt/a，主要集中在美國、西歐和日本，其中美國是最大的生產國和消費國，而孟山都公司則是全球最大的PVB生產廠家，其生產能力約佔世界生產能力的50％。現在我國已有近十幾家PVB樹脂生產廠，年生產能力約10kt，產品主要為低粘度樹脂，約佔總產量的90％，生產工藝全採用PVA1799降解-沉澱法。我國PVB薄膜加工廠有近十家，最大的秦皇島嘉華塑膠有限公司於1993年投產，年產3kt/a PVB薄膜，所需高粘度樹脂全部進口。
隨著PVB用途的日趨廣泛，產生的廢舊PVB愈來愈多，主要來源或形式有PVB邊角料、PVB廢膠頭料、PVB捲筒料、PVB膜生產線上的餘料和廢料、夾層玻璃碎片或廢料(含PVB塑料與玻璃渣)等，據統計，全球每年產生的PVB廢料有近8kt。由於PVB廢料顏色深淺不一，有的甚至含有玻璃渣、灰塵等，採用常規技術難以分選回收並循環利用，往往作為填料生產價格低廉的二次塑料製品，價值在1000～3000元/t左右。
隨著我國國民經濟的發展，尤其是汽車需求的日益擴大，汽車玻璃和建築玻璃市場需求量會不斷增加，並在更廣泛的領域得到應用。因此，進行廢舊PVB塑料的脫色技術研究，充分回收及循環利用PVB塑料，是具有廣泛市場前景、符合社會循環經濟發展需求的。
發明內容
本發明的目的旨在提供一種工藝簡單，操作方便，可高效地將廢舊PVB塑料的色素溶出，成本低，使廢舊的PVB塑料可再生的一種廢舊PVB塑料的脫色方法。
本發明的目的是通過下述方式實現的。
本發明的方法為a)將廢舊PVB塑料投料到密封的反應裝置中，加入溶劑進行浸出反應，所述的溶劑體積ml∶PVB塑料質量g為1～10；b)將浸出的色素溶液從反應裝置中排出；將色素溶液進行減壓蒸餾，回收溶劑；所述的溶劑為鄰苯二甲酸酯類、磷酸脂類、脂肪酸脂類或以及他們的混合物。
檢測或觀察PVB塑料的顏色，如果沒有達到要求，重複a)、b)兩步驟，直到PVB的色狀達到要求；所述的鄰苯二甲酸酯類包括鄰苯二甲酸二乙酯、鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二甲酯、鄰苯二甲酸二異辛酯、鄰苯二甲酸二烯丙酯、鄰苯二甲酸雙(2-乙基己酯)、鄰苯二甲酸二烯丙酯。
所述的磷酸酯類包括磷酸三丁酯、磷酸甘油酯等。
所述的脂肪酸酯類包括丙烯酸乙酯、丙烯酸甲酯等。
色素溶解過程溫度為0℃～70℃。
色素溶解過程的時間為10min～180min。
本發明的方法適用任何顏色的PVB廢料，也適用於任何形狀的PVB廢料。
本發明色素溶解過程有溶劑體積mlPVB塑料質量g優選3～5；色素溶解過程溫度優選20℃～45℃；色素溶解過程的時間優選30～160min。
本發明的方法中，用於色素溶解的反應裝置要求是密封的，可以是罐、槽、桶，以及工業上各種類型的反應釜。反應裝置可以帶攪拌裝置，也可以通過泵循環料液，也可以不攪拌。
本發明的方法可以用連續生產，也可以間歇式進行。
本發明的方法一般在常壓下進行，也可以加壓進行。
色素溶液進行減壓蒸餾，回收溶劑，最後的殘餘色素溶液可以當作顏料出售，或妥善處理。
PVB塑料主要由PVB樹脂、增塑劑、色素等組成。本發明在處理廢舊PVB塑料可以很好地使色素溶出，而PVB樹脂和塑料中的增塑劑等不被溶出，或只有小部分增塑劑隨色素溶出，經過本發明工藝的簡單方便高效地色素溶出，液固(未溶PVB與色素溶液)便可直接分離，即可得到無色PVB塑料，從而得到再生；而色素溶液經過蒸餾操作可以進行色素與溶劑的分離，溶劑可以循環利用，因而本發明是一種很好地選擇性溶解色素-蒸餾回收溶劑的工藝方法。
本發明的方法中，由於採用了適當的溶劑來溶解PVB廢料中的色素，而PVB樹脂和塑料中的增塑劑等不被溶出，或只有小部分增塑劑隨色素溶出；根據PVB塑料的脫色情況，可以採用多次溶解的方案；最終經分離溶劑，可以得到無色或淺色透明的PVB塑料(回收再生)和色素溶液，根據溶劑與色素沸點或揮發度的不同，採用蒸餾的方式可以將色素溶液分離開來，得到再生溶劑和色素。
本發明工藝簡單，操作方便，可高效地對廢舊的PVB塑料脫色，PVB塑料與色素溶液為物理分離，過程直接方便，並可進一步回收溶劑，有利節約成本。
具體實施例方式
本發明由下列實施例進一步說明，但不受這些實施例的限制。實施例中所有份數和百分數除另有規定外均指質量。
實施例1將100g黑色廢舊PVB塑料投料到密封的反應裝置中，加入溶劑鄰苯二甲酸二乙酯200ml，在室溫下利用磁力攪拌器攪拌30min，然後分離塑料與深色溶液；得到的脫色塑料採用溶劑(每次溶劑用量為200ml)再重複浸出兩次，得到的塑料固體真空乾燥，呈無色透明裝，稱重為95.6g，廢舊PVB塑料的回收率為95.6％。
合併三次得到的色素溶液(600ml)，控制溫度為80℃～90℃、壓強為0.01MPa，進行減壓蒸餾回收溶劑，得到無色透明的溶劑591ml和13ml剩餘色素溶液，溶劑回收率為98.5％。經紅外光譜和紫外光譜分析，回收的溶劑鄰苯二甲酸二乙酯與純鄰苯二甲酸二乙酯與的譜圖能完全重合，說明回收的溶劑還可以循環利用。
實施例2將100g淺藍色廢舊PVB塑料投料到密封的反應裝置中，加入溶劑鄰苯二甲酸二乙酯900ml，在室溫下浸泡150min，然後分離塑料與深色溶液；得到的塑料固體經真空乾燥，呈無色透明裝，稱重為94.1g，廢舊PVB塑料的回收率為94.1％。將900ml色素溶液在80℃～90℃、0.01MPa下減壓蒸餾，回收溶劑，得到無色透明的溶劑885ml和19ml剩餘色素溶液，溶劑回收率為98.3％。
實施例3將100g黑色廢舊PVB塑料投料到密封的反應裝置中，加入溶劑丙烯酸乙酯1000ml，在室溫下浸泡120min，然後分離塑料與深色溶液；得到的塑料固體經真空乾燥，呈無色透明裝，稱重為96.2g，廢舊PVB塑料的回收率為96.2％。將1000ml色素溶液在70℃、0.01MPa下減壓蒸餾，回收溶劑，得到無色透明的溶劑975ml和27ml剩餘色素溶液，溶劑回收率為97.5％。
實施例4將100g黃色廢舊PVB塑料投料到密封的反應裝置中，加入溶劑丙烯酸乙酯500ml和鄰苯二甲酸二乙酯500ml，在室溫下浸泡150min，然後分離塑料與深色溶液；得到的塑料固體經真空乾燥，呈無色透明裝，稱重為95.5g，廢舊PVB塑料的回收率為95.5％。將1000ml色素溶液在80℃、0.01MPa下減壓蒸餾，回收溶劑，得到無色透明的溶劑987ml和27ml剩餘色素溶液，溶劑回收率為98.7％。
實施例5將100g黑色廢舊PVB塑料投料到密封的反應裝置中，加入溶劑鄰苯二甲酸雙(2-乙基己酯)300ml，在室溫下浸泡420min，然後分離塑料與深色溶液；得到的塑料固體經真空乾燥，呈無色透明裝，稱重為97.5g，廢舊PVB塑料的回收率為97.5％。將300ml色素溶液在80℃、0.01MPa下減壓蒸餾，回收溶劑，得到無色透明的溶劑291ml和9ml剩餘色素溶液，溶劑回收率為97％。
權利要求
1.一種廢舊PVB塑料的脫色方法，其特徵在於a)將廢舊PVB塑料投料到密封的反應裝置中，加入溶劑進行浸出反應，所述的溶劑體積ml∶PVB塑料質量g為1～10；b)將浸出的色素溶液從反應裝置中排出；將色素溶液進行減壓蒸餾，回收溶劑；所述的溶劑為鄰苯二甲酸酯類、磷酸脂類、脂肪酸脂類或以及他們的混合物。
2.根據權利要求1所述的一種廢舊PVB塑料的脫色方法，其特徵在於重複a)、b)兩步驟，直到PVB的色狀達到要求。
3.根據權利要求1或2所述的一種廢舊PVB塑料的脫色方法，其特徵在於所述的鄰苯二甲酸酯類包括鄰鄰苯二甲酸二乙酯、鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二甲酯、鄰苯二甲酸二異辛酯、鄰苯二甲酸二烯丙酯、鄰苯二甲酸雙(2-乙基己酯)、鄰苯二甲酸二烯丙酯。
4.根據權利要求3所述的一種廢舊PVB塑料的脫色方法，其特徵在於所述的磷酸脂類包括磷酸三丁酯、磷酸甘油酯。
5.根據權利要求3所述的一種廢舊PVB塑料的脫色方法，其特徵在於所述的脂肪酸脂類包括丙烯酸乙酯、丙烯酸甲酯。
6.根據權利要求1或2所述的一種廢舊PVB塑料的脫色方法，其特徵在於溶劑體積ml∶PVB塑料質量g為3～5。
7.根據權利要求1或2所述的一種廢舊PVB塑料的脫色方法，其特徵在於色素溶解過程溫度為0℃～70℃。
8.根據權利要求7所述的一種廢舊PVB塑料的脫色方法，其特徵在於色素溶解過程溫度優選20℃～45℃。
全文摘要
一種廢舊PVB塑料的脫色方法，a)將廢舊PVB塑料投料到密封的反應裝置中，加入溶劑進行浸出反應，所述的溶劑體積mlPVB塑料質量g為1～10；b)將浸出的色素溶液從反應裝置中排出；將色素溶液進行減壓蒸餾，回收溶劑；所述的溶劑為鄰苯二甲酸酯類、磷酸脂類、脂肪酸脂類或以及他們的混合物。本發明是一種工藝簡單，操作方便，可高效地將廢舊PVB塑料的色素溶出，成本低，使廢舊的PVB塑料可再生的一種廢舊PVB塑料的脫色方法。
文檔編號C08L29/14GK101074297SQ20071003502
公開日2007年11月21日 申請日期2007年5月30日 優先權日2007年5月30日
發明者王暉, 符劍剛, 顧幗華, 陳立, 於婉婷 申請人:中南大學