一种聚偏二氯乙烯废弃物回收再利用的方法技术

本发明专利技术公开了一种聚偏二氯乙烯废弃物回收再利用的方法，(a)将粉碎后的聚偏二氯乙烯废弃物，碱性金属氢氧化物和增塑剂按一定重量份数配比后进行搅拌混合，于170～200℃温度下挤出造粒；(b)将造粒料在惰性气体氛围内，以两种不同升温速率分两步由25℃升温至700～800℃，再以10～20℃/min的速率降至25℃，得到炭化材料；(c)将炭化材料浸入酚醛树脂醇溶液中1～2h，在惰性气体氛围内，以两种不同升温速率分两步由25℃升温至850～900℃，再以5～10℃/min的速率降至25℃，得到多孔碳材料。本发明专利技术工艺简单、绿色环保、成本低，经济效益好。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了，(a)将粉碎后的聚偏二氯乙烯废弃物，碱性金属氢氧化物和增塑剂按一定重量份数配比后进行搅拌混合，于170～200℃温度下挤出造粒；(b)将造粒料在惰性气体氛围内，以两种不同升温速率分两步由25℃升温至700～800℃，再以10～20℃/min的速率降至25℃，得到炭化材料；(c)将炭化材料浸入酚醛树脂醇溶液中1～2h，在惰性气体氛围内，以两种不同升温速率分两步由25℃升温至850～900℃，再以5～10℃/min的速率降至25℃，得到多孔碳材料。本专利技术工艺简单、绿色环保、成本低，经济效益好。【专利说明】
本专利技术涉及废弃物回收再利用的方法，具体到涉及到一种聚偏二氯乙烯废弃物回 收再利用的方法。
技术介绍
聚偏二氯乙烯目前被广泛用于食品包装、人造草坪、假发、渔网丝等领域。在聚偏 二氯乙烯的加工和使用过程中不可避免会产生大量的废料、边角料和使用后的丢弃物等废 弃物。由于聚偏二氯乙烯在高温下易分解，导致聚偏二氯乙烯废弃物回收再次加工困难；采 用直接焚烧导致环境污染，且耗能高。 多孔碳材料是20世纪60年代发展起来的一种新型非极性碳素吸附剂材料。多孔 碳材料孔径分布均匀，具有很高的化学稳定性和气体选择性，目前多孔碳材料已广泛应用 于环境保护、化学工业、石油工业、食品加工、湿法冶金、药物精制、军事化防护等各个领域。 制备多孔碳材料的原料广泛，主要包括有机高分子聚合物（Saran树脂（聚偏二氯 乙烯）、酚醛树脂等）、各种煤及煤基衍生物（褐煤、烟煤、无烟煤等）、生物质（木材、果壳、 甘蔗渣等）、石油副产物（石油残渣、石油焦、石油浙青等），原料的不同使得制备多孔碳材 料工艺不同，所获得的多孔碳材料的性能也不同。另外，现有制备多孔碳材料的方法成本较 高。因此寻找一种原料廉价易得，制备得到的产品性能稳定的多孔碳材料的制备方法，是需 要迫切解决的问题。 聚偏二氯乙烯在一定条件下，脱氯，形成双键，发生Diels-Alder反应成环，可获 得多孔碳材料产品。因此，利用聚偏二氯乙烯废弃物来制备多孔碳材料，既能有效处理聚偏 二氯乙烯废弃物，又能变废为宝，获得高附加值的多孔碳材料。但聚偏二氯乙烯废弃物中含 有在聚偏二氯乙烯加工制备过程中添加的多种加工助剂，如增塑剂、润滑剂、抗氧剂等，另 外聚偏二氯乙烯根据合成工艺不同，得到的聚偏二氯乙烯产品成分复杂，包括偏二氯乙烯 的均聚物或偏二氯乙烯与丙烯酸酯或氯乙烯共聚的共聚物，因此利用聚偏二氯乙烯废弃物 制备得到的产品性能稳定的多孔碳材料，难度极大，需要克服原料配方、制备步骤及参数等 诸多技术难题。目前，利用聚偏二氯乙烯废弃物来制备多孔碳材料还鲜有报道。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种工艺简单、绿色环保、 成本低，经济效益好的聚偏二氯乙烯废弃物回收再利用的方法。 为了解决上述技术问题，本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种聚偏二氯乙烯 废弃物回收再利用的方法，包括以下步骤： (a)按重量份数，将粉碎后的聚偏二氯乙烯废弃物85?95份，碱性金属氢氧化物 3?8份，增塑剂2?7份，在200?400rpm转速下搅拌混合后，于170?20(TC温度下经 双螺杆挤出机挤出造粒，得到造粒料； (b)将步骤（a)得到的造粒料在惰性气体氛围内，以升温速率5?10°C /min由 25°C升温至400?500°C，恒温1?2h，再以升温速率10?15°C /min升温至700?800°C， 恒温2?3h进行炭化，然后以10?20°C /min的降温速率降至25°C，得到炭化材料； (C)步骤（b)得到的炭化材料浸入酚醛树脂醇溶液中1?a后取出，在惰性气体 氛围内，以升温速率10?15°c /min由25°C升温至500?600°C，恒温1?2h，再以升温速 率2. 5?5°C /min升温至850?900°C，恒温2?3h，然后以5?10°C /min的降温速率降 至25°C，得到多孔碳材料。 作为本专利技术的优选实施方式，步骤（a)所述的碱性金属氢氧化物为KOH、NaOH、 Ca (OH) 2、Mg (0H) 2中的一种或几种的混合物。 作为本专利技术的优选实施方式，步骤（a)所述的增塑剂为甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸 酯共聚物、环氧大豆油中的一种或两种的混合物。 作为本专利技术的优选实施方式，步骤（a)所述的挤出造粒时物料在双螺杆挤出机中 的停留时间为15-25分钟。 作为本专利技术的优选实施方式，步骤（c)所述的酚醛树脂醇溶液为酚醛树脂甲醇溶 液、酚醛树脂乙醇溶液、酚醛树脂丁醇溶液中的一种或几种的混合物。 作为本专利技术的优选实施方式，所述的酚醛树脂醇溶液浓度为5?20wt. %。 作为本专利技术的优选实施方式，所述的多孔碳材料孔径为50-500nm，比表面积为 600-1500m 2/g。 本专利技术所述的聚偏二氯乙烯废弃物为聚偏二氯乙烯加工过程中或使用所产生的 边角料、废料、使用后的丢弃物等，将聚偏二氯乙烯废弃物粉粹后作为原料备用。 本专利技术中通过步骤（a)使一定比例的聚偏二氯乙烯废弃物、碱金属氢氧化物和增 塑剂混合均匀，同时在熔融过程中，聚偏二氯乙烯废弃物发生初步分解，进而获得步骤（b) 所需的造粒料。 原料的配比对多孔碳材料的力学性能和制备条件和步骤有较大影响，合理配制原 料的配比是获得高性能的多孔碳材料的关键步骤。聚偏二氯乙烯在制备过程中已添加多种 加工助剂，如增塑剂、润滑剂、抗氧剂等，聚偏二氯乙烯废弃物在再加工过程中，仅需再加入 较为少量的增塑剂以便在双螺杆挤出过程中顺利挤出成型，为降低多孔碳材料制备成本， 本专利技术中所使用的增塑剂用量优选为2-7份。为保证加入的增塑剂与聚偏二氯乙烯废弃物 具有很好的相容性，避免原料混合物中产生分相，进而影响多孔碳材料的孔径均匀性，增塑 剂为甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸酯共聚物、环氧大豆油中的一种或两种的混合物，优选常温 下为液态的环氧大豆油。 碱性金属氢氧化物与聚偏二氯乙烯废弃物混合，能提高聚偏二氯乙烯废弃物的脱 氯速率，减少步骤（b)和步骤（c)中预分解和炭化时间；同时吸收氯化聚氯乙烯受热时产 生的HC1并生成水，生成的水在高温下气化后在炭化材料中产生微小气泡，形成微孔发泡 的炭化材料，而形成的微孔发泡的结构提高了吸收聚偏二氯乙烯废弃物受热所产生的HC1 的效率，促进了聚偏二氯乙烯废弃物的脱氯速率，减少了 HC1对环境污染和设备的腐蚀。因 此，本专利技术所述的碱性金属氧化物为KOH、NaOH、Ca(0H)2、Mg(0H) 2中的一种或几种的混合 物，优选Ca (0H) 2、Mg (0H) 2中的一种或两种的混合物，碱金属氢氧化物用量为3-8份。 双螺杆挤出过程中，一方面将各组分材料混合均匀，另一方面将混合物进行预分 解，因此需要一定的挤出温度和物料停留时间，挤出温度应满足聚偏二氯乙烯废弃物与增 塑剂可充分的熔融塑化和混合，但温度太高会导致大量的HC1产生，进而腐蚀双螺杆挤出 机，因此所述的双螺杆挤出温度为170?200°C，物料停留时间也是保证聚偏二氯乙烯废弃 物与增塑剂、碱性金属氧化物可充分的熔融塑化和混合的一个重要因素，而本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚偏二氯乙烯废弃物回收再利用的方法，其特征在于包括以下步骤：(a)按重量份数，将粉碎后的聚偏二氯乙烯废弃物85～95份，碱性金属氢氧化物3～8份，增塑剂2～7份，在200～400rpm转速下搅拌混合后，于170～200℃温度下经双螺杆挤出机挤出造粒，得到造粒料；(b)将步骤(a)得到的造粒料在惰性气体氛围内，以升温速率5～10℃/min由25℃升温至400～500℃，恒温1～2h，再以升温速率10～15℃/min升温至700～800℃，恒温2～3h进行炭化，然后以10～20℃/min的降温速率降至25℃，得到炭化材料；(c)将步骤(b)得到的炭化材料浸入酚醛树脂醇溶液中1～2h后取出，在惰性气体氛围内，以升温速率10～15℃/min由25℃升温至500～600℃，恒温1～2h，再以升温速率2.5～5℃/min升温至850～900℃，恒温2～3h，然后以5～10℃/min的降温速率降至25℃，得到多孔碳材料。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：付铁柱，张成德，姜文军，
申请(专利权)人：巨化集团技术中心，
类型：发明
国别省市：浙江;33