利用力化学法快速剥离铝塑复合材料的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用力化学法快速剥离铝塑复合材料的方法，包括：将铝塑复合材料粉碎成碎片，置于分离剂中，经过快速升温、保温和快速降温过程使铝和塑料完全分离，再经过滤、浮选分离、干燥分别得到铝和塑料；所述分离剂由如下重量百分比的组分组成：有机羧酸１０％～９９．９％，表面活性剂０．１％～１％，余量为水。该方法不需要特殊的设备，操作简单，所需成本低，利于工业化生产，可实现铝和塑料的分别回收，不仅提高了铝塑复合材料的回收利用价值，而且减少了废弃物对环境的污染。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及快速剥离铝塑复合材料的方法，具体涉及利用化学方法和 温度内应力的协同作用来快速破坏铝塑复合材料中铝和塑料间的作用力， 实现铝和塑料的自动剥离，属于环保领域。
技术介绍
铝塑复合材料是铝箔和塑料通过热压合或粘合而成的具有多层结构 的复合材料。该复合材料既利用了铝箔质地柔软，延展性好，便于加工， 阻隔性好，轻便美观等特点，也利用了塑料易加工，耐酸碱腐蚀，强度好 的特点。铝塑复合材料具有阻光、恒温、无毒安全和成本低廉的特点，尤 其适合制成复合软包装及包装衬里，广泛应用于食品、医药、化学品及曰用品等商品的包装。铝塑复合材料主要包括铝塑复合纸、铝塑复合罐材、 铝塑复合软膜、铝塑复合软管包装材料及铝塑复合泡罩包装材料等，比如 利乐包装系列、牙膏管包装等，都是典型的铝塑复合材料。从铝箔的消费数据可以了解铝塑复合材料的使用情况。据欧洲铝箔工 业协会统计，欧洲70%以上的铝箔应用于各类包装制品，在美国这一比率 高达75%,在日本包装用铝箔消费占70%。而中国已成为仅次于美国和曰 本的第三包装大国，随着我国包装工业的快速发展，铝箔在包装领域的应 用也实现了迅速的增加。目前我国包装用铝箔消费量约为ll万吨/年，其中 巻烟包装用铝箔约3.8万吨，食品包装用铝箔约2万吨，奶制品包装用铝箔 约9000吨，日化品包装用铝箔约5000吨，其它包装用铝箔约l万吨。我国 铝箔在包装业的应用比率与发达国家比还有很大的差距，如欧美日等发达国家有90 %以上的牙膏采用铝塑复合软管包装，而目前我国采用此包装的 比率还不足5%，因此，我国的铝箔消费还有很大的潜力，这也为铝箔包 装在中国市场的快速发展提供了机会，目前是全球发展最快的市场，据统 计，到"十一五"末期，我国包装用铝箔年需求量将达到25万吨左右，将 是目前包装用铝箔消费量的1.3倍。在所有的铝塑复合材料中，铝箔只占铝 塑复合材料重量的20%,照此计算，目前约为55万吨，到"十一五"期末， 将达到125万吨。可见，铝塑复合材料应用广泛、使用量很大。铝塑复合材料的快速发展，也带来了巨大的环保问题，即会产生数量 庞大的废弃物，如果处理不当，会给环境保护带来巨大的压力。因为铝箔 和塑料的不相容，废弃的铝塑复合材料混在一起没有任何回收利用价值， 必须把铝箔和塑料分离开来得到铝箔和塑料，这样才具有较高的回收价 值，尤其是铝箔，它的价格高、货源少，如果能有效回收利用，必定会带 来可观的经济效益，同时也消除了复合材料废弃物因为不能回收利用而对 环境的污染。因此，铝塑复合材料的回收再利用，具有十分重要的经济效 益和社会效益，这也成为研究的热点。在国际上，已有研究机构进行了铝塑复合材料的回收处理，开发了相 关的才支术及处理工艺。Muther ( Muther C., Separation of laminates using Result technology, Proc, SPE 3rd Ann. Recycling Conf" Chicago, IL, 1996: 37 ) 设计了 一种处理工艺，针对用机械法在干燥的工艺中将复合材料制成薄 片，对层压产品进行简单研磨只能得到平常的混合物产品，很难从复合材 料中分离出单组分的铝薄和塑料的问题，提出用高速旋转层压产品可得到 稳定单相组成的分布，其原理是铝塑复合材料在加速和专门设计的机器里 发生涡流时的行为不同而得以分离，根据该原理，奥地利的Result Technology AG公司设计了相应的商用处理系统。对于这种系统，需要高 速加速器来产生很强的涡流和很高的加速度，对设备要求很高，分离成本 也高，但对于有粘结层的复合材料，分离程度不高。美国铝公司(Alcoa)的巴西分公司Alcoa Aluminio S A与Tetra pak公司、Klabin公司和TSL Engenharia Ambiental 乂>司合作 (Alcoa, Tetra Pak, Klabin and TSL Engenharia Ambiental, Chemical Engineering Progress, 2005, 101(7): 13 )，开发了一套铝塑回收系统，利用电能在1500(TC产生一股等离子体射流，使 铝和塑料的混合物加热，塑料被深度回收成低分子物质转化为石蜡，铝则 以高纯铝锭的形式回收，该技术需要产生高温等离子体，对设备要求高， 投资运行成本很高，同时把塑料转化成石蜡，实际上是降低了回收价值。相比于国外的研究，国内的研究更多，有大量的专利和技术文献存在， 这可能与中国大量利用回收塑料有关，也与存在巨大的废旧物资拆解企业 和从事相关产业生产和研究的人员有关。总结起来，国内在分离铝塑复合 材料方面主要有两种方法即物理方法和化学方法。物理方法包括两种方法， 一是物理静电方法，把铝塑复合材料粉碎， 再经过磨粉机械研磨，在摩擦力的作用下把铝和塑料分开，再将磨好后的 材料经静电分选机多次分选分离开塑料和铝，这种方法一般只能分离铝塑 复合管材，缺点是要求把复合材料粉碎得很细，耗费大量电能，并不经济， 其次分离效果也不佳，通过电场的方法分离开塑料和铝的前提是铝和塑料 不能粘连在一起，而对于铝塑复合材料而言，这种方法是失效的；二是采 用有机溶剂浸泡的方法，如公开号为CN1066413A和CN1718408A的中国 专利申请中分别提到使用有机溶剂来分离铝塑膜，然后离心分离，这种分 离方法由于使用高浓度的有机溶剂，而塑料层对溶剂的吸附量很大，即便 通过离心甩干机，仍有将近30%的吸附量，因此分离成本过高，且只有純 溶剂，分离速率4艮慢，而且也不是任何有机溶剂都有效，还必须是合适的 溶剂，而寻找合适的有机溶剂也并不容易，为了提高效率，公开号为 CN1559704A中国专利申请在使用有机溶剂的同时，可以添加一定的表面 活性剂，但专利中并未指明用何种表面活性剂，该方法使用大量高浓度的 有机溶剂，会带来环境污染的问题。化学方法是通过一定的化学溶剂，在渗透和反应的基础上实现铝和塑料的分离，这是研究得最多的方法。这里面主要有 一是如公开号为 CN1337280A中国专利申请中所描述，利用金属铝和氧化铝均可溶解于酸 或碱的原理，使用酸溶或碱溶的方法把材料中的铝溶解，从而回收塑料， 然后再将含铝废液制成聚合氯化铝或硫酸铝，该方法将不能得到铝箔，降 低了回收的价值，已很少使用该方法进行铝塑复合材料的分离；二是利用 酸性物质渗透入塑料层，先使得塑料与铝间的界面(氧化铝)溶解，再加 入一定的氧化剂，保护铝，从而可以得到一部分的铝箔和塑料，在该方法 中有选用强酸性物质，如公开号为CN1401443A中国专利申请中选用硝 酸，在公开号为CN101054446A中国专利申请中选用了石克酸或磷酸等，在 文献含铝废塑料的铝塑分离研究(顾帼华，张波，矿冶工程，27(5): 47-50, 2007)中选用了盐酸，在这些选用强酸的方法中，由于酸性太强，铝箔会 与酸反应掉而使得铝的回收率变得很低，也会降低回收的经济性。在公开 号为CN1903965A中国专利申请中提出选用酸性略低的乙酸水溶液来作 为分离剂，该法在低浓度乙酸水溶液下分离速度很慢，分离效率低，而选 用高浓度的乙酸水溶液则分离成本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用力化学法快速剥离铝塑复合材料的方法，包括：将铝塑复合材料粉碎成碎片，置于分离剂中，经过快速升温、保温和快速降温过程使铝和塑料完全分离，再经过滤、浮选分离、干燥分别得到铝和塑料；　所述快速升温、保温和快速降温过程为：以１～１００ ℃／ｍｉｎ的速度升温至８０～９０℃，保温１０～４０ｍｉｎ，再以１～１００℃／ｍｉｎ的速度降温至常温。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈建党，董圣航，雷华，李振华，鲁阳，
申请(专利权)人：浦江恒捷服饰有限公司，浙江大学，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]