Способ переработки для повторного использования изделий на основе армированного волокном полимера
Формула / Реферат
1. Способ переработки для повторного использования изделия на основе полимера, армированного волокном, согласно которому
указанное изделие, разрезанное на фрагменты, растворяют в растворителе, который эффективен в растворении полимера, но не волокон, и который склонен к образованию азеотропной смеси с водой, с образованием раствора;
волокна извлекают из указанного раствора;
указанные волокна промывают растворителем путем переведения их в форму суспензии в указанном растворителе и путем перемешивания этой суспензии и/или путем обеспечения циркулирования растворителя через нее;
промытые волокна извлекают из суспензии и
извлеченные волокна подвергают отпариванию водяным паром для удаления растворителя, а раствор полимера направляют в аппарат для осаждения для получения не содержащей растворитель суспензии рециклизованных полимерных частиц в воде.
2. Способ по п.1, в котором для растворения изделия и для промывания волокон используют один и тот же растворитель.
3. Способ по любому из пп.1 или 2, в котором полимер представляет собой винилхлоридный полимер и растворитель, использованный как для растворения изделия, так и для промывания волокон, содержит от 2 до 8 мас.% спирта, от 13 до 17% добавки, приводящей к фазовому разделению, и от 4 до 6% воды, где остальная часть от 69 до 81 мас.% состоит из метилэтилкетона.
4. Способ по любому из пп.1-3, в котором растворение проводят в аппарате, включающем в себя чан для растворения с фильтром, в котором сетчатый фильтр является встроенным в чан для растворения в качестве нижней фильтрационной пластины, так что в конце стадии растворения раствор полимера выгружают через упомянутую пластину для поступления на отдельную обработку, тогда как волокна и все возможные другие нерастворимые компоненты остаются внутри чана для растворения для дополнительной обработки в нем.
5. Способ по любому из пп.1-3, в котором растворение проводят во вращающемся барабане, содержащем цилиндрическую перфорированную корзину, так что в конце стадии растворения раствор полимера выгружают через упомянутую перфорированную корзину для поступления на отдельную обработку, тогда как волокна и все возможные другие нерастворимые компоненты остаются внутри корзины для дополнительной обработки внутри упомянутой корзины и барабана.
6. Способ по любому из пп.1-5, в котором волокна промывают по меньшей мере однократно до отпаривания их водяным паром.
7. Способ по любому из пп.1-6, в котором волокна промывают по меньшей мере дважды до отпаривания их водяным паром.
8. Способ по любому из пп.6 или 7, в котором растворитель, возникающий в результате каждой стадии промывания, хранят в буферном резервуаре и повторно используют в последующем замесе, например, для промывания и/или растворения.
9. Способ по любому из пп.1-8, в котором волокна после промывания растворителем и до отпаривания водяным паром промывают водой для осаждения полимера на волокнах.
10. Способ по любому из пп.4-9, в котором после стадии промывания волокна задерживают на нижней фильтрационной пластине аппарата, включающего в себя чан для растворения с фильтром, или внутри цилиндрической перфорированной корзины вращающегося барабана и стадию отпаривания водяным паром проводят, тогда как волокна по-прежнему удерживаются на/в этих предметах посредством вдувания в них пара.
Текст
СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ДЛЯ ПОВТОРНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ИЗДЕЛИЙ НА ОСНОВЕ АРМИРОВАННОГО ВОЛОКНОМ ПОЛИМЕРА В изобретении представлен способ переработки для повторного использования изделия на основе полимера, армированного волокном, в соответствии с которым изделие, в конечном счете разрезанное на фрагменты, растворяют в растворителе, эффективном в растворении полимера,но не волокон, и который склонен к образованию азеотропной смеси с водой, с образованием раствора; волокна извлекают из раствора; волокна промывают растворителем путем переведения их в форму суспензии в упомянутом растворителе и путем перемешивания этой суспензии и/или путем обеспечения циркулирования растворителя через нее; промытые волокна извлекают из суспензии и извлеченные волокна подвергают отпариванию паром для того, чтобы в значительной степени удалить растворитель. Настоящее изобретение относится к способу переработки для повторного использования изделий,и, в частности, листов, основанных на армированном волокном полимере (предпочтительно винилхлоридный полимер (поливинилхлорид. Винилхлоридные полимеры (PVC) широко используются в производстве разнообразных изделий. Их применяют, например, в производстве листов, как правило, армированных армирующими волокнами,предназначенных для укрывания почв, для укрывания транспортных средств (грузовые машины), для закрывания зданий, на которых ведется работа, для монтажа комплексов для зрелищных мероприятий либо выставок или для рекламных целей. Эти листы, как правило, имеют большую площадь поверхности. Кроме того, во многих применениях, в наибольшей степени в рекламных применениях или в применениях, включающих комплексы для зрелищных мероприятий или выставок, количество которых в настоящее время возрастает значительно, их срок службы (долговечность) является коротким, обычно несколько недель или месяцев. По этим причинам большие количества таких листов признают негодными и выбрасывают за ненадобностью каждый год. Способ переработки для повторного использования их,таким образом, составляет главную экологическую и экономическую проблему. Аналогичная ситуация возникает в отношении других изделий на основе одного или более гибких или жестких полимеров (предпочтительно PVC), например, в отношении конвейерных ремней/ленточных транспортеров, тканей с покрытием и других элементов для внутренней отделки транспортных средств, труб и гибких рукавов, оконных рам или изолированных полимером силовых кабелей. Тщательное измельчение этих изделий обычно приводит к смеси тонкоизмельченных частиц гетерогенной композиции, которую трудно очищать и повторно использовать. Кроме того, в случае армированных волокном изделий (например, изделия, армированные полиэфирным или нейлоновым волокном),волокна часто образуют такой тип ваты, который делает повторное использование измельченных частиц намного более осложненным. Различные способы на основе растворения, использования органических растворителей уже предложены; тем не менее, они часто являются причиной возникновения проблем, связанных с безопасностью и загрязнением окружающей среды. Европейские патенты EP 945481, EP 1232204 и EP 1268628 (SOLVAY) нацелены на решение этой проблемы путем обеспечения способа переработки для повторного использования, который является простым, экономичным и желательным, который не дает в результате много загрязнения и который дает возможность извлекать пластические массы высокой чистоты и с преимущественной морфологией, при этом существенным образом предотвращая экстрагирование добавок из перерабатываемой массы. Такой способ включает растворение полимера в подходящем растворителе, эффективном в его растворении и склонном к образованию азеотропной смеси с водой, и его осаждение путем нагнетания пара в раствор,таким образом полученный, что, кроме того, приводит к отпариванию азеотропной смеси водарастворитель и, таким образом, приводит к смеси, в основном состоящей из воды и частиц твердого полимера, которые извлекают, тогда как пары, получающиеся в результате отпаривания, конденсируют и декантируют с тем, чтобы извлечь как фазу растворителя для последующего растворения, так и фазу "воды" для последующего осаждения. Эти патенты точно устанавливают то, что, если изделие является армированным волокнами, то упомянутые волокна также могут быть извлечены, и для того, чтобы повысить их чистоту, они могут быть подвергнуты последующему центрифугированию и/или стадии промывания, например, с использованием аналогичного растворителя с целью удаления любых остаточных следовых количеств полимера. В соответствии с их идеей растворитель, который мог бы быть использован для промывания, может быть преимущественно смешан со свежеприготовленным растворителем, использованным для стадии растворения; тот факт, что он содержит следовые количества растворенного полимера, никоим образом не преуменьшает эффективность операции растворения. Волокна могут быть повторно использованы непосредственно для производства армированных изделий на основе пластмассы. Японский патент JP 2008-062186 описывает в своих примерах обработку промыванием, в соответствии с которой извлеченные волокна сначала промывают посредством "фильтрационного промывания"(то есть волокна извлекают из полимерного раствора на фильтр, через который пропускают растворитель, в конечном счете несколько раз) и затем их либо (1) только сушат горячим воздухом или (2) их сначала диспергируют повторно в растворителе с образованием суспензии, в которую нагнетают пар для удаления растворителя, после чего волокна извлекают фильтрацией и сушат с использованием горячего воздуха. Однако такой способ дает недостаток, заключающийся в том, что либо остаточное содержание растворителя на волокнах является слишком высоким (альтернатива (1, либо способ является экономически непривлекательным, так как приходится выпаривать много растворителя (альтернатива (2 или вследствие использования горячего воздуха (альтернативы (1) и (2. Дополнительно, в обеих альтернативах остаточный полимер винилхлорида удаляют путем ополаскивания растворителем волокон, задерживаемых на фильтре, что является не очень эффективным. Настоящее изобретение нацелено на решение этих проблем путем обеспечения способа переработки для повторного использования изделия на основе полимера, армированного волокном, согласно которому указанное изделие, в конечном счете разрезанное на фрагменты, растворяют в растворителе, эффективном в растворении полимера, но не волокон, и который склонен к образованию азеотропной смеси с водой, с образованием раствора; волокна извлекают из указанного раствора; указанные волокна промывают растворителем путем приготовления из них суспензии в упомянутом растворителе и путем перемешивания этой суспензии и/или путем обеспечения циркулирования растворителя через нее; промытые волокна извлекают из суспензии и извлеченные волокна подвергают отпариванию водяным паром для того, чтобы в значительной степени удалить растворитель. Изделия, армированные волокнами, о которых идет речь, могут быть изготовлены из любого типа полимера, хотя предпочтительно они состоят из одного или более винилхлоридных (VC) полимеров(PVC), армированных волокнами. Винилхлоридный полимер (PVC), как следует понимать, означает любой гомополимер или сополимер, содержащий по меньшей мере 50 мас.% винилхлорида. Как правило,используют гомополимеры винилхлорида. Помимо одного или более полимеров и волокон, изделия также могут содержать одну или более из обычных добавок, таких как, например, пластификаторы, стабилизаторы, антиокислители, добавки, придающие огнеупорные свойства, пигменты, наполнители и т.д. Изделия могут находиться в любой форме, например в форме гибких труб либо гибких рукавов или жестких труб, контейнеров, листов для укрывания почв (ковровые плитки, например), брезентов, оконных рам, изоляционных покрытий силовых кабелей, обойной бумаги и т.д. Они могут быть произведены любым известным способом: экструзией, нанесением покрытия, литьевым формованием под давлением и т.д. Термин "лист", как следует понимать, означает любое тонкое, гибкое или жесткое, однослойное или многослойное изделие, которое может быть армировано или может быть не армировано армирующими волокнами, введенными в пластмассу. Такие листы имеют любую толщину, однако она, как правило,составляет менее чем 10 мм; их толщина обычно составляет от 0,1 до 5 мм. Способ является предпочтительным для переработки для повторного использования ковровых плиток или брезентов, то есть армированных волокном листов, в особенности предназначенных для укрывания почв, для укрывания транспортных средств, для закрывания зданий, на которых ведется работа, для монтажа комплексов для зрелищных мероприятий либо выставок или для рекламных целей. Листы могут быть изготовлены любым способом, например каландрированием или нанесением покрытия; армированные листы часто изготавливают нанесением покрытия на сетку или переплетение из волокон посредством пластизоля, представляющего собой поливинилхлоридную пасту, и нагревания. Армирующие волокна могут быть любого типа - природные или синтетические; в частности, могут быть использованы стекловолокна, целлюлозные волокна или пластмассовые волокна. Часто они представляют собой пластмассовые волокна, в особенности полиэфирные (подобно полиэтилен-терефталату(PET или полиамидные (нейлон) волокна. Диаметр волокон обычно имеет размер порядка 10-100 мкм. Часто они представляют собой длинные волокна, длина которых может составлять несколько метров. Однако также они могут представлять собой более короткие волокна - имеющие длину в диапазоне от нескольких миллиметров до нескольких сантиметров - возможно образующие тканое полотно, нетканое полотно или войлочно-фетровое полотно. В качестве иллюстрации волокна могут составлять от 1 до 50 мас.% армированного листа, как правило от 10 до 40%. Хотя способ в соответствии с настоящим изобретением позволяет повторно использовать изделия из полимеров, армированных волокном, этот способ также может быть использован для повторного использования композиционных материалов на основе полимера (предпочтительно PVC)/металла, содержащих предпочтительно от 5 до 99 мас.% металла. Любой металл может присутствовать в таких композиционных материалах. В композиционных материалах присутствуют предпочтительно металлы, такие как медь, алюминий, железосодержащие сплавы или стали. Композиционные материалы могут находиться в любой форме, например в форме толстых листов, кабелей, стержней или нитей. Они могут быть изготовлены любым известным способом. Все характеристики и предпочтения, подробно описанные в дальнейшем в этом документе для способа согласно изобретению, применимы для способа переработки для повторного использования таких композиционных материалов за исключением того, что особенное предпочтение отдают использованию вращающегося барабана. Первая стадия способа в соответствии с изобретением заключается, если необходимо, в разрезании изделий с тем, чтобы уменьшить их размер до фрагментов, с которыми легко обращаться. Ясно, что, если изделие уже находится в форме фрагментов подходящих размеров, стадия разрезания является излишней. Фрагменты изделий, таким образом полученные, затем подвергают действию растворителя, имеющего несколько особых характеристик. Эта операция может быть выполнена в любом подходящем аппарате, в частности в аппарате, в котором учитываются требования безопасности и окружающей среды,например в реакторе закрытого типа, имеющем достаточную химическую стойкость. Такой аппарат предпочтительно представляет собой цилиндрический реактор закрытого типа, который может быть раз-2 019124 мещен горизонтально или вертикально. Среди таких аппаратов, которые могут быть использованы, можно назвать аппарат, включающий в себя чан для растворения с фильтром, который представляет собой цилиндрический реактор закрытого типа, размещенный вертикально, в котором установлен сетчатый фильтр в качестве нижней фильтрационной пластины, вращающийся барабан, который представляет собой цилиндрический реактор закрытого типа, размещенный горизонтально, содержащий цилиндрическую перфорированную корзину, и другие цилиндрические реакторы закрытого типа, размещенные вертикально, содержащие цилиндрическую перфорированную корзину. Реакционную смесь предпочтительно перемешивают (в частности, это относится к случаю с аппаратом, включающим в себя чан для растворения с фильтром, который предпочтительно оснащен осевым рабочим колесом насоса), переводят в режим вращения только в одном направлении или в каждом направлении альтернативно (в частности, это относится к случаю с вращающимся барабаном, содержащим цилиндрическую перфорированную корзину, вращение которого приводится в действие мотором) и/или используют насос для осуществления циркуляции растворителя внутри аппарата (в частности, это относится к случаю с другими цилиндрическими реакторами закрытого типа, размещенными вертикально,содержащими цилиндрическую перфорированную корзину). Используемый растворитель представляет собой вещество или смесь веществ, эффективное в растворении полимера, предпочтительно винилхлоридного полимера, содержащегося в обрабатываемом изделии. Однако растворитель не должен растворять армирующие волокна. Также является необходимым в контексте способа согласно изобретению, чтобы используемый растворитель был преимущественно, по меньшей мере, частично смешиваемым с водой и образовывал азеотропную смесь с водой. В частности, если полимер представляет собой винилхлоридный полимер, растворитель преимущественно выбирают из метилэтилкетона (MEK), метилизобутилкетона (MIBK), н-метилпирролидона(NMP) и тетрагидрофурана (THF). В особенности, если полимер представляет собой винилхлоридный полимер, предпочтительно использовать метилэтилкетон (предпочтительно как для растворения изделия,так и для промывания волокон), который образует с водой азеотропную смесь, содержащую (при атмосферном давлении) 11 мас.% воды и 89 мас.% метилэтилкетона. Такой растворитель не растворяет стеклянные, полиэфирные или нейлоновые волокна и дает вполне хорошие результаты. Фактически и по сути, в контексте промышленного способа, который представляет собой либо периодический процесс, работающий по петлевой схеме, или непрерывный процесс, где реактивы (вода и растворитель) проходят на повторный цикл и где используют добавки (подобно агенту, приводящему к фазовому разделению (PSA), и спирту, которые описаны во французской заявке на патент: patent application FR 2921372 от имени SOLVAY), растворитель, как правило, не является чистым веществом и действительно содержит несколько процентов (по массе) таких добавок (например, вплоть до 10%, даже 31%). Следовательно, следует понимать, что термин "растворитель" означает как вещества как таковые, так и смеси веществ. Примерами агента, приводящего к фазовому разделению, являются алифатические углеводороды,имеющие 5-7 атомов углерода. В частности, с метилэтилкетоном в качестве растворителя могут быть получены превосходные результаты при выборе н-гексана или изогексана (2-метилпентан) в качестве агента, приводящего к фазовому разделению. Примерами спиртов являются линейные алифатические спирты за исключением метанола. В частности, особенно подходящими являются С 2-С 6 линейные алифатические спирты и в наибольшей степени С 3-С 5 линейные алифатические спирты. Изопропанол и трет-бутиловый спирт (2-метил-2-пропанол), следовательно, являются особенно подходящими. Растворитель также может содержать некоторое количество воды. В том случае, когда полимер представляет собой винихлоридный полимер, хорошие результаты были получены тогда, когда растворитель, используемый как для растворения изделия, так и для промывания волокон, содержит от 2 до 8 мас.% спирта (предпочтительно изопропанол), от 13 до 17% агента,приводящего к фазовому разделению (предпочтительно изогексан) и от 4 до 6% воды, где остальная часть (а именно от 69 до 81 мас.%) состоит из метилэтилкетона. Стадию растворения проводят при любой температуре, но растворитель, разумеется, является преимущественно жидким при этой температуре. Предпочтительно работать при автоматически создаваемом и поддерживаемом давлении и при температуре преимущественно от 20 до 120C, предпочтительно от 50 до 100C. Операция растворения может быть проведена при любом давлении. Однако предпочтительно проводить эту операцию при давлении от 2 до 10 бар по манометру (относительное давление, которое соответствует манометрическому давлению, измеряемому манометром), предпочтительно от 2 до 4 бар. Время, в течение которого проводят операцию растворения, составляет преимущественно по меньшей мере 5, предпочтительно по меньшей мере 10 мин. Это время составляет преимущественно не больше чем 120, преимущественно по меньшей мере 40 мин. В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения перед растворением изделие (фрагменты изделия) помещают либо непосредственно в аппарат, включающий в себя чан для растворения с фильтром, выше сетчатого фильтра, встроенного в качестве нижней фильтрационной пластины, либо в цилиндрическую перфорированную корзину, содержащуюся во вращающемся ба-3 019124 рабане или в других цилиндрических реакторах закрытого типа. Отверстия в сетчатом фильтре или в цилиндрической перфорированной корзине предпочтительно выбирают такого размера, чтобы они задерживали большую часть волокон внутри резервуара-накопителя, но при этом по-прежнему делали возможным циркулирование растворителя, при котором могло происходить эффективное растворение. Вслед за введением изделия (фрагментов изделия) в аппарат предпочтительно следует удаление кислорода и замена его на инертный газ, такой как азот, по причинам безопасности. После стадии растворения преимущественно имеется в наличии раствор, содержащий, с одной стороны, жидкую фазу, состоящую из растворителя, в котором растворен полимер, и, с другой стороны, нерастворенные составляющие, включающие армирующие волокна. Согласно изобретению их извлекают из упомянутого раствора путем отделения от жидкой фазы предпочтительно посредством фильтрации,более предпочтительно через сетчатый фильтр аппарата, включающего в себя чан для растворения с фильтром, отверстия в котором имеют размеры порядка 0,1-10 мм, или через цилиндрическую перфорированную корзину, содержащуюся во вращающемся барабане или в других цилиндрических реакторах закрытого типа, отверстия в которой имеют размеры порядка 0,1-10 см. В первом предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения растворение происходит в аппарате, включающем в себя чан для растворения с фильтром, в котором сетчатый фильтр является встроенным в чан для растворения в качестве нижней фильтрационной пластины, так что в конце стадии растворения через упомянутую пластину выгружают раствор полимера, который должен быть обработан отдельно, при этом внутри чана для растворения остаются волокна и все возможные другие нерастворимые компоненты, которые должны быть обработаны дополнительно в нем так, как заявлено,то есть сначала путем их промывания, повторного извлечения их почти сухими и затем путем отпаривания их водяным паром. Таким образом, в этом варианте осуществления аппарат для растворения называют аппаратом, включающим в себя чан для растворения с фильтром, потому что стадии растворения,разделения, промывания и отпаривания водяным паром - все - протекают в нем. Во втором предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения растворение происходит во вращающемся барабане, содержащем цилиндрическую перфорированную корзину, так что в конце стадии растворения через упомянутую перфорированную корзину выгружают раствор полимера,который должен быть обработан отдельно, при этом внутри корзины остаются волокна и все возможные другие нерастворимые компоненты, которые должны быть обработаны дополнительно внутри упомянутой корзины и барабана так, как заявлено, то есть сначала путем их промывания, повторного извлечения их почти сухими и затем путем отпаривания их водяным паром. Таким образом, в этом варианте осуществления стадии растворения, разделения, промывания и отпаривания водяным паром - все - протекают внутри корзины и барабана. Если стадию отпаривания выполняют на волокнах, таких как они есть, после их отделения от раствора полимера остаточное содержание полимера (предпочтительно винилхлоридный полимер) на волокнах является таким, что они будут слипаться. Следовательно, остаточное содержание полимера должно быть очень низким и/или упомянутый полимер должен быть подвергнут осаждению на волокнах до их отпаривания. Таким образом, в соответствии с изобретением волокна промывают растворителем путем переведения их в форму суспензии в упомянутом растворителе (предпочтительно в горячем, более предпочтительно в растворителе, аналогичном растворителю, используемому для растворения изделия), преимущественно по меньшей мере однократно, до отпаривания их водяным паром. Предпочтительно их промывают по меньшей мере дважды и еще более предпочтительно по меньшей мере 3 раза до отпаривания их водяным паром. Растворитель, получающийся в результате проведения каждой стадии промывания,предпочтительно хранят в буферном резервуаре так, чтобы его можно было повторно использовать в замесе следующей порции, например, для промывания и/или растворения. Во время промывания суспензию предпочтительно перемешивают и/или через нее осуществляют циркуляцию растворителя. Альтернативно или дополнительно, после выполнения промывания (в конечном счете несколько раз) растворителем волокна могут быть промыты (предпочтительно горячей) водой путем переведения их в форму суспензии в воде до выполнения отпаривания водяным паром (с тем чтобы провести осаждение полимера на волокнах). В ходе промывания суспензию предпочтительно перемешивают и/или через нее осуществляют циркуляцию растворителя. Предпочтительно извлечение волокон после стадии промывания/каждой стадии промывания происходит также, как после растворения, то есть волокна задерживаются на нижней фильтрационной пластине аппарата, включающего в себя чан для растворения с фильтром, или внутри цилиндрической перфорированной корзины вращающегося барабана и происходит стадия отпаривания водяным паром, тогда когда волокна по-прежнему удерживаются на/в этих предметах путем вдувания пара в них. В конкретном случае аппарата, включающего в себя чан для растворения с фильтром, пар может быть введен либо через нижнюю часть, либо через верхнюю часть, предпочтительно через верхнюю часть аппарата. В конкретном случае вращающегося барабана путь введения пара не является критичным. Выпаренный растворитель преимущественно направляют в сектор конденсирования и затем используют повторно. После отпаривания либо волокна преимущественно переводят в суспензию при перемешивании пу-4 019124 тем добавления холодной воды и выгружают из аппарата, включающего в себя чан для растворения с фильтром, в "открытую атмосферу", посредством байпаса, минуя нижнюю фильтрационную пластину,либо барабан преимущественно открывают, затем корзину извлекают из барабана посредством механического устройства и открывают для того, чтобы волокна, задерживаемые в ней, выгрузить в "открытую атмосферу". С другой стороны, раствор полимера преимущественно направляют в аппарат для осаждения. В этом сосуде растворитель преимущественно выпаривают под вакуумом и при перемешивании посредством нагнетания острого водяного пара. В определенный момент органическая фаза не является более растворителем для полимера, так что упомянутый полимер будет преимущественно осаждаться небольшими частицами, содержащими наполнители и пластификатор. Размер частиц и объемную плотность полимерных частиц преимущественно регулируют посредством закачивания воды и поверхностноактивного вещества в ходе этого процесса. Органическую фазу преимущественно заменяют водной фазой и в конце этого процесса получают не содержащую растворитель суспензию рециклизованных (полученных переработкой для повторного использования) полимерных частиц в воде. Эту суспензию преимущественно выгружают в резервуар для суспензии и непрерывно подвергают центрифугированию. Воду преимущественно направляют на обработку сточных вод, а рециклизованный полимер преимущественно сушат в псевдоожиженном слое, отфильтровывают с сортировкой по размеру и упаковывают в большие мешки. Выпаренный растворитель преимущественно направляют в сектор конденсирования, декантируют из водной фазы и хранят готовым для использования. Несконденсированный газ, содержащий азот и растворитель, преимущественно сжигают. Изобретение будет дополнительно описано более подробно на основе одного наилучшего технического выполнения первого предпочтительного варианта осуществления настоящего изобретения, который касается переработки брезентов, изготовленных из пластифицированного винилхлоридного полимера, содержащего, помимо прочего, DOP (диоктилфталат) в качестве пластификатора, сложный полиэфир,а также CaCO3 в качестве инертного наполнителя. Брезенты сначала разрезают на фрагменты, размеры которых составляют максимум 10-15 см и затем загружают в цилиндрический аппарат, включающий в себя чан для растворения с фильтром, размещенный вертикально, оснащенный осевым рабочим колесом насоса и сетчатым фильтром, встроенным в качестве нижней фильтрационной пластины. Этот аппарат, включающий в себя чан для растворения с фильтром, закрывают и кислород удаляют и заменяют азотом. Эта стадия необходима по причинам безопасности, так как пары растворителя, смешанные с кислородом, являются взрывоопасными. Горячий растворитель, поступающий из буферного резервуара, содержащего растворитель после первого промывания последней порции, вводят в аппарат, включающий в себя чан для растворения с фильтром. Растворение происходит обычно при 95C при давлении 3 бар по манометру и занимает 10 мин при перемешивании. Обычно растворитель содержит 75% метилэтилкетона, 15% изогексана, 5% воды и 5% изопропанола. Такой растворитель будет селективно растворять поливинилхлоридную смолу и пластификатор. Наполнитель (CaCO3) не растворяется, но находится в растворе во взвешенном состоянии. Сложный полиэфир и нейлоновые волокна не растворяются. После полного растворения винилхлоридного полимера раствор выгружают из аппарата, включающего в себя чан для растворения с фильтром, в аппарат для осаждения через нижнюю фильтрационную пластину. Эта фильтрационная пластина перфорирована отверстиями, достаточно небольшими для задерживания волокон и достаточно большими для избегания закупоривания и обеспечения высокой скорости фильтрации. По завершении фильтрации волокна являются по-прежнему влажными и содержат некоторое количество раствора, содержащего поливинилхлоридную смолу. В зависимости от максимально допустимой концентрации поливинилхлоридной смолы в волокнах могут быть необходимы несколько стадий промывания. Эту (эти) стадию(и) промывания выполняют путем помещения волокон во взвешенном состоянии в аппарат, включающий в себя чан для растворения с фильтром, посредством горячего растворителя. Горячий растворитель поступает из буферного(ных) резервуара(ов), содержащего(щих) растворитель промывания предыдущей порции. Как правило, только после трех стадий промывания содержание винилхлоридного полимера в волокнах является достаточно низким для минимизирования риска слипания волокон во время стадии отпаривания водяным паром. Предпочтительно только последнюю стадию промывания выполняют чистым горячим растворителем. Для каждой стадии растворитель для промывания хранят в отдельной буферной зоне и используют для замеса последующей порции. Промытые волокна являются влажными и по-прежнему содержат растворитель. Такой растворитель должен быть удален для того, чтобы выгрузить волокна безопасно в открытую атмосферу. Удаление растворителя делают в аппарате, включающем в себя чан для растворения с фильтром, путем нагнетания пара в него через верхнюю часть чана для растворения. Выпаренный растворитель направляют в сектор конденсирования и извлекают. После отпаривания волокна переводят во взвешенное состояние при перемешивании посредством введения холодной воды и выгружают из аппарата, включающего в себя чан для растворения с фильтром, в открытую атмосферу рядом с оборудованием для обработки волокон. Фильтр чана для растворения затем является готовым для приема следующей порции. С другой стороны, раствор винилхлоридного полимера направляют в аппарат для осаждения. В этом сосуде растворитель выпаривают под вакуумом и при перемешивании посредством нагнетания острого водяного пара. В определенный момент органическая фаза не является более растворителем для винилхлоридного полимера, так что упомянутый винилхлоридный полимер будет осаждаться небольшими частицами, содержащими наполнители и пластификатор. Размер частиц и объемную плотность частиц винилхлоридного полимера регулируют посредством закачивания воды и поверхностноактивного вещества в ходе этого процесса. Органическую фазу заменяют водной фазой и в конце этого процесса получают не содержащую растворитель суспензию частиц рециклизованного винилхлоридного полимера в воде. Эту суспензию выгружают в резервуар для суспензии и непрерывно подвергают центрифугированию. Воду направляют на обработку сточных вод и рециклизованный винилхлоридный полимер сушат в псевдоожиженном слое, фильтруют с сортировкой по размеру и упаковывают в большие мешки. Выпаренный растворитель направляют в сектор конденсирования, декантируют из водной фазы и хранят готовым для использования. Несконденсированный газ, содержащий азот и растворитель, сжигают. Изобретение будет дополнительно описано более подробно на основе одного наилучшего технического выполнения второго предпочтительного варианта осуществления настоящего изобретения, который касается переработки ковровых плиток, изготовленных из пластифицированного винилхлоридного полимера, содержащего, среди прочего, DOP (диоктилфталат) в качестве пластификатора, сложный полиэфир и/или нейлоновые волокна, а также CaCO3 в качестве инертного наполнителя. Такие ковровые плитки, размеры которых составляют площадь 5050 см, загружают без их предварительного разрезания в цилиндрическую перфорированную корзину, которую вводят посредством механического устройства в барабан, вращение которого может быть приведено в действие мотором. Этот барабан закрывают, а кислород удаляют и заменяют азотом. Эта стадия является необходимой по причинам безопасности, так как пар растворителя, смешанный с кислородом, является взрывоопасным. Горячий растворитель (поступающий из буферного резервуара, содержащего растворитель после первого промывания последней порции) вводят в барабан. Растворение происходит обычно при 95C,при давлении 3 бар по манометру и занимает 10 мин при вращении барабана и корзины. Обычно растворитель содержит 75% метилэтилкетона, 15% изогексана, 5% воды и 5% изопропанола. Такой растворитель будет селективно растворять поливинилхлоридную смолу и пластификатор. Наполнитель (CaCO3) не растворяется, но находится в растворе во взвешенном состоянии. Сложный полиэфир и нейлоновые волокна не растворяются. После полного растворения винилхлоридного полимера раствор выгружают из барабана через цилиндрическую перфорированную корзину. Эта корзина перфорирована отверстиями, достаточно небольшими для задерживания волокон и достаточно большими для избегания закупоривания и обеспечения высокой скорости фильтрации. По завершении фильтрации волокна являются по-прежнему влажными и содержат некоторое количество раствора, содержащего поливинилхлоридную смолу. В зависимости от максимально допустимой концентрации поливинилхлоридной смолы в волокнах может потребоваться несколько стадий промывания. Эту (эти) стадию(и) промывания выполняют путем помещения волокон во взвешенном состоянии в барабан посредством горячего растворителя. Горячий растворитель поступает из буферного(ных) резервуара(ов), содержащего(щих) растворитель для промывания предыдущей порции. Как правило, только после трех стадий промывания содержание винилхлоридного полимера в волокнах является достаточно низким, чтобы минимизировать риск слипания волокон во время стадии отпаривания водяным паром. Предпочтительно только последнюю стадию промывания выполняют с помощью чистого горячего растворителя. Для каждой стадии растворитель для промывания хранят в отдельной буферной зоне и используют для замеса следующей порции. Промытые волокна являются влажными и по-прежнему содержат растворитель. Такой растворитель должен быть удален для того, чтобы выгружать волокна в открытую атмосферу безопасно. Удаление растворителя осуществляют в барабане путем нагнетания в него пара. Выпаренный растворитель направляют в сектор конденсирования и затем извлекают. После отпаривания барабан открывают, затем извлекают корзину из барабана посредством механического устройства и открывают с тем, чтобы выгрузить волокна, задержанные в ней, в открытую атмосферу рядом с оборудованием для обработки волокон. Тогда барабан является готовым для переработки следующей порции (в этот момент должна быть готова другая корзина, полная ковровых плиток). С другой стороны, раствор винилхлоридного полимера направляют в аппарат для осаждения. В этом сосуде растворитель выпаривают под вакуумом и при перемешивании посредством нагнетания ост-6 019124 рого пара. В определенный момент органическая фаза не является более растворителем для винилхлоридного полимера, так что упомянутый винилхлоридный полимер будет осаждаться небольшими частицами, содержащими наполнители и пластификатор. Размер частиц и объемную плотность частиц винилхлоридного полимера регулируют посредством закачивания воды и поверхностно-активного вещества в ходе этого процесса. Органическую фазу заменяют водной фазой и в конце этого процесса получают не содержащую растворитель суспензию частиц рециклизованного (полученного переработкой для повторного использования) винилхлоридного полимера в воде. Эту суспензию выгружают в резервуар для суспензии и непрерывно подвергают центрифугированию. Воду направляют на обработку сточных вод, а рециклизованный винилхлоридный полимер сушат в псевдоожиженном слое, фильтруют с сортировкой по размеру и упаковывают в большие мешки. Выпаренный растворитель направляют в сектор конденсирования, декантируют из водной фазы и хранят готовым для использования. Несконденсированный газ, содержащий азот и растворитель, сжигают. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ переработки для повторного использования изделия на основе полимера, армированного волокном, согласно которому указанное изделие, разрезанное на фрагменты, растворяют в растворителе, который эффективен в растворении полимера, но не волокон, и который склонен к образованию азеотропной смеси с водой, с образованием раствора; волокна извлекают из указанного раствора; указанные волокна промывают растворителем путем переведения их в форму суспензии в указанном растворителе и путем перемешивания этой суспензии и/или путем обеспечения циркулирования растворителя через нее; промытые волокна извлекают из суспензии и извлеченные волокна подвергают отпариванию водяным паром для удаления растворителя, а раствор полимера направляют в аппарат для осаждения для получения не содержащей растворитель суспензии рециклизованных полимерных частиц в воде. 2. Способ по п.1, в котором для растворения изделия и для промывания волокон используют один и тот же растворитель. 3. Способ по любому из пп.1 или 2, в котором полимер представляет собой винилхлоридный полимер и растворитель, использованный как для растворения изделия, так и для промывания волокон, содержит от 2 до 8 мас.% спирта, от 13 до 17% добавки, приводящей к фазовому разделению, и от 4 до 6% воды, где остальная часть от 69 до 81 мас.% состоит из метилэтилкетона. 4. Способ по любому из пп.1-3, в котором растворение проводят в аппарате, включающем в себя чан для растворения с фильтром, в котором сетчатый фильтр является встроенным в чан для растворения в качестве нижней фильтрационной пластины, так что в конце стадии растворения раствор полимера выгружают через упомянутую пластину для поступления на отдельную обработку, тогда как волокна и все возможные другие нерастворимые компоненты остаются внутри чана для растворения для дополнительной обработки в нем. 5. Способ по любому из пп.1-3, в котором растворение проводят во вращающемся барабане, содержащем цилиндрическую перфорированную корзину, так что в конце стадии растворения раствор полимера выгружают через упомянутую перфорированную корзину для поступления на отдельную обработку, тогда как волокна и все возможные другие нерастворимые компоненты остаются внутри корзины для дополнительной обработки внутри упомянутой корзины и барабана. 6. Способ по любому из пп.1-5, в котором волокна промывают по меньшей мере однократно до отпаривания их водяным паром. 7. Способ по любому из пп.1-6, в котором волокна промывают по меньшей мере дважды до отпаривания их водяным паром. 8. Способ по любому из пп.6 или 7, в котором растворитель, возникающий в результате каждой стадии промывания, хранят в буферном резервуаре и повторно используют в последующем замесе, например, для промывания и/или растворения. 9. Способ по любому из пп.1-8, в котором волокна после промывания растворителем и до отпаривания водяным паром промывают водой для осаждения полимера на волокнах. 10. Способ по любому из пп.4-9, в котором после стадии промывания волокна задерживают на нижней фильтрационной пластине аппарата, включающего в себя чан для растворения с фильтром, или внутри цилиндрической перфорированной корзины вращающегося барабана и стадию отпаривания водяным паром проводят, тогда как волокна по-прежнему удерживаются на/в этих предметах посредством вдувания в них пара. Евразийская патентная организация, ЕАПВ Россия, 109012, Москва, Малый Черкасский пер., 2
МПК / Метки
МПК: C08J 11/08
Метки: использования, изделий, способ, полимера, волокном, переработки, основе, армированного, повторного
Код ссылки
<a href="https://eas.patents.su/8-19124-sposob-pererabotki-dlya-povtornogo-ispolzovaniya-izdelijj-na-osnove-armirovannogo-voloknom-polimera.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Способ переработки для повторного использования изделий на основе армированного волокном полимера</a>
Предыдущий патент: Устройство и способ обработки отходов
Следующий патент: Гидравлический амортизатор транспортного средства
Случайный патент: Способ измерения механических силовых воздействий между материальными объектами и устройства для его осуществления