[发明专利]一种汽车破碎残余物高值复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了汽车破碎残余物高值复合材料及其制备方法，所述制备方法包括以下步骤：A、将汽车破碎残余物与聚合物改性剂混合后进行固相剪切共碾磨改性包覆处理，得到改性复合粉体；B、将所述复合粉体成型得到汽车破碎残余物高值复合材料；其中，所述聚合物改性剂为材料加工成型温度低于200℃的聚烯烃。所述汽车破碎残余物高值复合材料采用上述汽车破碎残余物高值复合材料的制备方法制得。与现有技术相比，本发明制备的高值复合材料，力学性能满足再生料要求，用作物流托盘、室外景观材料具有原料成本低廉、工艺简单、高效清洁等优点，对减少环境污染并实现资源利用具有极其重要的现实意义。

技术领域

本发明属于废弃材料回收再利用的技术领域，更具体地讲，涉及一种汽车破碎残余物高值复合材料及其制备方法。

背景技术

我国是汽车产销量大国，2018年我国机动车保有量达3.27亿辆，其中新增汽车2808万辆，占世界汽车总销量四分之一。汽车使用寿命一般为8～15年，2018年我国汽车报废量为910万辆，预计2022年将达到2450万辆。报废汽车中约含72％钢铁、11％塑料、8％橡胶和6％有色金属，经拆解、压缩、破碎、分选等处理，塑料、橡胶的回收率达50％，钢铁和有色金属材料回收率可达90％以上，剩余部分被称为汽车破碎残余物，约占汽车总重15％～25％。

按汽车重1500kg/辆计，2022年我国汽车破碎残余物将达550-900万吨/年。汽车破碎残余物主要成份为塑料(20～49％)、橡胶(3～38％)、金属(5～23％)、木屑(2～5％)、玻璃(2～18％)等，具体比例根据回收拆解设备和筛选技术水平的不同而有所差异。汽车破碎残余物组份复杂，现有技术难有效资源化利用，主要通过填埋或焚烧处置。汽车破碎残余物含金属组分，填埋极易造成土壤污染，焚烧处理则产生二噁英等有毒有害气体。汽车破碎残余物以橡塑材料为主，国内外报道了大量橡塑材料回收技术，主要包括物理回收和化学回收。物理回收技术核心为分离技术，如比利时Solvay公司的溶剂分选、德国SiCon公司的静电分选等，但溶剂分离仅针对特定聚合物，适用性有限，静电分离技术成本较高且无法分离复合型废弃橡塑材料。化学回收以高温裂解为主，国外对汽车破碎残余物橡塑组份的热裂解进行了大量研究，取得一定效果，如德国Siemens-KWU公司将汽车破碎残留物裂解产生裂解气和焦炭，日本Takuma裂解技术将产生的气体用于发电。但国内汽车破碎残余物热裂解研究起步较晚，技术尚不成熟。汽车破碎残余物中大量共混填充型、填料增强型橡塑组份无法分离分类，传统技术难以回收，其合理高效处理已成为我国汽车工业健康发展的瓶颈，开发适合我国国情的汽车破碎残余物回收处理技术刻不容缓。

从技术可行性和经济实用性角度考虑，采用物理回收技术将汽车破碎残余物熔融加工制备有价值材料，操作简单、易于规模化，适合我国国情。但汽车破碎残余物中橡塑材料种类繁多、相容性差，金属颗粒、无机填料等尺寸大，与聚合物基体不相容，导致传统塑料加工技术制备的复合材料力学性能极差，无使用价值。无机、金属粉体在橡塑材料中应用广泛，无机、金属粉体的表面包覆改性是改善与橡塑材料的相容性和提高力学性能的重要手段。通过粉体表面包覆改性，有望改善汽车破碎残余各组分相容性，开发出力学性能满足实际使用要求的高性能制品。但目前关于汽车破碎残余物通过免分离表面包覆制备高性能橡塑材料的技术国内外鲜有报道，相关回收技术亟待开发。

发明内容

针对现有汽车破碎残余物物理分选难度大，金属、无机、有机粉体材料特性和表面性质差异大导致制备的复合材料力学性差等难题，本发明提供一种基于固相剪切加工工业化装备的汽车破碎残余物回收方法及其所得复合材料。

本发明一方面提供了汽车破碎残余物高值复合材料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

A、将汽车破碎残余物与聚合物改性剂混合后进行固相剪切共碾磨改性包覆处理，得到包覆改性复合粉体；

B、将所述包覆改性复合粉体成型得到汽车破碎残余物高值复合材料；

其中，所述聚合物改性剂为材料加工成型温度低于200℃的聚烯烃。