回收包含玻璃芯布和含氟聚合物涂层的涂层玻璃膜的方法与流程

本发明涉及涂层玻璃膜回收的。更具体地，本发明涉及一种对包含玻璃芯布和至少一层含氟聚合物涂层的涂层玻璃膜进行选择性溶解的方法。

背景技术：

1、由于环境污染已成为重大问题，各行业一直在寻求创新的解决方案，以减少或回收其活动产生的废弃物。更具体地，玻璃纤维行业因玻璃回收的复杂性而损失了数百万吨玻璃废料。用于加工为玻璃纤维毡的玻璃纤维通常涂覆有树脂（已固化或未固化）或含氟聚合物。已有若干方法用于去除玻璃纤维上的树脂涂层。例如，us 7,934,393 b2 描述了一种去除树脂涂层的方法，该方法包括将纤维浸入水热反应器内的水性流体中，并施加高温高压。

2、诸如聚四氟乙烯（ptfe）之类的含氟聚合物涂层因其惰性和硬度特性而被频繁使用。已知一些通过辐照和研磨加工ptfe的装置，例如ep 1 137 657 b2 中所公开的装置。然而，这些装置体积庞大且能耗高。此外，它们并非用于处理涂覆有ptfe的材料。

3、因此，申请人发现了一种方法，能够在无需高能耗的情况下，高效地将涂层玻璃膜的含氟聚合物涂层与玻璃芯布分离。

4、本发明的目的之一是将含氟聚合物与玻璃纤维分离，以使该复合材料的含氟聚合物部分能够被现有的含氟聚合物回收技术所利用。

技术实现思路

1、本发明涉及一种选择性溶解涂层玻璃膜的方法，所述涂层玻璃膜包含玻璃芯布和至少一层含氟聚合物涂层，所述方法包括以下步骤：

2、- 提供所述涂层玻璃膜的碎片；

3、- 将所述碎片浸渍到 ph 大于或等于10 的碱性溶液中；

4、- 加热所述碱性溶液至温度高于50°c，以使所述碎片的玻璃芯布溶解；

5、- 进行固/液分离，以回收所述含氟聚合物涂层。

6、在本发明中，"涂层玻璃膜"可称为"玻璃膜"、"涂层膜"或"膜"。类似地，玻璃芯布可称为"玻璃布"、"芯布"或"布"。

7、在本发明中，"选择性溶解"是指仅玻璃芯布被溶解，含氟聚合物涂层的一层或多层不被溶解。

8、术语"溶解的"是指玻璃芯布在碱性溶液溶剂中溶解，即从固态转变为液态。其含义是：相对于选择性溶解前所述涂层玻璃膜中所含玻璃芯布的总质量，至少 45 wt% 的玻璃芯布被溶解。

9、术语"完全溶解的"是指：相对于选择性溶解前所述涂层玻璃膜中所含玻璃芯布的总质量，超过 99 wt% 的玻璃芯布被溶解。

10、涂层玻璃膜

11、所述涂层玻璃膜可取自拉伸结构的屋面膜材或输送带等，并被切割成碎片。

12、该步骤的目的是使涂层玻璃膜的切面能够被碱性溶液触及。

13、优选地，使用任何合适的工具将所述涂层玻璃膜切割为碎片。用于切割所述膜的手段和方法不受限制。

14、所述碎片的几何形状应便于碱性溶液在尽可能短的时间内触及整个玻璃纤维芯部。有利地，所述涂层玻璃膜的碎片包含至少两个与所述碱性溶液接触的玻璃芯布点，所述两个点之间的距离有利地小于5 cm。

15、根据本发明，所述涂层玻璃膜的面密度介于100 g/m2至2000 g/m2之间，优选介于150 g/m2至1800 g/m2 之间。

16、玻璃芯布

17、所述玻璃芯布可以为机织物、无纺布、网格或至少一根纱线。

18、根据本发明，所述玻璃芯布的面密度介于50 g/m2至1200 g/m2之间，优选介于75g/m2至1000 g/m2之间，更优选介于100 g/m2至800 g/m2之间。

19、在一种具体实施方式中，所述玻璃芯布包含至少一种玻璃纤维，所述玻璃纤维包含：

20、- 40 wt%至76 wt% 的sio2，

21、- 共计10 wt%至25 wt%的na2o和k2o，

22、- 共计10 wt%至16 wt%的cao和mgo，

23、- 0至18 wt%的b2o，

24、- 0至5 wt%的al2o3，

25、基于所述玻璃纤维的总重量。

26、此外，所述玻璃纤维还可包含p2o5、fe2o3、sro、li2o和f，优选为以所述玻璃纤维的总重量计最高达10 wt%。

27、在一种具体实施方式中，所述玻璃纤维包含：

28、- 66 wt% 至 73 wt% 的sio2，

29、- 共计 12 wt% 至 17 wt% 的na2o和k2o，

30、- 共计 13 wt% 至 16 wt% 的 cao 和 mgo，

31、- 2 wt% 至 3 wt% 的 b2o3，

32、- 0 至 0.3 wt% 的al2o3，

33、以所述玻璃纤维的总重量为基准。

34、此外，所述玻璃纤维还可包含p2o5、fe2o3、sro、li2o和f，优选为以所述玻璃纤维的总重量计最高达10 wt%。

35、在另一种实施方式中，所述玻璃纤维包含：

36、- 40 wt% 至 66 wt% 的 sio2，

37、- 共计 17 wt% 至 25 wt% 的 na2o 和 k2o，

38、- 共计 10 wt% 至 13 wt% 的 cao 和 mgo，

39、- 3 wt% 至 18 wt% 的 b2o3，

40、- 0.3 wt% 至 5 wt% 的 al2o3。

41、此外，所述玻璃纤维还可包含p2o5、fe2o3、sro、li2o和f，优选为以所述玻璃纤维的总重量计最高达10 wt%。

42、在一种具体实施方式中，所述玻璃芯布包含至少一种类型的玻璃纤维，所述类型的玻璃纤维包含：

43、- 49 wt% 至 69 wt% 的 sio2，

44、- 16 wt% 至 26 wt% 的 al2o3，

45、- 15 wt% 至 16 wt% 的 mgo，

46、- 0 至 6 wt% 的 cao；

47、- 共计 0 至 6 wt% 的 b2o3、li2o、na2o、y2o3 和 la2o3，

48、- 共计 0 至 6 wt% 的 k2o、sro、tio2、zro2 和 fe2o3，

49、以所述类型的玻璃纤维的总重量为基准计。

50、根据本发明，所述玻璃纤维可以为第一类型玻璃纤维（gf1）、第二类型玻璃纤维（gf2），或来自玻璃棉保温板纤维的 c 型玻璃。

51、所述玻璃芯布可包含多于一种类型的玻璃纤维，例如 gf1 和来自玻璃棉保温板纤维的 c 型玻璃。

52、优选地，所述玻璃芯布不包含 e 玻璃纤维。

53、根据本发明，所述玻璃纤维的公称单丝直径可介于2 µm至20 µm 之间，优选介于3µm 至17 µm 之间。

54、优选地，所述玻璃纤维的杨氏模量（e）介于60 gpa 至100 gpa 之间。

55、优选地，所述玻璃纤维的拉伸强度介于3000 mpa 至 4500 mpa 之间。

56、含氟聚合物涂层

57、根据本发明，所述涂层玻璃膜可包含至少一层含氟聚合物涂层。有利地，其可包含多层含氟聚合物涂层。典型地，其可包含多达 10 层涂层，但如有需要也可包含更多层，以达到所述涂层玻璃膜的预期用途所要求的特定技术性能。

58、当所述涂层玻璃膜包含多于一层含氟聚合物涂层时，各层可具有相同的聚合物组成或不同的聚合物组成。

59、有利地，所述涂层玻璃膜包含至少两层含氟聚合物涂层，所述层中的两层具有相同的聚合物组成。

60、作为替代方案，所述涂层玻璃膜包含至少两层含氟聚合物涂层，所述层的两层各自包含不同的含氟聚合物。

61、当所述玻璃芯布为至少一根纱线时，每根纱线均由至少一层含氟聚合物涂层包覆。

62、所述至少一层含氟聚合物涂层优选包含选自以下物质的至少一种含氟聚合物：聚四氟乙烯（ptfe）、聚氟乙烯（pvf）、聚偏氟乙烯（pvdf）、全氟烷氧基聚合物（pfa）、聚三氟氯乙烯（pctfe）、氟化乙丙烯（fep）、乙烯-四氟乙烯共聚物（etfe）及其混合物。

63、有利地，所述含氟聚合物为聚四氟乙烯。

64、在其他实施方式中，所述至少一层含氟聚合物涂层包含不同的含氟聚合物。例如，每一层可包含至少两种不同含氟聚合物的组合。

65、例如，所述至少一层含氟聚合物涂层可包含 ptfe 和 fep，或 ptfe 和 pfa，或pvdf 和 pvf，或 pvdf 和 ptfe，或 fep 和 pfa。优选的混合物为 ptfe 和 pfa，或 ptfe和 fep，pfa 和 fep，或 ptfe 和 fep 和 pfa。

66、有利地，所述含氟聚合物涂层在本发明所述方法的条件下不能溶解。

67、碱性溶液

68、将所述涂层玻璃膜的碎片浸入到ph大于或等于10 的碱性溶液中。ph 可为 11、12、13 或甚至 14。优选地，ph 等于或高于12。

69、优选地，所述碱性溶液为选自由以下物质组成的组的布朗斯特碱溶液：碱金属氢氧化物、碱土金属氢氧化物和氨。

70、在一种优选实施方式中，所述碱性溶液为 ph 大于或等于12 的氢氧化钠水溶液。

71、有利地，加热所述碱性溶液至温度高于50°c，优选高于70°c，以使所述涂层玻璃膜的碎片的玻璃芯布溶解。

72、优选地，温度介于70°c 与 125°c 之间。有利地，温度为 105°c 或 110°c。

73、优选地，加热所述碱性溶液的步骤在高于105 pa 的压力下进行。

74、在一些实施方式中，将未完全溶解的涂层玻璃膜碎片用水溶液洗涤后再次浸入到碱性溶液中，以改善溶解效果。

75、优选地，溶解分多个步骤进行。例如，可将所述膜浸入碱性溶液中 1 至 10 小时进行溶解，随后在蒸馏水中加热 1 至 2 小时。之后，可将所述膜再次浸入碱性溶液中 1至 10 小时。这些步骤可重复若干次。

76、有利地，所述涂层玻璃膜的碎片在55 小时后完全溶解。

77、在一些实施方式中，所述碱性溶液可在高压釜中加热。

78、在具体实施方式中，搅拌所述碱性溶液以加速溶解。

79、固/液分离

80、一旦至少 90 wt% 的玻璃芯布被溶解，即进行固/液分离以回收所述含氟聚合物涂层。所述固/液分离可为过滤或离心。例如，其可为真空过滤、切向流过滤、超滤，但不限于这些技术。

81、优选地，由所述固/液分离回收的含氟聚合物涂层用水溶液洗涤，以除去残留的碱性溶液。

82、在一些实施方式中，所述含氟聚合物涂层可洗涤多次。