[发明专利]一种汽车用聚丙烯复合材料的回收再利用方法

说明书

一种汽车用聚丙烯复合材料的回收再利用方法。本发明属于车用聚丙烯回收再利用领域。本发明的目的是为了解决目前现有车用增韧型聚丙烯零件结构复杂、强韧性较好，由此导致粉碎难度大，且回收过程复杂，以及回收后的PP性能较差的技术问题。本发明的方法：先将PP切割成小块；然后在保护气氛下加入硫酸，进行高温碳化，得到碳粉；最后将Ti₃C₂、纳米Fe₃O₄、碳粉和水加入到反应釜中，进行水热反应，得到MXene‑Fe₃O₄修饰的纳米碳材料。MXene‑Fe₃O₄修饰的纳米碳材料用于制备超级电容器和电磁屏蔽材料。

技术领域

本发明属于车用聚丙烯回收再利用领域，具体涉及一种汽车用聚丙烯复合材料的回收再利用方法。

背景技术

汽车的生命周期一般为8-15年，国家规定汽车报废后各省市设有专门机构进行回收拆解，金属件除了修复和回用外，其他可以运送至钢铁厂以及铝熔炼企业进行回熔再利用。但非金属材料构件则难以进行处理。据有关部门统计，我国汽车用塑料的品种按用量多少排列，依次为PP、PVC、PU、不饱和聚酯、ABS、PF、PE、PA和复合材料。聚丙烯是典型的部分结晶性热塑性树脂，其良好的性能价格比决定了它具有很宽的应用范围。近年来，随着汽车工业的迅速发展，以及聚丙烯产品的高性能化，聚丙烯的产量及需求量大幅提高，成为近10年来增长最快的车用塑料。

目前汽车使用大量的PP材料，可以占到整车塑料的30％。每年汽车生产使用300多万吨的PP，然而回收却不到100万吨，目前聚丙烯回收的流程是粉碎，清洗，漂洗，熔融，添加改性剂或各种催化剂改性，最后通过挤出工艺形成回收PP粒料。这样的工艺流程成具有几个缺点：首先是粉碎这道工序，由于汽车上使用PP的零件例如保险杠、散热格栅等体积都比较大，结构复杂且不规范，在将其放入粉碎机时有一定难度，很难进入破碎机；其次，汽车上使用的PP均为增强增韧型的塑料，对破碎机刀具的磨损很大，对破碎机刀具的耐磨性要求非常高，不易完成；与此同时，整个回收流程繁琐，需要进行数遍清洗和漂洗才能去除杂质。此外，生产的回收PP性能较差，使用时还需进行改性处理，增加使用成本。

发明内容

本发明的目的是为了解决目前现有车用增韧型聚丙烯零件结构复杂、强韧性较好，由此导致粉碎难度大，且回收过程复杂，以及回收后的PP性能较差的技术问题，提供了一种汽车用聚丙烯复合材料的回收再利用方法。

本发明的目的之一是提供一种汽车用聚丙烯复合材料的回收再利用方法，按以下步骤进行：

步骤1：将聚丙烯(PP)零件切割成小块；

步骤2：在保护气氛下向切割后PP中加入硫酸，并进行高温碳化，过滤、洗涤、烘干、粉碎，得到碳粉；

步骤3：将Ti₃C₂、纳米Fe₃O₄、碳粉和水加入到反应釜中，超声震荡后加热进行水热反应，得到MXene-Fe₃O₄修饰的纳米碳材料。

进一步限定，步骤1使用激光切割机切割。

进一步限定，步骤1小块尺寸为10-15cm³。

进一步限定，步骤2中硫酸与PP质量比为(3-3.5)：1。

进一步限定，步骤2中高温碳化为阶段式升温碳化。

更进一步限定，阶段式升温碳化过程：

加入硫酸后升温至250-350℃，保温2-3h，继续升温至1800-2200℃，保温5-6h。