Полиэтиленовый воск: производство из вторичных полимеров и сферы применения

В России в год производят около 2 миллионов тонн полиэтилена.

Изделия из него применяются непродолжительное время: тот же мусорный мешок оказывается в контейнере сразу, как только заполнится.

На разложение полиэтилена в природных условиях может уйти до 400 лет.

Необходимость повторного использования полиэтилена уже неоспорима.

Пластиковый воск – один из продуктов переработки полиэтилена, который нашёл применение в различных отраслях.

Что это такое?

Пластиковый воск (ПВ) – это продукт искусственного происхождения, свойства которого сходны со свойствами натурального пчелиного воска.

Полиэтиленовый воск относится к синтетическим продуктам и широко используется в различных видах промышленности.

В основном применяется в качестве внешней смазки или добавки, улучшающей свойства изделий.

Полиэтиленовый воск обычно представлен в виде:

• белых или жёлтых гранул;
• хлопьев;
• порошка.

Температура плавления вещества составляет 80-120^оС.

Современные технологии позволяют получить чистый продукт даже из вторсырья. Производство пластикового воска из отходов делает его стоимость значительно ниже, а спрос на него достаточно высок.

Большая часть ПВ используется в строительстве, поэтому его востребованность напрямую зависит от темпов роста данной отрасли в регионе.

Все воски разделяются на 2 группы: окисленные и неокисленные. А в зависимости от технологии производства искусственные воски могут различаться по:

• температуре плавления;
• вязкости;
• каплепадению;
• твёрдости и т.д.

Физико-химические показатели зависят от марки и типа. Чаще всего встречаются разновидности со следующей маркировкой:

• К – 22;
• паралайт 17;
• ИКАЛУБ – 01;
• своз – 60;
• ЗВ — 1;
• К – 22;
• паразон – 11;
• сплав АФ – 1;
• КПЕ – 20;
• Воск ЗзВ – 1,

а также марки ПО – 30, ПВ – 300, ПВ – 200, которые в России получили наибольшее распространение.

Сферы применения

Благодаря низкой цене и регулируемым свойствам пластиковый воск широко применяется в разных отраслях, начиная пищевой промышленностью, заканчивая дорожными покрытиями.

Так, полиэтиленовый воск используют в изготовлении:

• кремов для обуви;
• искусственной кожи;
• изоляционных материалов, битума и рубероида;
• ПВХ изделий (трубы, окна);
• свечей;
• пропитки, красок, клея;
• смазок, масел, средств для чистки автомобилей;
• электроники;
• автопокрышек;
• канцелярских товаров;
• в литейной промышленности и т.д.

В лакокрасочной промышленности воск служит веществом, обеспечивающим равномерное окрашивание и лучшее сцепление краски с поверхностью. В состав клеев он добавляется в качестве пластификатора.

В составе пропиток для дерева воск служит водоотталкивающим компонентом.

В литейной промышленности его используют для изготовления форм, по которым в дальнейшем льют сложные металлические предметы.

Благодаря воску свечи хорошо держат форму, не крошатся и дольше горят.

В пищевой отрасли он выполняет функцию глазирующего вещества, уменьшающего порчу фруктов при транспортировке.

При укладке асфальта воск служит компонентом, увеличивающим пластичность покрытия, что в свою очередь удлиняет срок его службы.

Особенности изготовления из вторсырья

Суть процесса производства восков из вторичного сырья заключается в том, что макромолекулы пластика под действием высоких температур расщепляют на более простые частицы.

Процедура осуществляется методом термической деструкции – пиролиза — в специальном комплексе при температуре 500^оС.

Для производства пластикового воска применяют полиэтилен высокого давления – ПВД (маркировка LDPE или 4).

Может быть также использовано первичное сырье или промышленные и бытовые отходы, а также любое полиэтиленовое вторсырьё:

• пищевая упаковка;
• пакеты для продуктов, мусорные мешки;
• трубы;
• кабели;
• медицинские предметы (капельницы, шприцы);
• термоклей;
• бутылки, канистры;
• игрушки;
• теплоизоляционные материалы и т.д.

Преимущество термодеструкции в том, что на переработку могут идти загрязненные и разнородные отходы, а также сырье, содержащее металлические включения, что категорически недопустимо для термомеханической переработки в гранулы.

Пример линии по производству

Одними из автоматизированных линий по переработке полиэтилена в ПВ являются линии «Станко ЛПВ – 200» или «Станко ЛПВ – 400».

Они включают в себя (в линии «Станко ЛПВ – 400», как на фото, каждая указанная единица в количестве 2 штук, кроме дистиллятора):

• масляный теплообменник;
• экструдер;
• вакуумную дегазацию;
• фильтр;
• дистиллятор;
• деструктор;
• промежуточную ёмкость.

Части комплексов имеют блочный тип. По мере необходимости линии могут дополняться новым оборудованием.

Производительность «ЛПВ – 200» – 200 кг/ч. Он полностью автоматизирован, для работы не требуется дополнительный персонал. Занимает площадь комплекса в 53 м². Работает на вторичном сырье.

Более подробно с оборудованием можно ознакомиться  по ссылке.

Технологический процесс

Перед тем, как загрузить в оборудование, все отходы, предназначенные для переработки, сортируют, моют и измельчают.

Затем вторсырьё помещается в экструдер, где оно превращается в расплав.

С помощью вакуумной дегазации и фильтров полученный расплав очищается от лишних примесей.

В деструкторе сырьё нагревается, и происходит разложение полимеров. Образованный при этом газ собирается с помощью промежуточной ёмкости. Отсюда он поступает в дистиллятор и превращается в жидкость.

Расплав же перемещается в масляный теплообменник и охлаждается до 150^оС.

Полученный воскообразный продукт подвергается грануляции либо разливается по бочкам.

Второй способ применяют реже, так как воск в огромных бочках неудобно транспортировать и использовать.

Поэтому производители все больше склоняются в сторону линий грануляции полиэтиленового воска. В этом случае конечный продукт имеет вид однородных по размеру и цвету сыпучих твердых гранул.

Такой гранулят удобно хранить и легко транспортировать, а также реализовывать в любых количествах без привязки к объему бочек.

Восковые гранулы получают следующим образом:

• горячий расплав подаётся в блок с мешалкой и водой для охлаждения;
• за счёт непрерывного перемешивания и охлаждающей жидкости образуются гранулы, которые вместе с водой помещаются в мешки и подвешиваются;
• после стекания жидкости они готовы к транспортировке.

Производители

Лидером в производстве пластикового воска в России считается компания «ИНХИМТЕК», расположенная в Самарской области.

Компания была основана в 2016 году. На сегодняшний день здесь выпускаются воски 10 марок.

На мировом рынке наиболее известны такие компании, как:

• американская Micro Powders, Honeywell;
• германская DEUREX GmbH, Luwax;
• белорусская «Нафтан».

Преимущества создания из пластиковых отходов

За год человечество потребляет около 275 млн. тонн полиэтилена.

Полиэтилен обладает высокой устойчивостью к разложению. Без повторного использования весь этот объём синтетики вскоре оказывается на полигоне, загрязняя атмосферный воздух, почву и подземные воды.

Полиэтилен получают путём полимеризации этилена, а для этого необходимы полезные ископаемые – нефть и газ. Их запасы истощаются с каждым годом.

Рециклинг или повторное применение отходов полиэтилена – это большой вклад в сохранение экологии.

Производство пластикового воска из вторсырья выгодно как с экологической, так и экономической точки зрения:

• сырьё для изготовления можно найти при небольших трудовых и денежных затратах – 1 кг/10-25 руб.;
• процесс изготовления из вторички более выгодный, а значит и продукт получается более дешевым для потребителя.

Если говорить о преимуществе полиэтиленового воска перед природным, то оно также неоспоримо, ведь есть возможность получить продукт с необходимыми свойствами, которые лучше всего подходят для определённого вида производства. С натуральным воском такое невозможно.

Видео по теме

На видео представлена одна из линий по производству воска из вторичного полиэтилена в действии:

Вывод

Производство искусственного воска – это уникальная возможность превратить отходы в доходы.

Сегодня полиэтиленовый воск используется повсеместно. Современное оборудование по производству воска полностью автоматизировано и доступно по цене, а сырьём успешно служат бытовые и производственные отходы полиэтилена.