專利名稱：廢棄硬質聚氨酯泡沫的回收利用制備增強樹脂泡沫的方法
技術領域：
本發(fā)明屬于高分子復合材料領域，具體為一種廢棄硬質聚氨酯泡沫的回收利用制備增強樹脂泡沫的方法。
背景技術：
聚氨酯是今天世界上應用最廣泛的高分子材料之一，在過去的幾十年里，聚氨酯在工業(yè)及日用品等領域使用量急速增長的同時也帶來了聚氨酯廢棄物的處理問題。傳統(tǒng)的處理方法有兩種，一種為掩埋，另一種是焚燒；但隨著掩埋成本的增加，掩埋場地的減少以及人們日益增強的環(huán)保意識，傳統(tǒng)的兩種處理方式受到了限制。因此，聚氨酯的回收利用受到了越來越多的關注和研究，到目前為止，主要有物理法、化學法、熱化學法、能源法及生物降解[36，61]等五種回收方 法。但是從能源利用的角度來看，采用物理的方法回收聚氨酯泡沫最佳。在物理法回收聚氨酯的過程中，通常采用機械的方法，如固態(tài)剪切擠出和低溫研磨，把廢棄聚氨酯泡沫研磨成粉狀顆粒，然后引入到其他材料中去。A.J.Hulme把聚氨酯泡沫研磨成粉，并添加到了未填充熱固性樹脂和玻璃纖維增強樹脂中，此外還制備了粉粒填充泡沫作為芯材的夾芯板材料，發(fā)現(xiàn)利用回收聚氨酯制備的材料與粘土填充材料相比具有更好的彎曲及韌性性能。O Revjakin等人合成了多種廢棄聚氨酯泡沫研磨粉料填充的低密度熱塑性塑料，如聚氯乙烯，聚丙烯以及熱塑性聚氨酯。D.Becker等人研究了熱固性聚氨酯廢料與聚丙烯之間的界面及被馬來酸酐接枝聚丙烯改性后的界面。N.Sombatsompop在低溫下把聚氨酯廢料研磨成粉并添加到硫化橡膠中，制備了聚氨酯粉料填充硫化橡膠材料，并研究了其動態(tài)機械性能。廢棄硬質聚氨酯泡沫通過機械研磨的方法制成粉料，然后被引入到聚氨酯泡沫及酚醛泡沫體系中。最后通過一系列的表征手段，如掃描電子顯微鏡、熱重分析、壓縮性能測試，研究了材料的微觀結構、機械性能及熱性能，結果表明制備的填充泡沫塑料比未填充泡沫塑料具有好的機械性能。

發(fā)明內容
本發(fā)明目的在于提供一種廢棄硬質聚氨酯泡沫的回收利用制備增強樹脂泡沫的方法，廢棄硬質聚氨酯泡沫通過機械研磨的方法制成粉料，然后被引入到聚氨酯泡沫及酚醛泡沫體系中。最后通過一系列的表征手段，如掃描電子顯微鏡、熱重分析、壓縮性能測試，研究了材料的微觀結構、機械性能及熱性能，結果表明制備的填充泡沫塑料比未填充泡沫塑料具有好的機械性能。本發(fā)明提出的廢棄硬質聚氨酯泡沫的回收利用制備增強樹脂泡沫的方法，具體步驟如下:
(I)將回收得到的聚氨酯泡沫通過機械研磨的方法制備粒徑為8(Γ 50μπι的聚氨酯顆粒；(2)預聚物體系的制備采用下述方法中任一種:
方法一:將步驟(I)得到的聚氨酯顆粒與預聚物多元醇混合，充分機械攪拌，同時加入催化劑、表面活性劑以及發(fā)泡劑，控制轉速在100(T2500r/min ;在上述體系中加入多異氰酸酯，高速攪拌混合2(T40s，轉速在4000r/min以上；
方法二:將步驟(I)得到的聚氨酯顆粒與發(fā)泡樹脂混合，同時加入催化劑、表面活性劑以及發(fā)泡劑，充分機械攪拌，控制轉速在100(T2500r/min ;在上述體系中加入多異氰酸酯，高速攪拌混合2(T40s，轉速在4000r/min以上。(3)將混合好的預聚物體系倒入預熱模具中，在4(Tl00°C烘箱中保溫3(T90min，即可得到增強樹脂泡沫。本發(fā)明中，步驟(I)中所述聚氨酯顆粒粒徑研磨至8(Γ 50 μ m。本發(fā)明中，步驟(2)方法一中所述預聚物多元醇為聚乙二醇，聚丙二醇或一縮二乙二醇等的一種或幾種，所述多異氰酸酯為二異氰酸酯、三異氰酸酯或它們的改性體的一種或幾種；所使用的發(fā)泡劑 為水。本發(fā)明中，步驟(2)方法二中所述發(fā)泡樹脂為酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂等的一種或幾種；所使用的發(fā)泡劑為有機烴類發(fā)泡劑。本發(fā)明中，步驟(2)中所使用催化劑為胺催化劑和金屬錫催化劑的混合物催化齊U，所使用的表面活性劑為有機硅表面活性劑。本發(fā)明中，所制得的增強樹脂泡沫其壓縮強度提高不低于10%，其他力學性能保持不變，熱穩(wěn)定性保持不變。本發(fā)明具有如下有益效果:
1、解決了廢棄聚氨酯泡沫回收利用問題。2、制備過程簡單，能耗低，無污染。3、制得的增強泡沫性能優(yōu)異，大幅提高耐壓縮性能。


圖1為實施例1廢棄聚氨酯粉料在多元醇中的形貌。圖2為實施例1廢棄聚氨酯粉料含量填充聚氨酯泡沫斷裂面的SEM圖。圖3為實施例1廢棄聚氨酯粉料含量填充聚氨酯泡沫棱柱截面的SEM圖。
具體實施例方式下面的實施例是對本發(fā)明的進一步說明，而不是限制本發(fā)明的范圍。實施例1
首先將回收的聚氨酯泡沫采用200目的砂紙研磨，得到粒徑在8(Γ150 μ m的粉體顆粒。按照比例把廢棄聚氨酯粉料添加到多元醇(聚乙二醇200)中，1000r/min機械攪拌IOmin ；然后把催化劑(二月桂酸二丁基錫:三乙胺=1:1))、表面活性劑(二甲基硅油)及發(fā)泡劑(水)添加到多元醇混合體系中，2500r/min機械攪拌5min ;之后，在混合好的多元醇體系中倒入多異氰酸酯，4000r/min劇烈攪拌20s,最后倒入預熱的模具中，在40°C烘箱中保溫40min。制備廢棄聚氨酯粉料填充硬質聚氨酯泡沫的配方見表1，廢棄聚氨酯泡沫粉料的份數(shù)是基于多元醇和多異氰酸酯兩組分之和的質量份數(shù)，其他組分則是基于多元醇的質量份數(shù)。所制得的聚氨酯泡沫的密度為55±2kg/m3。表I廢棄聚氨酯泡沫粉料填充硬質聚氨酯泡沫的配方
權利要求
1.一種廢棄硬質聚氨酯泡沫的回收利用制備增強樹脂泡沫的制備方法，其特征在于具體步驟如下: (1)將回收得到的聚氨酯泡沫通過機械研磨的方法制備粒徑為8(Γ 50μπι的聚氨酯顆粒； (2)預聚物體系的制備采用下述方法中任一種: 方法一:將步驟(I)得到的聚氨酯顆粒與預聚物多元醇混合，充分機械攪拌，同時加入催化劑、表面活性劑以及發(fā)泡劑，控制轉速在100(T2500r/min ;在上述體系中加入多異氰酸酯，高速攪拌混合2(T40s，轉速在4000r/min以上； 方法二:將步驟(I)得到的聚氨酯顆粒與發(fā)泡樹脂混合，同時加入催化劑、表面活性劑以及發(fā)泡劑，充分機械攪拌，控制轉速在100(T2500r/min ;在上述體系中加入多異氰酸酯，高速攪拌混合2(T40s，轉速在4000r/min以上； (3)將混合好的預聚物體系倒入預熱模具中，在4(TlO(rC烘箱中保溫3(T90min，即可得到增強樹脂泡沫。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種廢棄硬質聚氨酯泡沫的回收利用制備增強樹脂泡沫的制備方法，其特征在于:步驟(I)中所述聚氨酯顆粒粒徑需研磨至8(Γ 50μπι。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種廢棄硬質聚氨酯泡沫的回收利用制備增強樹脂泡沫的制備方法，其特征在于 :步驟(2)方法一中所述預聚物多元醇為聚乙二醇，聚丙二醇或一縮二乙二醇的一種或幾種，所述多異氰酸酯為二異氰酸酯、三異氰酸酯或它們的改性體的一種或幾種；所使用的發(fā)泡劑為水。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種廢棄硬質聚氨酯泡沫的回收利用制備增強樹脂泡沫的制備方法，其特征在于:步驟(2)方法二中所述發(fā)泡樹脂為酚醛樹脂或環(huán)氧樹脂的一種或幾種；所使用的發(fā)泡劑為有機烴類發(fā)泡劑，所使用固化劑為叔胺類固化劑。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種廢棄硬質聚氨酯泡沫的回收利用制備增強樹脂泡沫的制備方法，其特征在于:步驟(2)中所使用催化劑為胺催化劑和金屬錫催化劑的混合物催化劑,所使用的表面活性劑為有機硅表面活性劑。
6.根據(jù)權利要求1所述的一種廢棄硬質聚氨酯泡沫的回收利用制備增強樹脂泡沫的制備方法，其特征在于:所制得的增強樹脂泡沫其壓縮強度提高不低于10%，其他力學性能保持不變，熱穩(wěn)定性保持不變。
全文摘要
本發(fā)明屬于高分子復合材料領域，具體為一種廢棄硬質聚氨酯泡沫的回收利用制備增強樹脂泡沫的方法。其具體步驟為將回收的硬質聚氨酯泡沫通過機械研磨的方法制成粉料，然后被引入到聚合物泡沫的預聚物中攪拌分散，經(jīng)過發(fā)泡制備得到增強樹脂泡沫。經(jīng)測試，該方法能夠顯著提高樹脂泡沫的壓縮性能，同時不影響樹脂泡沫其他力學性能，熱穩(wěn)定也不會產(chǎn)生明顯影響。
文檔編號C08L75/08GK103194057SQ20131011188
公開日2013年7月10日 申請日期2013年4月2日 優(yōu)先權日2013年4月2日
發(fā)明者楊超, 莊哲輝, 楊振國 申請人:復旦大學