一種利用廢棄聚酯纖維生產(chǎn)聚氨酯發(fā)泡材料的方法，具體涉及一種采用乙二醇降解廢棄聚酯纖維得到對(duì)苯二甲酸乙二醇酯后，與多異氰酸酯反應(yīng)制備聚氨酯發(fā)泡材料的方法，屬于聚酯降解、高分子材料發(fā)泡技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

聚酯纖維作為一種高分子材料在各個(gè)行業(yè)中被廣泛應(yīng)用，同時(shí)，廢棄聚酯的數(shù)量也在日漸增多，若不對(duì)廢棄聚酯進(jìn)行回收處理利用，不僅會(huì)造成資源浪費(fèi)，而且還會(huì)給環(huán)境帶來大量的污染，因此，廢棄聚酯的回收利用成為了當(dāng)前聚酯工業(yè)發(fā)展的重大研究課題。另外，近年來我國(guó)建筑能耗持續(xù)快速提升，建筑節(jié)能成為全社會(huì)關(guān)注的熱點(diǎn)問題，而硬質(zhì)聚氨酯泡沫是一種非常優(yōu)秀的保溫隔熱材料，主要應(yīng)用于外墻保溫等工業(yè)用途，這可以增加建筑物內(nèi)部的可用面積，對(duì)地價(jià)越來越昂貴的城市有特別的吸引力。因此將聚酯回收和聚氨酯泡沫二者有機(jī)地結(jié)合起來，不僅可以解決廢棄聚酯的處理問題，而且得到的發(fā)泡材料強(qiáng)度高，質(zhì)量輕，且成本低廉。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種利用廢棄聚酯纖維生產(chǎn)聚氨酯發(fā)泡材料的方法，將廢棄聚酯纖維與乙二醇反應(yīng)，使聚酯分子量降低，得到其單體苯二甲酸乙二醇酯(BHET)，經(jīng)結(jié)晶提純后，BHET 純度可達(dá)96％。在此基礎(chǔ)上，通過BHET 上的兩個(gè)-OH 與多異氰酸酯(PAPI)中的-NCO 發(fā)生反應(yīng)，經(jīng)過一系列的鏈增長(zhǎng)、氣體發(fā)生以及交聯(lián)反應(yīng)等制備聚氨酯發(fā)泡材料。

本發(fā)明的技術(shù)方案：一種利用廢棄聚酯纖維生產(chǎn)聚氨酯發(fā)泡材料的方法，利用乙二醇醇解工藝降解廢棄聚酯纖維，得到對(duì)苯二甲酸乙二醇酯BHET，再由BHET 發(fā)泡得到聚氨酯發(fā)泡材料，步驟如下：按重量份數(shù)計(jì)：

(1) 廢棄聚酯纖維的降解：

a、安裝反應(yīng)裝置：取四口燒瓶為反應(yīng)容器，其中三口分別安置溫度計(jì)、回流冷凝裝置和通氮?dú)庋b置；

b、降解反應(yīng)：取乙二醇200～400份、催化劑醋酸鋅0.2～0.5份加入四口燒瓶混合，將四口燒瓶放入油浴鍋中，升溫加熱至醋酸鋅完全溶解；取廢棄聚酯纖維150份清洗、干燥后加入反應(yīng)裝置，打開通氮?dú)庋b置通入氮?dú)庖耘懦裏績(jī)?nèi)的氧氣，緩慢升溫至乙二醇的沸點(diǎn)185℃，回流冷凝裝置發(fā)生回流現(xiàn)象后保溫繼續(xù)反應(yīng)3～6h ；自有回流現(xiàn)象起每半小時(shí)取樣1～2mL ；

c、樣品處理：取等體積比的汽油和二甲苯充分混合配置成溶劑；將步驟b 中取得的樣品冷卻到室溫后，加入所配置的溶劑溶解樣品；直至所取樣品能完全溶解于溶劑中時(shí)停止反應(yīng)；

(2) BHET 單體的制備：將步驟(1) 所得混合溶液冷卻至130～ 150℃，倒入裝有蒸餾水的燒杯中，加熱至90～100℃，溶液呈透明狀時(shí)進(jìn)行過濾得到濾液，濾液放入冰浴中8 ～10h，析出針狀物晶體，再過濾；重復(fù)上述操作3～4 次，即可得到BHET 單體；

(3) 聚氨酯發(fā)泡材料的制備：取步驟(2) 所得BHET 單體100 份、發(fā)泡劑多異氰酸酯PAPI90～110 份，水3～5份，催化劑辛酸亞錫3～8份，增溶劑硅油2～5份依次加入反應(yīng)燒瓶中，混合攪拌均勻即開始發(fā)泡反應(yīng)，反1 ～3 分鐘后發(fā)泡完畢，得到聚氨酯發(fā)泡材料粗產(chǎn)品；將所得聚氨酯發(fā)泡材料粗產(chǎn)品常溫常壓下放置20～40h 熟化得到產(chǎn)品聚氨酯發(fā)泡材料。

上述步驟制備的聚氨酯發(fā)泡材料的性能：熔點(diǎn)為145～155℃，初始分解溫度為220～240℃，壓縮強(qiáng)度650～700KPa，密度90～ 100kg·m^-3。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：本發(fā)明利用廢棄聚酯纖維制備了聚氨酯發(fā)泡材料，將廢棄聚酯纖維的回收和聚氨酯發(fā)泡材料二者有機(jī)地結(jié)合起來，不僅可以解決廢棄聚酯纖維的處理問題，而且得到的聚氨酯發(fā)泡材料強(qiáng)度高，質(zhì)量輕，利用廣泛且成本低廉。

具體實(shí)施方式

以下通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的闡述，其目的是為更好理解本發(fā)明的內(nèi)容。

因此，所舉的例子并不影響本發(fā)明的保護(hù)范圍。

實(shí)施例1

(1) 廢棄聚酯纖維的降解：

a、安裝反應(yīng)裝置：取四口燒瓶為反應(yīng)容器，其中三口分別安置溫度計(jì)、回流冷凝裝置和通氮?dú)庋b置；

b、降解反應(yīng)：取乙二醇300份、催化劑醋酸鋅0.4份加入四口燒瓶混合，將四口燒瓶放入油浴鍋中，升溫加熱至醋酸鋅完全溶解；取廢棄聚酯纖維140份清洗、干燥后加入反應(yīng)裝置，打開通氮?dú)庋b置通入氮?dú)庖耘懦裏績(jī)?nèi)的氧氣，緩慢升溫至乙二醇的沸點(diǎn)185℃，回流冷凝裝置發(fā)生回流現(xiàn)象后保溫繼續(xù)反應(yīng)5h ；自有回流現(xiàn)象起每半小時(shí)取樣1.5mL ；

c、樣品處理：取等體積比的94 號(hào)汽油和二甲苯充分混合配置成溶劑；將步驟b 中取得的樣品冷卻到室溫后，加入所配置的溶劑溶解樣品；直至所取樣品能完全溶解于溶劑中時(shí)停止反應(yīng)；

(2)BHET 單體的制備：將步驟(1) 所得混合溶液冷卻至140℃，倒入裝有蒸餾水的燒杯中，加熱至95℃，溶液呈透明狀時(shí)進(jìn)行過濾得到濾液，濾液放入冰浴中9h，析出針狀物晶體，再過濾；重復(fù)上述操作4 次，即可得到BHET 單體；

(3) 聚氨酯發(fā)泡材料的制備：取步驟(2) 所得BHET 單體100 份、發(fā)泡劑多異氰酸酯PAPI 100 份，水2 份，催化劑辛酸亞錫3 份，增溶劑硅油2 份依次加入反應(yīng)燒瓶中，混合攪拌均勻即開始發(fā)泡反應(yīng)，反應(yīng)1.5 分鐘后發(fā)泡完畢，得到聚氨酯發(fā)泡材料粗產(chǎn)品；將所得聚氨酯發(fā)泡材料粗產(chǎn)品常溫常壓下放置24h 熟化得到產(chǎn)品聚氨酯發(fā)泡材料。

得到的聚氨酯發(fā)泡材料的熔點(diǎn)為156℃，初始分解溫度為240℃，壓縮強(qiáng)度724KPa，密度99kg·m^-3。

實(shí)施例2

(1) 廢棄聚酯纖維的降解：

a、安裝反應(yīng)裝置：取四口燒瓶為反應(yīng)容器，其中三口分別安置溫度計(jì)、回流冷凝裝置和通氮?dú)庋b置；

b、降解反應(yīng)：取乙二醇400份、催化劑醋酸鋅0.3份加入四口燒瓶混合，將四口燒瓶放入油浴鍋中，升溫加熱至醋酸鋅完全溶解；取廢棄聚酯纖維150份清洗、干燥后加入反應(yīng)裝置，打開通氮?dú)庋b置通入氮?dú)庖耘懦裏績(jī)?nèi)的氧氣，緩慢升溫至乙二醇的沸點(diǎn)185℃，回流冷凝裝置發(fā)生回流現(xiàn)象后保溫繼續(xù)反應(yīng)2h ；自有回流現(xiàn)象起每半小時(shí)取樣1mL ；

c、樣品處理：取等體積比的94 號(hào)汽油和二甲苯充分混合配置成溶劑；將步驟b 中取得的樣品冷卻到室溫后，加入所配置的溶劑溶解樣品；直至所取樣品能完全溶解于溶劑中時(shí)停止反應(yīng)；

(2)BHET 單體的制備：將步驟(1) 所得混合溶液冷卻至140℃，倒入裝有蒸餾水的燒杯中，加熱至95℃，溶液呈透明狀時(shí)進(jìn)行過濾得到濾液，濾液放入冰浴中8h，析出針狀物晶體，再過濾；重復(fù)上述操作3 次，即可得到BHET 單體；

(3) 聚氨酯發(fā)泡材料的制備：取步驟(2) 所得BHET 單體100 份、發(fā)泡劑多異氰酸酯PAPI 90 份，水2 份，催化劑辛酸亞錫2 份，增溶劑硅油1 份依次加入反應(yīng)燒瓶中，混合攪拌均勻即開始發(fā)泡反應(yīng)，反應(yīng)1 分鐘后發(fā)泡完畢，得到聚氨酯發(fā)泡材料粗產(chǎn)品；將所得聚氨酯發(fā)泡材料粗產(chǎn)品常溫常壓下放置36h 熟化得到產(chǎn)品聚氨酯發(fā)泡材料。

得到的聚氨酯發(fā)泡材料的熔點(diǎn)為153℃，初始分解溫度為230℃，壓縮強(qiáng)度680KPa，密度95kg·m^-3。