一種聚氨酯泡沫化學(xué)回收方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及聚氨酯技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，是一種聚氨酯泡沫化學(xué)回收方法。
【背景技術(shù)】
[0002]聚氨酯泡沫憑借其優(yōu)異的物理性能及良好的可加工性能，在冰箱、太陽能熱水器、建筑保溫、汽車和家具行業(yè)得到越來越廣泛的利用。最近幾年，我國每年都要生產(chǎn)上千萬噸的聚氨酯相關(guān)產(chǎn)品。與此同時(shí)，生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢料以及廢舊的聚氨酯材料也在與日倶增，尤其在社會大眾的環(huán)保意識日益提高的今天，如何有效處理這一問題也引起了社會的廣泛關(guān)注。
[0003]傳統(tǒng)的掩埋和焚燒都不是很好的方法，掩埋后難以分解，而焚燒則產(chǎn)生大量有毒氣體污染環(huán)境，同時(shí)也是資源的浪費(fèi)。簡單的粉碎等物理回收只適合比較低端的應(yīng)用，且用量很有限。
[0004]現(xiàn)在研究較多的是聚氨酯泡沫的化學(xué)回收，化學(xué)回收相對能有效避免上述問題，但化學(xué)回收的方法也多種多樣，如醇解法、水解法和熱解法等，各有利弊，得到的產(chǎn)物應(yīng)用情況也不盡相同。目前相對比較成熟的是醇解法，但通過該法得到的低聚物還存在一些問題。比如:通過現(xiàn)有聚氨酯泡沫醇解方法得到的低聚物多元醇混合物中不可避免會含有部分伯、仲胺類化合物、未反應(yīng)完全的醇解劑、水分，甚至還有部分固體無機(jī)填料顆粒。為使醇解回收得到的低聚物多元醇更好地回用到聚氨酯泡沫行業(yè)中，實(shí)現(xiàn)原物料的綠色循環(huán)利用，必須有效解決上述問題才行。
[0005]目前，關(guān)于聚氨酯泡沫醇解回收也有相關(guān)報(bào)道。CN102796279A和CN103012838A專利提到的聚氨酯化學(xué)回收方法對上述問題均未提及。CN104672414A提及一種廢舊聚氨酯彈性體回收得到的產(chǎn)物直接應(yīng)用到要求比較低的保溫材料行業(yè)，也未涉及上述問題的解決。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的正是針對上述存在的問題進(jìn)行改進(jìn)，提供一種聚氨酯泡沫醇解回收的方法。本發(fā)明的聚氨酯泡沫回收方法具有反應(yīng)周期短，回收產(chǎn)物水含量低，胺值低，且可實(shí)現(xiàn)聚氨酯行業(yè)內(nèi)物料的循環(huán)利用。
[0007]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的:
[0008]本發(fā)明公開了一種聚氨酯泡沫化學(xué)回收的方法，步驟如下:
[0009]通過氮?dú)忭敳窟M(jìn)口通入氮?dú)鈱⒎磻?yīng)釜內(nèi)的空氣排盡，然后按比例依次加入質(zhì)量比例分別為30?65份:1?6份:45?70份:0.3?3.5份的醇解劑、催化劑、干燥的聚氨酯邊角料(或廢料)和脫胺劑；在脫胺劑加入前先在170?240°C下反應(yīng)2?4h，在此反應(yīng)階段的后期，通過氮?dú)夤艿缽牡獨(dú)獾撞窟M(jìn)口向反應(yīng)釜底部鼓入大量氮?dú)獠⒕S持0.5?lh，盡可能將反應(yīng)過程中產(chǎn)生的水分在高溫下帶出系統(tǒng)，然后加入脫氨劑，在160?200°C下進(jìn)行0.5?1.5h的脫胺反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后將所得物料排出反應(yīng)釜在80?120°C下進(jìn)行過濾得到醇解回收產(chǎn)物。
[0010]作為進(jìn)一步地改進(jìn)，本發(fā)明所述的醇解劑一次性加入，所述催化劑和聚氨酯邊角料或廢料分批4?8次加入，每次加入所需各物料總量的10?25%，以期提高聚氨酯碎泡沫的溶解速率，縮短反應(yīng)周期。
[0011]作為進(jìn)一步地改進(jìn)，本發(fā)明所述的聚氨酯邊角料或廢料的顆粒尺寸不超過20mmX20mmX20mm。顆粒尺寸小，比表面積大，便于固液接觸反應(yīng)，同樣也是提高泡沫溶解速率。顆粒尺寸也不宜太小，若顆粒太小，對粉碎設(shè)備要求過高，也提高了生產(chǎn)成本。
[0012]作為進(jìn)一步地改進(jìn)，本發(fā)明所述的醇解劑為1，4-丁二醇、丙二醇、丙三醇、二乙二醇、二丙二醇、季戊四醇中的至少一種以上，最好是使用與生產(chǎn)該聚氨酯泡沫相同的擴(kuò)鏈劑或交聯(lián)劑作為醇解劑，以提高回收產(chǎn)物的使用兼容性。
[0013]作為進(jìn)一步地改進(jìn)，本發(fā)明所述的催化劑為二乙烯三胺、N-丙基丁胺、二丁基胺、N-乙基環(huán)己胺中的一種或兩種，提高反應(yīng)速率和效率。
[0014]作為進(jìn)一步地改進(jìn)，本發(fā)明所述的所述氮?dú)夤艿缽姆磻?yīng)釜頂部插入直至底部，在反應(yīng)后期通入大量氮?dú)?，在高溫下通過氮?dú)夤呐荼M可能將釜內(nèi)水分帶出去，且該連接方式不易造成氮?dú)夤艿赖亩氯?br>[0015]作為進(jìn)一步地改進(jìn)，本發(fā)明所述的脫胺劑為鄰苯二甲酸酐、六氫鄰苯二甲酸酐、3-甲基鄰苯二甲酸酐、4-甲基六氫苯酐中一種或兩種，未脫胺前回收產(chǎn)物中肯定殘留有胺類催化劑，以及醇解反應(yīng)產(chǎn)生的一些伯胺或仲胺類化合物，這些對產(chǎn)物的后續(xù)利用都有不利影響，因此，須將其盡可能除盡，使用所述脫胺劑可有效達(dá)到此目的。
[0016]作為進(jìn)一步地改進(jìn)，本發(fā)明所述的催化劑和脫胺劑沸點(diǎn)高于100°C，使得沸點(diǎn)不高于100°C的水及其它低分子副產(chǎn)物通過蒸餾柱被帶出去，而沸點(diǎn)高于100°C的組分冷凝回流到反應(yīng)釜中。因此，若選用沸點(diǎn)低于100°C的催化劑和脫胺劑，容易隨著水汽等被帶出反應(yīng)體系，不僅造成原料的損失，更重要是導(dǎo)致反應(yīng)效率的大幅下降，并最終影響回收產(chǎn)物的品質(zhì)Ο
[0017]作為進(jìn)一步地改進(jìn)，本發(fā)明所述的過濾是通過孔徑50?200 μ m的布袋過濾器，在80?120°C的溫度下過濾，高溫下物料的粘度更低，采用孔徑50?150 μ m的布袋過濾器既能過濾掉產(chǎn)物中的固體無機(jī)填料等雜質(zhì)，又不至于導(dǎo)致過濾阻力過大，通過兩者結(jié)合有利于提高分離的效率。
[0018]本發(fā)明的有益效果如下:
[0019]聚氨酯泡沫制品在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的邊角料或是聚氨酯泡沫廢料，均可通過該法實(shí)現(xiàn)化學(xué)回收。其優(yōu)點(diǎn)是反應(yīng)周期短，回收產(chǎn)物水含量低，胺值低，且可實(shí)現(xiàn)聚氨酯行業(yè)內(nèi)物料的循環(huán)利用，有效降低了聚氨酯廢料對環(huán)境的影響。
【附圖說明】
[0020]圖1為聚氨酯泡沫醇解回收反應(yīng)釜結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021 ] 圖中，1是反應(yīng)釜，2是攪拌槳電機(jī)，3是攪拌槳，4是氮?dú)忭敳窟M(jìn)口，5是氮?dú)獾撞窟M(jìn)口，6是蒸餾柱，7是熱電偶溫度計(jì)。
【具體實(shí)施方式】
[0022]圖1為本發(fā)明聚氨酯泡沫醇解回收反應(yīng)釜1結(jié)構(gòu)示意圖，結(jié)合附圖來說明本發(fā)明的具體實(shí)施示例，本發(fā)明所述的裝置包括反應(yīng)釜1、攪拌槳電機(jī)2、攪拌槳3、氮?dú)忭敳窟M(jìn)口
4、氮?dú)獾撞窟M(jìn)口 5和蒸餾柱6。下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對本發(fā)明做各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。
[0023]實(shí)施例1
[0024]在裝有攪拌槳3、蒸餾柱6、熱電偶溫度計(jì)7和兩個(gè)氮?dú)夤艿赖姆磻?yīng)釜1中，先通入氮?dú)鈱⒎磻?yīng)釜1內(nèi)空氣排盡，依次加入30份二乙二醇、2份二乙烯三胺、25份聚氨酯碎泡沫(尺寸不超過20_X 20_X 20mm)，升溫至230?240°C，攪拌速度120r/min，每間隔30min加入1份二乙烯三胺和15份聚氨酯碎泡沫，如此重復(fù)3次，完成后從底部通入氮?dú)夤呐莶⒕S持溫度在180?200°C之間30min，之后在該溫度下再加入0.3份鄰苯二甲酸酐反應(yīng)
1.5h，然后降溫至80?90°C進(jìn)行過濾(布袋過濾器孔徑200 μ m)，得到棕褐色產(chǎn)物。
[0025]將所得棕褐色產(chǎn)物(羥值310mgK0H/g，胺值36mgK0H/g)與一定比例的聚醚多元醇、擴(kuò)鏈劑、水、催化劑和硅油混勻后，再與MR