一種廢舊聚氨酯的回收處理工藝制造技術

本發明專利技術公開了一種廢舊聚氨酯的回收處理工藝，包括將廢舊聚氨酯粉碎成聚氨酯顆粒；將聚氨酯顆粒、水、抗氧化劑、分解劑以及催化劑加入反應釜內，并通入惰性氣體進行保護，將反應釜在鹽浴中升溫，在218~399℃、50~150kPa條件下保持3~5小時，催化劑選用碳二亞胺，最終得到二元胺、多元醇和二氧化碳；分離二元胺和多元醇等步驟。本發明專利技術的有益效果是：本發明專利技術通過使用碳二亞胺作為催化劑，能夠在反應釜內反應時促進產物分層，提高產物的活性以及提高聚氨酯的回收率，使得回收的化學物數量多、品種全，并且能夠降低所需的溫度，有利于節約生產成本。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及廢棄物回收領域，具體的說，是一種廢舊聚氨酯的回收處理工藝。
技術介紹
聚氨酯（簡稱PU）是由多異氰酸酯、多元醇及交聯劑等原料制成的聚合物。廣泛應用于汽車制造、冰箱制造、交通運輸、土木建筑、鞋類、合成革、織物、機電、石油化工、礦山機械、航空、醫療、農業等許多領域。2005年全球聚氨酯產量突破1375萬噸。隨著聚氨酯的快速發展，其廢棄物也越來越多。其中包括用于隔熱及沙發坐墊的大量聚氨酯泡沫、廢舊PU鞋底、廢舊PU皮革等。如果僅僅通過填埋和焚燒的方法處理這些廢料，不僅占用土地，而且污染環境，同時也是對資源的一種浪費。因此，聚氨酯的回收利用問題已經是聚氨酯工業迫切需要解決的重大問題之一，對廢舊聚氨酯進行回收再利用，減少環境污染，同時降低新制品的生產成本，具有現實意義。硬質聚氨酯泡沫塑料的回收處理有如下幾種方法：物理回收、化學回收以及燃燒回收熱能法。物理回收法：改變廢舊聚氨酯泡棉的物理形態然后直接利用，粘合加壓成型得到產品。一般先將廢舊聚氨酯硬質泡沫粉碎成細片狀，涂撒聚氨酯粘合劑等，再直接通入水蒸氣等高溫氣體，使聚氨酯粘合劑熔融或溶解后對粉狀的廢舊聚氨酯粘接，然后加壓固化成一定形狀。物理法可以制備建筑材料、保溫材料、耐水材料、填料等。如：再生聚氨酯泡沫材料法，主要工藝過程包括將攪拌均勻的混合物料定量注入金屬模中，在一定溫度下發泡，經過一定時間的預熟化后脫模，再經后熟化即可得到新的泡沫塑料。這樣，混合物經過乳化、起發、膠化、固化等幾個階段，舊的泡沫塑料粉料固結在新泡沫塑料之中，形成新的泡沫塑料。此工藝特點是可制造尺寸標準、形狀復雜的產品，物料損失少，添加泡沫塑料粉料也較為方便。聚氨酯耐水板材，冰箱等用的硬質聚氨酯泡沫廢舊料是單一的聚氨酯，用多苯基多亞甲基多異氰酸酯做膠粘劑。將膠粘劑均勻分散于廢舊泡沫碎片之間，混合均勻后，預制成疏松的坯墊，置入涂有脫模劑的模中，在高壓和加熱下壓制成泡沫碎料板或者制件。由于硬質聚氨酯廢料碎料板耐水性優良，常用來制作艦船用家具。軟塑性材料，將聚氨酯廢料通過擠出成型把分子鏈變成中等長度鏈，將PU材料轉變成軟塑性材料，這種材料適合作強度高、硬度高，但對斷裂伸長率要求不高的塑料件。對于軟質微孔PU泡沫廢料，可以將其粉碎成粉末，摻混到熱塑性聚氨酯中，在擠出成型機中造粒，采用注射成型方法制造鞋底等制品，德國Bayer公司曾做過這方面的研究。保溫板材，將廢聚氨酯泡沫塑料經過粗破碎后，向其中加入膠粘劑、水，經攪拌入模，施加一定的壓力，保持一定的溫度、時間后，脫模制得保溫板材。此方法具有工藝簡單、成本低和有益于環保等優點。得到的保溫板廣泛彩鋼夾芯板、中央空調、建筑墻體材料、冷庫、冷藏室、保溫箱、化工罐體等領域。用作填料，廢冰箱、冰柜拆解下來的泡棉，大塊的硬質聚氨酯泡沫，在檢驗其性能合格后，用作小型冰箱或其他設備的保溫層，剩余的碎料歸入小塊硬質PU泡沫中處理；在分類后分別破碎到一定粒度，作為填料。將各種廢聚氨酯粉碎成細片或粉末作為填料混入原料中回收重用。據美國道化學公司報道，廢聚氨酯作為填料重用于生產RIM制品比用新原料成本低。化學回收技術：化學法是通過各種方法將聚合物中的單體解離出來，通過分餾等手段將單體分離出來或者添加其他成分制備產品的方法。化學回收技術歸納起來有6種：醇解法、水解法、堿解法、氨解法、熱解法、加氫裂解法。各種方法所產生的分解產物不同。醇解法，一般生成多元醇混合物。以醇類化合物為分解劑，在加熱的情況下，聚氨酯廢料被分解為聚醚多元醇的方法，即為醇解法。聚氨酯廢舊料用二元醇為醇解劑，在中等溫度和氣體保護下反應降解為低分子多元醇等，降解產物穩定，組成較簡單，易于分離和純化。對于硬質的聚氨酯泡沫塑料，比較適宜于用醇解法工藝處理，其特點是醇解條件溫和，反應速度比水解法、熱解法低，允許廢舊料含其他雜質。水解法，生成多元醇和多元胺。水解法是利用堿金屬氫氧化物作催化劑，在高壓水蒸氣的作用下于250～340℃將聚氨酯硬泡或軟泡水解成二胺、多元醇CO2。該法的缺點在于水解是在高溫高壓下進行，因而對反應條件和設備要求很高，且水解產物的提純技術難度也很大，所以這種方法并沒有得到廣泛的應用。堿解法，生成胺、醇和相應堿的碳酸鹽。以堿金屬或堿土金屬氫氧化物為降解劑，在160～200℃下將聚氨酯降解成低聚物。反應的產物主要由聚醚多元醇、二元芳胺等變成中等長度碳鏈，將聚氨酯轉變成軟塑性材料，對于軟質微孔聚氨酯泡沫，可將其粉碎后的粉末摻混到熱塑性聚氨酯中，在擠出成型機中造粒，采用注射成型方法制造鞋底等制品，德國Bayer公司曾做過這方面的研究。氨解法，生成多元醇、胺、脲。氨解法是指在超臨界狀態下，用氨將聚氨酯中的脲鍵與氨基甲酸乙酯鍵切斷，生成多元醇、胺和非取代的脲的方法。DOW塑料公司利用此法成功進行了生產。加氫裂解法，主要產物為油和氣。加氫裂解法指將粉碎后的聚氨酯置于加氫反應器中，在40MPa和500℃下使其裂解為油和氣的方法。由于經濟因素，只有在大量的聚氨酯需要處理時，此法才適用。燃燒回收熱能法：聚氨酯主要含有碳、氫、氧、氮，在空氣中燃燒時，產生大量的熱能，每公斤聚氨酯約產生25-28MJ的熱量。聚氨酯廢舊料常與城市固體廢料一起作燃料，可取代部分煤作鍋爐燃料，提供熱能。物理法制備的產品附加值較低，而回收熱能法容易造成二次污染。化學法中，水解法產生的多元醇難純化，費用高；堿解法工藝長，成本高；胺解法得到的產物成分復雜，不利于回收利用；醇反應可在常壓、條件下進行，但降解溫度相對較高。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種分解率高、回收利用方便的廢舊聚氨酯的回收處理工藝。本專利技術通過下述技術方案實現：一種廢舊聚氨酯的回收處理工藝，包括以下幾個步驟：步驟S1：將廢舊聚氨酯粉碎成聚氨酯顆粒；步驟S2：將聚氨酯顆粒、水、抗氧化劑、分解劑以及催化劑加入反應釜內，并通入惰性氣體進行保護，將反應釜在鹽浴中升溫，在218~399℃、50~150kPa條件下保持3~5小時，催化劑選用碳二亞胺，最終得到二元胺、多元醇和二氧化碳；步驟S3：分離二元胺和多元醇。所述的步驟S3中，經蒸餾和萃取回收二元胺，通過精餾回收多元醇。所述的分解劑包括1，4-丁二醇、1，2-丙二醇、二乙二醇、二甘醇、二丙二醇、新戊二醇、甲基丙二醇中的一種或多種組合。所述的分解劑的用量為聚氨酯顆粒的1.5~2倍。所述的抗氧化劑為受阻酚類抗氧化劑。所述的步驟S2中，反應釜內添加有氫氧化鋰。本專利技術與現有技術相比，具有以下優點及有益效果：（1）本專利技術通過使用碳二亞胺作為催化劑，能夠在反應釜內反應時促進產物分層，提高產物的活性以及提高聚氨酯的回收率，使得回收的化學物數量多、品種全，并且能夠降低所需的溫度，有利于節約生產成本，通過使用碳二亞胺提高二元胺和多元醇的活性，有利于減少通過使用二元胺和多元醇再合成聚氨酯所需的時間以及催化劑，有利于節約生產成本，與抗氧化劑搭配使用，能夠避免二元胺和多元醇被氧化；（2）本專利技術通過使用鹽浴對反應釜進行升溫，其具有升溫快速、溫度容易控制、對溫度進行調節時響應快速等優點，以此有利于縮短升溫和冷卻時間，提高生產效率；（3）本專利技術通過添加氫氧化鋰能夠有效的加速水解反應，有利于降低水解所需的溫度，并減少水解所需的能耗。具體實施方式下面結合本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種廢舊聚氨酯的回收處理工藝，其特征在于：包括以下幾個步驟：步驟S1：將廢舊聚氨酯粉碎成聚氨酯顆粒；步驟S2：將聚氨酯顆粒、水、抗氧化劑、分解劑以及催化劑加入反應釜內，并通入惰性氣體進行保護，將反應釜在鹽浴中升溫，在218~399℃、50~150kPa條件下保持3~5小時，催化劑選用碳二亞胺，最終得到二元胺、多元醇和二氧化碳；步驟S3：分離二元胺和多元醇。

【技術特征摘要】
1.一種廢舊聚氨酯的回收處理工藝，其特征在于：包括以下幾個步驟：步驟S1：將廢舊聚氨酯粉碎成聚氨酯顆粒；步驟S2：將聚氨酯顆粒、水、抗氧化劑、分解劑以及催化劑加入反應釜內，并通入惰性氣體進行保護，將反應釜在鹽浴中升溫，在218~399℃、50~150kPa條件下保持3~5小時，催化劑選用碳二亞胺，最終得到二元胺、多元醇和二氧化碳；步驟S3：分離二元胺和多元醇。2.根據權利要求1所述的一種廢舊聚氨酯的回收處理工藝，其特征在于：所述的步驟S3中，經蒸餾和萃取回收二元胺，通過精餾回收多元醇。3.根...

【專利技術屬性】
技術研發人員：楊傳韜，
申請(專利權)人：成都威迪斯達科技有限公司，
類型：發明
國別省市：四川;51