[发明专利]解聚废旧聚氨酯再生多元醇的连续生产装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及废旧聚氨酯的回收利用技术领域，具体涉及一种利用废旧聚氨酯再生多元醇的装置和方法。

背景技术

聚氨酯（简称PU）是由多异氰酸酯和聚醚多元醇或聚酯多元醇或/及小分子多元醇、多元胺或水等扩链剂或交联剂等原料制成的聚合物。聚氨酯制品广泛应用于鞋类、合成革、织物、医疗、农业等许多领域。随着聚氨酯材料在国民经济中的用途越来越广，用量越来越大，其废弃物的回收再利用也日益受到人们的重视。

当前聚氨酯的回收利用主要有三种方法：物理法、化学法、能源法。物理法已有许多报道和实用技术，该方法回收的PU生产的制品性能较差，只适用于低档制品。能源回收是通过将废料焚烧来回收热量，这种方式会造成二次污染，基本不再使用。化学法是指聚氨酯树脂在化学降解剂的作用下，降解成低相对分子质量的成分。聚氨酯的降解反应主要有醇解法、氨解法、热解法、碱解法、磷酸酯法等。其中醇解法是化学降解聚氨酯中最重要的一种方法，其原理是将聚氨酯大分子中含有的大量氨基甲酸酯键、脲基和醚键等断键，使其形成相对分子质量较小的含聚酯或聚醚多元醇有少量胺的液体混合物，然后分离提纯，再按照低于20%的比例掺混到新的PU原料中制成成品。

目前的废旧聚氨酯醇解工艺中，通常是直接在传统的反应釜中加热反应，这种工艺是间歇式生产的，且生产周期长、能耗高、利用率低、产品性能低下。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术的缺陷，提供一种解聚废旧聚氨酯再生多元醇的连续生产装置和方法，以缩短生产周期并降低能耗。

本发明的技术方案如下：

一种解聚废旧聚氨酯再生多元醇的连续生产装置，包括挤出机、匀质罐和分段微波反应器，其中所述挤出机、匀质罐和分段微波反应器依次连接；分段微波反应器包括各自含有微波发生器的处理前段和处理后段，处理前段和处理后段的连接处设置有处理剂入口。

优选地，为了更精确控制物料进入分段微波反应器的速度，所述连续生产装置还包括泵，匀质罐通过泵与分段微波反应器连接。

挤出机的作用是进行物料的预混合，为在混合时同时达到粉碎固体料的效果，挤出机选用双螺杆挤出机，挤出机上设置有固体料入口和液体料入口，以分别加入固体料和液体料；匀质罐是一种搅拌机，作用是对物料进行深度混合，以使物料能更好地在分段微波反应器中反应，匀质罐上设置有醇解剂入口，以实现分段加入醇解剂的目的。

分段微波反应器是醇解反应进行的最终场所，与传统微波反应器的区别在于含有处理前段和处理后段，能分别设定两个不同的反应温度，以实现分段加热的目的。其实施方式有多种，本发明提供的优选方案是：处理前段包括配备第一微波发生器和第一屏蔽装置的第一加热室，处理后段包括配备第二微波发生器和第二屏蔽装置的第二加热室，第一加热室和第二加热室被第一屏蔽装置和第二屏蔽装置隔开，处理剂入口设置于第一加热室和第二加热室之间。在此方案中第一加热室和第二加热室形成两个独立的微波加热室，并且第一加热室和第二加热室各自产生的微波彼此不能进入相邻的加热室，通过对第一微波发生器和第二微波发生器设置不同的功率，即可实现两个不同的反应温度。

本发明提供的解聚废旧聚氨酯再生多元醇的连续生产方法，使用上述连续生产装置并且按以下步骤进行：

（1）将废旧聚氨酯加入挤出机，挤出机提前预热至220℃；

（2）在挤出机中加入抗氧化剂、催化剂和40~60%的醇解剂；

（3）从挤出机流出的粘稠状半成品进入匀质罐，加入剩余的醇解剂，在匀质罐中搅拌均匀；

（4）将匀质罐里的物料抽送到分段微波反应器中，加入处理剂，控制流速，使物料从分段微波反应器的进口到分段微波反应器的出口的时间为10-20分钟；

（5）最终成品多元醇从分段微波反应器的出口流出。

当连续生产装置中含有泵时，步骤（4）中用泵将匀质罐里的物料抽送到分段微波反应器中。

优选地，步骤（2）中挤出机内物料的停留时间为10分钟；步骤（4）中物料从分段微波反应器的进口到分段微波反应器的出口的时间为15分钟；分段微波反应器内处理前段的反应温度为190-230℃，处理后段的反应温度为80-150℃。

步骤（2）加入的液体料，包括醇解剂、抗氧化剂和催化剂，按重量比的配比为：废旧聚氨酯100份、醇解剂40-200份、催化剂0.03-5份、抗氧化剂0.03-3份、处理剂3-80份。