[发明专利]一种聚氨酯醇解回收方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种聚氨酯醇解回收的方法。

背景技术

聚氨酯（PU）材料以其优良的物理性能和良好的可加工性得到广泛的应用，占世界高分子材料总产量的5%。2010年全球聚氨酯消费量突破1870万吨，其中中国消费量约为600万吨。随着聚氨酯工业的快速发展，随之产生的边角料和废料也越来越多，其中包括聚氨酯软泡、硬泡、鞋材、氨纶废丝和聚氨酯废液。利用填埋和焚烧等传统方法处理聚氨酯废料不仅占用土地、污染环境而且造成有机碳资源的低效利用。因此聚氨酯回收利用已成为聚氨酯工业迫切需要解决的重大问题之一,对废旧聚氨酯进行回收再利用,减少环境污染,同时降低新制品的生产成本,具有现实意义。

目前聚氨酯回收利用的主要方法是化学回收法，根据降解剂的种类和降解条件的不同，可归纳为水解法、碱解法、胺解法、醇解法等。各种方法所产生的分解产物不同:水解法生成多元醇和多元胺；碱解法生成胺、醇和相应碱的碳酸盐；胺解法生成多元醇、胺、脲；醇解法生成多元醇混合物。【CN102432915A；CN101845152A;CN101445582A】化学回收法中主流的技术仍然是醇解法，即聚氨酯在二元醇的环境下发生醇交换反应进行降解，主要再生获得各类聚醚二元醇、脂肪二元醇以及部分低分子量聚氨酯二元醇，该方法应用广泛，在欧美国家已经实现工业化。【US4159972；US6750260;US5556889;US5300530】

目前聚氨酯醇解反应工艺，通常周期较长，需要在高温下处理7-8h以上，能耗也会相应增加。这是因为：1）反应前期需要先将破碎后的聚氨酯预溶解在醇解剂中，而醇解剂通常为2-3官能度的小分子醇类，对聚氨酯的溶解效率有限，导致该过程缓慢进行；2）体系的起始粘度较高，使得聚氨酯在醇解剂的环境下发生醇交换反应的几率不高，致使降解速度缓慢；3）常规的醇解剂特征官能团为羟基和醚键，其对聚氨酯的醇解反应无特殊促进作用，需另加有机金属盐或叔胺类有机催化剂促进反应。 

发明内容

本发明的目的是为了解决现有常规聚氨酯回收降解技术中反应效率低、周期长的问题而提出的一种聚氨酯醇解回收方法，即在于在聚氨酯的醇解反应中，引入高沸点溶剂使聚氨酯的溶解速度加快、起始粘度降低、醇解进程加快、反应周期缩短，实现聚氨酯的高效、绿色循环利用。

本发明的技术方案

一种聚氨酯的醇解回收方法,将聚氨酯边角料或废料与溶剂、醇解剂、催化剂按重量比计算，即聚氨酯边角料或废料：溶剂：醇解剂：催化剂为100份：0.5-500份：20-200份:0.01-2份的比例进行混合均匀后，在氮气保护下升温至140-250℃，预溶解0.1-24h，然后控制搅拌转速为10-1000 r/min的条件下进行醇解反应0.5-5h、醇解后控制温度为80-150℃、真空度为1-1000mbar的条件下进行真空脱溶剂，即得醇解产物；

或真空脱溶剂后再继续升温至160-250℃进行第二次醇解反应0.1-0.3h、第二次醇解反应后再降温至50-100℃后出料，最终得到醇解产物。

所述的聚氨酯边角料或废料为聚氨酯硬泡、聚氨酯软泡、聚氨酯半硬泡、聚氨酯弹性体、氨纶废丝、聚氨酯废液中的一种或两种以上所组成的混合物；

所述的溶剂为高沸点溶剂，其沸点为140-250℃，优选为含叔氨基的高沸点溶剂，具体包括但不限于二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基丙酰胺及N-乙烯基吡咯烷酮中的一种或两种以上所组成的混合物；

所述的聚氨酯废料中所含的溶剂可部分或全部取代醇解反应中的溶剂使用；

所述的醇解剂为分子量62-3000，羟基官能度2-4的脂肪醇或聚醚多元醇，

其中聚醚多元醇具体包括但不限于乙二醇、丙二醇、1,4-丁二醇、1,6-乙二醇、1,8-辛二醇、氢化双酚A、一缩二乙二醇，一缩二丙二醇、二缩三乙二醇、甘油、三羟甲基丙烷、季戊四醇、聚乙二醇、聚丙二醇、以甘油、三羟甲基丙烷、季戊四醇等一种或两种以上为起始剂而成的聚醚多元醇；

所述的催化剂为有机金属盐催化剂或叔胺类有机催化剂，所述的有机金属盐催化剂具体包括但不限于二丁基锡二月桂酸酯、辛酸亚锡、二(十二烷基硫)二丁基锡或二醋酸二丁基锡；

所述的叔胺类有机催化剂具体包括但不限于三亚乙基二胺、N-甲基吗啉、二甲氨基丙胺、三乙醇胺、N-甲基二乙醇胺、N-乙基二乙醇胺、N-异丙基二乙醇胺、N-正丁基二乙醇胺、二丙醇胺、N-甲基二丙醇胺、N-乙基二丙醇胺或N-异丙基二丙醇胺。

本发明的有益技术效果