[发明专利]一种选择性断开密胺树脂中C-O键的方法

说明书

本发明公开了一种选择性断开密胺树脂中C‑O键的方法，涉及树脂固体废弃物循环利用及资源化领域。该方法为：将密胺树脂材料粉碎为块料，将其浸入酸性催化剂‑溶剂的液相反应体系中加热反应，反应过程中酸性催化剂可有效作用于C‑O键，使得材料本体中特定的CH₂‑O‑CH₂键断裂，待反应结束后降至室温，过滤洗涤得到产物三聚氰胺预聚体。本发明通过对废旧密胺餐具进行化学催化降解的方法，解决了化学处理方法中高温热解产物成分复杂，易于生成剧毒氢氰酸等难题，直接采用催化剂‑溶剂体系反应，得到高附加值的三聚氰胺预聚体。

技术领域

本发明属于树脂固体废弃物循环利用及资源化领域，具体涉及一种选择性断开密胺树脂中C-O键的方法。

背景技术

密胺树脂又称密胺甲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂(melamine-formaldehyde resin英文缩写MF)，是三聚氰胺与甲醛反应所得到的聚合物。以该产品为起点，根据不同的用途，采用不同的工艺条件，衍生出不同用途的系列产品，加工成型时发生交联反应，制品为不熔的热固性树脂。密胺树脂广泛应用于餐饮和儿童玩具等多个领域，国内每年大约有数百万吨的产量。由于密胺树脂制品化学稳定性高，在环境中不易被光、微生物、水等催化降解，因此大量的废弃物会堆积在我们的生存空间，不但占用空间而且造成土壤污染或者地下水污染隐患。

现有回收处理废旧密胺树脂的方法主要包括机械处理法和高温热解法。其中机械处理法是将固化成型后的密胺树脂进行机械粉碎，作为填料加入到新一轮的热固性树脂的合成中，根据合成树脂的性能要求来调控密胺树脂机械粉碎的尺寸和填入量。这种方法往往需要较高的能耗，而且粉碎后的密胺块料由于与新的树脂结合力小，会明显影响新的密胺制品的力学性能，附加值低，经济性较差。高温热解法是主要将废旧密胺树脂进行高温处理，利用高温将树脂中的化学键非选择性打开，进而回收相应组分，这种方法方便实施，工艺简单，但是产物成分复杂，不方便再次利用，特别是密胺树脂在高温下容易生成氢氰酸等剧毒物质，因此这种方法的应用也受到了极大限制。

三聚氰胺(Melamine，化学式：C3N3(NH2)3)，俗称密胺、蛋白精，国际纯粹与应用化学联合会(International Union of Pure and Applied Chemistry(IUPAC))命名为“1，3，5-三嗪-2，4，6-三胺”，是一种三嗪类含氮杂环有机化合物，被广泛应用于用作化工原料。三聚氰胺以尿素为原料，生产1吨三聚氰胺约需3吨尿素。

如果能够在适当的反应条件下，将密胺树脂中的醚键(即CH₂-O-CH₂键)选择性打开，那么就会将密胺催化降解为三聚氰胺预聚体，便于重新加压成型重复利用，这样无疑具有更大的经济价值和社会意义。

发明内容

本发明针对现有机械处理法产物附加值低和高温热解法产物难以回收等问题，本发明提供了一种选择性断开密胺树脂中C-O键的方法。

为了达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：

一种选择性断开密胺树脂中C-O键的方法，是将密胺树脂材料粉碎为块料，将其浸入酸性催化剂-溶剂的液相反应体系中加热反应，反应过程中酸性催化剂可有效作用于C-O键，使得材料本体中特定的CH₂-O-CH₂键断裂，待反应结束后降至室温，过滤洗涤得到特定产物三聚氰胺预聚体。本发明实现了密胺树脂的催化降解，将材料粉碎便于提高反应过程中的传质效果，选择合适的催化剂-溶剂体系有利于催化剂和溶剂进入材料本体，方便与材料反应活性位点接触，进而提高了催化降解的效率。相比较传统的处理手段，本方法实现了密胺树脂在温和条件下的的催化降解，产物分布简单且回收率较高。

进一步，所述的将密胺树脂材料粉碎为块料，其中块料的粒径为10mm～30mm。块料粒径太大，不但影响传质，还会增加反应体系的孔隙率，影响降解效率，而粒径如果太小，则导致粉碎时能耗过高，生产过程粉尘多，经济性不好。