一种使用乳液体系回收废弃聚氨酯泡沫中聚醚多元醇的方法技术

本发明专利技术涉及聚氨酯泡沫回收领域，针对回收聚氨酯泡沫时低聚物难降解的问题，本发明专利技术提供一种使用乳液体系回收废弃聚氨酯泡沫中聚醚多元醇的方法，先将高分子量多元醇和乳化剂调配成乳液体系，加入通过初级降解得到的聚氨酯粉末，预加热；再将降解剂和多元醇调配成降解体系，预加热；然后将预热好的体系混合，升温至140‑180℃并持续搅拌，直至聚氨酯粉末完全降解，形成均匀且黏度低的体系。将醇解、胺解、水解多种方法配合处理，采用初级降解和次级降解梯度处理，解决了因聚氨酯泡沫降解时在体系中浸润性差而导致的降解程度低以及低聚物大量存在的问题，降解过程温和，同时提高了回收聚醚多元醇的收率。

【技术实现步骤摘要】
一种使用乳液体系回收废弃聚氨酯泡沫中聚醚多元醇的方法
本专利技术涉及聚氨酯泡沫回收领域，尤其是涉及一种使用乳液体系回收废弃聚氨酯泡沫中聚醚多元醇的方法。
技术介绍
聚氨酯材料性能优异，用途广泛，种类繁多，是近年来发展最快的高分子材料之一，世界第6大合成材料。聚氨酯是由异氰酸酯与多元醇反应而制成的具有氨基甲酸酯链段重复结构单元的聚合物，是一种含软链段和硬链段的嵌段共聚物，硬段主要由多异氰酸酯和小分子扩链剂组成，软段由低聚物多元醇(通常是聚醚或聚酯多元醇)组成。多元醇的官能度、相对分子质量以及分子结构对聚氨酯制品的性能有着决定性的影响。聚氨酯泡沫化学和物理稳定性良好，所以废旧聚氨酯泡沫难以回收处理或回收成本昂贵，环境压力日益沉重。因此，开发高效的化学降解回收处理聚氨酯泡沫技术变得极其迫切。在聚氨酯行业中，最常见的是聚醚多元醇和聚酯多元醇，其中聚醚多元醇的用量在聚氨酯泡沫塑料中比重最大，占90%以上。聚醚多元醇通常是由低分子醇类或者胺类等含活泼氢的起始剂在催化剂作用下和环氧丙烷（PO）、环氧乙烷（EO）等环氧化合物开环聚合而成，合成过程中所需的原料大都来源于石油。石油作为不可再生资源，稀缺性造成其价格的持续上涨，并导致聚醚多元醇生产成本的增加，使多元醇行业的发展受到较大影响和限制。聚氨酯泡沫结构复杂，不仅含有易降解的氨基甲酸酯键，同时还含有少量难以降解的聚脲结构，因此其全降解难度大、降解效率低。而通过化学法能将聚氨酯泡沫降解成多元醇以实现有效回收，但此方法往往处理条件苛刻、加工成本高，同时聚氨酯泡沫转化率和收率均不高，商业利用价值低。例如聚氨酯水解，其降解温度高，产生的热解产物难以回收利用；聚氨酯酸解虽然降解温度低降解强度高，但易产生大量芳香胺，导致聚氨酯降解后的转化率降低；而聚氨酯醇解反应温和但难以彻底降解聚氨酯泡沫，降解效率低下。例如，专利CN107286369A中运用酸解处理聚氨酯得到的多元醇胺值低不影响发泡，但是无法避免的降解温度高时间长，能耗大；专利CN103788335A中运用固相醇解聚氨酯制备聚氨酯弹性体，其周期短、能耗低，但所得的醇解产物为固态，说明降解程度不高，难以用于生产聚氨酯泡沫；专利CN102585286A中采用醇解法降解废旧聚氨酯，利用酸中和的方法处理回收多元醇中的胺类，以降低胺值，但引入酸作为后处理工艺增加了回收多元醇中无效组分的浓度，降低了收率。以上对废旧聚氨酯泡沫的处理方法，虽然可以有效降低处理成本或者以降低某些性能为代价将聚氨酯回收再利用，对聚氨酯泡沫起到一定的降解效果，但都难以同时实现低成本、低能耗、高降解程度。
技术实现思路
本专利技术为了克服回收聚氨酯泡沫时低聚物难降解的问题，提供一种使用乳液体系回收废弃聚氨酯泡沫中聚醚多元醇的方法，将醇解、胺解、水解多种方法配合处理，采用初级降解和次级降解梯度处理，解决了因聚氨酯泡沫降解时在体系中浸润性差而导致的降解程度低以及低聚物大量存在的问题，降解过程温和，同时提高了回收聚醚多元醇的收率。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种使用乳液体系回收废弃聚氨酯泡沫中聚醚多元醇的方法，包括以下步骤：（1）将高分子量多元醇和乳化剂按质量比(10-20):3调配成乳液体系，加入通过初级降解得到的聚氨酯粉末，聚氨酯粉末和高分子多元醇的质量比为(1-2):1，预加热；（2）将降解剂和多元醇按质量比1:(5-20)调配成降解体系，降解剂和步骤（1）所述聚氨酯粉末的质量比为1:(10-20)，预加热；（3）将步骤（2）预热好的体系加入步骤（1）预热好的体系中，升温至140-180℃并持续搅拌，直至聚氨酯粉末完全降解，形成均匀且黏度低的体系。本专利技术将醇解、胺解、水解多种方法配合处理，采用初级降解和次级降解梯度处理，解决了因聚氨酯泡沫降解时在体系中浸润性差而导致的降解程度低以及低聚物大量存在的问题，降解过程温和，同时提高了回收聚醚多元醇的收率。其中，乳液体系提供了一个均相的反应氛围，加强了催化剂与工艺参数的协同作用，实现了对回收聚醚黏度、羟值的有效控制，回收得到的产物聚醚多元醇无须提纯，可直接用于聚氨酯发泡。利用醇解得到的聚氨酯粉末结合降解温和的乳液体系，通过高效降解的工艺将废旧聚氨酯有效降解处理，得到可直接用于生产聚氨酯泡沫的聚醚多元醇，避免了后续的再处理，简化了工艺流程的同时提高了聚氨酯泡沫转化率和收率。其中加入的高分子量多元醇、乳化剂和降解剂在反应后均属于有效成分，可用于制备聚氨酯泡沫，实现了反应产物的百分百利用，符合绿色环保的理念。作为优选，步骤（1）所述高分子量多元醇为由含有活泼氢的多元醇与烯烃氧化物聚合得到的数均分子量在200-6000之间的聚醚多元醇。将数均分子量偏低的具有低黏度、高羟值的多元醇和数均分子量偏高的高粘度、低羟值的多元醇混合使用，有利于得到高活性的降解体系以及低黏度的降解产物。作为优选，步骤（1）所述乳化剂为非离子表面活性剂。主要为醚类非离子助剂（壬基酚聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚、双丁基酚聚氧乙烯醚、三丁基酚聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚聚氧丙烯醚、苯乙基酚聚氧丙烯聚氧乙烯醚）、苄基酚聚氧乙烯醚（二苄基酚聚氧乙烯醚、三苄基酚聚氧乙烯醚、二苄基联苯酚聚氧乙烯醚、苄基二甲基酚聚氧乙烯醚、二苄基异丙苯基酚、二苄基联苯酚聚氧丙烯聚氧乙烯醚）、苯乙基酚聚氧乙烯醚类（苯乙基酚聚氧乙烯醚、苯乙基异丙苯基酚聚氧乙烯醚、二苯乙基复酚聚氧乙烯醚、二苯乙基联苯酚聚氧乙烯醚、苯乙基萘酚聚氧乙烯醚）、脂肪醇聚氧乙烯醚类（月桂醇聚氧乙烯醚、异辛基聚氧乙烯醚、十八烷醇基聚氧乙烯醚、异十三醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚）中的一种或多种。作为优选，步骤（1）所述聚氨酯粉末的粒径为100-500μm。作为优选，步骤（2）所述降解剂为带有C6-18烷基长链的醇胺。主要为6-二甲胺基-1-己醇，N-二烷基庚醇胺、辛醇胺、壬醇胺、N-二烷基癸醇胺、N-十二烷基乙醇胺、N-十三烷基乙醇胺、N-十四烷基乙醇胺、N-十五烷基乙醇胺、N-十六烷基乙醇胺、N-十七烷基乙醇胺、N-十八烷基乙醇胺中的一种或多种。作为优选，步骤（2）和（3）中的预加热温度均为60-90℃。作为优选，步骤（3）中反应终点的判断是反应体系静置冷却至20℃后黏度保持在1000-2500Pa·s，同时降解产物的分子量集中分布在500-3000且体系呈均匀的液相。因此，本专利技术具有如下有益效果：（1）本专利技术可以利用醇解得到的聚氨酯粉末结合降解温和的乳液体系，通过高效降解的工艺将废旧聚氨酯有效降解处理，得到可直接用于生产聚氨酯泡沫的聚醚多元醇，避免了后续的再处理，简化了工艺流程的同时提高了聚氨酯泡沫转化率和收率，其中加入的高分子量多元醇、乳化剂和降解剂在反应后均属于有效成分，可用于制备聚氨酯泡沫，实现了反应产物的百分百利用，符合绿色环保的理念；（2）本专利技术解决了聚氨酯泡沫回收中低聚物难降解的问题；（3）本专利技术中的聚氨酯泡沫降解工艺，具有降解成本低、降解效率高、工艺流程简单的优点。具体实施方式下面通过具体实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种使用乳液体系回收废弃聚氨酯泡沫中聚醚多元醇的方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将高分子量多元醇和乳化剂按质量比(10-20):3调配成乳液体系，加入通过初级降解得到的聚氨酯粉末，聚氨酯粉末和高分子多元醇的质量比为(1-2):1，预加热；/n（2）将降解剂和多元醇按质量比1:(5-20)调配成降解体系，降解剂和步骤（1）所述聚氨酯粉末的质量比为1:(10-20)，预加热；/n（3）将步骤（2）预热好的体系加入步骤（1）预热好的体系中，升温至140-180 ℃并持续搅拌，直至聚氨酯粉末完全降解，形成均匀且黏度低的体系。/n

【技术特征摘要】
1.一种使用乳液体系回收废弃聚氨酯泡沫中聚醚多元醇的方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将高分子量多元醇和乳化剂按质量比(10-20):3调配成乳液体系，加入通过初级降解得到的聚氨酯粉末，聚氨酯粉末和高分子多元醇的质量比为(1-2):1，预加热；
（2）将降解剂和多元醇按质量比1:(5-20)调配成降解体系，降解剂和步骤（1）所述聚氨酯粉末的质量比为1:(10-20)，预加热；
（3）将步骤（2）预热好的体系加入步骤（1）预热好的体系中，升温至140-180℃并持续搅拌，直至聚氨酯粉末完全降解，形成均匀且黏度低的体系。


2.根据权利要求1所述的一种使用乳液体系回收废弃聚氨酯泡沫中聚醚多元醇的方法，其特征在于，步骤（1）所述高分子量多元醇为由含有活泼氢的多元醇与烯烃氧化物聚合得到的数均分子量在200-6000之间的聚醚多元醇。


3.根据权利要求1所述的一种使用乳液体系回收废弃聚氨酯泡沫中聚醚多元醇的方法，其特征在于，步骤（1）所述乳化剂为非离子表面活性剂。


4.根据权利要求3所述的一种使用乳液体系回收废弃聚氨酯泡沫中聚醚多元醇的方法，其特征在于，非离子表面活性剂为醚类非离子助剂（壬基酚聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚、双丁基酚聚氧乙烯醚、三丁基酚聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚聚氧丙烯醚、苯乙基酚聚氧丙烯聚氧乙烯醚）、苄基酚聚氧乙烯醚（二苄基酚聚氧乙烯醚、三苄基酚聚氧乙烯醚、二苄基联苯酚聚氧乙烯醚、苄基二甲基酚聚氧乙烯醚、二苄基异丙苯基酚、二苄基联苯酚聚氧丙烯聚氧乙烯醚）、苯乙基酚聚氧乙烯醚...

【专利技术属性】
技术研发人员：何荟文，俞涵静，王旭，马猛，陈思，施燕琴，乔乐乐，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33