用于废旧聚氨酯回收的催化剂、制备方法及废旧聚氨酯的回收方法技术

本发明专利技术公开了一种用于废旧聚氨酯回收催化剂的制备方法、催化剂及废旧聚氨酯的回收方法，所述催化剂由介孔石墨烯相氮化碳(g

【技术实现步骤摘要】
用于废旧聚氨酯回收的催化剂、制备方法及废旧聚氨酯的回收方法


[0001]本专利技术涉及聚氨酯回收
，具体涉及一种用于废旧聚氨酯回收的催化剂、制备方法及废旧聚氨酯的回收方法。

技术介绍

[0002]废旧聚氨酯泡沫年产生量在50万吨以上，当前的主要处理工艺为焚烧或填埋，存在二次污染的问题，因此需开发废旧聚氨酯泡沫的回收技术。废旧聚氨酯回收的方法主要有以下几种：掩埋、焚烧、热处理和化学处理。其中，掩埋会引起土壤和水体污染，焚烧易引起二次污染，热处理会产生氢氰酸等有毒气体，且物理粉碎后的聚氨酯只能作为低端材料，价值不高；相比较而言，化学法是一种较优的回收方法。
[0003]化学法包括水解法、胺解法、醇解法、醇涂法等。其中单独使用水解法、胺解法、醇解法操作条件苛刻，回收成本高。目前的研究主要集中在采用多元醇作为醇解剂、采用碱金属盐或氧化物作为催化剂来进行废聚氨酯的回收，得到多元醇产品。作为传统回收方法的新兴替代方法，化学回收能将废聚氨酯转化为高附加值的原材料，在此过程中，催化剂扮演着至关重要的角色，决定着产物的种类和分布。
[0004]CN201910346417.6公开了一种可控的聚氨酯回收方法，采用胺类与醇类进行混合，用来回收聚氨酯。CN201910863314.7公开了一种废聚氨酯的回收方法，采用二醇作为醇解剂，采用锡作为催化剂，用来回收聚氨酯。CN201711214497.7公开了一种聚氨酯回收方法，采用小分子醇和催化剂配成醇解液，用来回收聚氨酯。
[0005]上述现有聚氨酯回收工艺主要存在效率低、反应时间长、醇解产物分离困难的问题，碱金属含量超标、副产物种类多，高毒物质MDA含量超标的问题，尤其芳胺是可以引起癌症地有害物质，美国OSHA规定任何多元醇中的4，4
’‑
2MDA的含量不允许超过11％。因此，急需一种易于分离回收的、高效且副产物较少的催化剂，这是提高废旧聚氨酯回收竞争力的关键之一。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种用于废旧聚氨酯回收的高效催化剂的制备方法。
[0007]本专利技术的另一目的在于提供一种用于废旧聚氨酯回收的催化剂，所述催化剂具有副产物产生少，可循环使用，简化了废旧聚氨酯回收后的分离流程，强化了化学反应，实现了废弃物的循环利用。
[0008]本专利技术的再一目的在于提供一种废旧聚氨酯的回收方法，实现废旧聚氨酯的高效回收，可以在更低温度下进行解聚反应，减少了副产物MDA的生成，回收的多元醇可作为白料发泡使用。
[0009]为达到以上专利技术目的，本专利技术采用以下的技术方案：
[0010]一种用于废旧聚氨酯回收催化剂的制备方法，包括以下步骤：
[0011]1)制备介孔石墨烯相氮化碳(g
‑
C3N4)作为载体；
[0012]2)将步骤1)制备的载体与碱金属试剂、铁盐试剂加入到乙醇中反应一段时间，经抽真空、过滤、干燥后得到催化剂。
[0013]在一个具体的实施方案中，所述步骤1)中介孔石墨烯相氮化碳(g
‑
C3N4)采用硬模板法制备得到；优选地，制备介孔石墨烯相氮化碳(g
‑
C3N4)的碳源和氮源选自三聚氰胺、氰胺、尿素中的至少任一种；更优选地，制备的介孔石墨烯相氮化碳(g
‑
C3N4)的孔径为20
‑
50nm。
[0014]在一个具体的实施方案中，步骤2)中的所述碱金属试剂选自元素周期表中IA族或IIA族金属元素的氧化物、氢氧化物或者盐中的一种或几种，优选为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化镁、氢氧化锡或对应的金属盐中的一种或几种；优选地，所述碱金属试剂与载体的质量比为1:5
‑
10，以碱金属元素质量计。
[0015]在一个具体的实施方案中，步骤2)中的所述铁盐试剂选自氯化铁、硫酸铁、醋酸铁、氧化铁、草酸铁、磷酸铁中的一种或多种；优选地，所述铁盐试剂与载体的质量比为1:1
‑
2。
[0016]在一个具体的实施方案中，所述步骤2)中反应温度为10
‑
40℃，反应时间为5
‑
24h；优选地，反应温度为20
‑
40℃，反应时间为18
‑
24h。
[0017]在一个具体的实施方案中，所述步骤2)中抽真空的真空度为1000
‑
10000Pa，抽真空时间为1
‑
4h；优选地，真空度为1000
‑
5000Pa，抽真空时间为2
‑
4h。
[0018]在一个具体的实施方案中，所述步骤2)中干燥温度为700
‑
1000℃，干燥时间为4
‑
8h；优选地，干燥温度为800
‑
950℃，干燥时间为4
‑
6h。
[0019]另一方面，前述的制备方法制备的用于废旧聚氨酯回收的催化剂。
[0020]再一方面，一种废旧聚氨酯的回收方法，包括以下步骤：
[0021]1)将催化剂与醇解剂混合并加热至150
‑
250℃形成混合液，优选150
‑
200℃；其中，所述催化剂为前述制备方法制备的或前述的用于废旧聚氨酯回收的催化剂，所述醇解剂选自乙二醇、丙二醇、丁二醇、二乙二醇、二丙二醇、一缩二乙二醇、二甲基丙二醇、环己二醇、聚乙二醇、丙三醇中的一种或者几种；
[0022]2)向步骤1)的混合液中加入粉碎后的废旧聚氨酯进行反应0.5
‑
24h，优选1
‑
8h，得到回收的多元醇产品。
[0023]在一个优选的实施方案中，还包括采用磁铁吸收，将催化剂回收并循环利用的步骤；优选地，所述催化剂与醇解剂的质量比为1：1
‑
1：1000，优选为1：1
‑
1：100；所述废旧聚氨酯与醇解剂的质量比为1：0.02
‑
1：5，优选为1：0.1
‑
1：3。
[0024]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
[0025](1)本专利技术的用于废旧聚氨酯回收的催化剂采用介孔石墨烯相氮化碳(g
‑
C3N4)作为催化剂载体，其具有丰富的孔道结构，有效地增大了催化剂比表面积，有利于增强催化性能。
[0026](2)本专利技术的催化剂用于废旧聚氨酯的回收，其Fe5C2‑
K2CO3界面的形成，有效地提高了催化剂碱金属活性相的同时，还增强了反应性能，使反应可在较低温度下进行，减少了副产物MDA的生成。其主要原理解释如下，在聚氨酯醇解过程中，主要副反应为氨基甲酸酯基团会脱掉CO2生成MDA等含氨基化合物，生成的CO2可以通过K催化剂的循环过程来提高K的
迁移能力，促使Fe5C2‑
K2CO3的形成，提高了活性相K元素的含量，使反应可在较低温度下进行，抑制了副产应MDA的生成。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于废旧聚氨酯回收催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)制备介孔石墨烯相氮化碳(g
‑
C3N4)作为载体；2)将步骤1)制备的载体与碱金属试剂、铁盐试剂加入到乙醇中反应一段时间，经抽真空、过滤、干燥后得到催化剂。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中介孔石墨烯相氮化碳(g
‑
C3N4)采用硬模板法制备得到；优选地，制备介孔石墨烯相氮化碳(g
‑
C3N4)的碳源和氮源选自三聚氰胺、氰胺、尿素中的至少任一种；更优选地，制备的介孔石墨烯相氮化碳(g
‑
C3N4)的孔径为20
‑
50nm。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤2)中的所述碱金属试剂选自元素周期表中IA族或IIA族金属元素的氧化物、氢氧化物或者盐中的一种或几种，优选为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化镁、氢氧化锡或对应的金属盐中的一种或几种；优选地，所述碱金属试剂与载体的质量比为1:5
‑
10，以碱金属元素质量计。4.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤2)中的所述铁盐试剂选自氯化铁、硫酸铁、醋酸铁、氧化铁、草酸铁、磷酸铁中的一种或多种；优选地，所述铁盐试剂与载体的质量比为1:1
‑
2。5.根据权利要求1
‑
4任一项所述的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中反应温度为10
‑
40℃，反应时间为5
‑
24h；优选地，反应温度为20
‑
40℃，反应时间为18
‑
24h。6.根据权利要求1
‑
5任一项所述的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中抽真空的真空度为10...

【专利技术属性】
技术研发人员：张金强，耿浩尧，王文博，肖应鹏，高振华，王艳丽，张宏科，华卫琦，
申请(专利权)人：万华化学集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：