CN101898392B - 物理发泡剂的回收方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及物理发泡剂的回收方法，该回收方法包括下述步骤：在密闭或者/和负压状态下，将含所述物理发泡剂的材料粉碎至平均粒径为2mm以下，并冷却回收所释放的物理发泡剂。该回收方法更易于使泡沫材料中的发泡剂释放，且不外泄，所以发泡剂回收率高，再利用时发泡剂溢出减少，进而减少对环境或人身健康的损害。

Description

物理发泡剂的回收方法
技术领域
本发明涉及物理发泡剂的回收方法。
背景技术
所述物理发泡剂是通过某一种物质的物理形态的变化，即通过压缩气体的膨胀、液体的挥发或固体的溶解而形成泡沫细孔。常用的物理发泡剂有低沸点的烷烃和氟氯烃化合物。具体包括正戊烷、正己烷、正庚烷、石油醚、三氯一氟甲烷(简称CFC-11)、二氯二氟甲烷(简称CFC-12)、二氯四氟乙烷(简称CFC-114)等。使用了这些发泡剂的材料在进行回收处理或者废弃时会产生大量的挥发性有机物质(VOCs)，甚至产生大量的引起全球变暖和臭氧层破坏的含CFCs(氟氯烃类物质)的物质。例如废旧冰箱、冰柜和冷藏设备中大量使用的聚氨酯泡沫，大多数是采用臭氧层消耗物质CFC-11(CFCs类)作为发泡剂。据有关研究表明冰箱中聚氨酯泡沫中的发泡剂的含量占整个泡沫质量的15-20％。根据蒙特利尔议定书的规定，发达国家在1996年停止生产CFCs，发展中国家的生效时间在2010年。而在这时间之前使用过的材料也将陆续到了报废时间，这些CFCs、VOCs等有害物质如果不能有效回收，将对大气层带来不良影响。
目前对使用有害发泡剂的材料的处理是将材料粉碎释放其中的发泡剂，然后对剩余材料进行回收处理，但是粉碎后仍然有一部分发泡剂残留在泡孔中。以聚氨酯泡沫为例，溶入聚氨酯内的那部分发泡剂在粉碎和研磨过程中很难释放出来。因此在处理粉碎碾磨后的材料颗粒时，残留的发泡剂仍然会缓慢的释放出来，污染环境。
中国专利申请200810119995.8为了克服这个问题采用在一个密闭的容器中将聚氨酯硬泡沫粉碎成颗粒状，对密闭容器进行加热和保温，而后进行气体置换，回收发泡剂。这种方法对未被碾碎泡中的发泡剂仍然不能有效地回收，并且通过气体置换的方式很难将发泡剂全部置换完全。
发明内容
本发明提供一种发泡剂的回收方法，用以解决现有技术中存在的泡沫材料中发泡剂回收率低的问题。
本发明具体包括以下方案：
一种物理发泡剂的回收方法，该方法包括下述步骤：在密闭和/或负压状态下，将含所述物理发泡剂的材料粉碎至平均粒径为2mm以下的粉碎物，发泡剂随着材料的粉碎被释放出来；同时冷却回收所释放的物理发泡剂。由于将含发泡剂的材料粉碎至平均粒径为2mm以下，从而使泡沫材料中的发泡剂易释放，且不外泄。
上述物理发泡剂的回收方法优选在得到所述粉碎物后，于40℃～180℃下保持所述粉碎物，使发泡剂进一步从材料中释放出来，并冷却回收释放的物理发泡剂。由此更彻底地回收包裹于材料中的发泡剂。本发明中所谓的保持是指，在粉碎的状态下保持一定温度。
发明人发现当温度高于180℃时，由于含发泡剂的材料熔化，将发泡剂气体包裹于其中，不利于发泡剂的回收，所以本发明中粉碎或保持的温度优选小于等于180℃。
上述冷却回收至冷却回收速度小于等于1ml/min，优选小于等于0.5ml/min时结束。
本发明的回收方法优选粉碎粒径为0.5mm～1.0mm。发明人发现当粒径小于0.5mm时，虽然能够提高发泡剂的回收率，但回收率的提高并不明显，所以从节约能源的观点考虑，本发明中的粉碎粒径优选为0.5mm～1.0mm。
本发明的回收方法优选在密闭和/或负压状态下，粉碎含物理发泡剂的材料，得粉碎物，在80℃～120℃下保持所述粉碎物，并冷却回收释放的物理发泡剂。
本发明的回收方法优选还包括将冷却后的物理发泡剂加压输送至储存罐中的步骤。
本发明中所述物理发泡剂选自低沸点的烷烃和氟氯烃化合物中的一种或几种。例如可以为选自环戊烷、正丁烷、异丁烷、正戊烷、正己烷、正庚烷、三氯一氟甲烷、二氯二氟甲烷、二氯四氟乙烷中的一种或几种。
本发明中冷却回收的冷却方式可以为液氮冷却或制冷机冷却。
本发明中所述含物理发泡剂的材料可以为聚氨酯材料。
综上所述，利用本发明的物理发泡剂的回收方法处理过的泡沫材料，尤其是聚氨酯泡沫，由于将含发泡剂的材料粉碎至平均粒径为2mm以下，从而使泡沫材料中的发泡剂易释放，且不外泄，有利于后续回收、处理及再利用，所以发泡剂回收率高，再利用时发泡剂溢出减少，进而减少对环境或人身健康的损害。
附图说明
图1为实施例1～33中所使用的实验装置简图。
具体实施方式
实施例1
在室温(25℃)下向密闭装置中加入100kg含有5wt％作为发泡剂的CFC-11的聚氨酯泡沫。然后利用风机使密闭装置内处于10kPa的负压状态。在上述负压状态下粉碎聚氨酯泡沫，直至泡沫的平均粒径达到2mm，然后在室温下保持至冷却回收速度小于等于1ml/min。释放的发泡剂在负压作用下进入通过管道与密闭装置连接的制冷机中，制冷机的冷却温度为10℃，发泡剂液化后被压力泵以1000kPa的压力注入到CFC-11储罐中。CFC-11的回收量为4.5kg，回收率为90％。
实施例2
向密闭装置中加入100kg含有5wt％作为发泡剂的CFC-11的聚氨酯泡沫。然后利用风机使密闭装置内处于10kPa的负压状态。加热密闭装置至40℃。在该状态下粉碎聚氨酯泡沫，直至泡沫的平均粒径达到2mm，然后在该温度下保持至冷却回收速度小于等于0.5ml/min。释放的发泡剂在负压作用下进入通过管道与密闭装置连接的制冷机中，制冷机的冷却温度为10℃，发泡剂液化后被压力泵以1000kPa的压力注入到CFC-11储罐中。CFC-11的回收量为4.65kg，回收率为93％。
实施例3～7、比较例1
除了在表1所示的温度下粉碎聚氨酯泡沫之外，与实施例2相同地操作。CFC-11的回收量及回收率示于表1。
表1
实施例8～13
除了在表2所示的温度下将聚氨酯泡沫粉碎至表2所示的平均粒径之外，与实施例2相同地操作。CFC-11的回收量及回收率示于表2。
表2
实施例14
向密闭装置中加入100kg含有5wt％作为发泡剂的CFC-11的聚氨酯泡沫。然后利用风机使密闭装置内处于10kPa的负压状态。加热密闭装置至120℃。在该状态下将聚氨酯泡沫粉碎至平均粒径为0.8mm的颗粒，然后在该温度下保持至冷却回收速度小于等于0.5ml/min。释放的发泡剂在负压作用下进入通过管道与密闭装置连接的制冷机中，制冷机的冷却温度为20℃，发泡剂液化后被压力泵以1000kPa的压力注入到CFC-11储罐中。CFC-11的回收量为4.90kg，回收率为98％。
实施例15～18
除了制冷机的冷却温度为表3所示的温度之外，与实施例14相同地操作。CFC-11的回收量及回收率示于表3。
表3
实施例19
向密闭装置中加入100kg含有5wt％作为发泡剂的环戊烷的聚氨酯泡沫。然后利用风机使密闭装置内处于10kPa的负压状态。加热密闭装置至120℃。在该状态下将聚氨酯泡沫粉碎至平均粒径为0.8mm的颗粒，然后在该温度下保持至冷却回收速度小于等于0.5ml/min。释放的发泡剂在负压作用下进入通过管道与密闭装置连接的制冷机中，制冷机的冷却温度为40℃，发泡剂液化后被压力泵以1000kPa的压力注入到储罐中。环戊烷的回收量为4.66kg，回收率为93.2％。
实施例20～24
除了制冷机的冷却温度为表4所示的温度之外，与实施例19相同地操作。环戊烷的回收量及回收率示于表4。
表4
实施例25
向密闭装置中加入100kg含有5wt％作为发泡剂的环戊烷的聚氨酯泡沫。然后利用风机使密闭装置内处于10kPa的负压状态。加热密闭装置至110℃。在该状态下将聚氨酯泡沫粉碎至平均粒径为0.8mm的颗粒，然后在该温度下保持至冷却回收速度小于等于0.5ml/min。释放的发泡剂在负压作用下进入通过管道与密闭装置连接的制冷机中，制冷机的冷却温度为15℃，发泡剂液化后被压力泵以1000kPa的压力注入到储罐中。环戊烷的回收量为4.94kg，回收率为98.8％。
实施例26～28
除了在表5所示的温度下粉碎聚氨酯泡沫之外，与实施例25相同地操作。环戊烷的回收量及回收率示于表5。
表5
实施例29
向密闭装置中加入100kg含有5wt％作为发泡剂的环戊烷和CFC-11的聚氨酯泡沫。然后利用风机使密闭装置内处于10kPa的负压状态。加热密闭装置至120℃。在该状态下将聚氨酯泡沫粉碎至平均粒径为0.8mm的颗粒，然后在该温度下保持至冷却回收速度小于等于0.5ml/min。释放的发泡剂在负压作用下进入通过管道与密闭装置连接的制冷机中，制冷机的冷却温度为10℃，发泡剂液化后被压力泵以1000kPa的压力注入到储罐中。发泡剂的回收量为4.95kg，回收率为99.0％。
实施例30～33
除了在表6所示的温度下粉碎聚氨酯泡沫之外，与实施例29相同地操作。发泡剂的回收量及回收率示于表6
表6
实施例34
向密闭装置中加入100kg含有5wt％CFC-11发泡剂的聚氨酯泡沫，利用风机使密闭装置处于10kPa的负压状态，在室温下将材料粉碎至平均粒径为0.8mm的颗粒，然后于室温下保持至冷却回收速度小于等于0.5ml/min。释放的发泡剂在负压作用下通过被液氮冷却的管道而被冷却。而后被压力泵以1000kPa压力注入CFC-11储罐中。对储罐中的发泡剂进行称重，重量为4.5kg，发泡剂的回收率为90％。
实施例35～43
在表7所示的温度下进行粉碎以及粉碎后在表7所示的温度下保持，除此之外与实施例34相同地操作，发泡剂的回收量及回收率示于表7。
表7
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的构思和范围。倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (5)

1.物理发泡剂的回收方法，其特征在于，包括下述步骤：在密闭和10kPa负压状态下，粉碎含所述物理发泡剂的材料，得平均粒径为0.5mm～1.0mm的粉碎物，在120℃下保持所述粉碎物，并冷却回收所释放的物理发泡剂，所述物理发泡剂为CFC-11，所述冷却回收的冷却温度为10℃。
2.根据权利要求1所述的回收方法，其特征在于，所述冷却回收至冷却回收速度小于等于0.5ml/min时结束。
3.根据权利要求1或2所述的回收方法，其特征在于，还包括将冷却后的物理发泡剂加压输送至储存罐中的步骤。
4.根据权利要求1或2所述的回收方法，其特征在于，所述冷却回收以液氮冷却或制冷机冷却的方式进行。
5.根据权利要求1或2所述的回收方法，其特征在于，所述含物理发泡剂的材料为聚氨酯材料。
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