CN102061009A - 一种利用聚氨酯废料生产多元醇的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种利用聚氨酯废料生产多元醇的方法，本发明采用以下方案来实现：一种利用聚氨酯废料生产多元醇的方法，其特征在于：依次包括有以下步骤：一、将聚氨酯废料颗粒、分子量为200至2000的聚酯多元醇醇解剂、抗氧化剂充分混合，然后注入反应釜内；二、向反应釜内注入分子量小于200的小分子多元醇醇解剂，控制反应釜温度在180～240℃，氮气保护下进行醇解反应30～120分钟；三、真空脱除分子量小于200的小分子醇，使羟值和酸值达到设定数值后降温放料。通过采用上述方案，本发明克服现有技术存在的不足，提供一种能够有效的利用资源，降低或消除人类对环境污染的源头，并取得产品质量稳定的多元醇产品的制备方法。

Description

一种利用聚氨酯废料生产多元醇的方法
技术领域
本发明涉及一种利用聚氨酯废料生产多元醇的方法，具体地说是通过醇解法醇解聚氨酯废料生产多元醇的方法。
背景技术
聚氨酯（PU）材料因其具有高弹性，高耐磨性，良好的耐低温耐溶剂性能，并且性能可调范围广，而广泛应用于汽车、建筑、家电、纺织、鞋材、皮革等领域。聚氨酯工业迅猛发展，制品种类繁多，产量与日俱增，同时也产生了大量的废弃物，这些废弃物包括生产中的边角料和老化报废的各种聚氨酯制品。聚氨酯废弃物不仅严重污染环境，也是对资源的极大浪费，对这些废料的回收利用成为亟待解决的问题。
聚氨酯废料的回收方法分为物理回收法和化学回收法。目前聚氨酯回收利用的主要方法是化学回收法，即在化学试剂、催化剂、热量等存在的条件下，将聚氨酯降解成为可重新利用的低聚物或者小分子化合物，从而实现废弃物的循环利用。根据降解剂的种类和降解条件的不同，化学回收法可以分为水解法、碱解法、胺解法、醇解法等。其中的醇解法适用于多种聚氨酯废料，反应可在常压、中温的条件下进行。过量的醇解剂可用减压蒸馏的方式分离提取出来。
专利ZL 200410016377.2公开了一种利用废旧聚氨酯（PU）鞋底生产的干式二液型聚氨酯（PU）树脂。根据该专利的教导，首先在反应釜内加入溶剂N，N-二甲基甲酰胺，搅拌并升温至100～150℃，再加入鞋底碎料和降解剂P1和P2，保持温度在100～150℃下搅拌溶解。但是该专利未考虑密度较低的鞋底碎料在反应釜内易于浮在液体表面的情况，鞋底碎料与溶剂N，N-二甲基甲酰胺、降解剂P1和P2无法有效混合，鞋底碎料浮在溶剂和降解剂液面上，醇解反应不易进行，导致生产效率低。同时，由于大部分聚氨酯材料是发泡材料，密度较低，使得投入反应釜内的鞋底碎料质量较小，批量生产时反应釜的利用率低。
CN 101058645A公开了一种聚氨酯泡沫塑料的连续化学回收法。根据其教导，借助挤出机螺杆的旋转连续地进行压缩、混合及加热，使注入的二乙醇胺连续地分解废旧聚氨酯，高速地得到分解物。但是该教导未能解决产品质量稳定性的问题，同时，为了有效地醇解聚氨酯废料，醇解剂和聚氨酯废料在挤出机中的停留时间必须达到一定值，然而延长停留时间会降低生产效率。
发明内容
本发明目的在于克服现有技术存在的不足，提供一种能够有效的利用资源，降低或消除人类对环境污染的源头，并取得产品质量稳定的多元醇产品的制备方法。
 为达到上述目的，本发明采用以下方案来实现：一种利用聚氨酯废料生产多元醇的方法，其特征在于：依次包括有以下步骤：一、将聚氨酯废料颗粒、分子量为200至2000的聚酯多元醇醇解剂、抗氧化剂充分混合，然后注入反应釜内；二、向反应釜内注入分子量小于200的小分子多元醇醇解剂，控制反应釜温度在180～240℃，氮气保护下进行醇解反应30～120分钟；三、真空脱除分子量小于200的小分子醇，使羟值和酸值达到设定数值后降温放料。
在步骤一中，聚氨酯废料颗粒、分子量为200至2000的聚酯多元醇醇解剂、抗氧化剂经充分混合，然后注入醇解反应釜内，通过挤出机的剪切、挤压、混合和加热作用，不仅挤压出了聚氨酯废料颗粒中的气体，使得聚氨酯废料密度增大，同样的反应釜可以投入更多的聚氨酯废料，而且使聚氨酯废料颗粒得到初步的分解，便于聚氨酯废料、分子量为200至2000的聚酯多元醇醇解剂和抗氧剂与醇解反应釜内的分子量小于200的小分子多元醇醇解剂搅拌均匀，提高了醇解反应效率。由于分子量为200至2000的聚酯多元醇醇解剂的粘度较大，便于聚氨酯废料颗粒、分子量为200至2000的聚酯多元醇醇解剂、抗氧化剂三者的混合，混合效果优于低粘度的醇解剂。
具体实施方式
实施例一
控制聚氨酯废料颗粒、分子量为200至2000的聚酯多元醇醇解剂、抗氧化剂加入双螺杆挤出机中的速度，使8kg的聚氨酯废料颗粒、2kg的分子量为200至2000的聚酯多元醇醇解剂、0.5kg的抗氧化剂匀速的加入双螺杆挤出机中，并且同时加料完毕。聚氨酯鞋底废料颗粒、分子量为200至2000的聚酯多元醇醇解剂、抗氧化剂在双螺杆挤出机中的平均停留时间为5分钟。聚氨酯鞋底废料颗粒、分子量为200至2000的聚酯多元醇醇解剂、抗氧化剂经双螺杆挤出机预混后排入反应釜内。反应釜预先加入6kg的分子量小于200的小分子多元醇醇解剂。待聚氨酯废料颗粒、分子量为200至2000的聚酯多元醇醇解剂、抗氧化剂全部经双螺杆挤出机加入反应釜后升温至180℃，在氮气保护下反应60分钟。抽真空，降低羟值和酸值。取样分析，羟值为86mgKOH/g，酸值为0.8 mgKOH/g。
实施例二
控制聚氨酯废料颗粒、分子量为200至2000的聚酯多元醇醇解剂、抗氧化剂加入双螺杆挤出机中的速度，使2kg的聚氨酯废料颗粒、8kg的分子量为200至2000的聚酯多元醇醇解剂、0.5kg的抗氧化剂匀速的加入双螺杆挤出机中，并且同时加料完毕。聚氨酯鞋底废料颗粒、分子量为200至2000的聚酯多元醇醇解剂、抗氧化剂在双螺杆挤出机中的平均停留时间为2分钟。聚氨酯鞋底废料颗粒、分子量为200至2000的聚酯多元醇醇解剂、抗氧化剂经双螺杆挤出机预混后排入反应釜内。反应釜预先加入2.6kg的分子量小于200的小分子多元醇醇解剂。待聚氨酯废料颗粒、分子量为200至2000的聚酯多元醇醇解剂、抗氧化剂全部经双螺杆挤出机加入反应釜后升温至240℃，在氮气保护下反应60分钟。抽真空，降低羟值和酸值。取样分析，羟值为56mgKOH/g，酸值为0.6 mgKOH/g。

Claims (4)

1.一种利用聚氨酯废料生产多元醇的方法，其特征在于：依次包括有以下步骤：一、将聚氨酯废料颗粒、分子量为200至2000的聚酯多元醇醇解剂、抗氧化剂在挤出机中充分混合，然后注入反应釜内；二、向反应釜内注入分子量小于200的小分子多元醇醇解剂，控制反应釜温度在180～240℃，氮气保护下进行醇解反应30～120分钟；三、真空脱除分子量小于200的小分子醇，使羟值和酸值达到设定数值后降温放料。
2.根据权利要求1所说的利用聚氨酯鞋底废料生产多元醇的方法，其特征在于：分子量小于200的小分子多元醇醇解剂是乙二醇、二乙二醇、丙二醇、二乙醇胺、三乙醇胺中的一种或多种。
3.根据权利要求1或2所说的利用聚氨酯鞋底废料生产多元醇的方法，其特征在于：步骤一中的物料在双螺杆挤出机中预混合，且聚氨酯鞋底废料颗粒、分子量为200至2000的聚酯多元醇醇解剂、抗氧化剂的质量比为80～20：20～80：0～10，反应釜内注入的分子量为200至2000的聚酯多元醇醇解剂与分子量小于200的小分子多元醇醇解剂的质量比为3:1～1:3。
4.根据权利要求3所说的利用聚氨酯鞋底废料生产多元醇的方法，其特征在于聚氨酯鞋底废料颗粒、分子量为200至2000的聚酯多元醇醇解剂、抗氧化剂在双螺杆挤出机中的停留时间为2～5分钟。
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