CN102173024A - 模具内置回收料法生产的聚氨酯一体化板及生产工艺 - Google Patents

Abstract

模具内置回收料法生产聚氨酯一体化板的生产工艺，包括以下步骤：模具由活动的挡板分成低密度装饰层模具腔和高密度保温层模具腔，先利用发泡机添加装饰层聚氨酯原料发泡成型聚氨酯装饰层；固化后翻转模具，抽出挡板，加入聚氨酯回收料，再通过发泡机将保温层聚氨酯原料打入模具内，原料渗入进回收料并充分融合，将回收料包裹在其中，在已成型的装饰层表面发泡成聚氨酯保温层。本发明解决了聚氨酯回收料的规模化生产利用问题，大大降低了聚氨酯装饰保温板的生产成本，减少了生产工序，降低了生产机械的损耗，实现了大规模、工业化生产。

Description

模具内置回收料法生产的聚氨酯一体化板及生产工艺

技术领域

本发明涉及一种聚氨酯板及其生产工艺，具体的涉及模具内置回收料法生产的聚氨酯一体化板及生产工艺。

背景技术

碳排放造成全球气候变暖，威胁人类生存。全球能源使用以及与此相关的温室气体排放有1/3与建筑物耗能有关，城市碳排放60％来源于建筑维持功能，我国存量建筑总面积约为430亿m²，真正意义上的节能建筑不足10％。建筑节能减排是我国减排工作的重点。

在现有建筑保温材料中，以聚氨酯(PU)的保温隔热性为最佳，添加阻燃剂后其防火性能也更为优越。聚氨酯产品在欧美国家的应用已超过60％，在我国尚不足8％。究其原因，主要是因为聚氨酯产品的价格偏高，其原材料价格大约为1.2-1.6万元/吨，许多人认为不符合我国的消费水平。因此，如何降低聚氨酯材料的生产成本和销售价格，从而使其得到广泛推广，已经越来越引起人们的重视。

降低成本的途径之一是聚氨酯废旧料的回收再利用。这里所指的废旧料包括生产中的边角料和老化报废的各类PU材料。以电冰箱为例，我国冰箱的社会保有量已达到1.2亿台，每年更新的冰箱约有400万台，按每台冰箱可以拆解3公斤左右的聚氨酯保温板来计算，全国每年光通过废旧电冰箱就能回收1.2万吨废旧聚氨酯保温板。但遗憾的是，目前回收的废旧聚氨酯并没有能够得到回收利用，目前的处理方法是填埋法和焚烧法。其中，掩埋法很难使聚氨酯废弃物发生分解，且占用土地、消耗资源；而焚烧处理，如果焚烧过程中燃烧不完全将会产生有毒气体，造成二次污染。

从理论上来说，废旧聚氨酯的回收利用方式有物理法和化学法两种。这两种方法是通过物理或化学的过程实现废弃资源的再利用，是PU废弃物回收利用的发展方向。

化学处理法是指PU材料在化学降解剂的作用下，降解成相对低分子质量物质。根据所用降解剂的不同，聚氨酯材料的化学回收处理方法可分为醇解法、水解法、碱解法、氨解法、胺解法、热解法、加氢裂解法和磷酸酯降解法等。但是化学回收处理技术工艺相对复杂，经济价值较低，发展较晚，眼下仍然处于研究完善之中。

物理处理法是利用粘结、热压、挤出成型等方法使聚氨酯废弃物回收利用。其中也包括通过粉碎的方法将聚氨酯废料粉碎成细片或粉末作为填充料。比较流行的做法是粘结成型法，但该种方法的最大缺陷是再生后的泡沫制品性能下降，只适用于作低档部件，经济价值也不高。

另一种常用的方法是将回收的聚氨酯打成碎粉，然后通过发泡剂的加粉针孔将粉末和聚氨酯原料同时间打入模具内进行发泡成型(此种方式仍属于物理处理法范畴)。但这种加工方式，一方面对打碎的粉末的细度要求特别高(要求在800mesh以上)，加工难度大。另一方面，回料颗粒会常常堵塞加粉的针孔，降低针孔的使用性能、减少了针孔的使用寿命。同时，对聚氨酯的再利用用量也很有限。此方法尚处于实验室阶段，没有进入工厂运作。

聚氨酯在建筑保温领域的应用主要有聚氨酯现场发泡外加装饰面层体系，预制聚氨酯保温板材现场粘贴外加装饰面层体系，以及聚氨酯与其他既有材料(金属板材，石材、硅钙板等)复合一体化板和高、低密度聚氨酯复合一体化板。

由于聚氨酯的粘结特性主要体现在主动粘结上，其他材料很难主动与聚氨酯粘结成一体，因此聚氨酯与其他既有材料复合一体化板，是两种材料完全靠粘结胶粘贴，安装后容易变形，且大面积施工难度大。

双密度聚氨酯复合一体化板，是利用聚氨酯可塑性，通过将聚氨酯发泡成不同的密度，分别制造成高密度的内外墙装饰板材和低密度的内外墙保温板材，然后将这两种板材用粘结胶粘贴在一起从而形成的一体化板。其重量非常轻，安装方便，节约了安装程序。其缺点是增加了生产工序，因为要分别制作出高密度装饰板的模具和低密度保温板模具，分别生产装饰板和保温板，然后人工通过工具再用粘结胶粘贴在一起，人工连结胶粘黏质量无法保证，且无法实现大规模工业化生产。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供模具内置回收料法生产聚氨酯一体化板的生产工艺，可以大量利用聚氨酯回收料，产品性能优良并能降低成本并减少污染。同时还包括以上工艺生产的保温装饰一体化聚氨酯板。

模具内置回收料法生产聚氨酯一体化板的生产工艺，其特征在于包括以下步骤：模具由活动的挡板分成上下两腔，分别为低密度装饰层模具腔和高密度保温层模具腔，先向装饰层模具腔中利用发泡机添加装饰层聚氨酯原料发泡成型聚氨酯装饰层；固化后翻转模具，抽出挡板，均匀地加上不多于保温层总量2/3的聚氨酯回收料，再通过发泡机将保温层聚氨酯原料打入模具内，原料渗入进回收料并充分融合，将回收料包裹在其中，在已成型的装饰层表面发泡成聚氨酯保温层。

所述聚氨酯原料包括黑料与白料，所述黑料为异氰酸酯，所述白料包括阻燃剂、稳定剂、发泡剂、催化剂和聚醚多元醇。

所述回收料的粒径为不大于保温层厚度的2/3。

所述模具为在模具上下层之间加有一个涂有脱模剂的金属挡板的特制模具。

所述一体化板从模具内取出后，待6-24小时后对装饰层进过修剪、涂饰处理。

所述发泡成型时间10-20分钟，模温在120-220℃之间，模内压力在0.5-5MPA，固化时间为10-20分钟。

所述模温在180℃时，每毫米厚的硬质聚氨酯碎料模压0.5分钟。

根据上述任一所述的生产工艺生产的聚氨酯一体化板。

本发明所取得的积极效果如下：

本发明将模具分成装饰层模具腔和保温层模具腔两个腔，先将装饰层成型，然后移除两腔之间的挡板，在保温层模具腔内部内置回收料，利用模具的一体化以及利用聚氨酯本身的粘连性和发泡成型特性，使保温层的聚氨酯原料直接包裹回收料并发泡在已成型的装饰层聚氨酯层上，不需要再通过粘结胶粘黏，将原本的三道工序，变成了一道，可实现大规模工业化生产。

本发明在添加聚氨酯的回收料时，不需要通过发泡机添加聚氨酯回料粉末，因而对回收料的加工利用要求降低，不再需要将聚氨酯废料打得很碎，其粒径只要不大于保温层厚度的2/3即可，避免了现有处理聚氨酯废料技术中聚氨酯废料需要从发泡机喷头加料，易损坏机械的缺陷。使用该方法可以添加60-70％的回料，对回收料的利用率大幅增加。本发明对于聚氨酯废旧料的再利用，节约了原材料的同时，降低了对环境的污染，降低了对机械的要求，延长了机械的使用寿命。

阻燃剂等添加剂添加于新料中，由于发泡成型过程中，新料包裹住旧料，和废旧聚氨酯能相互渗透融合，使阻燃剂等添加物较为均匀的分布在再生板内，从而不影响其阻燃等化学性能。

通过控制废料聚氨酯块度的大小，使聚氨酯回收料能被新料渗透、包裹形成符合工艺要求的物理结构，其产品强度虽有所削弱，但并不影响产品的使用(物理)性能，强度符合国家标准。

本发明解决了聚氨酯回收料的规模化生产利用问题，充分利用回收料，变废为宝，减少了环境污染；大大降低了聚氨酯装饰保温板的生产成本，使得聚氨酯装饰保温板在中国的推广使用成为可能；减少了生产工序，提高了生产效率，降低了生产机械的损耗，实现了大规模、工业化生产。

具体实施方式

下面通过具体实施方式来进一步解释本发明。

先对回收的旧冰箱进行拆解、分选，将金属和其他塑料排除后将聚氨酯回收料进行净化修剪待用。

本实施例模具有上下两层，上层为高密度聚氨酯装饰模具腔，下层为低密度聚氨酯保温模具腔，两层之间是一个特制的涂有脱模剂的金属挡板。

先生产聚氨酯装饰层，即将模具装饰层模具腔朝上，按照常规生产方式及常规的原料和配比在第一流水线上生产出聚氨酯装饰层，将聚氨酯黑料和白料通过发泡机，喷、铺放到模具内，关上模具发泡成型，再固化15分钟。

装饰层固化完成后，将模具翻转，将模具保温层模具腔朝上，已制作完成的装饰层朝下；取下特制的涂有脱模剂的金属挡板，本实施例保温层的厚度为40MM，则均匀地加上总量2/3的聚氨酯回收料即回收料的体积为25X25X25MM；按照常规生产方式及常规的原料和配比通过发泡机将调制好的聚氨酯黑料和白料打入模具内，原料遇到回收料会渗入进回收料并充分融合，将回收料包裹在其中，关上模具，其便可在模具内发泡成聚氨酯保温层，其发泡成型时间为20分钟，生产过程中，模温为150-250℃，模内压力为0.5-10MPA，固化时间为15-30分钟。

将制作完成的一体化板从模具内取出，因模具内温度较高，待冷却、完全固化后，后再进过修剪、涂饰处理，即完成一个通过模具内置料方式回收、生产聚氨酯一体化板的完整工艺过程。

应当指出，以上所述具体实施方式可以使本领域的技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。因此，尽管本说明书参照实施例对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或者等同替换；而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明专利的保护范围当中。

Claims (9)

1.模具内置回收料法生产聚氨酯一体化板的生产工艺，其特征在于包括以下步骤：模具由活动的挡板分成上下两腔，分别为低密度装饰层模具腔和高密度保温层模具腔，先向装饰层模具腔中利用发泡机添加装饰层聚氨酯原料发泡成型聚氨酯装饰层；固化后翻转模具，抽出挡板，均匀地加上不多于保温层总量2/3的聚氨酯回收料，再通过发泡机将保温层聚氨酯原料打入密封的模具内，原料渗入进回收料并充分融合，将回收料包裹在其中，在模具内发泡成聚氨酯保温层。

2.根据权利要求1所述生产工艺，其特征在于所述聚氨酯原料包括黑料与白料，所述黑料为异氰酸酯，所述白料包括阻燃剂、稳定剂、发泡剂、催化剂和聚醚多元醇。

3.根据权利要求1所述生产工艺，其特征在于所述回收料的粒径为不大于保温层厚度的2/3。

4.根据权利要求1所述生产工艺，其特征在于所述模具为在模具上下层之间加有一个涂有脱模剂的金属挡板的特制模具。

5.根据权利要求1所述生产工艺，其特征在于所述一体化板从模具内取出后，待6-24小时后对装饰层进过修剪、涂饰处理。

6.根据权利要求1所述生产工艺，其特征在于所述发泡成型时间10-20分钟，模温在120-220℃之间，模内压力在0.5-5MPA，固化时间为10-20分钟。

7.根据权利要求6所述生产工艺，其特征在于所述模温在180℃时，每毫米厚的硬质聚氨酯碎料模压0.5分钟。

8.根据权利要求1所述生产工艺，其特征在于所述回收料为冰箱、冷库的废旧硬质泡沫。

9.根据权利要求1-8任一所述的生产工艺生产的一体化聚氨酯板。