CN103626796A - 一种硅橡胶的回收方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种碱催化溶剂裂解硅橡胶的回收方法。即在耐高温惰性溶剂介质中，利用碱性化合物对硅橡胶催化裂解。裂解产物经分离提纯得到各有机硅氧烷环体单体和二氧化硅。该方法无新的废弃物产生，符合循环经济的要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种碱催化溶剂裂解硅橡胶的回收方法，属于化工材料资源化利用领域。
背景技术
硅橡胶以其优良的性能广泛应用于航空航天、电子电气等行业，仅电子行业对导电硅胶按键的需求量即以每年35％以上的幅度增长。在硅橡胶制品的生产过程中会产生大量的边角废料，在使用过程中也会产生很多废弃的硅橡胶制品，这些废弃物的堆积既污染环境，又浪费资源。
硅橡胶边角废料及废旧制品的回收方法主要有物理和化学两种方法。物理方法主要是将废旧硅橡胶粉碎后用作填料，该方法简单，易操作，但是硅橡胶中含有的有机硅氧烷环体及填料二氧化硅本身价格较高，不加以回收直接用作填料，未能充分利用其价值，浪费资源。化学方法主要是通过裂解回收合成硅橡胶的原料有机硅氧烷环体及二氧化硅。目前的裂解方法主要有热裂解、超声波裂解、催化裂解等。热裂解产物纯度较高，但所需温度高，能耗大，收率低，从经济角度讲不可取。酸催化裂解产物纯，收率高，但酸对设备的腐蚀严重，需定期更换，成本高，同时酸也会造成环境污染。碱催化裂解收率低。本发明在综合上述裂解方法的基础上，在碱催化作用下，利用溶剂裂解废旧硅橡胶，裂解温度降至400℃以下，收率较高，可以克服已有的各裂解方法的缺点，是一种高效、经济的新方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种碱催化溶剂裂解硅橡胶的方法。所述回收方法包括：
硅橡胶经清洗、风干、粉碎后装入反应炉中，加入催化剂和耐高温惰性溶剂，升温至160℃～450℃进行裂解，反应2～12小时。得到的裂解产物为有机硅氧烷混合环体(DMC)的粗制品和灰渣。裂解产物经冷却装置冷却，收集经过冷却的液体，利用分离提纯技术将其分离为各有机硅氧烷环体单体。裂解产生的灰渣从反应炉底部的出灰口排出，其主要成分是二氧化硅，经化学处理后，可以继续作橡胶工业的填料使用，实现资源的循环利用。
所用原料包括硫化或未硫化，含填料或不含填料的各种废旧硅橡胶制品及边角废料。
所述的催化剂为碱性催化剂，包括碱金属氢氧化物，也可以是氢氧化钾、氢氧化钠的甲醇或乙醇溶液。催化剂的用量是硅橡胶重量的5％～40％。催化剂为氢氧化钾或氢氧化钠的醇溶液时，溶液浓度为10％～30％(质量分数)。
所述惰性溶剂用量是硅橡胶重量的30％～70％。
本发明采用碱催化溶剂裂解法，溶剂介质的存在，提高了传热速率，而且使原料受热均匀，既降低传热造成的能耗，又可以加快裂解速度。同时加入碱性催化剂，又进一步提高了裂解速率和收率，降低裂解温度，较少能耗。本发明所得裂解产物有机硅氧烷环体可以重新合成硅橡胶及其他有机硅制品，灰渣提纯后可以用做橡胶行业的填料，因此无新的废弃物产生，符合循环经济的要求。因此本发明提供的的碱催化溶剂裂解法是一种高效、节能、环保的新方法。
具体实施方式
如下的实施例将更详细地描述本发明，但是本发明并不应仅仅限制在这些具体的实施例中。
实施例1
将100克经过清洗、风干、粉碎后的硅橡胶装入反应炉中，加入8克氢氧化钾和40克耐高温惰性溶剂，升温至160℃进行裂解，反应12小时。停止反应，称量。有机硅氧烷混合环体(DMC)的机品重9.8克，灰渣重11.5克。
实施例2
将100克经过清洗、风干、粉碎后的硅橡胶装入反应炉中，加入15克氢氧化钾和50克耐高温惰性溶剂，升温至200℃进行裂解，反应8小时。停止反应，称量。有机硅氧烷混合环体(DMC)的机品重23.76克，灰渣重30.24克。
实施例3
将100克经过清洗、风干、粉碎后的硅橡胶装入反应炉中，加入66克质量分数为30％的氢氧化钾的甲醇溶液和55克耐高温惰性溶剂，升温至250℃进行裂解，反应6小时。停止反应，称量。有机硅氧烷混合环体(DMC)的粗品重31.68克，灰渣重40.32克。
实施例4
将100克经过清洗、风干、粉碎后的硅橡胶装入反应炉中，加入20克氢氧化钾和60克耐高温惰性溶剂，升温至300℃进行裂解，反应4小时。停止反应，称量。有机硅氧烷混合环体(DMC)的粗品重38.45克，灰渣重49.05克。
实施例5
将100克经过清洗、风干、粉碎后的硅橡胶装入反应炉中，加入25克氢氧化钾和60克耐高温惰性溶剂，升温至325℃进行裂解，反应3小时。停止反应，称量。有机硅氧烷混合环体(DMC)的粗品重41.67克，灰渣重53.03克。
实施例6
将100克经过清洗、风干、粉碎后的硅橡胶装入反应炉中，加入25克氢氧化钾和65克耐高温惰性溶剂，升温至360℃进行裂解，反应2.5小时。停止反应，称量。有机硅氧烷混合环体(DMC)的粗品重42.59克，灰渣重54.21克。
Claims (6)
1.一种碱催化溶剂裂解硅橡胶的回收方法。其特征在于，该回收方法包括：
硅橡胶经清洗、风干、粉碎后装入反应炉中，加入催化剂和耐高温惰性溶剂，升温至160℃～450℃进行裂解，反应2～12小时。得到的裂解产物为有机硅氧烷混合环体(DMC)的粗制品和灰渣。
2.根据权利要求1所述的一种碱催化溶剂裂解硅橡胶的回收方法，其特征在于所述的催化剂为碱性催化剂，催化剂的用量是硅橡胶重量的5％～40％。
3.根据权利要求1所述的一种碱催化溶剂裂解硅橡胶的回收方法，其特征在于所述的碱性催化剂是碱金属氢氧化物，是氢氧化钾、氢氧化钠的甲醇或乙醇溶液。
4.根据权利要求1所述的一种碱催化溶剂裂解硅橡胶的回收方法，其特征在于所用催化剂为氢氧化钾或氢氧化钠的醇溶液时，溶液浓度为10％～30％(质量分数)。
5.根据权利要求1所述的一种碱催化溶剂裂解硅橡胶的回收方法，其特征在于加入的耐高温惰性溶剂的用量是硅橡胶重量的30％～70％。
6.根据权利要求1所述的一种碱催化溶剂裂解硅橡胶的回收方法，其特征在于裂解产物经分离提纯后，所得有机硅氧烷环体可以重新合成硅橡胶及其他有机硅制品，灰渣提纯后可以用做橡胶行业的填料。
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