CN1046341A - 从泡沫聚合物中提取和回收发泡剂的方法 - Google Patents
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Abstract
从泡沫聚合物中分离发泡剂的一种方法。本方法包括在液体介质中将泡沫破碎,以得到固相聚合物碎片和液相发泡剂及液体介质。然后从所述液相中分离出聚合物颗粒。
Description
本发明涉及从泡沫聚合物中提取和回收发泡剂。
我们希望从泡沫聚合物中提取和回收发泡剂以确定泡沫中发泡剂的存在量,并回收再使用发泡剂和/或聚合物。从碎泡沫中回收发泡剂是特别重要的,因为发泡剂散逸到大气中会损害环境。此外,回收再使用发泡剂可使制造泡沫的工艺在经济上更有利。
现已开发了许多方法,用以在制造热塑性和热固性泡沫时从中回收发泡剂以减少发泡剂的损失。在这些方法中,让空气流经泡沫生产线和碎泡沫回收装置,以吹扫任何过量的发泡剂。然后将得到的空气/发泡剂混合物进行分离。
美国专利4,531,951(Cellu产品公司)公开了一种在生产期间从泡沫中回收发泡剂的发泡剂回收装置。这个装置包括一个围住泡沫挤塑机出口处的闭合区。风扇或抽风机从闭合区吸出含有发泡剂的空气流并将其送到一个活性炭吸附装置中。富集发泡剂的气流从活性炭吸附装置被送到一个冷凝器中。在冷凝器中,水从气流中被冷凝出。然后将富集发泡剂的气流送入压缩机。此气流被压缩,发泡剂因此被液化。然后将发泡剂送入加压容器中,发泡剂滞留在此容器的底部并通过在容器底部的一个阀门排出。
美国专利4,531,950(Cellu产品公司)公开了一个与上述专利所公开的装置相似的也包含一个碎泡沫回收装置的发泡剂回收装置。此装置将泡沫碾成小颗粒,并用气流将此颗粒与空气氟碳混合物一起吹送至一个旋风分离器中。然后将得到的部分空气-氟碳混合物循环用于气流输送,而另一部分混合物则送入用来将空气与发泡剂分离的主发泡剂回收装置。
我们希望有一种从泡沫中提取发泡剂的方法,它能比传统的方法更多和/或更有效地回收发泡剂。
因此,本发明提供一种用于从泡沫聚合物中分离出发泡剂的方法。本方法包括在液体介质中将泡沫打碎,以得到一种由聚合物碎片构成的固相和含有发泡剂和液体介质的液相。然后将固相与液相分离。再用选自蒸馏或倾析的任一种方法把发泡剂和液相中的液体介质有选择地分开。
本发明比传统方法的步骤少,所以更为有效。此外,因为发泡剂被封闭在液体介质中,本发明比传统方法能提供数量更多的回收的发泡剂。
液体介质可以是与发泡剂完全不混溶的、部分混溶的或完全混溶的。
若液体介质与发泡剂是完全不混溶的,最好液体介质的密度比发泡剂小。这样,液体介质将浮在发泡剂上面,并对发泡剂施以静液压,这将有助于使发泡剂保持液态而不利于形成气态。此后可用倾析的方法将液体介质与发泡剂分离。
若液体介质与发泡剂是部分或完全混溶的,液体介质的比重最好(但一般并不是必须)比发泡剂大。若液体介质和发泡剂不是同一种液体,而且是部分或完全混溶的,可用蒸馏的办法将其分开。液体介质也可能和发泡剂是相同的液体,这时就用不着分离,可将发泡剂和液体介质一起用于制造泡沫的方法中。
若液体需用蒸馏的方法分离,那么两种液体必须有相当大的沸点差。沸点差至少要正负至少5℃,最好至少正负10℃。
液体介质最好与泡沫和发泡剂都不发生反应。但是,液体介质可以部分地溶解泡沫而形成泡沫在液相中的胶体悬浮液,这仍会有良好的结果。用离心和/或倾析和/或过滤的方法可以分离部分溶解的泡沫所形成的胶体悬浮液。
所述介质最好选自:卤代烃如1,1,2-三氟-1,2,2-三氯乙烷(CFC-113),-氟三氯甲烷(CFC-11),1,1,1-三氟-2,2-二氯乙烷(HCFC-123)和二氯甲烷;烃类如环己烷、己烷和甲苯;醇类如异丙醇和乙醇;二元和多元醇类如乙二醇和聚乙二醇;酮类如丙酮;酯类如醋酸乙酯,DBE(二元酸酯:琥珀酸甲酯、戊二酸甲酯和己二酸甲酯的混合物)和邻苯二酸二辛酯;醚类如乙二醇单甲基醚;酰胺类如二甲基甲酰胺;酸类如丙酸;醛类如异丁醛以及水。上述各种物质的各种混合物也可用于某些用途。
CPC11,HCFC123,HCFC141b,二氯甲烷、DBE,邻苯二甲酸二辛酯和水可以提取HCFC123、1-氟-1,1-二氯乙烷(HCFC141b)和CFC11。CFC113,CFC11,HCFC123,HCFC141b,DBE,邻苯二甲酸二辛酯和水可以提取CFC113。环己烷、己烷、CFC11,CFC113,HCFC123,HCFC141b,邻苯二甲酸二辛酯和水可以提取如丁烷、戊烷和己烷之类的烃类。CFC113,HCFC123,HCFC141b,一氯甲烷,DBE和邻苯二甲酸二辛酯可以提取CFC114(1,1,2,2-四氟-1,2-二氯乙烷)。
应该避免溶剂和发泡剂之间形成共沸物,除非这种共沸物可以被破坏,或者可以以共沸物的形式用在本方法中。比如,CFC113和二氯甲烷形成的共沸物不适于用在制造闭孔酚醛泡沫中,所以这种溶剂不应用来提取CFC113/CFC11混合发泡剂。
也可以用本发明的方法从泡沫中提取发泡剂的混合物。为做到这一点,既可以将混合物提取在与混合发泡剂中之任一种组分相同的介质中(如果其它发泡剂可以提取在这一介质中的话);也可以将混合物提取到几种发泡剂都可被提取的介质中。例如,可用CFC-11抽提CFC-113和CFC-11的混合物,用CFC-11抽提CFC-113和烃类的混合物。
在本方法的优选实施方案中,将泡沫浸到介质中,可用切割、碾碎或粉碎泡沫的方法使泡沫的孔打开。可用高速旋转桨叶或捏合辊来做到这一点。然后经离心,过滤和/或倾析的方法把固体和液体混合物分离。使空气或惰性气体流经固相,再在活性炭床中进行炭吸附而从气体中分离发泡剂就能够回收在分离后仍残存在固相中的任何发泡剂。用蒸汽或热氮气或其它已知的方法从床上解吸,就可以重新得到发泡剂。回收残留在固体中的发泡剂的另一个方法是将空气或其它惰性气体流经固体,再用膜选择技术从空气中分离发泡剂。在这两种情况下,回收的发泡剂都可返回发泡工艺中。在1985年11月19日公布的美国专利4,553,983中公开了一种膜选择技术。
如果希望确定泡沫中发泡剂的数量,可用气相色谱法、液液色谱法或任何其它合适的分析技术在分离固体之后对液相进行分析。
若液体介质和发泡剂是不混溶的,用倾析就可以把液体混合物中的液体介质和发泡剂分离,若液体介质和发泡剂是混溶的,就要用蒸馏方法以重新得到发泡剂。
用以下实例,只是用叙述的方法来进一步说明本发明。
实例1
用Waring捏合机在CFC-113中将CFC-11含10±2(重量)%的商品闭孔刚性聚氨酯泡沫粉碎。用过滤的方法分离粉碎的泡沫和液体。用气相色谱法分析四个液体试样。这些分析的平均数表明,大约有2.5%(重量)的CFC-11被提取出。
实例2
用Waring捏合机在CFC-11中将CFC-113含量为10±2(重量)%的商品闭孔刚性酚醛泡沫粉碎。用过滤的方法分离粉碎的泡沫和液体。用气相色谱法分析两个液体试样。这些分析的平均数表明,大约有2.2%(重量)的CFC-113被提取出。
实例3
用Waring捏合机在CFC-11中将CFC-113和CFC-11混合物含量为10±2(重量)的商品闭孔刚性酚醛泡沫的第一块试样进行粉碎。用过滤的方法分离粉碎的泡沫和液体。用气相色谱法分析两个液体试样。这些分析的平均值表明,有约6.4%(重量)的CFC-113被CFC-11提取出。
用Waring捏合机在CFC-113中将CFC-113和CFC-11混合物含量为10±2(重量)的商品闭孔刚性酚醛泡沫的第二块试样进行粉碎。用过滤的方法分离粉碎的泡沫和液体。用气相色谱法分析两个液体试样。这些分析的平均值表明,有约2.7%(重量)的CFC-11被CFC-113提取出。
实例4
在200毫升CFC-113存在下,在气密Waring捏合机中将3.8克商品聚氨酯试样粉碎30秒。固体落在CFC的顶部,然后用气相色谱分析液层中发泡剂CFC-11的浓度。发现有8.36%(重量)的CFC-11被提取出。
Claims (32)
1、一种从泡沫聚合物中分离发泡剂的方法,所述方法包括:在液体介质中破产所述泡沫以得到一种固相聚合物碎片和液相的发泡剂及液体介质;使所述固相与所述液相分离;然后可任意地用从蒸馏和倾析当中选择的方法把所述液相中的所述发泡剂和所述液体介质分离。
2、权利要求1的方法,其中所述液体介质有比所述发泡剂更低的密度。
3、权利要求2的方法,其中所述液体介质与所述发泡剂不混溶。
4、权利要求3的方法,其中所述方法进一步包括用倾析的方法分离所述液相中的所述发泡剂和所述液体介质这一步骤。
5、权利要求1的方法,其中所述液体介质和所述发泡剂至少是部分混溶的。
6、权利要求5的方法,该方法进一步包括用蒸馏的方法分离所述液相中的所述发泡剂和所述液体介质这一步骤。
7、权利要求1的方法,该方法进一步包括分析所述液相以确定在所述混合物中发泡剂的含量这一步骤。
8、权利要求7的方法,其中可用气相色谱或液液色谱对所述液相进行分析。
9、权利要求1的方法,该方法进一步包括使空气或惰性气体通过固相以回收在过滤后仍然残留在固相内的任何发泡剂这一步骤。
10、权利要求9的方法,该方法进一步包括将空气或惰性气体通过碳床,用蒸汽或热氮气解吸碳床而重新得到在所述碳床中回收的发泡剂。
11、权利要求6的方法,其中所述液体介质和所述发泡剂的沸点差至少为±5℃。
12、权利要求11的方法,其中所述液体介质和所述发泡剂的沸点差至少为±10℃。
13、权利要求5的方法,其中液体介质有与发泡剂相同的组成。
14、权利要求1的方法,其中液体提质选自烃类、卤代烃类、醇类、二元醇类、多元醇类、酮类、酯类、醚类、酰胺类、酸类、醛类、水及其混合物。
15、权利要求14的方法,其中所述卤代烃选自CFC-113,CFC-11,HCFC-123和二氯甲烷。
16、权利要求14的方法,其中所述烃类选自环己烷、己烷和甲苯。
17、权利要求14的方法,其中所述醇类选自异丙醇和乙醇。
18、权利要求14的方法,其中所述二元醇类选自乙二醇和聚乙二醇。
19、权利要求14的方法,其中所述酮类包括丙酮。
20、权利要求14的方法,其中所述酯类选自醋酸乙酯、DBE(二价酸酯,琥珀酸甲酯、戊二酸甲酯和己二酸甲酯的混合物)以及邻苯二甲酸二辛酯。
21、权利要求14的方法,其中所述醚类包括乙二醇单甲基醚。
22、权利要求14的方法,其中所述酰胺类包括二甲基甲酰胺。
23、权利要求14的方法,其中所述酸类包括丙酸。
24、权利要求14的方法,其中所述醛类包括异丁醛。
25、权利要求1的方法,其中所述液体介质选自CFC-113和CFC-11,而所述发泡剂选自CFC-11,CFC-113及其混合物。
26、权利要求1的方法,其中所述发泡剂选自包括HCFC-123,HCFC141b,CFC11及其混合物组成的一组化合物,而其中所述液体介质选自CFC11,HCFC123,HCFC141b,二氯甲烷,DBE,邻苯二甲酸二辛酯和水。
27、权利要求1的方法,其中所述发泡剂包括CFC113,而其中所述液体介质选自CFC113,CFC11,HCFC123,HCFC141b,DBE,邻苯二甲酸二辛酯和水。
28、权利要求1的方法,其中所述发泡剂选自包括丁烷、戊烷和己烷及其混合物构成的一组化合物,而所述液体介质选自CFC-11,CFC113,HCFC123,HCFC141b,邻苯二甲酸二辛酯和DBE。
29、权利要求1的方法,其中所述发泡剂包括CFC114,而所述液体介质选自CFC113,HCFC123,HCFC141b,二氯甲烷,DBE和邻苯二甲酸二辛酯。
30、权利要求1的方法,其中可用切割、碾压或粉碎泡沫使泡沫破碎。
31、权利要求1的方法,其中用选自过滤、离心、倾析或其结合方法来实现从混合物中分离泡沫的步骤。
32、权利要求9的方法,该方法进一步包括用膜从空气或气体中分离发泡剂这一步骤。
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