CN107602911A - 一种微波辅助醇解废旧冰箱聚氨酯的方法 - Google Patents

一种微波辅助醇解废旧冰箱聚氨酯的方法 Download PDF

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苑文仪
杨雨涵
王临才
王晓岩
张承龙
王景伟
白建峰
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Abstract

本发明属于电子废弃物资源回收利用技术领域，具体为一种微波辅助醇解废旧冰箱聚氨酯的方法。本发明将经机械破碎筛分后的废旧冰箱聚氨酯颗粒与醇解剂、催化剂置于微波反应器进行醇解反应，所得产物经固液分离后进行减压蒸馏，得到目标醇解产物，实现聚氨酯的资源化回收利用；其中：所述微波反应器的微波功率为200~600W，醇解温度为185℃，醇解时间为1~3h。本发明方法主要涵盖聚氨酯的化学降解方法，实验条件温和，降解效果好。

Description

一种微波辅助醇解废旧冰箱聚氨酯的方法
技术领域
本发明涉及电子废弃物资源回收利用技术领域，具体的说，涉及一种微波辅助醇解废旧冰箱聚氨酯的方法。
背景技术
随着电子电器智能化技术的快速发展，电子产品更新换代速度逐步加快。冰箱已广泛应用于家庭生活，近年来报废量剧增，在其拆解处理过程中产生大量聚氨酯硬质泡沫塑料。聚氨酯硬质泡沫塑料是用聚醚或聚酯与多异氰酸酯为主要原料，再加阻燃剂、稳定剂和发泡剂等，经混合、搅拌产生化学反应而形成发泡体的一种低温隔热材料。由于其具有导热系数小、强度高、质轻、隔音、防震、绝缘、漂浮性强、化学性能稳定等优点，广泛应用于家用电冰箱、冷柜、冷库以及建筑隔墙等行业。据统计，我国冷藏保温行业整体占据87%的聚氨酯硬泡消费量，硬泡在制备过程中产生15%左右的废料。聚氨酯硬泡约占冰箱质量的10%，其体积大、不易降解，目前国内外处理处置方法主要为堆放、填埋和焚烧，极易造成土地浪费和空气污染，故寻找一种方便高效的降解方法尤为迫切。
目前国内外主要提出的处理方法有物理法、化学法、生物法和焚烧法。物理法生产效率高、操作简单、二次污染少，但得到的制品性能较差，只能作为次级用品，使用寿命不长；生物酶具有很强的专一性，生物的生命活动极易受到环境影响，且分解时间长；焚烧法虽能在短期内见到成效，但不符合环保要求。相比较而言，化学法较好，其回收产物甚至可直接运用于新品生产，化学法中的醇解法反应条件温和，反应简便，对于聚氨酯硬泡的资源化利用较为适合，具有较好的推广应用前景，但一般油浴醇解法具有耗时长的缺陷。
发明内容
为了克服现有技术的问题，本发明的目的是提供一种微波辅助醇解废旧冰箱聚氨酯的方法，其采用微波辅助醇解废旧冰箱聚氨酯，破坏其稳定结构，降解生成目标醇解产物，绿色环保、醇解时间短，降解效果好，能解决废旧冰箱聚氨酯大量堆放、环境污染严重等问题，同时实现其深度资源化再利用价值。
本发明采用的技术方案具体如下。
本发明提供一种微波辅助醇解废旧冰箱聚氨酯的方法，将废旧冰箱聚氨酯经机械破碎筛分后得到的聚氨酯颗粒与醇解剂、催化剂置于微波反应器中进行醇解反应，所得产物经固液分离后进行减压蒸馏，得到目标醇解产物，实现聚氨酯资源化回收利用；其中：所述微波反应器的微波功率为200~600W，醇解温度为165~185℃，醇解时间为1~3h。
本发明中，聚氨酯颗粒的粒径在6～12mm之间。
本发明中，微波功率为400~500W；醇解时间为1~2h。
本发明中，微波功率为500W，醇解时间为1h。
本发明中，醇解剂为乙二醇、丙二醇或丁二醇中的一种或多种；催化剂为氢氧化钠或者氢氧化钾中的一种或两种。
本发明中，聚氨酯颗粒和醇解剂的固液质量比为1:4~1:10， 催化剂质量为醇解剂质量的0.01~0.03 wt%。
与现有的废旧冰箱聚氨酯泡沫降解技术相比，本发明所提供的方法具有的优势如下：
该方法中，采用微波辅助醇解反应，可以大大加速反应进程，反应条件温和，操作简便，加快废旧冰箱聚氨酯降解速率，提升反应效率。
附图说明
图1为本发明工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例1
将废旧冰箱聚氨酯进行机械破碎筛分，得到6～12mm的聚氨酯颗粒。干燥后称取10g聚氨酯，按照固液比为1:5，催化剂（氢氧化钠）量为0.02 wt%醇解剂（丙二醇）混合，设置微波功率500W，反应温度185℃，置于微波反应器中反应1h。反应结束后将溶液产物转移至容器进行过滤，通过减压蒸馏得到目标醇解产物。
经反应前后聚氨酯残留量差值分析，测得废旧冰箱聚氨酯降解率为99.1%。
—聚氨酯的降解率（%）；m 1 —聚氨酯投料质量（g）；m 2—反应后聚氨酯残留质量（g）。
实施例2
将废旧冰箱聚氨酯将废旧冰箱聚氨酯进行机械破碎筛分，得到6～12mm的聚氨酯颗粒。干燥后称取10g聚氨酯，按照固液质量比为1:5，催化剂（氢氧化钾）量为0.02 wt%醇解剂（乙二醇）混合，设置微波功率500W，反应温度185℃，置于微波反应器中反应3h。反应结束后将溶液产物转移至容器进行过滤，通过减压蒸馏得到目标醇解产物。
经反应前后聚氨酯残留量差值分析，测得废旧冰箱聚氨酯降解率为99.0%。
实施例3
将废旧冰箱聚氨酯将废旧冰箱聚氨酯进行机械破碎筛分，得到6～12mm的聚氨酯颗粒。干燥后称取10g聚氨酯，按照固液质量比为1:5，催化剂（氢氧化钾）量为0.02 wt%醇解剂（丙二醇）混合，设置微波功率200W，反应温度185℃，置于微波反应器中反应1h。反应结束后将溶液产物转移至容器进行过滤，通过减压蒸馏得到目标醇解产物。
经分析，测得废旧冰箱聚氨酯降解率为98.5%。
实施例4
将废旧冰箱聚氨酯将废旧冰箱聚氨酯进行机械破碎筛分，得到6～12mm的聚氨酯颗粒。干燥后称取10g聚氨酯，按照固液质量比为1:10，催化剂（氢氧化钠）量为0.02 wt%醇解剂（乙二醇）混合，设置微波功率500W，反应温度185℃，置于微波反应器中反应1h。反应结束后将溶液产物转移至容器进行过滤，通过减压蒸馏得到目标醇解产物。
经反应前后聚氨酯残留量差值分析，测得废旧冰箱聚氨酯降解率为98.3%。
实施例5
将废旧冰箱聚氨酯将废旧冰箱聚氨酯进行机械破碎筛分，得到6～12mm的聚氨酯颗粒。干燥后称取10g聚氨酯，按照固液质量比为1:5，催化剂（氢氧化钾）量为0.02 wt%醇解剂（丁二醇）混合，设置微波功率500W，反应温度165℃，置于微波反应器中反应3h。反应结束后将溶液产物转移至容器进行过滤，通过减压蒸馏得到目标醇解产物。
经反应前后聚氨酯残留量差值分析，测得废旧冰箱聚氨酯降解率为99.3%。
实施例6
将废旧冰箱聚氨酯将废旧冰箱聚氨酯进行机械破碎筛分，得到6～12mm的聚氨酯颗粒。干燥后称取10g聚氨酯，按照固液比质量为1:10，催化剂（氢氧化钠）量为0.02 wt%醇解剂（丁二醇）混合，设置微波功率500W，反应温度185℃，置于微波反应器中反应1h。反应结束后将溶液产物转移至容器进行过滤，通过减压蒸馏得到目标醇解产物。
经反应前后聚氨酯残留量差值分析，测得废旧冰箱聚氨酯降解率为90.0%。
实施例7
将废旧冰箱聚氨酯将废旧冰箱聚氨酯进行机械破碎筛分，得到6～12mm的聚氨酯颗粒。干燥后称取10g聚氨酯，按照固液质量比为1:5，催化剂（氢氧化钾）量为0.02 wt%醇解剂（丙二醇）混合，置于加热到185℃的油浴锅中反应1h。反应结束后将溶液产物转移至容器进行过滤，通过减压蒸馏得到目标醇解产物。
经反应前后聚氨酯残留量差值分析，测得废旧冰箱聚氨酯降解率为56.5%。
实施例8
将废旧冰箱聚氨酯将废旧冰箱聚氨酯进行机械破碎筛分，得到6～12mm的聚氨酯颗粒。干燥后称取10g聚氨酯，按照固液质量比为1:5，催化剂（氢氧化钾）量为0.02 wt%醇解剂（丁二醇）混合，置于加热到165℃的油浴锅中反应3h。反应结束后将溶液产物转移至容器进行过滤，通过减压蒸馏得到目标醇解产物。
经反应前后聚氨酯残留量差值分析，测得废旧冰箱聚氨酯降解率为73.0%。

Claims (6)

1.一种微波辅助醇解废旧冰箱聚氨酯的方法，其特征在于：将废旧冰箱聚氨酯经机械破碎筛分后得到的聚氨酯颗粒与醇解剂、催化剂置于微波反应器中进行醇解反应，所得产物经固液分离后进行减压蒸馏，得到目标醇解产物，实现聚氨酯资源化回收利用；其中：所述微波反应器的微波功率为200~600W，醇解温度为165~185℃，醇解时间为1~3h。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，聚氨酯颗粒的粒径在6～12mm之间。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，微波功率为400~500 W；醇解时间为 1~2h。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，微波功率为500W，醇解时间为1h。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，醇解剂为丙二醇或丁二醇中的一种或两种；催化剂为氢氧化钠或者氢氧化钾中的一种或两种。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，聚氨酯颗粒和醇解剂的固液质量比为1:4~1:10，催化剂质量为醇解剂质量的0.01~0.03 wt%。
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