CN115260580B - 一种废弃聚氨酯泡沫降解与回收方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种废弃聚氨酯泡沫降解与回收方法及装置，所述工艺流程具体包括以下步骤:粉碎大块聚氨酯废弃物；将多元醇、降解剂I和催化剂I混合预热；预热结束后将混合降解液以及碎泡沫加入初步反应罐I进行初次降解得到初级降解液；将初级降解液、降解剂II和催化剂II加入二次反应罐II进行二次降解，反应1～3h后即可得到回收多元醇，可直接用于发泡。本发明优化后的降解工艺流程及设备解决了降解泡沫时传质传热的问题并且调控了聚氨酯泡沫关键化学键高效解离的降解工序，反应条件温和，反应时间短，减少了能源损耗，无需进行后处理，以及设计了一种高效的以铜为基体与两种金属氧化物复配的催化剂降低了生产成本的同时提高了降解效率。
Description
技术领域
本发明涉及废弃聚氨酯泡沫降解与回收领域，具体涉及一种废弃聚氨酯泡沫降解与回收方法及装置。
背景技术
聚氨酯泡沫是一种具有三维交联网络结构的热固性高分子材料，热力学、力学性能优异，常用于沙发家具、枕头、坐垫、玩具、服装和隔音内衬等。随着聚氨酯消费规模逐年递增，随之带来的便是废弃聚氨酯材料的处理问题。但由于热固性聚氨酯材料稳定的化学结构和良好的热力学性能，其废弃物通常难以降解与回收。因此，如何处理聚氨酯废弃物成为世界级难题。
废弃聚氨酯泡沫通常可通过化学降解的方法回收可再聚合的多元醇，以达到循环回用的目的。由于降解反应为典型的异相反应，泡沫密度小、存在闭孔结构的特点将影响反应过程中的传质与传热，最终导致降解程度低、速率慢、回收产物成分复杂等问题，因此即使在实验室实现化学回收的方法也很难将其应用至工业化程度。目前全球唯一实现降解方法工业化的仅有德国的H&S ANLAGENTECHNIK GMBH公司。他们报道了一种单反应罐的工艺设备及流程，但其工艺设备及流程仍然无法有效地解决泡沫在降解时传质与传热的问题，需要极长的反应时间。
因此，要解决泡沫降解时传质与传热的问题需要进行诸多工序。而降解反应工序对聚氨酯泡沫关键化学键的高效解离起到极为重要的作用。在工艺上如何调控并解决这些问题，设计出一种新颖、环保、科学、实用的降解工艺流程、设备以及设计高效的催化剂是目前亟待解决的难题。
发明内容
本发明的目的则是克服了现有技术的不足，采用了二次降解的技术，尽可能地降低降解聚氨酯泡沫时传质传热所带来的影响，缩短了反应时间，提供了一种废弃聚氨酯泡沫降解与回收方法及装置。
一种废弃聚氨酯泡沫降解与回收装置，包括依次连接的活化反应罐、初步反应罐以及二次反应罐；
所述的活化反应罐的顶部设置有多元醇加入管口、降解剂加入管口以及催化剂加入管口，所述的活化反应罐的底部设置有活化反应罐出料管口；
所述的初步反应罐顶部设有初步反应罐进料管口、多元醇补加管口以及聚氨酯泡沫加入管口，所述的初步反应罐进料管口与所述活化反应罐出料管口连接，所述的初步反应罐的底部设置有初步反应罐出料管口；
所述的二次反应罐顶部设有二次反应罐进料管口、加料管口以及抽负压管口，所述的二次反应罐进料管口与所述初步反应罐出料管口连接，所述的二次反应罐底部设置有二次反应罐出料管口。
所述的抽负压管口与所述抽真空装置连接。
所述的活化反应罐、初步反应罐以及二次反应罐内均设置搅拌桨，所述初步反应罐内的搅拌桨采用类似螺带式的搅拌桨。
一种废弃聚氨酯泡沫降解与回收方法，包括以下步骤:
(1)粉碎:将回收的大块聚氨酯废弃物粉碎，得到粉碎的聚氨酯软泡废弃物，储藏在泡沫料仓；
(2)预热:将多元醇、降解剂I和催化剂I加入到活化反应罐内部，设定活化反应罐内反应温度和搅拌速率，开启搅拌器后在活化反应罐内进行预热得到混合降解液；
(3)初次降解:设定初步反应罐内的反应温度和搅拌速度，开启搅拌器，将活化反应罐中预热结束的混合降解液定量进入到初步反应罐。采用间歇投料的方法，将粉碎的聚氨酯软泡废弃物定量加入到初步反应罐内，再定量加入多元醇至初步反应罐进行初步反应直至无聚氨酯泡沫存在，得到初级降解液；
(4)二次降解:设定二次反应罐内的反应温度和搅拌速度，开启搅拌器，将初步反应罐中反应得到的初级降解液定量加入到二次反应罐，定量投入降解剂II和催化剂II，并且开启二次反应罐的抽负压装置进行二次反应，反应后得到均相的回收多元醇。
步骤(1)中:所述聚氨酯的软泡废弃物粉碎后碎块的直径为0.7～3.0cm。能够增大反应接触面积，提高降解效率。
步骤(2)中:所述活化反应罐内预热温度为80～120℃，预热时间为20～40min。所述活化反应罐内搅拌器的搅拌速率设置为10-30r/min。
所述活化反应罐内多元醇、降解剂I和催化剂I的质量比为100:10:1～100:30:5。
所述活化罐内多元醇为商用的聚醚多元醇，具体可选用CARADOL SC56-23。
所述活化罐内降解剂I为三苯基膦、三乙胺、2,2'-二羟基二乙胺、氢氧化钠、碳酸钠、柠檬酸盐、乙酸盐、磷酸盐中的一种或两种以上的混合物。
所述活化罐内催化剂I为纳米铜、纳米氧化锌、纳米氧化铯、纳米锌、乙醇钠、甲醇钠、醋酸锌、醋酸铝、精氨酸中的一种或两种以上的混合物。
步骤(3)中:所述初步反应罐I内的反应温度为130～170℃。
所述初步反应罐I内搅拌器的搅拌速率设置为20-100r/min。
所述初步反应罐I内废弃聚氨酯碎泡和混合降解液的质量比为1:1～1:1.5。
所述初步反应罐I内加入多元醇和废弃聚氨酯碎泡的质量比为0.1:1～1:1。
所述初步反应罐I内多元醇为商用的聚醚多元醇CARADOL SC56-23。
所述初步反应罐I内初级降解液静置冷却至25℃后粘度在2500～15000mPa·s，羟值在30～200mgKOH/g之间。
所述初步反应罐I内的搅拌桨采用类似螺带式的搅拌桨。在降解过程中能使顶部的聚氨酯泡沫下压，使底部的初级降解液上翻，极大地增大了泡沫与初级降解液的接触面积。充分提高了泡沫降解时传质传热的能力。
所述初步反应罐I采用S316L材料，金属经氧化性介质钝化处理，能完全承受初次降解阶段中所述的反应条件。
步骤(4)中:所述二次反应罐II内的反应温度为140～180℃。
所述二次反应罐II内搅拌器的搅拌速率设置为50-200r/min。
所述二次反应罐II内的反应时间为1～3h。
所述二次反应罐II内降解剂II和催化剂II按投入的废弃聚氨酯碎泡质量10:1:100～40:5:100投入。
所述二次反应罐II内抽负压0.01-0.07MPa。
所述二次反应罐II内降解剂II为乙酸、柠檬酸、苹果酸、酒石酸、草酸、苯甲酸、水杨酸、乙二酸、戊二酸、己二酸、盐酸中的一种或两种以上的混合物。
所述二次反应罐II内催化剂II为以铜为基体与两种金属氧化物复配的催化剂，金属氧化物优选氧化锌、氧化镁、氧化铝。其机理为:首先Cu作为吸附氢离子的活性位点对酯基(C＝O)、醚键(C-O)进行进攻；其次Cu/ZnO作为Lewis酸性位点，以p-π共轭效应对酯基(C＝O)、醚键(C-O)中的氧原子进行吸附并极化；于此同时，氧化镁形成Mg2+-O2-对作为中强碱基位点，易于酯基(C＝O)、醚键(C-O)的碳原子上的π*受体轨道相互作用，从而促进了酯基(C＝O)、醚键(C-O)的活化吸附。因此，以铜为基体与两种金属氧化物复配的催化剂形成了一种Cu-酸-碱位点之间的三元协同催化，促进了降解剂的活化吸附和对酯键的降解反应。
所述二次反应罐II内回收多元醇静置冷却至25℃后粘度在700～8000mPa·s，羟值在30～100mgKOH/g之间，数均分子量主要集中分布在3000～6000左右。
所述二次反应罐II采用S316L材料，金属经氧化性介质钝化处理，能完全承受二次降解阶段中所述的反应条件。
采用该工艺流程的原理:废弃聚氨酯泡沫在降解时会经历由固液共存阶段到粘稠液体阶段最后到液体的阶段，其中固液共存阶段会严重影响反应时的传质传热，会引起反应时间长，反应程度低的问题。众所周知聚氨酯泡沫密度小并且传热较差，因此降解过程中当初步反应罐I内加入聚氨酯泡沫后，初步反应罐I内温度会远低于所设置的温度。而将降解剂I、催化剂I和多元醇进行预热后再加入初步反应罐I，可使初步反应罐I内的液体部分温度达到所需要的温度，在和废弃聚氨酯泡沫接触时加速反应进行，能有效缩短固液共存的降解阶段，从而有效解决降解过程中传质传热的问题。该设计的有益效果为可以通过调控反应罐I中搅拌速率、进料速率以达到降解过程的动力学调控，实现泡沫的由大块状降解成微细粉状或膏状物(常温下)。同时利用二次降解反应(反应罐II)将初次反应所获得的高分子量降解产物彻底降解成所需的回收多元醇，实现废弃泡沫的回收与再利用。
与现有技术相比，本发明具有如下优点:
本发明优化后的降解工艺流程及设备解决了降解泡沫时传质传热的问题并且调控了聚氨酯泡沫关键化学键高效解离的降解工序，反应条件温和，反应时间短，减少了能源损耗，无需进行后处理，降低了生产成本的同时提高了降解效率。并且本发明所述的降解剂以及多元醇在反应后均属于原料的有效成分，不会造成污染，实现了反应物的百分百利用，符合绿色环保无污染的理念，体现了经济性和实用性。该聚氨酯废弃物的降解工艺流程及设备满足了聚氨酯泡沫化学回收的工艺设计要求。
附图说明
图1是本发明废弃聚氨酯泡沫降解与回收的工艺流程图及设备。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图1所示，一种废弃聚氨酯泡沫降解与回收装置，包括依次连接的活化反应罐、初步反应罐I以及二次反应罐II；活化反应罐的顶部设置有多元醇加入管口1、降解剂加入管口2以及催化剂加入管口3，活化反应罐的底部设置有活化反应罐出料管口4；初步反应罐I顶部设有初步反应罐进料管口5、多元醇补加管口6以及聚氨酯泡沫加入管口7，初步反应罐进料管口5与活化反应罐出料管口4连接，初步反应罐的底部设置有初步反应罐出料管口8；
二次反应罐顶部设有二次反应罐进料管口9、加料管口10以及抽负压管口11，二次反应罐进料管口9与初步反应罐出料管口8连接，二次反应罐底部设置有二次反应罐出料管口12。抽负压管口11与抽真空装置连接。工艺流程:多元醇、降解剂I和催化剂I分别经管口1、管口2和管口3进入活化反应罐，预热完成后的混合降解液经管口4流出，通过螺杆输送至管口5进入初步反应罐I。同时间歇式的从管口6加入多元醇以及从管口7加入粉碎后的聚氨酯泡沫至初步反应罐I，将初次降解完成后的初级降解液经管口8流出，通过螺杆输送至管口9进入二次反应罐II。同时降解剂II和催化剂II经管口10进入二次反应罐II，二次降解过程中通过管口11进行抽负压处理，反应得到均相的回收多元醇通过管口12收集。
实施例1
先将回收的大块聚氨酯泡沫废弃物粉碎至直径为0.7～3.0cm的碎泡沫，储藏在泡沫料仓。在活化反应罐I中加入商用的聚醚多元醇(CARADOL SC56-23)、降解剂I(三乙胺)和催化剂I(纳米铜和甲醇钠，质量比为1:10)按质量比100:10:3复配成混合降解液，将反应温度设为80℃，搅拌设为10r/min，30min后将混合降解液加入到初步反应罐I；初步反应罐I温度设为130℃，搅拌设为70r/min，接着采用间歇加料的方法将泡沫料仓的碎泡沫加入到初步反应罐I，泡沫与混合降解液按质量比1:1投入，接着向初步反应罐I中加入商用的聚醚多元醇，与泡沫按质量比0.5:1投入，反应至聚氨酯泡沫消失得到初级降解液；将初级降解液加入到二次反应罐II，二次反应罐II温度设为140℃，搅拌设为130r/min。同时加入降解剂II(苹果酸和己二酸，质量比为1:1)和催化剂II(Cu/ZnO/MgO)，降解剂II和催化剂II按泡沫质量比30:1:100投入后迅速抽真空至负压0.01MPa，反应2h后得到均相的回收多元醇。回收多元醇的物性见表1(例1)。
实施例2
先将回收的大块聚氨酯泡沫废弃物粉碎至直径为0.7～3.0cm的碎泡沫，储藏在泡沫料仓。在活化反应罐I中加入商用的聚醚多元醇(CARADOL SC56-23)、降解剂I(三乙胺)和催化剂I(纳米铜和甲醇钠，质量比为1:10)按质量比100:10:3复配成混合降解液，将反应温度设为80℃，搅拌设为10r/min，30min后将混合降解液加入到初步反应罐I；初步反应罐I温度设为130℃，搅拌设为70r/min，接着采用间歇加料的方法将泡沫料仓的碎泡沫加入到初步反应罐I，泡沫与混合降解液按质量比1:1投入，接着向初步反应罐I中加入商用的聚醚多元醇，与泡沫按质量比0.5:1投入，反应至聚氨酯泡沫消失得到初级降解液；将初级降解液加入到二次反应罐II，二次反应罐II温度设为140℃，搅拌设为130r/min。同时加入降解剂II(苹果酸和己二酸，质量比为1:1)其中不加入催化剂II，降解剂II按泡沫质量比30:100投入后迅速抽真空至负压0.01MPa，反应2h后得到均相的回收多元醇。回收多元醇的物性见表1(例2)。
实施例3
先将回收的大块聚氨酯泡沫废弃物粉碎至直径为0.7～3.0cm，储藏在泡沫料仓。在活化反应罐I中加入商用的聚醚多元醇(CARADOL SC56-23)、降解剂I(2,2'-二羟基二乙胺和柠檬酸盐，质量比为3:1)和催化剂I(乙醇钠)按质量比100:20:3复配成混合降解液，将反应温度设为100℃，搅拌设为30r/min，20min后将混合降解液加入到初步反应罐I；初步反应罐I温度设为140℃，搅拌设为70r/min，接着采用间歇加料的方法将泡沫料仓的碎泡沫加入到初步反应罐I，泡沫与混合降解液按质量比1:1.3投入，接着向初步反应罐I中加入商用的聚醚多元醇，与泡沫按质量比0.6:1投入，反应至聚氨酯泡沫消失得到初级降解液；将初级降解液加入到二次反应罐II，二次反应罐II温度设为150℃，搅拌设为130r/min。同时加入降解剂II(酒石酸和己二酸，质量比为1:1)和催化剂II(Cu/ZnO/MgO)，降解剂II和催化剂II按泡沫质量比20:1:100投入后迅速抽真空至负压0.03MPa，反应2h后得到均相的回收多元醇。回收多元醇的物性见表1(例3)。
实施例4
先将回收的大块聚氨酯泡沫废弃物粉碎至直径为0.7～3.0cm，储藏在泡沫料仓。在活化反应罐I中加入商用的聚醚多元醇(CARADOL SC56-23)、降解剂I(2,2'-二羟基二乙胺和柠檬酸盐，质量比为3:1)和催化剂I(乙醇钠)按质量比100:20:3复配成混合降解液，将反应温度设为100℃，搅拌设为30r/min，20min后将混合降解液加入到初步反应罐I；初步反应罐I温度设为140℃，搅拌设为70r/min，接着采用间歇加料的方法将泡沫料仓的碎泡沫加入到初步反应罐I，泡沫与混合降解液按质量比1:1.3投入，接着向初步反应罐I中加入商用的聚醚多元醇，与泡沫按质量比0.6:1投入，反应至聚氨酯泡沫消失得到初级降解液；将初级降解液加入到二次反应罐II，二次反应罐II温度设为150℃，搅拌设为130r/min。同时加入降解剂II(酒石酸和己二酸，质量比为1:1)其中不加入催化剂II，降解剂II按泡沫质量比20:100投入后迅速抽真空至负压0.03MPa，反应2h后得到均相的回收多元醇。回收多元醇的物性见表1(例4)。
实施例5
先将回收的大块聚氨酯泡沫废弃物粉碎至直径为0.7～3.0cm，储藏在泡沫料仓。在活化反应罐I中加入商用的聚醚多元醇(CARADOL SC56-23)、降解剂I(碳酸钠和乙酸盐，质量比为1:5)和催化剂I(甲醇钠和纳米锌，质量比为7:1)按质量比100:10:1复配成混合降解液，将反应温度设为100℃，搅拌设为20r/min，40min后将混合降解液加入到初步反应罐I；初步反应罐I温度设为110℃，搅拌设为80r/min，接着采用间歇加料的方法将泡沫料仓的碎泡沫加入到初步反应罐I，泡沫与混合降解液按质量比1:1投入，接着向初步反应罐I中加入商用的聚醚多元醇，与泡沫按质量比0.2:1投入，反应至聚氨酯泡沫消失得到初级降解液；将初级降解液加入到二次反应罐II，二次反应罐II温度设为150℃，搅拌设为90r/min。同时加入降解剂II(苯甲酸)和催化剂II(Cu/Al2O3/MgO)，降解剂II和催化剂II按泡沫质量比40:3:100投入后迅速抽真空至负压0.07MPa，反应1h后得到均相的回收多元醇。回收多元醇的物性见表1(例5)。
实施例6
先将回收的大块聚氨酯泡沫废弃物粉碎至直径为0.7～3.0cm，储藏在泡沫料仓。在活化反应罐I中加入商用的聚醚多元醇(CARADOL SC56-23)、降解剂I(三苯基膦和磷酸盐，质量比为1:1)和催化剂I(醋酸铝和纳米氧化锌，质量比为1:1)按质量比100:20:1复配成混合降解液，将反应温度设为110℃，搅拌设为10r/min，30min后将混合降解液加入到初步反应罐I；初步反应罐I温度设为150℃，搅拌设为50r/min，接着采用间歇加料的方法将泡沫料仓的碎泡沫加入到初步反应罐I，泡沫与混合降解液按质量比1:1.2投入，接着向初步反应罐I中加入商用的聚醚多元醇，与泡沫按质量比0.3:1投入，反应至聚氨酯泡沫消失得到初级降解液；将初级降解液加入到二次反应罐II，二次反应罐II温度设为160℃，搅拌设为80r/min。同时加入降解剂II(戊二酸)和催化剂II(Cu/Al2O3/MgO)，降解剂II和催化剂II按泡沫质量比30:2:100投入后迅速抽真空至负压0.05MPa，反应1h后得到均相的回收多元醇。回收多元醇的物性见表1(例6)。
实施例7
先将回收的大块聚氨酯泡沫废弃物粉碎至直径为0.7～3.0cm，储藏在泡沫料仓。在活化反应罐I中加入商用的聚醚多元醇(CARADOL SC56-23)、降解剂I(氢氧化钠和碳酸钠，质量比为1:10)和催化剂I(纳米氧化铯和乙醇钠，质量比为1:10)按质量比100:30:4复配成混合降解液，将反应温度设为90℃，搅拌设为30r/min，20min后将混合降解液加入到初步反应罐I；初步反应罐I温度设为160℃，搅拌设为40r/min，接着采用间歇加料的方法将泡沫料仓的碎泡沫加入到初步反应罐I，泡沫与混合降解液按质量比1:1.4投入，接着向初步反应罐I中加入商用的聚醚多元醇，与泡沫按质量比0.7:1投入，反应至聚氨酯泡沫消失得到初级降解液；将初级降解液加入到二次反应罐II，二次反应罐II温度设为170℃，搅拌设为150r/min。同时加入降解剂II(草酸和苯甲酸，质量比为1:1)和催化剂II(Cu/ZnO/MgO)，降解剂II和催化剂II按泡沫质量比30:3:100投入后迅速抽真空至负压0.06MPa，反应3h后得到均相的回收多元醇。回收多元醇的物性见表1(例7)。
实施例8
先将回收的大块聚氨酯泡沫废弃物粉碎至直径为0.7～3.0cm，储藏在泡沫料仓。在活化反应罐I中加入商用的聚醚多元醇(CARADOL SC56-23)、降解剂I(氢氧化钠和磷酸盐，质量比为1:10)和催化剂I(醋酸铝和乙醇钠，质量比为1:10)按质量比100:20:2复配成混合降解液，将反应温度设为90℃，搅拌设为10r/min，30min后将混合降解液加入到初步反应罐I；初步反应罐I温度设为130℃，搅拌设为30r/min，接着采用间歇加料的方法将泡沫料仓的碎泡沫加入到初步反应罐I，泡沫与混合降解液按质量比1:1.2投入，接着向初步反应罐I中加入商用的聚醚多元醇，与泡沫按质量比0.8:1投入，反应至聚氨酯泡沫消失得到初级降解液；将初级降解液加入到二次反应罐II，二次反应罐II温度设为180℃，搅拌设为50r/min。同时加入降解剂II(柠檬酸)和催化剂II(Cu/ZnO/MgO)，降解剂II和催化剂II按泡沫质量比10:5:100投入后迅速抽真空至负压0.02MPa，反应3h后得到均相的回收多元醇。回收多元醇的物性见表1(例8)。
实施例9
先将回收的大块聚氨酯泡沫废弃物粉碎至直径为0.7～3.0cm，储藏在泡沫料仓。在活化反应罐I中加入商用的聚醚多元醇(CARADOL SC56-23)、降解剂I(三苯基膦和三乙胺，质量比为1:1)和催化剂I(纳米铜、纳米氧化锌和纳米锌，质量比为1:1:1)按质量比100:30:4复配成混合降解液，将反应温度设为120℃，搅拌设为20r/min，25min后将混合降解液加入到初步反应罐I；初步反应罐I温度设为150℃，搅拌设为20r/min，接着采用间歇加料的方法将泡沫料仓的碎泡沫加入到初步反应罐I，泡沫与混合降解液按质量比1:1.5投入，接着向初步反应罐I中加入商用的聚醚多元醇，与泡沫按质量比0.9:1投入，反应至聚氨酯泡沫消失得到初级降解液；将初级降解液加入到二次反应罐II，二次反应罐II温度设为170℃，搅拌设为100r/min。同时加入降解剂II(戊二酸)和催化剂II(Cu/Al2O3/MgO)，降解剂II和催化剂II按泡沫质量比10:1:100投入后迅速抽真空至负压0.04MPa，反应3h后得到均相的回收多元醇。回收多元醇的物性见表1(例9)。
表1不同实施例里回收多元醇的各物性对比
由于聚氨酯泡沫的降解是由大分子逐渐解聚成小分子的过程，因此最终回收多元醇的分子量决定了最终降解的反应程度。而回收多元醇的分子量又与粘度成正比关系，分子量越小则回收多元醇的粘度也越小，因此表1中回收多元醇25℃下粘度可以间接评价降解的反应程度。由表1中对比例1、2和对比例3、4可知。当保持其他条件完全不变，仅改变是否加入催化剂II的情况下，加入催化剂II后回收多元醇的粘度均大幅度下降。由此可以证明催化剂II在二次反应时产生了有益的效果，其反应机理为:首先Cu作为吸附氢离子的活性位点对酯基(C＝O)、醚键(C-O)进行进攻；其次Cu/ZnO作为Lewis酸性位点，以p-π共轭效应对酯基(C＝O)、醚键(C-O)中的氧原子进行吸附并极化；于此同时，氧化镁形成Mg2+-O2-对作为中强碱基位点，易于酯基(C＝O)、醚键(C-O)的碳原子上的π*受体轨道相互作用，从而促进了酯基(C＝O)、醚键(C-O)的活化吸附。因此，以铜为基体与两种金属氧化物复配的催化剂形成了一种Cu-酸-碱位点之间的三元协同催化，促进了降解剂的活化吸附和对酯键的降解反应。
上述仅本发明较佳可行的实施例而已，非因此局限本发明保护范围，本领域的普通技术人员在本发明的范围内对上诉实施例进行变化、修改、替换和变型等，均应归属于本发明的专利涵盖范围内。
Claims (7)
1.一种废弃聚氨酯泡沫降解与回收方法，其特征在于，采用废弃聚氨酯泡沫降解与回收装置，包括依次连接的活化反应罐、初步反应罐以及二次反应罐；
所述的活化反应罐的顶部设置有多元醇加入管口、降解剂加入管口以及催化剂加入管口，所述的活化反应罐的底部设置有活化反应罐出料管口；
所述的初步反应罐顶部设有初步反应罐进料管口、多元醇补加管口以及聚氨酯泡沫加入管口，所述的初步反应罐进料管口与所述活化反应罐出料管口连接，所述的初步反应罐的底部设置有初步反应罐出料管口；
所述的二次反应罐顶部设有二次反应罐进料管口、加料管口以及抽负压管口，所述的二次反应罐进料管口与所述初步反应罐出料管口连接，所述的二次反应罐底部设置有二次反应罐出料管口；
所述方法包括以下步骤:
（1）粉碎:将回收的块状聚氨酯废弃物粉碎，得到粉碎的聚氨酯软泡废弃物；
（2）预热:将多元醇、降解剂I和催化剂I加入到活化反应罐内部，设定活化反应罐内反应温度和搅拌速率，开启搅拌器后在活化反应罐内进行预热得到混合降解液；
所述活化反应罐内预热温度为80~120℃，预热时间为20~40min；
所述活化反应罐内搅拌器的搅拌速率设置为10-30r/min；
所述活化反应罐内多元醇、降解剂I和催化剂I的质量比为100:10:1~100:30:5；
所述活化罐内多元醇为聚醚多元醇；
所述活化罐内降解剂I为三苯基膦、三乙胺、2,2'-二羟基二乙胺、氢氧化钠、碳酸钠、柠檬酸盐、乙酸盐、磷酸盐中的一种或两种以上的混合物；
所述活化罐内催化剂I为纳米铜、纳米氧化锌、纳米氧化铯、纳米锌、乙醇钠、甲醇钠、醋酸锌、醋酸铝、精氨酸中的一种或两种以上的混合物；
（3）初次降解:设定初步反应罐内的反应温度和搅拌速度，开启搅拌器，将活化反应罐中预热结束的混合降解液定量进入到初步反应罐，定量加入多元醇，并且采用间歇投料的方法，将粉碎的聚氨酯软泡废弃物定量加入到初步反应罐内进行初步反应直至无聚氨酯泡沫存在，得到初级降解液；
（4）二次降解:设定二次反应罐内的反应温度和搅拌速度，开启搅拌器，将初步反应罐中反应得到的初级降解液定量加入到二次反应罐，定量投入降解剂II和催化剂II，并且开启二次反应罐的抽真空装置进行二次反应，反应后得到均相的回收多元醇；
所述二次反应罐II内降解剂II为乙酸、柠檬酸、苹果酸、酒石酸、草酸、苯甲酸、水杨酸、乙二酸、戊二酸、己二酸、盐酸中的一种或两种以上的混合物；
所述二次反应罐II内催化剂II为以铜为基体与两种金属氧化物复配的催化剂，所述的金属氧化物为氧化锌、氧化镁、氧化铝。
2.根据权利要求1所述的废弃聚氨酯泡沫降解与回收方法，其特征在于，步骤（1）中:所述聚氨酯的软泡废弃物粉碎后碎块的直径为0.7~3.0cm。
3.根据权利要求1所述的废弃聚氨酯泡沫降解与回收方法，其特征在于，步骤（3）中:所述初步反应罐I内的反应温度为130~170℃；
所述初步反应罐I内搅拌器的搅拌速率设置为20-100r/min；
所述初步反应罐I内废弃聚氨酯碎泡和混合降解液的质量比为1:1~1:1.5；
所述初步反应罐I内加入多元醇和废弃聚氨酯碎泡的质量比为0.1:1~1:1；
所述初步反应罐I内多元醇为聚醚多元醇。
4.根据权利要求1所述的废弃聚氨酯泡沫降解与回收方法，其特征在于，步骤（4）中:所述二次反应罐II内的反应温度为140~180℃；
所述二次反应罐II内搅拌器的搅拌速率设置为50-200r/min；
所述二次反应罐II内的反应时间为1~3h；
所述二次反应罐II内降解剂II和催化剂II按投入的废弃聚氨酯碎泡质量10:1:100~40:5:100投入。
5.根据权利要求1所述的废弃聚氨酯泡沫降解与回收方法，其特征在于，步骤（4）中:所述二次反应罐内抽真空负压0.01-0.07MPA。
6.根据权利要求1所述的废弃聚氨酯泡沫降解与回收方法，其特征在于，所述的抽负压管口与所述抽真空装置连接。
7.根据权利要求1所述的废弃聚氨酯泡沫降解与回收方法，其特征在于，所述的活化反应罐、初步反应罐以及二次反应罐内均设置搅拌桨。
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| 李勇等.《废旧高分子材料循环利用》.冶金工业出版社,2019,第137-140页. * |
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