CZ2009620A3 - Surovina pro výrobu polyurethanu a zpusob její výroby z odpadního polyurethanu - Google Patents
Surovina pro výrobu polyurethanu a zpusob její výroby z odpadního polyurethanu Download PDFInfo
- Publication number
- CZ2009620A3 CZ2009620A3 CZ20090620A CZ2009620A CZ2009620A3 CZ 2009620 A3 CZ2009620 A3 CZ 2009620A3 CZ 20090620 A CZ20090620 A CZ 20090620A CZ 2009620 A CZ2009620 A CZ 2009620A CZ 2009620 A3 CZ2009620 A3 CZ 2009620A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- polyurethanes
- production
- waste
- oil
- polyurethane
- Prior art date
Links
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 title claims abstract description 94
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 title claims abstract description 91
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 33
- 239000002994 raw material Substances 0.000 title claims abstract description 33
- 239000002699 waste material Substances 0.000 title claims description 33
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 claims abstract description 42
- 229920005862 polyol Polymers 0.000 claims description 55
- 150000003077 polyols Chemical class 0.000 claims description 47
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 36
- 239000003921 oil Substances 0.000 claims description 36
- 235000019198 oils Nutrition 0.000 claims description 36
- 239000000047 product Substances 0.000 claims description 31
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 23
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 21
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 16
- -1 carbamate polyols Chemical class 0.000 claims description 15
- 239000008158 vegetable oil Substances 0.000 claims description 15
- 235000013311 vegetables Nutrition 0.000 claims description 15
- 239000010775 animal oil Substances 0.000 claims description 13
- 239000003925 fat Substances 0.000 claims description 12
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 claims description 10
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 claims description 10
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 claims description 10
- 239000004721 Polyphenylene oxide Substances 0.000 claims description 9
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 claims description 9
- 229920000570 polyether Polymers 0.000 claims description 9
- 239000004359 castor oil Substances 0.000 claims description 8
- 235000019438 castor oil Nutrition 0.000 claims description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 8
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 claims description 8
- ZEMPKEQAKRGZGQ-XOQCFJPHSA-N glycerol triricinoleate Natural products CCCCCC[C@@H](O)CC=CCCCCCCCC(=O)OC[C@@H](COC(=O)CCCCCCCC=CC[C@@H](O)CCCCCC)OC(=O)CCCCCCCC=CC[C@H](O)CCCCCC ZEMPKEQAKRGZGQ-XOQCFJPHSA-N 0.000 claims description 8
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 claims description 7
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 6
- LDVVTQMJQSCDMK-UHFFFAOYSA-N 1,3-dihydroxypropan-2-yl formate Chemical compound OCC(CO)OC=O LDVVTQMJQSCDMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N Ethyl urethane Chemical compound CCOC(N)=O JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 235000019484 Rapeseed oil Nutrition 0.000 claims description 5
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 claims description 5
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 5
- 235000021323 fish oil Nutrition 0.000 claims description 5
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 claims description 4
- 229920001228 polyisocyanate Polymers 0.000 claims description 4
- 239000005056 polyisocyanate Substances 0.000 claims description 4
- VXUYXOFXAQZZMF-UHFFFAOYSA-N titanium(IV) isopropoxide Chemical compound CC(C)O[Ti](OC(C)C)(OC(C)C)OC(C)C VXUYXOFXAQZZMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- HZAXFHJVJLSVMW-UHFFFAOYSA-N 2-Aminoethan-1-ol Chemical compound NCCO HZAXFHJVJLSVMW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 claims description 3
- ZBCBWPMODOFKDW-UHFFFAOYSA-N diethanolamine Chemical compound OCCNCCO ZBCBWPMODOFKDW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000003549 soybean oil Substances 0.000 claims description 3
- 235000012424 soybean oil Nutrition 0.000 claims description 3
- UFTFJSFQGQCHQW-UHFFFAOYSA-N triformin Chemical compound O=COCC(OC=O)COC=O UFTFJSFQGQCHQW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 claims description 2
- NYVPYOCCTPDTKV-UHFFFAOYSA-N carbamic acid;isocyanic acid Chemical class N=C=O.NC(O)=O NYVPYOCCTPDTKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 claims description 2
- RPDAUEIUDPHABB-UHFFFAOYSA-N potassium ethoxide Chemical compound [K+].CC[O-] RPDAUEIUDPHABB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- HKJYVRJHDIPMQB-UHFFFAOYSA-N propan-1-olate;titanium(4+) Chemical compound CCCO[Ti](OCCC)(OCCC)OCCC HKJYVRJHDIPMQB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- QDRKDTQENPPHOJ-UHFFFAOYSA-N sodium ethoxide Chemical compound [Na+].CC[O-] QDRKDTQENPPHOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N Triethanolamine Chemical compound OCCN(CCO)CCO GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- BAQNULZQXCKSQW-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);titanium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ti+4].[Ti+4] BAQNULZQXCKSQW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 claims 1
- 239000012263 liquid product Substances 0.000 abstract description 9
- 238000004064 recycling Methods 0.000 abstract description 8
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 abstract description 3
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 abstract description 2
- 229920005830 Polyurethane Foam Polymers 0.000 description 12
- 239000011496 polyurethane foam Substances 0.000 description 12
- 235000019197 fats Nutrition 0.000 description 11
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000034659 glycolysis Effects 0.000 description 7
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 7
- ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 7553-56-2 Chemical compound [I] ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 6
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000011630 iodine Substances 0.000 description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 6
- UPMLOUAZCHDJJD-UHFFFAOYSA-N 4,4'-Diphenylmethane Diisocyanate Chemical compound C1=CC(N=C=O)=CC=C1CC1=CC=C(N=C=O)C=C1 UPMLOUAZCHDJJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- MGYGFNQQGAQEON-UHFFFAOYSA-N 4-tolyl isocyanate Chemical compound CC1=CC=C(N=C=O)C=C1 MGYGFNQQGAQEON-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 4
- 125000005313 fatty acid group Chemical group 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 4
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 4
- 235000014593 oils and fats Nutrition 0.000 description 4
- 150000005846 sugar alcohols Polymers 0.000 description 4
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- SZXQTJUDPRGNJN-UHFFFAOYSA-N dipropylene glycol Chemical compound OCCCOCCCO SZXQTJUDPRGNJN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 3
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 3
- 239000012948 isocyanate Substances 0.000 description 3
- 150000002513 isocyanates Chemical class 0.000 description 3
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- DEDOPGXGGQYYMW-UHFFFAOYSA-N molinate Chemical compound CCSC(=O)N1CCCCCC1 DEDOPGXGGQYYMW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000002924 oxiranes Chemical group 0.000 description 3
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 3
- NLKNQRATVPKPDG-UHFFFAOYSA-M potassium iodide Chemical compound [K+].[I-] NLKNQRATVPKPDG-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N urea group Chemical group NC(=O)N XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IAYPIBMASNFSPL-UHFFFAOYSA-N Ethylene oxide Chemical group C1CO1 IAYPIBMASNFSPL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000007098 aminolysis reaction Methods 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 238000003776 cleavage reaction Methods 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 230000003301 hydrolyzing effect Effects 0.000 description 2
- CBEQRNSPHCCXSH-UHFFFAOYSA-N iodine monobromide Chemical compound IBr CBEQRNSPHCCXSH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 230000007017 scission Effects 0.000 description 2
- 238000001542 size-exclusion chromatography Methods 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- RUELTTOHQODFPA-UHFFFAOYSA-N toluene 2,6-diisocyanate Chemical compound CC1=C(N=C=O)C=CC=C1N=C=O RUELTTOHQODFPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000003626 triacylglycerols Chemical class 0.000 description 2
- 235000021122 unsaturated fatty acids Nutrition 0.000 description 2
- 235000015112 vegetable and seed oil Nutrition 0.000 description 2
- 240000002791 Brassica napus Species 0.000 description 1
- 235000004977 Brassica sinapistrum Nutrition 0.000 description 1
- OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N Ethane Chemical compound CC OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003109 Karl Fischer titration Methods 0.000 description 1
- 235000019482 Palm oil Nutrition 0.000 description 1
- 235000019483 Peanut oil Nutrition 0.000 description 1
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 1
- 235000004443 Ricinus communis Nutrition 0.000 description 1
- 235000019486 Sunflower oil Nutrition 0.000 description 1
- 230000021736 acetylation Effects 0.000 description 1
- 238000006640 acetylation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003377 acid catalyst Substances 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 238000006136 alcoholysis reaction Methods 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 1
- 150000001414 amino alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 150000004982 aromatic amines Chemical class 0.000 description 1
- 235000015278 beef Nutrition 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- OHJMTUPIZMNBFR-UHFFFAOYSA-N biuret Chemical group NC(=O)NC(N)=O OHJMTUPIZMNBFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 description 1
- 125000001246 bromo group Chemical group Br* 0.000 description 1
- YHWCPXVTRSHPNY-UHFFFAOYSA-N butan-1-olate;titanium(4+) Chemical compound [Ti+4].CCCC[O-].CCCC[O-].CCCC[O-].CCCC[O-] YHWCPXVTRSHPNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 description 1
- 239000013043 chemical agent Substances 0.000 description 1
- 239000003240 coconut oil Substances 0.000 description 1
- 235000019864 coconut oil Nutrition 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 230000005670 electromagnetic radiation Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000006735 epoxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005886 esterification reaction Methods 0.000 description 1
- 229940011871 estrogen Drugs 0.000 description 1
- 239000000262 estrogen Substances 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000002309 gasification Methods 0.000 description 1
- 125000005456 glyceride group Chemical group 0.000 description 1
- 150000002334 glycols Chemical class 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N hydroxyacetaldehyde Natural products OCC=O WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011256 inorganic filler Substances 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- XMYQHJDBLRZMLW-UHFFFAOYSA-N methanolamine Chemical compound NCO XMYQHJDBLRZMLW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940087646 methanolamine Drugs 0.000 description 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
- SYSQUGFVNFXIIT-UHFFFAOYSA-N n-[4-(1,3-benzoxazol-2-yl)phenyl]-4-nitrobenzenesulfonamide Chemical class C1=CC([N+](=O)[O-])=CC=C1S(=O)(=O)NC1=CC=C(C=2OC3=CC=CC=C3N=2)C=C1 SYSQUGFVNFXIIT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004006 olive oil Substances 0.000 description 1
- 235000008390 olive oil Nutrition 0.000 description 1
- 239000012766 organic filler Substances 0.000 description 1
- 125000000466 oxiranyl group Chemical group 0.000 description 1
- 239000005022 packaging material Substances 0.000 description 1
- 239000002540 palm oil Substances 0.000 description 1
- 239000000312 peanut oil Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 1
- 235000015277 pork Nutrition 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 1
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000007142 ring opening reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- AKHNMLFCWUSKQB-UHFFFAOYSA-L sodium thiosulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=S AKHNMLFCWUSKQB-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 235000019345 sodium thiosulphate Nutrition 0.000 description 1
- 239000002600 sunflower oil Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 239000010496 thistle oil Substances 0.000 description 1
- 238000004448 titration Methods 0.000 description 1
- 238000005809 transesterification reaction Methods 0.000 description 1
- 125000005457 triglyceride group Chemical group 0.000 description 1
- AVWRKZWQTYIKIY-UHFFFAOYSA-N urea-1-carboxylic acid Chemical compound NC(=O)NC(O)=O AVWRKZWQTYIKIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000003672 ureas Chemical group 0.000 description 1
- 238000005292 vacuum distillation Methods 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
- C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
- C08G18/83—Chemically modified polymers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
- C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
- C08G18/83—Chemically modified polymers
- C08G18/831—Chemically modified polymers by oxygen-containing compounds inclusive of carbonic acid halogenides, carboxylic acid halogenides and epoxy halides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J11/00—Recovery or working-up of waste materials
- C08J11/04—Recovery or working-up of waste materials of polymers
- C08J11/10—Recovery or working-up of waste materials of polymers by chemically breaking down the molecular chains of polymers or breaking of crosslinks, e.g. devulcanisation
- C08J11/18—Recovery or working-up of waste materials of polymers by chemically breaking down the molecular chains of polymers or breaking of crosslinks, e.g. devulcanisation by treatment with organic material
- C08J11/22—Recovery or working-up of waste materials of polymers by chemically breaking down the molecular chains of polymers or breaking of crosslinks, e.g. devulcanisation by treatment with organic material by treatment with organic oxygen-containing compounds
- C08J11/24—Recovery or working-up of waste materials of polymers by chemically breaking down the molecular chains of polymers or breaking of crosslinks, e.g. devulcanisation by treatment with organic material by treatment with organic oxygen-containing compounds containing hydroxyl groups
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2375/00—Characterised by the use of polyureas or polyurethanes; Derivatives of such polymers
- C08J2375/04—Polyurethanes
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
- Y02P20/582—Recycling of unreacted starting or intermediate materials
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/62—Plastics recycling; Rubber recycling
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Polyurethanes Or Polyureas (AREA)
- Separation, Recovery Or Treatment Of Waste Materials Containing Plastics (AREA)
Abstract
Recyklace polyurethanu za použití bioreagentu s funkcními hydroxylovými skupinami, kdy jsou získávány kapalné produkty, které mají výrazne nízké hydroxylové císlo, což umožnuje jejich využití jako suroviny pro výrobu lehcených i kompaktních polyurethanu. Vhodnou volbou bioreagentu lze modifikovat výslednou funkcnost recyklátu, jeho hydroxylové císlo a reaktivitu v závislosti na obsahu primárních a sekundárních hydroxylových funkcních skupin a aminových funkcních skupin, a získat tak surovinu pro výrobu polyurethanu s optimálními parametry dle požadované aplikace.
Description
Surovina pro výrobu polyurethanů a způsob její výroby z odpadního polyurethanu
Oblast techniky
Vynález se týká suroviny pro výrobu polyurethanů a způsobu její výroby z odpadního polyurethanu za použití bioreagentu získaného z přírodních zdrojů.
Dosavadní stav techniky
Polyurethany tvoří cca 5 % celkové produkce plastů. Díky své univerzálnosti nacházejí uplatnění v řadě průmyslových odvětví, především ve formě lehčených hmot, a měkká polyurethanová pěna tvoří více než 5(Lhni% z celkové produkce polyurethanů. V posledních letech je značná pozornost věnována možnostem efektivního zhodnocení polyurethanového odpadu, který je výsledkem značné produkce tohoto materiálu. Fyzikální (materiálová) recyklace spočívá v rozdrcení či rozkrájení odpadního polyurethanu, který je po slisování (patenty DE 10,019'800; DE 4,040,204; DE 4;131,172) či přidání pojivá (patenty DE 4)306,626; DE 4,306,447; DE 4,104^196; GB 2,245,570) využit v nenáročných aplikacích jako akusticko4zolační či obalový materiál. Druhý způsob fyzikální recyklace zahrnuje rozdrcení odpadního polyurethanu na jemný prášek, který se pak smíchává s panenským polyolem a ve formě suspenze je inkorporován do nového polyurethanového výrobku (patent CN 101,096,426). Obsah drti v polyolu je však omezen na max. 10-15 hm.%,
Energetické a surovinové využití polyurethanového odpadu (spalování, pyrolýza ci zplyňování) je vhodným řešením zejména pro silně kontaminované polyurethanové odpadní materiály, ale je komplikováno vysokými investičními náklady recyklační linky.
Chemická recyklace polyurethanů zahrnuje rozklad polymerního řetězce na oligomery či monomery působením vhodného chemického činidla (Scheirs, J.: Poíymer recycling, John Wiley & Sons, New York, 1998). Takto získané produkty lze opětovné využít pro přípravu nových polyurethanových výrobků v různých aplikačních oblastech. Patentové postupy zmiňují rozklady polyurethanů založené na hydrolýze (patenty US 4,025,559; US 4,339,236), aminolýze (patent EP 1,149,862; Kanaya, K„ Takahashi, S„ J.Appl.Polym.Sci„ 51, 675, 1994) či glykolýze (patenty US 3,983,087; US 4,044,046; US 4,159,972; US 5,300,530; US 5,357,006; US
5.410.008; US 5,556,889; US 5.635,542; US 5,684,054; US 5,691 389· US 5,763,692; US 6.020,386; US 6,069,182; US 6,683.119; US 6,750.260; PV CZ 2007576). Jako technologicky nejschůdnější se v současnosti jeví recyklační postupy založené na glykolýze. Nicméně hlavní nevýhoda glykolýzních postupů je omezená aplíkovatelnost získaného produktu, recyklovaného polyolu, který je diky svému vysokému hydroxylovému čislu (> 300 mg KOH.g’) a relativně nízké funkčnosti (zpravidla kolem dvou) vhodný pouze jako minoritní složka receptury tvrdých polyurethanových pěn. Snahy o větší čistotu produktu a jeho nižší hydroxylové číslo vedly k provádění glykolýzy za rozštěpení fází (split-phase glycolysis) (US 3,632,530; US 5.691,389). Nicméně z literatury je známé, že pro výrobu nových polyurethanů lze v případě .split-phase glykolýzy využit pouze nepolární horní kapalnou fázi, která obvykle tvoří pouze cca 40l% hm/ceíkového produktu. Celý recyklační proces je tedy značně neekonomický (Hicks D. A„ Hemel C. B„ Kirk A C.. Stapelton R. J„ Thompson A. R„ Proč. SPI Tech. Market. Conf. .Chicago 26 Sept. 1995 pp. 279-286)
V současné době má, vedle důrazu na maximální využití recyklovaných surovin vzrůstající význam využiti přírodních obnovitelných surovin pro průmyslové účely tedy také v polyuretanové chemii. Rostlinné a živočišné oleje se, v souladu s kontinuálně rostoucími cenami ropy a zvyšujícími se environmentálními požadavky vyrob, staly během posledního desetiletí významným surovinovým zdrojem přírodního původu pro řadu průmyslových aplikaci. Největšího významu nabývají v současné době modifikace přírodních olejů na polyoly, které lze označit za nové nastupující generaci obnovitelných a ekologicky příznivějších surovin postupně nahrazujících petrochemické polyoly. a to především při přípravě polyurethanů jejich reakci s isokyanáty. Polyoly odvozené z rostlinných (popř. živočišných) olejů se nazývají přírodními, oleochemickými či olejovými polyoly (Ionescu. M.: Chemistry and Technology of Polyols for Polyurethanes, Rapra, Shawbury, 2005).
Prakticky nejlevnějším a nejsnadnějším způsobem přípravy olejového polyolu z rostlinného nebo živočišného oleje je hydrolytické štěpení olejů vodou nebo štěpení mzkomolekulámími alkoholy, polyoly případně aminoalkoholy (Ionescu, M.: Chemistry and Technology of Polyols for Polyurethanes. Rapra, Shawbury. 2005).
Další možnost přípravy olejových polyolů spočívá v dvojstupňové syntéze, kdy v prvním kroku probíhá epoxidace dvojných vazeb nenasycených mastných kyselin a následně se v přítomnosti silně kyselého katalyzátoru provede reakce epoxidové skupmy s vodou, monohydroxyfunkčnim alkoholem (např. methanolem) nebo polyolem, např. glycerolem. Při této reakci dochází k otevřeni epoxidové skupiny (oxiranového cyklu) následovanému tvorbou hydroxylových skupin. Tento mechanismus se nazývá .ring-opening“ a lze jej uskutečnit i reakci epoxidové skupiny s kyselinou nebo aminem (patenty US 5,380,886; US 6,433,121; US 6,548,609; US 6,573,354; US 6,686,435; WO 2006012344; WO 03029182).
Polyuretany na bázi olejových polyolů vynikají především zlepšenou odolností proti vlhkosti, zvýšenou hydrolytickou stabilitou, odolností proti chemikáliím a UV záření a dále odolností proti povětrnostním podmínkám. Nejperspektivnější oblastí průmyslového využiti olejových polyolů se ukazuje příprava polyuretanových pen (WO 2006116456) zaujlmajlcí největší segment trhu polyuretanové chemie dále lze olejové polyoly aplikovat I při výrobě polyuretanových nátěrových hmot, adheziv, tmelů, lepidel, elastomerů, licích pryskyřic apod (US 4.546,120' US 6,573,354; US 6,686,435).
Z dosaženého stavu techniky vyplývá, že v současnosti není známa surovina pro výrobu polyuretanů, která by kombinovala výhodné vlastnosti přírodních olejů ČI olejových polylolů a recyklovaných polyolů připravených z odpadního polyuretanu. Předkládaný vynález kombinuje využiti recyklovaných a přírodních obnovitelných surovin, což umožňuje připravit polyoly s nastavitelnými parametry jako je viskozita funkčnost a hydroxylové číslo. Tyto polyoly jsou pak vhodnou surovinou pro výrobu polyuretanů s širším aplikačním využitím než je tomu u recyklovaných polyolů připravených známými chemolýzními postupy.
Podstata vynálezu
Experimentálně bylo zjištěno, že k rozkladu polyuretanového řetězce lze s výhodou použit bioreagentů z obnovitelných zdrojů, především pak rostlinných a živočišných olejů a jejich derivátů, pokud mají ve své molekule řunkčni hydroxylové skupiny, které jsou schopny reagovat s urethanovýmí a močovinovými strukturami Přítomnými v polyuretanech. Tyto bioreagenty umožňují chemickou depolymeraci polyuretanů za vzniku produktu, který lze dále použit jako součást suroviny pro výrobu nového, lehčeného či kompaktního polyurethanu.
Experimenty překvapivě ukázaly, že zahříváním odpadni polyuretanové pěny s bioreagentem dochází k rychlému rozpouštěni pěny a chemické depolymeraci polyurethanového řetězce. Hydroxylové skupiny bioreagentu i přes sférické bráněni alifatických řetězců mastných kyselin a sníženou reaktivitu danou přítomnosti sekundárních hydroxylových funkčních skupin, reaguji s urethanovými a močovinovými strukturami v polyuretanu za vzniku produktu, který je tvořený směsi původních (alifatických) polyolů, karbamátových polyolů obsahujících ve svém řetězci triglyceridické, díglyceridické a monoglyceridické strukturní jednotky přírodních olejů a tuků a estericky vázané mastné kyseliny, a strukturní jednotky jsou vázané uretanovou vazbou na karbamátový derivát isokyanátu původního polyuretanu, nejčasféji polymemího bis(4.|sokyanatofenyl)metanu (PMDI) či směsi 2,4- a 2,6-diisokyanatotoluenu (TDI), aromatických aminů (v případě, že polyuretan v řetězci obsahuje i disubstituované močovinové struktury) a nezreagovaného bioreagentu.
Takto získaný produkt je vhodnou surovinou pro výrobu nového polyuretanu. Surovina, připravená s využitím bioreagentů pro rozklad odpadních polyuretanů má oproti polyolů získanému tradiční glykolýzou výhodu v možnosti jejího širšího aplikačního uplatnění v důsledku nižšího hydroxylového čísla a vyšší funkčnosti. Modifikace finálních vlastností u produktů získaných tradičními chemolýzními postupy, nejčastěji glykolýzou polyuretanů, je obtížná a možná pouze úpravou hydroxylového čísla odstraněním přebytečného reakčniho činidla vakuovou destilaci, což představuje technologicky a energeticky náročný proces.
Surovinu získanou podle vynálezu, kterou tvoří výhradně přírodní obnovitelné a recyklované složky, lze k reakci s isokyanáty pro výrobu nového polyuretanového materiálu použít samostatné či ve směsi s panenskými polyoly.
Bioreagenty jsou přírodní oleje či tuky (triglyceridy vyšších mastných kyselin) nebo směsi přírodních olejů či tuků, či jejich deriváty nebo směs derivátů které obsahují funkční hydroxylové skupiny, a které lze získat z obnovitelných zdrojů fyzikálně-ohemickými procesy. Do skupiny bioreagentů patři především rostlinné oleje s funkčními hydroxylovýmí skupinami (ricinový olej), a dále tzv. olejové polyoly deriváty rostlinných a živočišných olejů, získané modifikaci (chemickou úpravou^ rostlinných a živočišných olejů za účelem vytvořeni či zvýšeni množství hydroxylových skupin v molekule. Termín modifikace přírodních olejů a tuků zahrnuje všechny procesy vedoucí k tvorbě hydroxylovaných esterů přírodních mastných kyselin, především pak procesy epoxidace nenasycených vazeb mastných kyselin (olejů) a následnou hydrolýzu, alkoholýzu, aminolýzu či acidolýzu oxiránového cyklu “ vzniku hydroxylových skupin, a dále reesterifikaci olejů - triglyceridů mastných kysel,n - vicesytnými alkoholy, především glykoly. Pojem přírodní oleje a tuky zahrnuje rostlinné oleje především řepkový olej, slunečnicový olej, sojový olej palmový olej, olivový olej, ricinový olej, bodlákový olej, Inéný olej, podzemnicový olej' kokosový olej, kořenové oleje, dřevné oleje a další rostlinné oleje, a dále živočišné tuky a oleje především vepřový, hovězí a kostní tuk a oleje z rybího tuku. Rostlinné a živočišné oleje a olejové polyolyjsou dnes již běžné komerčně dostupné.
Z chemického hlediska je bioreagentem triglycerid, diglycerid, nebo monoglycend nebo jejich vzájemná směs, kde glycerol tvoří s mastnými kyselinami tn. dvě nebo jednu esterovou vazbu, a kde funkční hydroxylová skupina je i) hydroxylová skupme na glycerolové jednotce, ii) hydroxylová skupina umístěná na hlavním řetězci mastné kyseliny (sekundární hydroxylová skupina), nebo iii) ydroxylová skupme umístěná ne postranním řetězci mastné kyseliny (primární nebo sekundární hydroxylová skupina).
Bioreagentem s funkčními hydroxylovými skupinami je taktéž produkt reestenfikace přírodního oleje nebo tuku a vícesytného alkoholu. Bloreagent pak kromě výše uvedených glyceridických struktur obsahuje i estery mastných kyselin a vícesytného alkoholu a funkční hydroxylová skupiny jsou umístěny i) v řetězci vícesytného alkoholu (primární nebo sekundární hydroxylová skupina), íi) na hlavním řetězci mastné kyseliny (sekundám! hydroxylová skupina), nebo iii) na postranním řetězci mastné kyseliny (primární nebo sekundární hydroxylová skupina).
Bioreagent obsahující hydroxylové funkční skupiny je rostlinný nebo živočišný olej, nebo tuk, nebo derivát rostlinného nebo živočišného oleje nebo tuku, nebo jejich vzájemná směs obsahující funkční hydroxylové skupiny. Podle předloženého vynalezu je výhodné, když se jako bioreagentu použije ricinového oleje či olejových polyolu připravených z ricinového oleje, nebo z řepkového oleje, nebo ze sojového oleje, nebo z rybího oleje nebo z jejich vzájemné směsi. Jako bioreagentů lze použít olejove polyoly připravené známými postupy, např. transesterifikací příslušných olejů α otvíráním oxiránového kruhu epoxidovaných olejů vicesytnými alkoholy (s výhodou glykoly).
Způsob přípravy suroviny pro výrobu polyurethanů z odpadních polyurethanů je zalezený na reakci odpadního polyurethanů s bioreagentem obsahujícím funkční hydroxylové skupiny, kterým je rostlinný nebo živočišný olej, nebo tuk, nebo derivát rostlinného nebo živočišného oleje nebo tuku, nebo jejich vzájemná směs obsahující funkční hydroxylové skupiny, přičemž odpadní polyurethan a bioreagent je smíchán v hmotnostním poméru nejméně 10 / 1 a nejvíce 1 / 10 a rozklad polyurethanu probíhá při teplotě 150 až 300 C a za tlaku nejméně 100 kPa a nejvýše 1000 kPa.
Odpadní polyurethany použitelné pro přípravu suroviny jsou technologický nebo reálný polyuretanový odpad či jejich směs, přičemž polyuretanem se rozumí produkt reakce polyisokyanátů a polyesterového, nebo polyétherového nebo polydíenového polyolu. Polyurethany pak mohou obsahovat kromě uretanových skupin i struktury močovinové, allofanátové či biuretové. mohou být lehčené či kompaktní a obsahovat další pomocné složky či adkiva, např. anorganická a organická plniva. Vhodným odpadním polyuretanem jsou pfedevšim odpadní měkké, polotvrdé a tvrdé pěny na bázi aromatických polyisokyanátů, nejčastěji polymemiho bis(4-isokyanatofenyl)metanu (PMDI) či směsi 2,4- a 2,6diisokyanatotoluenu (TDI).
Příprava suroviny může být s výhodou prováděna tak, že rozklad odpadního polyurethanu je katalyzován přídavkem monoetanolaminu. nebo dietanolaminu nebo tnethanolaminu, nebo hydroxidu sodného, nebo hydroxidu draselného, nebo ethanolátu sodného, nebo etanolátu draselného, nebo butoxidu titanlčitého, nebo isopropoxidu titaničitého, nebo n-propoxidu titanlčitého, nebo jejich směsi v libovolném poměru, přičemž katalyzátor je v hmotostnlm poměru k polyurethanu 1 v / 500 až 1 / 10.
Silně bazické katalyzátory způsobují bazickou hydrolýzu bioreagentu. takže dochází k vzájemné rekombinaci jednotlivých molekul bioreagentu, což vede zpravidla k vyšší molekulového hmotnosti a viskozité produktu.
Celkového snížení energetických nákladů lze dosáhnout vystavením reakční směsi odpadního polyurethanu a bioreagentu účinku elektromagnetického zářeni o frekvenci v oblasti 1 MHz až 10 GHz při teplotě 150 -C až 300 »C a za tlaku nejméně 100 kPa a nejvýše 1000 kPa.
Z odpadních polyurethanů tak vzniká surovina pro přípravu nových polyurethanů, která se sestává z produktů reakce odpadního polyurethanu s bioreagentem, kterým je rostlinný nebo živočišný olej, nebo tuk, nebo derivát rostlinného nebo živočišného oleje nebo tuku s funkčními hydroxylovými skupinami, nebo jejich vzájemná směs, přičemž produkt reakce odpadního polyurethanu s bioreagentem obsahuje nejméně 80 % hm, polyolové složky sestávající se z nejméně 25 % hm. alifatických polyolů (i) o molámi hmotnosti nejméně 400 a nejvýše 10000 g/mol a nejvýše 75 % hm. karbamátových polyolů (ii) o molámi hmotnosti nejméne 300 a nejvýše 5000 g/mol přičemž karbamátové polyoly (ii) ve svém řetězci obsahuji triglyceridické (a) nebo diglyceridické (b) nebo monoglyceridické (c) strukturní jednotky přírodních olejů a tuků nebo jejich vzájemnou směs obsahujíc! estencky vázané mastné kyseliny o nejméně 10 a nejvíce 22 uhlících, přičemž jsou strukturní jednotky (a), (b) a (c) vázané urethanovou vazbou na katamátový derivát isokyanátu původního polyurethanu.
Z výsledků analýz produktů vyplývá, že dané experimentální podmínky a hlavně použití bioreagentu s funkčními hydroxylovými skupinami recyklaci polyurethanu umožňují, a získané kapalné produkty mají výrazně nižší hydroxylové cisto než při použití dipropylenglykolu, což umožňuje jejich využití jako suroviny pro výrobu lehčených i kompaktních polyurethanů. Z porovnáni dále vyplývá že mikrovlnný ohřev reakční směsi s bioreagentem vede k podstatně rychlejšímu rozkladu polyurethanu, což značně snižuje energetickou náročnost celého postupu Kromě tvrdých polyuretanových pěn lze tak surovinu aplikovat pro přípravu polotvrdych a měkkých pěn, elektroisolačnlch licích pryskyřic, samorozlivových podlahových systémů, nátěrových hmot či adheziv. Navíc vhodnou volbou broreagentu lze modifikovat výslednou funkčnost suroviny, její hydroxylové číslo a reaktivitu v závislosti na obsahu primárních a sekundárních hydroxylových funkčních skupin a aminových funkčních skupin, a získat tak surovinu s optimálními parametry dle požadované aplikace.
Příklady provedení vynálezu
Příklad 1
Ve vsádkovém reaktoru opatřeném hřídelovým míchadlem, teploměrem a přívodem dusíku byla drt měkké polyuretanově pěny na bázi polymerniho bis(4isokyanatofenyljmetanu (PMDI) a polyetherpolyolu o objemové hmotnosti 55 kgAn’ v množství 20 g smíšena s ricínovým olejem (Sigma-Aldrich) v hmotnostním poměru 1:5 a následně ohřívána v solné lázni za atmosférického tlaku a při 250 °C po dobu 2 h. V průběhu této doby byl polyurethan depolymerován na kapalný produkt o hustotě 970 kg/m3, hydroxylovém čísle 129 mg KOH/g, čísle kyselosti 2,0 mg KOH/g, jodovém čísle 76gl2/l00g a obsahu vody 0,3 %hm. Viskozita produktu při 25 χ činila 1250 mPa.s a obsah nezreagovaného pevného zbytku byl 0,1 % hm.
αα w kaPa'ný 'e SUr°VÍna Pr° VýrobU P0'yurethanů, obsahující
A hm. polyolové složky, která obsahuje alifatický polyetherpolyol o molární motnosti 5000g/mol a karbamátové polyoly o průměrné molární hmotnosti g/mol obsahující převážně triglyceridické strukturní jednotky ricínového oleje s estencky vázánou kyselinou ricinovou obsahující 18 uhlíků v řetězci, přičemž strukturní jednotky jsou vázané urethanovou vazbou na derivát bís(4isokyanatofenyl)metanu z původní polyurethanové pěny.
Příklad 2
Ve vsádkovém reaktoru opatřeném hřídelovým michadlem. teploměrem a přívodem dusíku byla drt měkké polyurethanové pěny na bázi polymemího bis(4!sokyanatofenyl)metanu (PMDI) a polyetherpolyolu o objemové hmotnosti 55 kg/m’ v množství 20 g smíšena s olejovým polyolem na bázi tybiho oleje (Icepol) v hmotnostním pomém 1;1,3 a násíedně ohřívána v solné tázni za atmosférického tlaku a při 200 X po dobu 2 h. V průběhu této doby byl polyurethan depolymerován na kapalný produkt o hustotě 960 kg/m3, hydíoxylovém čísle 170 mg KOH/g, čísle kyselosti 1,5 mg KOH/g, jodovém čísle BágiyiQOg a obsahu vody 03%hmViskozita produktu při 25 X činila 1550 mPa.s a obsah nezreagovaného pevného zbytku byl 0,3 % hmc '·
Získaný kapalný produkt je surovina pro výrobu polyurethanů, obsahující 89/.hrnu polyolové složky, která obsahuje alifatický polyetherpolyol o molární hmotnost, 5000 g/mol a karbamátové polyoly o průměrné molární hmotností 1200 g/mot obsahující převážně diglyceridické a monoglyceridické strukturní jednotky rybího oleje s estencky vázanými mastnými kyselinami obsahující 14 až 22 uhlíků vretezci, přičemž strukturní jednotky jsou vázané urethanovou vazbou na derivát bis(4-isokyanatofenyl)metanu z původní polyurethanové pěny.
Příklad 3
Ve vsádkovém reaktoru opatřeném hřídelovým michadlem, teploměrem a pnvodem dusíku byla drt měkké polyurethanové pěny na bází polymerního bís(4isokyanatofenyljmetanu (PMDI) a polyetherpolyolu o objemové hmotnosti 55 kg/m3 v množství 20 g smlěena s mesterifikovaným olejovým polyolem na bázi řepkového oleje (NOP 330™, Sinpol) v hmotnostním poměru 1:1 a katalyzátorem monoethanolaminem v hmotnostním poměru k PUR pěně 1/100 a následně ohřívána účinkem mikrovlnného záření (MW) o příkonu zdroje 1 kw a frekvenci 915 MHz po dobu 20 min při 220 °C a za atmosférického tlaku. V průběhu této doby byl polyurethan kompletně depolymerován na kapalný produkt o hustotě 970 kg/m3 hydroxylovém Čísle 128mgKOH/g, čísle kyselosti 1,3 mg KOH/g, jodovém čísle 37gl2/100g a obsahu vody 0,2 % i™ Viskozita produktu při 25 C činila 1720 mPa.s.
Získaný kapalný produkt je surovina pro výrobu polyurethanů. obsahující 91% hm: polyolové složky, která obsahuje alifatický polyeterpolyol o molámí hmotnosti 5000g/mol a karbamátové polyoly o průměrné molámí hmotnosti g/mol obsahující převážně monoglyceridické strukturní jednotky řepkového oleje s estencky vázanými mastnými kyselinami obsahujíc! 16 až 18 uhlíků v řetězci přičemž strukturní jednotky jsou vázané urethanovou vazbou na derivát bis(rfr isokyanatofenyl)metanu z původní polyuretanové pěny.
Srovnávací příklad 1
Pro porovnáni byl proveden rozklad stejné polyuretanové pěny standardní glykolyzou za použití dipropylenglykolu (směs isomerů). Drť stejné polyuretanové Pěny na bázi polymemího bis(4-isokyanatofenyl)metanu (PMDI) a polyetherpolyolu o objemové hmotosti 55 kg/m3 v množství 20 g byla smíšena s dipropylenglykolem v hmotnostním poměru 1:1 a katalyzátorem diethanolaminem v hmotnostním poměru k PUR pěně 1/100 a následně ohřívána v solné lázni za atmosférického tlaku a při teplotě 210 °C po dobu 2,5 h. V průběhu této doby byl polyurethan zcela glykolyzován na kapalný produkt o hustotě 1060 kg/m3, viskozitě 2100 mPa s (25 °C), hydroxylovém číslu 341 mg KOH/g, číslu kyselosti 0,1 mg.KOH/g a obsahu vody0,1%hm·
Získaný kapalný produkt je směs polyolů, kterou lze vzhledem k vysokému hydroxylovému číslu použit jako surovinu pouze pro výrobu tvrdých lehčených polyurethanů.
Přehled obrázků na výkresech
Obr.1: Tabulka porovnávající experimentální podmínky a výsledky analýzy produktů
Obr. 1
| Příklad 1 | Příklad 2 | Příklad 3 | Srovnávací příklad 1 | |
| Reakčni činidlo | Ricinový | Olejový polyol z rybího | Olejový polyol z řepkového | Dipropylen- |
| olej | oleje (Icepol) | oleje (NOP 330™, Sinpol) | glykol | |
| Reakčni čas | 2 h | 2 h | 20 min | 2,5 h |
| Reakčni teplota, C | 250 | 200 | 220 | 210 |
| Hmotnost, poměr PUR pěna/reagent | 1/5 | 1/1,3 | 1/1 | 1/1 |
| Způsob ohřevu | kondukcí | kondukcí | mikrovlnným ohřevem | kondukcí |
| Obsah nezreagované pěny, % hm. | 0,1 | 0,3 | 0 | 0 |
| Hustota produktu 25 qC, kg.m'3 | 970 | 960 | 970 | 1060 |
| Viskozita produktu 25 °C, mPa.s | 1 250 | Γ 1 550 | 1 720 | 2 100 |
| Hydroxylové číslo produktu, mg KOH/g | 129 | 170 | 128 | 341 |
| Cisto kyselosti produktu, mg KOH/g | 2,0 | 1,5 | 1,3 | 0,1 |
| Jodové číslo produktu, g l2/100 g | 76 | 84 | 37 | _* |
| Obsah vody v produktu, % hm. * nestanovováno | 0,3 | 0,3 | 0,2 | 0,1 |
V příkladech provedeni vynálezu byly použity následující analytické metody: Hustota produktu byla stanovena pyknometricky dle ASTM D 4669-93.
Viskozita produktu byla stanovena na rotačním rbeometru Bohlin Gemini HRnano (Malvern Instruments), geometrie kužel - deska (průměr 40mm).
Hydroxylové číslo produktu bylo stanoveno acetylační metodou dle ISO 2554-1974.
Číslo kyselosti produktu bylo stanoveno dle ASTM D 4662-93
Jodové číslo produktu bylo stanoveno Hanušovou metodou, kdy nejprve dochází kadící bromidu jodného na dvojné vazby mastných kyselin, následné je nezreagovany bromid jodný reakci sjodidem draselným převeden na jód, který je stanoven titračně thíosíranem sodným.
Obsah vody v produktu byl určen titrační metodou dle Karl-Fischera
Moláml hmotnost složek produktu byla stanovena rozměrové vylučovací chromatografi, (SEC) s RI (RIDK 102, ECOM) a UV-vis fotometrickým (LCD 2084 ECOM) detektorem, mobilní tíze: THF (1 mi min '), kolona: 300 mm x 8mm PL 1000 A (Polymer Laboratories), kalibrace: polystyrénové standardy.
Průmyslová využitelnost
Surovinu připravenou uvedeným způsobem z odpadních polyurethanů s využitím bioreagentů z obnovitelných zdrojů lze využit samostatně nebo ve směsi s panenskými polyoiy pro reakci s polyisokyanátem k výrobě lehčených a kompaktních polyurethanových materiálů v chemickém průmyslu.
Claims (6)
- PATENTOVÉ NÁROKY1. Surovina pro výrobu polyurethanů z odpadních polyurethanů vyznačující Se t,m. ze se sestává z produktu reakce odpadního polyurethanů s bioreagentem, kterým je rostlinný nebo živočišný dej, nebo tuk, nebo derivát rostlinného nebo živočišného oleje nebo tuku s funkčními hydroxylovými skupmam,. nebo jejích vzájemná směs, přičemž produkt reakce odpadního polyurethanů s bioreagentem obsahuje nejméně 80 % hm/polyolové složky sestávající ss/z nejméně 25 % hnu alifatických pdydů (i) o molámí hmotnosti nejméně 400 a nejvýše 10000 g/md a nejvýše 75 % hmi tarbamátových PO you <.) O molárni hmotnosti nejméně 300 a nejvýše 5000 g/md, přičemž karbamátové polyoly (li) ve svém řetězci obsahuji triglyceridické (a) nebo iglycendické (b> nebo monoglyceridické (c) strukturní jednotky přírodních ° ,U a neb° Mích vzájemnou směs obsahující esterfcky vázané mastné yseliny o nejméně 10 a nejvíce 22 uhlících, přičemž jsou strukturní jednotky (a), (b) a (c) vázáné urethanovou vazbou na karbamátový derivát ísokyanátu původního polyurethanů.
- 2. Způsob vyroby suroviny pro výrobu polyurethanů z odpadních polyurethanů Podlenároku 1,vyznačující se tím, ž e odpadní polyurethan je smíchán s bioreagentem (I) v hmotnostním poměru nejméně 10 / 1 a nejvíce 1 / 10 a rozklad polyurethanů probíhá při teplotě 150 až 300 X a za tlaku nejméně 100 kPa a nejvýše 1000 kPa.
- 3. Způsob vyroby suroviny pro výrobu polyurethanů z odpadních polyurethanů podle nároku 2 vyznačující se tím. že odpadni polyurethan je produkt reakce aromatických polyisokyanátů a polyesterového, nebo polyétherového nebo polydienového polyolů.
- 4. Způsob výroby suroviny pro výrobu polyurethanů podle nároku 2 nebo 3 vyznačujíc! se tím, ricinový olej nebo olejové polyoly připravené řepkového oleje nebo ze sojového oleje nebo vzájemné směsi.z odpadních polyurethanů že bioreagentem (I) je z ricinového oleje nebo z z rybího oleje nebo z jejichII
- 5. Způsob vyroby suroviny pro výrobu polyurethanů z odpadních polyurethanů podle nároku 2 nebo 3 nebo 4 vyznačující se tím. že rozklad polyurethanů je katalyzován přídavkem monoethanolaminu nebo diethanolaminu nebo triethanolaminu nebo hydroxidu sodného nebo hydroxidu draselného nebo ethanolátu sodného nebo ethanolátu draselného nebo utoxidu titamcitého nebo isopropoxidu titaničitého nebo n-propoxidu titanicitého nebo jejich smési v libovolném poméru, přičemž katalyzátor je v hmotnostním poměru k polyurethanů 1 / 500 až 1 /10.
- 6. Způsob výroby suroviny pro výrobu polyurethanů z odpadních polyurethanů podle nároku 2 nebo 3 nebo 4 nebo 5 vyznačující se tím. že teplota 150 az 30q”C je zajišťována pomocí elektromagnetického záfeni o frekvenci v oblasti 1 MHz až 10 GHz.
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ20090620A CZ2009620A3 (cs) | 2009-09-22 | 2009-09-22 | Surovina pro výrobu polyurethanu a zpusob její výroby z odpadního polyurethanu |
| PL10781583T PL2480584T3 (pl) | 2009-09-22 | 2010-09-20 | Surowy materiał do produkcji poliuretanu oraz proces jego wytwarzania z poliuretanu odpadowego |
| PCT/CZ2010/000101 WO2011035743A1 (en) | 2009-09-22 | 2010-09-20 | Raw material for polyurethane production and process for its preparing from waste polyurethane |
| DK10781583T DK2480584T3 (en) | 2009-09-22 | 2010-09-20 | The raw material for the production of polyurethane and the process for its preparation from affaldspolyuretan |
| EA201270448A EA021931B1 (ru) | 2009-09-22 | 2010-09-20 | Сырье для производства полиуретана и его изготовление из отходов полиуретана |
| EP20100781583 EP2480584B1 (en) | 2009-09-22 | 2010-09-20 | Raw material for polyurethane production and process for its preparing from waste polyurethane |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ20090620A CZ2009620A3 (cs) | 2009-09-22 | 2009-09-22 | Surovina pro výrobu polyurethanu a zpusob její výroby z odpadního polyurethanu |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ302362B6 CZ302362B6 (cs) | 2011-04-06 |
| CZ2009620A3 true CZ2009620A3 (cs) | 2011-04-06 |
Family
ID=43480636
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ20090620A CZ2009620A3 (cs) | 2009-09-22 | 2009-09-22 | Surovina pro výrobu polyurethanu a zpusob její výroby z odpadního polyurethanu |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP2480584B1 (cs) |
| CZ (1) | CZ2009620A3 (cs) |
| DK (1) | DK2480584T3 (cs) |
| EA (1) | EA021931B1 (cs) |
| PL (1) | PL2480584T3 (cs) |
| WO (1) | WO2011035743A1 (cs) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ2011336A3 (cs) * | 2011-06-06 | 2013-01-16 | Ústav makromolekulární chemie AV CR, v.v.i. | Smes polyolu a zpusob její prípravy |
| PL232824B1 (pl) | 2015-05-12 | 2019-07-31 | Politechnika Gdanska | Sposób glicerolizy odpadów poliuretanowych |
| KR102644544B1 (ko) | 2016-09-21 | 2024-03-11 | 넥스트큐어 인코포레이티드 | Siglec-15를 위한 항체 및 이의 사용 방법 |
| US10053533B1 (en) | 2017-04-13 | 2018-08-21 | Presidium Usa, Inc. | Oligomeric polyol compositions |
| DE102018209567A1 (de) * | 2018-06-14 | 2019-12-19 | Rampf Holding Gmbh & Co. Kg | Verfahren zum Abbau von Kunststoffen |
| WO2022232634A1 (en) | 2021-04-29 | 2022-11-03 | Novartis Ag | Deubiquitinase-targeting chimeras and related methods |
| LU501979B1 (en) | 2022-04-29 | 2023-10-30 | Kemijski Inst | Chemical recycling of polyurethane foams with amines |
| WO2023249580A1 (en) * | 2022-06-24 | 2023-12-28 | Safaş Saf Plasti̇k Sanayi̇ Ve Ti̇caret Anoni̇m Şi̇rketi̇ | Chemical method for producing a polyol |
| PL444638A1 (pl) * | 2023-04-27 | 2024-10-28 | Politechnika Krakowska im. Tadeusza Kościuszki | Sposób chemolizy sztywnej biopianki PUR |
| PL447930A1 (pl) * | 2024-03-05 | 2025-09-08 | Politechnika Krakowska im. Tadeusza Kościuszki | Sposób wytwarzania wiskoelastycznej biopianki poliuretanowej z zastosowaniem rebiopoliolu |
| PL451161A1 (pl) * | 2025-02-07 | 2025-07-14 | Politechnika Krakowska im. Tadeusza Kościuszki | Sposób otrzymywania składnika poliolowego |
Family Cites Families (40)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1141784B (de) * | 1961-06-12 | 1962-12-27 | W Scheermesser & Co K G Dr | Verfahren zum Aufbereiten von Polyesterurethanschaumstoffabfaellen |
| US3632530A (en) | 1967-03-04 | 1972-01-04 | Yokohama Rubber Co Ltd | Process for decomposition of a polyurethane resin |
| US4025559A (en) | 1972-12-18 | 1977-05-24 | Ford Motor Company | Method for continuous hydrolysis of polyurethane foam in restricted tubular reaction zone and recovery |
| US3983087A (en) | 1974-04-29 | 1976-09-28 | The Upjohn Company | Novel process of reclaiming polyurethane foam |
| JPS5117297A (en) | 1974-08-02 | 1976-02-12 | Bridgestone Tire Co Ltd | Horiooruo horiuretanjugobutsukara kaishusuruhoho |
| US4159972A (en) | 1977-10-17 | 1979-07-03 | Ford Motor Company | Dissolution of polyurethane foams and re-use of the products therefrom |
| DE2759054C2 (de) * | 1977-12-30 | 1983-10-06 | Apprich, Johannes, 7080 Aalen | Verfahren zur Herstellung polyolhaltiger Flüssigkeiten aus Polyurethanabfällen und ihre Verwendung |
| US4339236A (en) | 1978-02-21 | 1982-07-13 | Union Carbide Corporation | Low foam scouring agents |
| US4546120A (en) * | 1985-03-26 | 1985-10-08 | Henkel Corporation | Urethane forming compositions based on fatty polyols |
| DE4040204A1 (de) | 1990-01-10 | 1991-07-11 | Phoenix Ag | Verfahren und vorrichtung zur wiederverwertung von abfaellen oder altartikeln aus kunststoff, insbesondere aus polyurethan oder polyharnstoff |
| DE4104196A1 (de) | 1990-02-14 | 1991-08-22 | Phoenix Ag | Verfahren zur wiederverwertung von abfaellen oder altartikeln aus vernetztem kunststoff, insbesondere aus polyurethan oder polyharnstoff |
| DE4020602C1 (cs) | 1990-06-28 | 1992-03-19 | Stankiewicz Gmbh, 3101 Adelheisdorf, De | |
| DE4024601C2 (de) | 1990-08-02 | 1997-04-03 | Gunter Prof Dr Bauer | Verfahren zur Herstellung polyolhaltiger Dispersionen und deren Verwendung |
| DE4115146A1 (de) | 1991-05-08 | 1992-11-12 | Henkel Kgaa | Verfahren zur herstellung von epoxid-ringoeffnungsprodukten mit einem definierten rest-epoxidsauerstoffgehalt |
| DE4131172A1 (de) | 1991-09-19 | 1993-03-25 | Hubertus Schmid | Combi-kunststoff-holz-halbholz-recycling-technologie |
| DE4306447C2 (de) | 1992-03-30 | 1996-11-28 | Hecker & Krosch Gmbh & Co Kg | Recycling-Verfahren für Polyurethan-Hartschaum |
| DE4234335A1 (de) | 1992-10-12 | 1994-04-14 | Basf Schwarzheide Gmbh | Verfahren zur Herstellung von Recyclatpolyolen und deren Verwendung bei der Herstellung von Polyurethanen |
| US5300530A (en) | 1992-12-11 | 1994-04-05 | Air Products And Chemicals, Inc. | Process for modifying the glycolysis reaction product of polyurethane scrap |
| EP0610719B1 (de) | 1993-02-08 | 1999-04-07 | Bayer Ag | Verfahren zur Herstellung von Hydroxylgruppen aufweisenden Verbindungen aus (Polyurethan) Polyharnstoffabfällen |
| GB9320874D0 (en) | 1993-10-11 | 1993-12-01 | Ici Plc | Recycling of flexible foam |
| DE4421902A1 (de) | 1994-06-23 | 1996-01-04 | Bayer Ag | Verfahren zur Herstellung von Hydroxylgruppen aufweisenden Verbindungen aus (Polyurethan)Polyharnstoffabfällen |
| DE4433834C1 (de) | 1994-09-22 | 1995-10-12 | Daimler Benz Ag | Verfahren zur Rückgewinnung von Sekundärpolyolen aus mit nichtglykolysierbaren Stoffen vermischten Polyaddukten von Diolen und Diisocyanaten |
| DE4445890A1 (de) | 1994-12-22 | 1996-06-27 | Basf Schwarzheide Gmbh | Verfahren zur Herstellung von Recyclatpolyolen |
| DE19510638A1 (de) | 1995-03-23 | 1996-09-26 | Basf Schwarzheide Gmbh | Verfahren zur Verwertung von Kunststoffabfällen, in denen Polyurethane im Gemisch mit anderen Kunststoffen vorliegen |
| US5763692A (en) | 1996-10-28 | 1998-06-09 | Basf Corporation | Process for the preparation of recyclate polyols having a low amine content |
| DE19917932B4 (de) | 1998-04-16 | 2006-08-31 | Gerhard Prof. Dr. Behrendt | Verfahren zur Herstellung von Polyolen durch Depolymerisation von Polyurethan-Abfällen |
| US6433121B1 (en) | 1998-11-06 | 2002-08-13 | Pittsburg State University | Method of making natural oil-based polyols and polyurethanes therefrom |
| US6107433A (en) | 1998-11-06 | 2000-08-22 | Pittsburg State University | Process for the preparation of vegetable oil-based polyols and electroninsulating casting compounds created from vegetable oil-based polyols |
| US6299811B1 (en) | 1999-04-23 | 2001-10-09 | Lear Corporation | Method of recycling polyurethane foam components |
| AU2001243354A1 (en) | 2000-02-28 | 2001-09-12 | Troy Polymers | Process for chemical recycling of polyurethane-containing scrap |
| US6660779B2 (en) | 2000-04-28 | 2003-12-09 | Matsushita Refrigeration Company | Method of manufacturing rigid polyurethane foam material, method of manufacturing refrigerator, and refrigerator |
| MXPA00011394A (es) | 2000-11-21 | 2003-03-12 | Resinas Y Materiales S A De C | Proceso mejorado para la obtencion de polioles oleoquimicos. |
| US6891053B2 (en) | 2001-10-02 | 2005-05-10 | Noveon Ip Holdings Corp. | Method of making oleochemical oil-based polyols |
| CA2571214A1 (en) | 2004-06-25 | 2006-02-02 | Pittsburg State University | Modified vegetable oil-based polyols |
| WO2006116456A1 (en) * | 2005-04-25 | 2006-11-02 | Cargill, Incorporated | Polyurethane foams comprising oligomeric polyols |
| US7897651B2 (en) * | 2005-12-09 | 2011-03-01 | Kazutoshi Ikenaga | Method for depolymerizing polyester and unsaturated polyester, and method for recovering polyester monomer using the depolymerization |
| WO2008063613A1 (en) * | 2006-11-16 | 2008-05-29 | Cargill, Incorporated | Viscoelastic polyurethane foams comprising amidated or transesterified oligomeric natural oil polyols |
| EP2097368A1 (en) * | 2006-11-16 | 2009-09-09 | Cargill, Incorporated | Viscoelastic polyurethane foams comprising oligomeric natural oil polyols |
| CN101096426A (zh) | 2007-06-18 | 2008-01-02 | 林永飞 | 废硬质泡沫聚氨酯塑料回收利用方法 |
| CZ301686B6 (cs) * | 2007-08-23 | 2010-05-26 | Ústav makromolekulární chemie AV CR, v.v.i. | Zpusob recyklace odpadních polyurethanových pen |
-
2009
- 2009-09-22 CZ CZ20090620A patent/CZ2009620A3/cs not_active IP Right Cessation
-
2010
- 2010-09-20 EP EP20100781583 patent/EP2480584B1/en not_active Not-in-force
- 2010-09-20 DK DK10781583T patent/DK2480584T3/en active
- 2010-09-20 EA EA201270448A patent/EA021931B1/ru not_active IP Right Cessation
- 2010-09-20 PL PL10781583T patent/PL2480584T3/pl unknown
- 2010-09-20 WO PCT/CZ2010/000101 patent/WO2011035743A1/en not_active Ceased
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DK2480584T3 (en) | 2014-02-17 |
| WO2011035743A1 (en) | 2011-03-31 |
| EP2480584B1 (en) | 2013-11-20 |
| EA021931B1 (ru) | 2015-09-30 |
| EA201270448A1 (ru) | 2012-08-30 |
| CZ302362B6 (cs) | 2011-04-06 |
| EP2480584A1 (en) | 2012-08-01 |
| PL2480584T3 (pl) | 2014-04-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CZ2009620A3 (cs) | Surovina pro výrobu polyurethanu a zpusob její výroby z odpadního polyurethanu | |
| Liu et al. | Opportunities in closed-loop molecular recycling of end-of-life polyurethane | |
| Malani et al. | Polyols and polyurethanes from renewable sources: past, present and future—part 1: vegetable oils and lignocellulosic biomass | |
| de Dios Caputto et al. | Chemical upcycling of poly (ethylene terephthalate) waste: Moving to a circular model | |
| Furtwengler et al. | Renewable polyols for advanced polyurethane foams from diverse biomass resources | |
| Borowicz et al. | Synthesis and application of new bio-polyols based on mustard oil for the production of selected polyurethane materials | |
| Badri | Biobased polyurethane from palm kernel oil-based polyol | |
| US8022257B2 (en) | Methods for producing polyols using crude glycerin | |
| Lligadas et al. | Plant oils as platform chemicals for polyurethane synthesis: current state-of-the-art | |
| Peyrton et al. | Aza-michael reaction as a greener, safer, and more sustainable approach to biobased polyurethane thermosets | |
| Ang et al. | Synthesis of palm oil‐based polyester polyol for polyurethane adhesive production | |
| Sheel et al. | Chemical depolymerization of polyurethane foams via glycolysis and hydrolysis | |
| Jeya et al. | A short review on latest developments in catalytic depolymerization of Poly (ethylene terephathalate) wastes | |
| CZ2007576A3 (cs) | Zpusob recyklace odpadních polyurethanových pen | |
| JPWO2008123323A1 (ja) | ポリオールの製造方法および該ポリオール | |
| Ranganathan et al. | Biomass chemical upcycling of waste rPET for the fabrication of formamide-free TPEE microcellular foams via scCO2 foaming | |
| Wieczorek et al. | Recycling of polyurethane foams via glycolysis: A review | |
| Coste et al. | Green synthesis of biobased soft foams by the Aza-Michael reaction | |
| ALAVI et al. | Regeneration of polyol by pentaerythritol-assisted glycolysis of flexible polyurethane foam wastes | |
| EP1693409A1 (en) | Process for the recovery of polyols from polyurethane foam waste using a novel catalyst | |
| EP3098257B1 (en) | Method of glycerolysis of polyurethane waste product | |
| Alhanish et al. | Investigating the Recent Development of Bio-based Polyurethane Foam Produced from Renewable Resources | |
| KR100278099B1 (ko) | 폐 폴리우레탄 엘라스토머를 이용한 폴리우레탄엘라스토머의제조방법 | |
| Malucelli et al. | Sustainability in polyurethanes: old hat or new strategy for future developments? | |
| Kormin et al. | Preparation and characterization of biopolyol from liquefied oil palm fruit waste: Part 1 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20230922 |