DE2557172C3 - Verfahren zum Aufarbeiten von starren Polyurethanschaumstoffabfällen - Google Patents
Verfahren zum Aufarbeiten von starren PolyurethanschaumstoffabfällenInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Gewinnung eines polyolhaltigen homogenen Flüssigkeitsgemisches
aus starren Polyurethanschaumstoffabfällen in kurzer Zeit Die polyolhaltigen homogenen
Flfissigkeitsgemische bilden dabei eine im wesentlichen aus Polyol bestehende flüssige Schicht und können
unmittelbar als Polyolkomponente zur Herstellung von starren Polyurethanschaumstoffen wiederverwendet
werden.
Zur Wiedergewinnung von Polyol aus Polyurethanschaumstoffabfällen durch Zersetzung derselben wurden
bereits verschiedene Verfahren angewendet Besonders geeignet scheint das in der US-PS 34 04 103
beschriebene Verfahren, wobei ein Polyurethanschaumstoff unter Wärmeeinwirkung zu einem gemischten
System zersetzt wird, das sich zusammensetzt aus einer alkalischen Lösung und einer Aminverbindung. Allerdings
hat dieses Verfahren den Nachteil, daß das Zersetzungsprodukt zwei Schichten bildet und nicht
unmittelbar als Rohmaterial für Polyurethanschaumstoffherstellung wiederverwendet werden kann; vielmehr
muß die Polyolkomponente von dem gesamten Zersetzungsprodukt abgetrennt werden, ehe sie zur
Herstellung von Polyurethanschaunutoff wiederverwendet werden kann. In den JP-OS 28 407/73 und
93 696/73 sind Verfahren beschrieben, bei denen Abfälle
von Polyurethan· oder Polyisocyanuratschaumstoffen in Anwesenheit von zwei Dihydroxyverbindungen, nämlich
einem aliphatischen Diol und einem Dialkanolamin, zersetzt werden, so daß man das Polyol wiedergewinnen
kann. Bei diesen bekannten Verfahren ist die Zersetzungszeit jedoch sehr lang, insbesondere wenn
man bei niedriger Temperatur arbeitet
Diese Nachteile der bekannten Verfahren werden Oberwunden durch das erfindungsgemäße Verfahren
zum Aufarbeiten von Potyurethanschaumstoffabfallen zu einer für die Herstellung von neuem, starrem
Polyureihanschaumstoff wiederverwendbaren polyolhaltigen Lösung durch Erhitzen der Abfälle bis zur
Spaltung des Polyurethans in einem Gemisch aus einem aliphatischen Diol mit 4 bis 7 Kohlenstoffatomen mit
einem Kp. von > 160"C und einem Alkanolamin mit bis zu 8 Kohlenstoffatomen bei 150 bis 220° C, das dadurch
gekennzeichnet ist, daß man als Alkanolamin 1 bis 20%,
bezogen auf das Gemisch, eines Monoalkanolamins mit mindestens 2 Kohlenstoffatomen verwendet. Als Alkanolamin
verwendet man vorzugsweise Monoäthanolamin.
Besonders bedeutsam ist das erfindungsgemäße Verfahren deshalb, weil man als Ausgangsmaterial
Schnitzel oder Abfällle von starrem Polyurethanschaumstoff verwenden kann, die sonst unter Umständen
eine Umweltverschmutzung verursachen würden.
Wie ersichtlich, ist beim erfindungsgemäßen Verfahren
die Behandlungstemperatur bei der Zersetzung des Polyurethans verhältnismäßig niedrig, die Zersetzungszeit ist kurz und das Zersetzungsprodukt fällt als
is homogene Flüssigkeitsschicht an und kann ohne
vorangehende Abtrennung und Reinigung als Polyolkomponente bei der Herstellung von neuem Schaumstoff
verwendet werden.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäLen Verfahrens liegt darin begründet, daß die im vorliegenden Falle verwendeten Monoalkanolamine weniger giftig sind als die bisher zur Anwendung kommenden Di- oder Trialkanolamine.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäLen Verfahrens liegt darin begründet, daß die im vorliegenden Falle verwendeten Monoalkanolamine weniger giftig sind als die bisher zur Anwendung kommenden Di- oder Trialkanolamine.
erleichtert daß die Gestehungskosten für die zur Verwendung kommenden Reagenzien niedrig und die
Vorrichtung zur Zersetzung einfach ist so daß sich das Verfahren besonders gut für die praktische Durchführung
eignet Der erfindungsgemäß durch Wärmeeinwir-
jo kung zu zersetzende starre Schaumstoff kann ein Polyurethanschaumstoff oder ein Polyisocyanuratschaumstoff
sein. Auch halbstarre oder sogar flexible Polyurethanschaumstoffe können entweder allein oder
im Gemisch mit starrem Schaumstoff im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens zersetzt werden.
Als Lösungsmittel wird erfindungsgemäß ein Gemisch aus (a) einem aliphatischen Diol und (b) einem
Monoalkanolamin verwendet In Frage kommen aliphatische Diole mit 4 bis 7 Kohlenstoffatomen, die oberhalb
160° C sieden, wie unter anderem
U-Butandiol, 1.4-Butandiol,
23-Butandiol. 2-Methyl-2,4-pentandiol,
13-Pentandiol, 2,4-Per.tandiol,
24-HexandioL 2,4-Heptandiol,
U-Butandiol, 1.4-Butandiol,
23-Butandiol. 2-Methyl-2,4-pentandiol,
13-Pentandiol, 2,4-Per.tandiol,
24-HexandioL 2,4-Heptandiol,
2-Äthyl-13-hexandioC Diäthylenglykol,
Dipropylenglykot oder Triäthylenglykol;
bevorzugt sind darunter die aliphatischen Diole mit 4 bis 6 Kohlenstoffatomen, insbesondere Diäthylenglykol, Dipropylenglykol, 1.4-Butandiol oder 1,5-PentandioL Die Verwendung von aliphatischen Diolen mit nicht mehr als 3 oder nicht weniger als 8 Kohlenstoffatomen würde zu einem Zersetzungsprodukt führen, das nicht als nomogene Flüssigkeit sondern als sehr viskose Paste vorliegt oder sich in zwei Flüssigkeitsschichten teilt und deshalb nicht nur schwer zu behandeln ist sondern auch große Nachteile bei der Wiederverwendung aufweist Verwendet man dagegen, wie dies erfindungsgemäß der Fall ist Diole mit 4 bis 7 Kohlenstoffatomen, so erhält man bei der Zersetzung eine homogene Flüssigkeit von niedriger Viskosität die leicht zu handhaben ist und unmittelbar, d. h. ohne Abtrennung den Polyols, ah
bevorzugt sind darunter die aliphatischen Diole mit 4 bis 6 Kohlenstoffatomen, insbesondere Diäthylenglykol, Dipropylenglykol, 1.4-Butandiol oder 1,5-PentandioL Die Verwendung von aliphatischen Diolen mit nicht mehr als 3 oder nicht weniger als 8 Kohlenstoffatomen würde zu einem Zersetzungsprodukt führen, das nicht als nomogene Flüssigkeit sondern als sehr viskose Paste vorliegt oder sich in zwei Flüssigkeitsschichten teilt und deshalb nicht nur schwer zu behandeln ist sondern auch große Nachteile bei der Wiederverwendung aufweist Verwendet man dagegen, wie dies erfindungsgemäß der Fall ist Diole mit 4 bis 7 Kohlenstoffatomen, so erhält man bei der Zersetzung eine homogene Flüssigkeit von niedriger Viskosität die leicht zu handhaben ist und unmittelbar, d. h. ohne Abtrennung den Polyols, ah
bis 8 Kohlenstoffatome; Beispiele sind Monoäthanolamin,
Diäthylathanolamin oder Aminoäthyläthanolamin. Besonders bevorzugt ist das Monoäthanolamtn.
Der Nachteil der bisher verwendeten Di- und
Trialkanolamine, wie Diäthanolamin oder Triäthanolamin,
besteht darin, daß sie die Zersetzungstemperatur von starrem Polyurethanschaumstoff nicht genügend
herabsetzen, weshalb sie erfindungsgemäß nicht verwendet werden.
In dem erfindungsgemäß als Lösungsmittel dienendem Gemisch aus einem Monoalkanolamin (b) und
einem aliphatischen Diol (a) liegt der Anteil an Monoalkanolamin bei höchstens 20 20 Gew.-%.
Bevorzugt sind Gemische mit etwa 2 bis 10 Gew.-% Monoalkanolamin. Ist z. B. der Anteil an Monoäthanolamin
im Lösungsmittel höher, so verläuft die Zersetzung des starren Polyurethanschaumstoffs rascher, jedoch
enthält das Zersetzungsprodukt einen größeren Anteil an Monoäthanolamin, so daß die Qualität des daraus
hergestellten Schaumstoffes beeinträchtigt wird. Daher ist die obere Grenze für den Monoalkanolamingehalt
des Lösungsmittels beim erfindungsgemäßen Verfahren 20Gew.-%.
Unterschreitet man bei der Durchführung des erfindungsgemäßCi- Verfahrens die untere Grenze von
1500C, so erfolgt zwar auch eine Zersetzung, diese
verläuft jedoch für das Arbeiten im technischen Maßstab zu langsam. Liegt die Behandlungstemperatur
über 2200C so verläuft die Zersetzung sehr rasch und
man muß befürchten, daß sich das gebildete Polyol weiter zu Produkten zersetzt, die die Qualität des daraus
herzustellenden starren Polyurethanschaumstoffs beeinträchtigen. Die Einhaltung der Temperaturgrenzen
von 150 bzw. 2200C ist daher für die Praxis wichtig. jo
In dem erfindungsgemäß aus einem aliphatischen Diol und einem Motcalkanolanün zusammengesetzten
Lösungsmittelgemisch entwickelt das Monoalkanolamin einen besonders guten Effekt, dtr bei Verwendung
von Di- oder Trialkanolamineii nicht erreicht werden
kann. Bei dem erfindungsgemäß verwendeten Lösungsmittelgemisch
ist die Zersetzungszeit kürzer als bei Verwendung eines aliphatischen Diols allein oder im
Gemisch mit einem anderen Amin als einem Monoalkanolamin,
und die Zersetzungszeit bleibt auch bei relativ niedriger Temperatur noch ausreichend
Als Zersetzungsprodukt srhält man beim erfindungsgemäßen
Verfahren ein polyolhaltiges homogenes Flüssigkeitsgemisch, das als einzige, ungetrennte flüssige
Schicht vorliegt Diese Flüssigkeit kann aufgrund ihres Polyolgehaltes verwendet werden zur Herstellung
von z. B. starrem Polyurethanschaumstoff, wobei aufgrund der chemischen Struktur des darin anwesenden
Polyols die Isocyanatgnippe des zur Schaumstoffherstellung verwendeten Polyisocyanates mit einer der
Hydroxylgruppen des als Losungsmittelanteil verwendeten aliphatischen Diols reagiert Die Analyse des
wiedergewonnenen Zersetzungsproduktes zeigte, daß dieses unmittelbar als Polyolkomponente bei der
Herstellung von starrem Polyurethanschaumstoff ver wendet werden kann und daß sich dabei ein Schaumstoff
von ausgezeichneten Eigenschaften ergibt Im Gegensatz dazu scheidet sich bei der bekannten Arbeitsweise
das Zersetzungsprodukt in zwei getrennten Schichten oder als viskose Paste ab, so daß es nicht unmittelbar zur
Herstellung von starrem Polyurethanschaumstoff verwendet werden kann. Durch die erfindungsgemäöe
Verwendung des Lösungsmittelgemisches bei der Zersetzung wird dieser Nachteil vermieden.
Die Beispiele, bei denen Teile Gew.-Teile und %
Gew.-% sind, dienen zur näheren Erläuterung der Erfindung.
starren Polyurethanschaumstoffen (A) und (B) angegeben,
die mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens zersetzt werden können.
Treibmittel Trichlorfluormethan 45 NCO-Vorpolymeres (Polyolvorpolymere
a '.rf Sucrosebasis mit 30% NCO) 120
Physikalische Eigenschaften
des Schaumstoffs:
des Schaumstoffs:
Tabelle II | SO |
Starrer Polyurethanschaumstoff (B) | |
Hergestellt aus Gew.-Teilen: | 5 |
Polyol auf Sucrose-Basis | 5 |
Triol auf Glycerin-Basis | 1.5 |
(Mol-Gew. 1000, OH-Zahl 160) | |
Vernetzungsmittel (OH-Zahl 770) | 25 |
Dimethyläthanolamin | 40 |
Entflammungs- Verzöger | 13 |
Tris-(23-dichlorpropyI)-phosphat | 120 |
Treibmittel Trichlorfluormethan | |
Oberflächenaktives Mittel (Silikonöl) | |
4,4'- Diphenylmethandiisocyanat | |
Physikalische Eigenschaften
des Schaumstoffs:
des Schaumstoffs:
Ein mit Thermometer, Rückflußkühler, Einlaß für Schaumstoff und Rührwerk ausgerüsteter 3-Liter-Kolben
wurde in einen Heizmantel eingebracht und mit g Diäthylenglykol und 25 g Monoäthanolamin
beschickt Nach Aufheizen des Gemisches auf ± 5° C wurden mit einer Geschwindigkeit von 10 g
je min unter Röhren 500 g starrer Polyurethanschaumstoff (A) in Rockenform der Lösung zugegeben.
Nach Auflösen des gesamten Polyurethans wurde die Lösung 30 min bei 195 ± 5°C weitergerührt und dann
auf Raumtemperatur abgekühlt Als Produkt wurden g einer braunen homogenen Flüssigkeit erhalten,
deren Kennzahlen aus Tabelle III hervorgehen.
Tabelle III
(Polyol I)
(Polyol I)
Viskosität pH Hydroxyl- Säurezahl Wasserzahl gehalt
(cP) (mg KOH/g) (mg KOH/g) (g)
(cP) (mg KOH/g) (mg KOH/g) (g)
1420
(31-C)
(31-C)
7,3
605
1,55
1,81
Tabelle V
(Polyol II)
(Polyol II)
Viskosität pH Hydroxyl- Säurezahl Wasserzahl gehalt
(cP) (mg KOH/g) (mg KOH/g) (%)
(cP) (mg KOH/g) (mg KOH/g) (%)
6340
8,0 480,2
0,80
1,02
Die so gewonnene Flüssigkeit konnte als solche mit gutem Ergebnis als Polyolkomponente bei der Herstellung
von. hartem Polyurethanschaumstoff verwendet werden.
Die Tabelle IV zeigt die Zusammensetzung des zur
Herstellung des Polyurethanschaumstoffs verwendeten Reaktionsgemisches und die physikalischen Eigenschaften
des resultierenden Schaumstoffs. Aus der Tabelle geht hervor, daß der mit dem obigen Zersetzungsprodukt
erhaltene Schaumstoff zwar leicht bräunlich ist, jedoch als Material zur Wärmeisolierung ohne weiteres
verwendet werden kann.
Zusammensetzung des
Reaktionsgemisches in Gew.-Teilen:
Reaktionsgemisches in Gew.-Teilen:
Wiedergewonnenes Polyol (I) 40
33%ige Lösung von
33%ige Lösung von
Treibmittel: Trichlorfluormethan 35
Oberflächenaktives Mittel (Silikonöl) 1,0
Oberflächenaktives Mittel (Silikonöl) 1,0
4,4'-DiphenyImethandiisocyanat 136
Physikalische Eigenschaften
des Schaumstoffs:
des Schaumstoffs:
0.028
233
in Aufschäumrichtung (700C χ 48 h) (%) - 0,40
nietlerer Temperatur in Aufschäumrichtung
(-300C χ 12h)(%)
Aufgrund der obigen Werte konnte die zurückgewonnene Flüssigkeit als solche mit gutem Erfolg bei der
Herstellung eines starren Polyurethanschaumstoffes als
Ein starrer Polyurethanschaumstoff wurde ferner hergestellt unter Verwendung der oben als Polyol II
beschriebenen zurückgewonnenen Flüssigkeit Aus Tabelle VI gehen sowohl die Zusammensetzung des
Reaktionsgemisches wie die physikalischen Eigenschaften des mit dem zurückgewönne .an Polyol hergestellten
Schaumstoffes hervor. Dieser Schaumstoff ist leicht bräunlich, kann jedoch ohne weiteres als Wärmeisolationsmaterial
verwendet werden.
30
Vernetzungsmittel (OH-Zahl 770) 15
33%ige Lösung von
33%ige Lösung von
]5 Triethylendiamin in Dipropylenglykol 0,1
Physikalische Eigenschaften des
Schaumstoffs:
Schaumstoffs:
45 Kompressionsfestigkeit in
Dimensionsänderung bei
hoher Temperatur (700C χ 48h)(%) -0,65
Dimensionsänderung bei
,ο niederer Temperatur (-300C χ 24 h) (%) -030
,ο niederer Temperatur (-300C χ 24 h) (%) -030
(kg/cm2) 3,0
-032 0,0172
500 g starrer Polyurethanschaumstoff (A) wurden bei 180 ± 5° C in einem Lösungsmittelgemisch aus 450 g
Dipropylenglykol und 50 g Monoäthanolamin gemäß Beispiel 1 behandelt Hierbei wurde der Polyurethanlehaumstoff
innerhalb 110 min zugegeben und die Masse dann noch 45 min auf 180 ± 5° C gehalten, um
den Schaumstoff völlig zu lösen.
Nach Abkühlen auf Raumtemperatur erhielt man als resultierendes Produkt 834 g einer braunen homogenen
Flüssigkeit, die bei näherer Untersuchung die in Tabelle
V angegebenen Werte aufwies.
60
65
Beispiele 3und4und
Vergleichsbeispiele la—4a
Vergleichsbeispiele la—4a
100 g starrer Polyurethanschaumstoff (A) wurde gemäß Beispiel 1 zersetzt Lösungsmittel, Zersetzungstemperatur, Zersetzungszeit und Eigenschaften des
Zersetzungsproduktes gehen aus Tabelle VII hervor. Dabei zeigen die Beispiele 3 und 4 und die
Vergleichsbeispiele la—4a den Einfluß von aliphatischen!
Diol als Lösungsmittelbestandteu, wenn Monoäthanolamin
verwendet und die Art des aliphatischen Diols variiert wird.
eines gemischten Lösungsmittels aus einem aliphatischen Diol und einem Amin (beide erfindungsgemäB)
die Zersetzungszeit wesentlich verringert und die Zersetzungstemperatur auf verhältnismäOig niedrige
Temperatur gesenkt werden kann.
So wurde bei Verwendung von Dipropylenglykol als aliphatisches Diol (Vergleichsbeispiel la) der Polyurethanschaumstoff
zwar zersetzt, jedoch war hierzu eine höhere Zersetzungstemperatur und eine lange Zersetzungszeit
notwendig. Man erhielt das Zersetzungsprodukt zwar als nur eine Schicht, jedoch in Form einer
viskosen Paste, so daß es praktisch unmöglich war, das Zersetzungsprodukt unmittelbar als Polyolkomponente
bei der Herstellung von starrem Polyurethanschaumstoff zu verwenden.
Die weiteren in der Tabelle aufgeführten Vergleichsversuche 2a, 3a und 4a lassen ebenfalls die Nachteile der
in
bekannten Methode erkennen: Bei Verwendung von Polypropylenglykol 400 (Molekulargewicht 400, Vergleichsbeispiel
2a), Polypropylenglykol 1000 (Molekulargewicht 1000, Vergleichsbeispiel 3a) oder eines
Polyols auf Sucrose-Basis (Vergleichsbeispiel 4a), nämlich von Polyolen, bei denen die Kohlenstoffanzahl
höher war als bei den erfindungsgemäO zu verwendenden
aliphatischen Diolen, erwies sich eine wesentlich höhere Zersetzungstemperatur als notwendig und die
Zersetzungszeit war langer al» bei dem erfindungsgemaßen
Verfahren. Außerdem fielen bei den Vergleichsversuchen 2a bis 4a die Zersetzungsprodukte in Form
von zwei Schichten an, deren Trennung insofern Schwierigkeiten bereitete, als die untere Schicht eine
Paste war. Vor einer Wiederverwendung eine* Teiles
der Zersetzungsprodukte war daher ein größerer Arbeitsaufwand notwendig.
laoene vii
Beispiel Nr.
4
4
Lösungsmittel in g:
1,4-Butandiol
1,5-Pentandiol
Propylenglykol
PPG-Diol 400
PPG-Diol 1000
Polyol auf Sucrose-Basis
Monoäthanolamin
1,4-Butandiol
1,5-Pentandiol
Propylenglykol
PPG-Diol 400
PPG-Diol 1000
Polyol auf Sucrose-Basis
Monoäthanolamin
Zersetzungsbedingungen:
Temperatur ("C)
Zeit (min)
Temperatur ("C)
Zeit (min)
Eigenschaften des Zersetzungsproduktes:
Aussehen (nach Abkühlen auf Raumtemp.)
Aussehen (nach Abkühlen auf Raumtemp.)
Viskosität (cP)
pH
pH
Vergleichsbeispiel Nr.
la 2a
la 2a
95
95
3j
5 | 5 | 95 | 95 | 95 | |
170 | 198 | 5 | |||
26 | 40 | 5 | 210 | ||
5 | 5 | 205 | 37 | ||
195 | 200 | 28 | |||
20 | 36 | ||||
homogene Flüssigkeit Paste Bildung von 2 Schichten
(1 Schicht) (1 Schicht) Oberschicht: Flüssigkeit
Unterschicht: Paste
(310C) 2900 (29° C)
8.1 73
(310C) 2900 (29° C)
8.1 73
Beispiele 5 und 6 und
Vergleichsbeispiele 5a und 6a
Vergleichsbeispiele 5a und 6a
Die in Tabelle VIII niedergelegten Werte ergaben sich aus Versuchen, bei denen einerseits, erfindungsgemäß
ein Gemisch aus einem aliphatischen Diol und einem Monoalkanolamin, andererseits (zum Vergleich)
ein aliphatisches Diol allein als Lösungsmittel verwendet wurde. Die Zersetzung erfolgte gemäß Beispiel 1
und die Auswirkung des erfindungsgemäß zugesetzten Monoalkanolamins wurde untersucht durch Variieren
der Zersetzungstemperatur. Bei der Zersetzungsreaktion wurden 200 g starrer Polyurethanschaumstoff (A)
verwendet
Beispiel Nr. 5 |
6 | Vergleichsbeispie! Nr. 5a 6a |
200 0 |
|
Lösungsmittel in g: Diäthylenglykol Monoäthanolamin |
190 10 |
190 10 |
200 0 |
195±5 30 |
Zersetzungsbedingungen: Temperatur (CC) Zeit (min) |
160±5 26 |
195 + 5 20 |
160±5 43 |
340 |
Wiedergewonnenes Zersetzungs produkt (Menge in g) |
372 | 342 | 374 |
9 lorlsct/unj» |
25 57 | 172 | 10 |
Beispiel 5 |
Nr. 6 |
Vergleichsheispiel Nr. 5a 6a |
|
Eigenschaften des Zersetzungsproduktes: Viskosität (cP) pH Hydroxylzahl (mg KOH/g) Säurezahl (mg KOH/g) Wassergehalt (%) |
- | 1420(39° 7,3 605 1,55 131 |
C)- 2650 (32° C) 8.0 - 530,1 2.55 - 1,66 |
Aus der Tabelle geht hervor, daß die Anwesenheit von Monoäthanolamin im Lösungsmittel sowohl die
Zersetzungstemperatur wie die Zersetzungszeil verringert.
Gemäß Beispiel 1 wurden 700 α starrer Polyurethanschaumstoff
(B), der weitgehend flammbeständig ist, bei 180 ± 5° C in einem aus 665 g Diäthylenglykol und 35 g
Monodil.jiolamin zusammengesetzten Lösungsmittel
wärmebehandelt. Dabei wurde die Gesamtmenge von 700 g starrem Polyurethanschaumstoff (B) innerhalb
115 min zugegeben und das resultierende Gemisch 30 min unter Rühren auf 180 ± 5°C gehalten; man
erhielt 1240 g einer rötlichbraunen, homogenen Flüssigkeit.
In der untenstehenden Tabelle IX ist diese Flüssigkeit
als zurückgewonnenes Polyol (III) bezeichnet und ihre Kennzahlen sind in der Tabelle angegeben.
70Og starrer Polyurethanschaumstoff (B) wurden gemäß Beispiel 1 in einem Gemisch aus 665 g
Dipropylenglykol und 35 g Monoäthanolamin als Lösungsmittel bei 190 ± 5° C wärmebehandelt, wobei
r> der Schaumstoff (3) dem Lösungsmittel innerhalb 120 min zugefügt und das Gemisch anschließend unter
Rühren noch 35 min auf ca. 195° C gehalten wurde. Man erhielt 1180 g einer rötlichbraunen Flüssigkeit, deren
Kennzahlen in Tabelle IX aufgeführt sind.
(cP)
pH
Hydroxylzahl
Säurezahl
Wassergehalt
(mg KOH/g) (mg KOH/g) (%)
(mg KOH/g) (mg KOH/g) (%)
zurückgew. Polyol (III)
zurückgew. Polyol (IV)
Wie aus Tabelle IX ersichtlich, können die zurückgewonnenen Polyole (III) und (IV) unmittelbar als
Polyolkomponente bei der Herstellung von starrem Polyurethanschaumstoff verwendet werden.
Die bei der Verwendung der zurückgewonnenen Polyole (III) und (IV) zur Herstellung von starren
Polyurethanschaumstoffen ergaben sich die aus Tabet.«
X hervorgehenden Werte. Die mit den Zersetzungsprodukten bzw. den zurückgewonnenen Polyolen (III und
IV) hergestellten Schaumstoffe ließen sich mit Vorteil als Wärmeisolienjngsmaterial verwenden.
Polyurethanschaumstoff mit
zurückgewonnenem
Polyol (III)
zurückgewonnenem
Polyol (III)
Polyurethanschaumstoff mit
zurückgewonnenem
Polyol (IV)
zurückgewonnenem
Polyol (IV)
in Gew.-Teilen:
Polyol auf Sucrose-Basis Zurückgewonnenes Polyol (III) Zurückgewonnenes Polyol (IV) 33%ige Lösung von Triethylendiamin in
Polyol auf Sucrose-Basis Zurückgewonnenes Polyol (III) Zurückgewonnenes Polyol (IV) 33%ige Lösung von Triethylendiamin in
Dipropylenglykol
Dimethyläthanolamin Entflammungsverzogener
Dimethyläthanolamin Entflammungsverzogener
Tris-(23-dichlorpropyI)-phosphat
Treibmittel: Trichlorfluormethan Treibmittel: Wasser
4,4'-Diphenylmethandiisocyanat
60 | 60 |
40 | 0 |
0 | 40 |
0,1 | 0,1 |
2,0 | 2,0 |
15 | 15 |
35 | 35 |
2,0 | 2,0 |
137 | 133 |
lertsct/ung
Polyurethanschaumstorf mit
zurückgewonnenem
Polyol (III)
zurückgewonnenem
Polyol (III)
PolyurethanschiiumstofT
mit zurückgewonnenem Polyol (IV)
Physikalische Eigenschaften des
Schau, Astoffs:
Spezifisches Gewicht
Kompressionsfestigkeit in
Aufschäumrichtung (kg/cm*)
Kompressionsfestigkeit in
Querrichtung (kg/cm2)
Dimensionsindenmg bei
Schau, Astoffs:
Spezifisches Gewicht
Kompressionsfestigkeit in
Aufschäumrichtung (kg/cm*)
Kompressionsfestigkeit in
Querrichtung (kg/cm2)
Dimensionsindenmg bei
hoher Temperatur (70;C χ 48 h) (%)
Dimensionstiidening bei
Dimensionstiidening bei
niederer Temperatur (-30"C χ 24 h) (%)
Wärmeleitfihigkeit (kcal/m · h · °C)
Knickfestigkeit in AiifsrhSumrirhtuno
Knickfestigkeit in AiifsrhSumrirhtuno
(kg/cm*)"
Beispiele 9und 10und
Vergleichsbeispiele 7a — I Oa
Vergleichsbeispiele 7a — I Oa
Es wurden Versuche durchgeführt unter Verwendung von Monoäthanolamin oder von Diäthanoi- bzw.
Tnäthanolamin als die eine Komponente des Lösungsmittels, um die Auswirkung von Monoalkanolamin, das
erfindungsgemäß als diese erste Lösungsmitteikomponente verwendet wird, zu überprüfen. Bei allen
Versuchen wurden 200 g starrer Polyurethanschaumstoff (B) verwendet. Aus Tabelle Xl gehen die
Zersetzungsbedingungen und die Eigenschaften der Zersetzungsprodukte hervor.
0,027
2,01
2,01
0,85
+ 0J
-0,8
+ 0J
-0,8
0.0183
X1J
X1J
0,028
2,20
2,20
0,78
+ 0,4
-0,9
+ 0,4
-0,9
0,0179
ΛΑ
Wie aus der Tabelle ersichtlich, lagen sämtliche Zersetzungsprodukte als eine einzige homogene ROs-
r> sigkeitsschicht vor; wurden jedoch Di- oder Triethanolamin
als einzige Lösungsmitielkomponente verwendet (siehe Vergleichsbeispiele 7a bis 10a), so war eine lange
Zersetzungszeit notwendig, und insbesondere die Zersetzungszeit bei niedriger Temperatur beträgt mehr
ίο als das 1,5fache der erfind ungsgemäB notwendigen
Zersetzungszeit. Die Verwendung von Di- oder Tnäthanolamin als die eine lUJsungsmittelkomponente
ist daher in der Praxis nicht zu empfehlen, und dieser Nachteil wird durch das erfindungsgemiße Verfahren
r> überwunden.
Vergleichsbeispiele
7a 8a
7a 8a
Beispiel 10 Vergleichsbeitpiele
9a lOa
Lösungsmittel in g:
Diäthylenglykol
Monoäthanolamin
Diäthanolamin
Tnäthanolamin
Diäthylenglykol
Monoäthanolamin
Diäthanolamin
Tnäthanolamin
Zersetzungsbedingungen:
Temperatur ("Q
Zeit (min)
Temperatur ("Q
Zeit (min)
Zurückgewonnenes
Zersetzungsprodukt in g
Zersetzungsprodukt in g
Eigenschaften des
Zersetzungsproduktes:
Viskosität (cP)
Zersetzungsproduktes:
Viskosität (cP)
Hydroxylzahl (mg KOH/g)
Säurezahl (mg KOH/g)
Säurezahl (mg KOH/g)
190 | 190 | 190 | 190 | 190 | 190 |
10 | — | — | to | — | — |
10 | _ | _ | 10 | — | |
— | — | 10 | — | — | 10 |
160±5 | 160±5 | 160±5 | 195±5 | 195 ±5 | 195 ±5 |
26 | 40 | 40 | 20 | 24 | 24 |
372
358 360
342
340
345
1420 | 2420 | 2120 |
(31 "C) | (32° q | (29°Q |
605 | 604.4 | 5964 |
ΙΔ5 | 1,55 | 133 |
Durch Verschäumen eines Gemisches aus 100 Teilen
eines durch Umsetzen einer Isocyanatverbindung mit einem Polyätherpolyol erhaltenen Vorpolymerisates, 29
Teilen Polyätherpolyol (das als Katalysator eine anorganische Kaliumverbindung enthielt) und io Teilen
Trichlorfluormethan wurde ein Polyisocyanuratscnaumstoff
hergestellt, der die folgenden physikalischen Eigenschaften hatte:
Dichte
Druckfestigkeit in Aufschäumrichtung Druckfestigkeit in Querrichtung
Knickfestigkeit in Aufschäumrichtung
Knickfestigkeit in Aufschäumrichtung
0,037 g/cm3 232 kg/cm2
i,16 kg/cm2 2,4 kg/cm2
tiine Lösung von 200 g des obigen Polyisocyanuratschaumsioffes
in einem Gewiisch aus Diäthylenglyl.ol und Monoäthanolamin wurde durch Zersetzung in der
Wärme in eine polyolhaltige homogene Flüssigkeit überführt Aus Tabelle XII gehen die Resultate hervor.
Tabelle XII | Beispiel 11 |
Beispiel 12 |
285 15 |
380 20 |
|
Lösungsmittel in g: Diäthylenglykol Monoäthanolamin |
195±5 50 |
195 ±5 35 |
terse twnpsbedingungen: Temperatur (° C) Zeit (min) |
8200 6.7 |
2850 6,7 |
Eigenschaften des Zersetzunssorodukts: Viskosität'(cP) bei 25° C pH |
||
Aus der Tabelle ist ersichtlich, daß die bei der Zersetzung erhaltene homogene Flüssigkeit ausgezeichnete
Eigenschaften hat die es ermöglichen, sie
unmittelbar als Polyolkomponente bei der Herstellung
eines Polyisocyanuratschaumstoffes zu verwenden.
Es sei noch das aus der DE-OS 22 38 109 bekanntgewordene Verfahren zum Aufarbeiten von (auch
»zelligen«) Polyurethanabfällen erwähnt, bei dem die Abfälle in einem Gemisch aus einem aliphatischen C2-bis
Ce-Diol mit einem Kp. von > 180°C und gegebenenfalls
bis zu 10% eines C4- bis Cg-Dialkanolamins auf 175
bis 250° C erhitzt und dadurch gelöst und aufgespalten
ίο werden.
Das Verfahren hat der vorliegenden Arbeitsweise gegenüber den Nachteil daß man den Ansatz 2 bis 15
Stunden lang auf der angegebenen Temperatur halten muß, bis alles gelöst ist und daß sich die dabei
<5 entstehenden Spaltprodukte in zwei Schichten abscheiden,
so daß das Polyol gesondert abgetrennt werden muß. Diener zusätzliche Verfahrensschritt wird beim
vorliegerden Verfahren vermieden, bei dem die Arbeitsbedingungen aufgrund der stärkeren Basizität
?n Her Mnnnnllfflnnjamjiw wesentlich milder sind s!s bsiiT!
bekannten Verfahren (s. obige Tabelle XI, Beispiel 9 und 10 geges 7a bis 10a). Die dabei erhaltene, völlig
homogene Lösung des Zersetzungsproduktes, die eine wesentlich niedrigere Viskosität besitzt als das beim
bekannten Verfahren anfallende Produkt, kann ohne Phcsentrennung zur Herstellung von neuen starren
Polyurethanschaumstoffen verwendet werden.
Claims (2)
1. Verfahren zum Aufarbeiten von Polyurethanschaumstoffabfällen zu einer für die Herstellung von
neuem starrem Polyurethanschaumstoff wiederverwendbaren polyolhaltigen Lösung durch Erhitzen
der Abfälle bis zur Spaltung des Polyurethans in einem Gemisch aus einem aliphatischen Diol mit 4
bis 7 Kohlenstoffatomen mit einem Kp. von > 160° C
und einem Alkanolamin mit bis zu 8 Kohlenstoffatomen bei 150 bis 2200C, dadurch gekennzeichnet,
daß man als Alkanolamin 1 bis 20%, bezogen auf das Gemisch, eines Monoalkanolamins
mit mindestens 2 Kohlenstoffatomen verwendet
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß man als Alkanolamin Monoäthanolamin verwendet.
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