專利名稱：利用廢棄冰箱聚氨酯廢料重新合成硬質(zhì)聚氨酯的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種聚氨酯合成方法，特別是一種聚氨酯廢棄物材料資源化制備硬質(zhì)聚氨酯的方法，屬于廢物處理技術(shù)和廢棄物資源化技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
我國在經(jīng)歷了 30多年的高速發(fā)展后，人民生活水平普遍得到提高，以電冰箱為代表的家用電器大量進(jìn)入家庭，據(jù)國家統(tǒng)計局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，目前我國冰箱的社會保有量在1.5億臺左右，如果按其可使用壽命1(T15年計算，廢棄冰箱數(shù)量高達(dá)每年400萬臺，加之高新 技術(shù)的不斷更新應(yīng)用，冰箱產(chǎn)品的更新?lián)Q代周期將會大大縮短，絕大多數(shù)經(jīng)過非正規(guī)渠道的地下集散市場流通。如此大量的廢棄冰箱如果不能得到及時回收處理，其產(chǎn)生的大量電子垃圾將給生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重的破壞，對我們賴以生存的大氣、土壤、河流等生態(tài)環(huán)境構(gòu)成了嚴(yán)重的潛在生態(tài)和健康風(fēng)險。其中占廢棄冰箱體積最大的隔熱層硬泡聚氨酯由于性質(zhì)穩(wěn)定、不易降解對環(huán)境的壓力尤為重大。因此，冰箱聚氨酯廢料的回收與再利用研究引起了各級政府和科技人員的重視，成為亟待解決的重要課題。對廢棄冰箱聚氨酯進(jìn)行資源化回收不僅能減輕資源緊缺，還能避免開采化石原料帶來的能源消耗，對建立節(jié)約型社會，走可持續(xù)發(fā)展道路具有重要意義。作為電冰箱絕熱材料的聚氨酯是熱固性樹脂，硬化后分子呈三元網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，很難溶解或融化，所以不易再利用，其廢品通常只能進(jìn)行焚燒和掩埋處理。焚燒處理過程若燃燒不完全將產(chǎn)生有毒氣體，造成二次污染，因而不宜采用。如果采用填埋處理，將占據(jù)大量的土地資源，且聚氨酯性質(zhì)穩(wěn)定難于降解，將對環(huán)境造成持久污染。而采用物理方法再生后的泡沫制品性能下降，只適于低檔部件，應(yīng)用面窄，且工藝繁瑣、勞動量大。對廢棄冰箱的處理中，占最大體積的聚氨酯的有效利用成為回收的難題。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種利用廢棄冰箱聚氨酯廢料重新合成硬質(zhì)聚氨酯的方法，通過醇解廢棄冰箱聚氨酯的方法得到多元醇，用回收的多元醇混合物與新鮮組合聚醚多元醇混合再與異氰酸酯反應(yīng)合成硬泡聚氨酯，最終達(dá)到回收的廢棄冰箱聚氨酯資源化利用的效果。為達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案
一種利用廢棄冰箱聚氨酯廢料重新合成硬質(zhì)聚氨酯的方法，原料來源于回收家電的廢舊冰箱中的聚氨酯材料，包括如下步驟
1)將廢棄冰箱聚氨酯廢料粉碎成聚氨酯碎片；
2)在反應(yīng)容器中，將醇解劑、催化劑和步驟I)得到的聚氨酯碎片以質(zhì)量比(80 200):(0. 5 5) :100的比例混合后持續(xù)加熱，加熱溫度為150°C 240°C，具體步驟為
a.首先將醇解劑和催化劑加入反應(yīng)容器中加熱至溶解；
b.然后將步驟I)得到的聚氨酯碎片采用連續(xù)加料的方式慢慢加入到反應(yīng)容器中，即等到加入的聚氨酯碎片快溶解完時再加入后續(xù)的聚氨酯碎片；
C.直到全部的聚氨酯碎片剛好全部溶解時開始計時，使醇解劑和聚氨酯形成的反應(yīng)熔體連續(xù)反應(yīng)O 5h，反應(yīng)完成后得到的生成物為混合物；
3)在恒溫150°C 250°C下，使步驟c.中的反應(yīng)生成混合物中多余的醇解劑分餾，在反應(yīng)容器中僅留下多元醇混合物；
4)將步驟3)得到的多元醇混合物與組合聚醚多元醇按質(zhì)量比( 5 50):100的比例混合形成綜合反應(yīng)物，再使綜合反應(yīng)物與等質(zhì)量的異氰酸酯反應(yīng)合成硬泡聚氨酯。在上述步驟I)中得到的聚氨酯碎片的尺寸優(yōu)選Imm 20mm,易于加入反應(yīng)物容器，并易于熔融。在上述步驟I)中使用的反應(yīng)容器采用三口燒瓶，三口燒瓶的其中兩個瓶口分別安裝溫度計和回流冷凝管，三口燒瓶的另一口為反應(yīng)物加料口，三口燒瓶結(jié)構(gòu)簡單，使用方便。上述三口燒瓶的加熱方式采用恒溫油浴中加熱，使燒瓶內(nèi)反應(yīng)熔體受熱均勻。上述醇解劑為二元醇。上述二元醇優(yōu)選采用乙二醇、二甘醇、聚乙二醇、1，2-丙二醇、1，3-丙二醇、1，2-丁二醇、1，3-丁二醇和1，4-丁二醇中的任意一種二元醇或任意幾種二元醇混合物；上
述二元醇最好為乙二醇。上述催化劑優(yōu)選采用無機(jī)乙酸鹽、堿金屬鹽或醇胺類化合物；上述無機(jī)乙酸鹽優(yōu)選采用乙酸鈉、乙酸鉀和乙酸鋅中的任意一種無機(jī)乙酸鹽或任意幾種無機(jī)乙酸鹽類混合物，上述堿金屬鹽優(yōu)選采用氫氧化鈉、氫氧化鉀和碳酸鈉中的任意一種堿金屬鹽或任意幾種堿金屬鹽類混合物，上述醇胺優(yōu)選采用三乙醇胺和二乙醇胺中的任意一種醇胺或其二者形成的醇胺類混合物；上述催化劑最好為氫氧化鈉和乙酸鈉中的任意一種或其二者形成的混合物。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較，具有如下顯而易見的突出實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著優(yōu)點(diǎn)
1.本發(fā)明在醇解過程中不需要氮?dú)獾榷栊詺怏w保護(hù)；
2.本發(fā)明將回收家電的廢棄冰箱聚氨酯的處置與資源化利用有機(jī)地結(jié)合起來，不僅解決了占廢棄冰箱最大體積的聚氨酯的有效處置問題，而且得到了能重新利用的硬質(zhì)聚氨酯，降低了冰箱硬質(zhì)聚氨酯的生產(chǎn)成本；
3.本發(fā)明在常壓下進(jìn)行，設(shè)備簡單，易于操作。


圖I是本發(fā)明實(shí)施例一利用廢棄冰箱聚氨酯合成的硬質(zhì)聚氨酯的壓縮強(qiáng)度曲線圖。圖2是本發(fā)明實(shí)施例一利用廢棄冰箱聚氨酯合成的硬質(zhì)聚氨酯的掃描電鏡照片。
具體實(shí)施例方式結(jié)合附圖，對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例詳述如下
一種利用廢棄冰箱聚氨酯廢料重新合成硬質(zhì)聚氨酯的方法，原料來源于回收家電的廢舊冰箱中的聚氨酯材料，包括如下步驟1.將廢棄冰箱聚氨酯粉碎，得到IOmm大小的碎片；
2.安裝反應(yīng)裝置取三口燒瓶為反應(yīng)容器，其中兩口分別安裝溫度計、回流冷凝管，另一口為加料口，將三口燒瓶放入恒溫油浴中加熱，加熱溫度為196°C ；
3.取乙二醇質(zhì)量份數(shù)100份，氫氧化鈉質(zhì)量份數(shù)I份，廢棄冰箱聚氨酯碎片質(zhì)量份數(shù)100份,將乙二醇和氫氧化鈉加入三口燒瓶中加熱至溶解，因聚氨酯體積較大,聚氨酯碎片采用連續(xù)加料的方式慢慢加入到三口燒瓶中，即等到加入的聚氨酯快溶解完時再加入后續(xù)的聚氨酯。聚氨酯連續(xù)反應(yīng)2h，從全部的聚氨酯剛好全部溶解時開始計時。4.將反應(yīng)完成后的混合物在恒溫240°C下將多余的醇解劑分餾，留下多元醇混合物。5.將多元醇混合物與新鮮的組合聚醚多元醇按質(zhì)量比10%混合，再與等質(zhì)量的異氰酸酯反應(yīng)合成硬泡聚氨酯。上述步驟4留下多元醇混合物的羥值為856. 8 mgKOH/g、粘度為41000cps、酸值為
0.059 mgKOH/g、pH 為 8. 5。步驟5合成的硬質(zhì)聚氨酯的壓縮強(qiáng)度如圖I所示，符合QB/T 2081-1995的規(guī)定值。圖2為步驟5合成的硬質(zhì)聚氨酯的掃描電鏡照片，從圖中可以看出合成的聚氨酯為蜂窩狀結(jié)構(gòu)，孔大小均一。本發(fā)明采用醇解法對廢棄冰箱聚氨酯進(jìn)行原料回收，從而資源化利用家電回收后廢棄冰箱中的聚氨酯。上面結(jié)合附圖對本發(fā)明實(shí)施例進(jìn)行了說明，但本發(fā)明不限于上述實(shí)施例，還可以根據(jù)本發(fā)明的發(fā)明創(chuàng)造的目 的做出多種變化，凡依據(jù)本發(fā)明技術(shù)方案的精神實(shí)質(zhì)和原理下做的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，只要符合本發(fā)明的發(fā)明目的，只要不背離本發(fā)明利用廢棄冰箱聚氨酯廢料重新合成硬質(zhì)聚氨酯的方法的技術(shù)原理和發(fā)明構(gòu)思，都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種利用廢棄冰箱聚氨酯廢料重新合成硬質(zhì)聚氨酯的方法，原料來源于回收家電的廢舊冰箱中的聚氨酯材料，其特征在于，包括如下步驟 1)將廢棄冰箱聚氨酯廢料粉碎成聚氨酯碎片； 2)在反應(yīng)容器中，將醇解劑、催化劑和所述步驟I)得到的聚氨酯碎片以質(zhì)量比(80 200) (O. 5 5) 100的比例混合后持續(xù)加熱，加熱溫度為150。。 240°C，具體步驟為 a.首先將醇解劑和催化劑加入反應(yīng)容器中加熱至溶解； b.然后將所述步驟I)得到的聚氨酯碎片采用連續(xù)加料的方式慢慢加入到反應(yīng)容器中，即等到加入的聚氨酯碎片快溶解完時再加入后續(xù)的聚氨酯碎片； c.直到全部的聚氨酯碎片剛好全部溶解時開始計時，使醇解劑和聚氨酯形成的反應(yīng)熔體連續(xù)反應(yīng)O 5h，反應(yīng)完成后得到的生成物為混合物； 3)在恒溫150°C 250°C下，使所述步驟c.中的反應(yīng)生成混合物中多余的醇解劑分餾，在反應(yīng)容器中僅留下多元醇混合物； 4)將所述步驟3)得到的多元醇混合物與組合聚醚多元醇按質(zhì)量比(5 50):100的比例混合形成綜合反應(yīng)物，再使所述綜合反應(yīng)物與等質(zhì)量的異氰酸酯反應(yīng)合成硬泡聚氨酯。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的利用廢棄冰箱聚氨酯廢料重新合成硬質(zhì)聚氨酯的方法，其特征在于所述步驟I)得到的聚氨酯碎片的尺寸為Imm 20mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的利用廢棄冰箱聚氨酯廢料重新合成硬質(zhì)聚氨酯的方法，其特征在于在所述步驟I)中使用的反應(yīng)容器采用三口燒瓶，所述三口燒瓶的其中兩個瓶口分別安裝溫度計和回流冷凝管，所述三口燒瓶的另一口為反應(yīng)物加料口。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的利用廢棄冰箱聚氨酯廢料重新合成硬質(zhì)聚氨酯的方法，其特征在于所述三口燒瓶的加熱方式采用恒溫油浴中加熱。
5.根據(jù)權(quán)利要求I 4中任意一項(xiàng)所述的利用廢棄冰箱聚氨酯廢料重新合成硬質(zhì)聚氨酯的方法，其特征在于所述醇解劑為二元醇。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的利用廢棄冰箱聚氨酯廢料重新合成硬質(zhì)聚氨酯的方法，其特征在于所述二元醇為乙二醇、二甘醇、聚乙二醇、1，2-丙二醇、1，3-丙二醇、1，2- 丁二醇、1，3- 丁二醇和1，4- 丁二醇中的任意一種二元醇或任意幾種二元醇混合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求I 4中任意一項(xiàng)所述的利用廢棄冰箱聚氨酯廢料重新合成硬質(zhì)聚氨酯的方法，其特征在于所述催化劑為無機(jī)乙酸鹽、堿金屬鹽或醇胺類化合物。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的利用廢棄冰箱聚氨酯廢料重新合成硬質(zhì)聚氨酯的方法，其特征在于所述無機(jī)乙酸鹽為乙酸鈉、乙酸鉀和乙酸鋅中的任意一種無機(jī)乙酸鹽或任意幾種無機(jī)乙酸鹽類混合物，所述堿金屬鹽為氫氧化鈉、氫氧化鉀和碳酸鈉中的任意一種堿金屬鹽或任意幾種堿金屬鹽類混合物，所述醇胺為三乙醇胺和二乙醇胺中的任意一種醇胺或其二者形成的醇胺類混合物。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種利用廢棄冰箱聚氨酯廢料重新合成硬質(zhì)聚氨酯的方法，原料來源于回收家電的廢舊冰箱中的聚氨酯材料，步驟如下將廢棄冰箱聚氨酯廢料粉碎成聚氨酯碎片；在反應(yīng)容器中，將醇解劑、催化劑和聚氨酯碎片以質(zhì)量比(80～200)(0.5～5)100混合后持續(xù)加熱，加熱溫度為150℃~240℃，連續(xù)反應(yīng)0～5h，反應(yīng)完成后得到的生成物為混合物；在恒溫150℃～250℃下，使反應(yīng)生成混合物中多余的醇解劑分餾，在反應(yīng)容器中僅留下多元醇混合物；將多元醇混合物與組合聚醚多元醇按質(zhì)量比(5～50)100混合形成綜合反應(yīng)物，再與等質(zhì)量異氰酸酯反應(yīng)合成硬泡聚氨酯，最終達(dá)到回收的廢棄冰箱聚氨酯資源化利用的效果。
文檔編號C08G18/48GK102627750SQ20121010220
公開日2012年8月8日 申請日期2012年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月10日
發(fā)明者周鳴, 朱萍, 王良友, 章鑫炯, 陳艷 申請人:上海大學(xué)