專利名稱：一種硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料的回收方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于廢塑料回收利用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及ー種硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料的回收方法。
背景技術(shù)：
聚氨酯全稱為聚氨基甲酸酷，是主鏈上含有重復氨基甲酸酯基團的大分子化合物的統(tǒng)稱，它是由有機ニ異氰酸酯或多異氰酸酯與ニ羥基或多羥基化合物加聚而成。聚氨酯是當今世界上應(yīng)用最廣泛的高分子材料之一，在泡沫、弾性體、塑料、粘結(jié)齊U、涂料等方面均有廣泛應(yīng)用。到2006年全球聚氨酯消耗量為1340萬噸，其中硬質(zhì)聚氨酷泡沫塑料消耗量占總消耗量的25%，約合335萬噸，硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料，簡稱聚氨酯硬 泡，它在聚氨酯制品中的用量僅次于聚氨酯軟泡。聚氨酯硬泡多為閉孔結(jié)構(gòu)，具有絕熱效果好、重量輕、比強度大、施工方便等優(yōu)良特性，同時還具有隔音、防震、電絕緣、耐熱、耐寒、耐溶劑等特點，廣泛用于冰箱、冰柜的箱體絕熱層、冷庫、冷藏車等絕熱材料，建筑物、儲罐及管道保溫材料，少量用于非絕熱場合，如仿木材、包裝材料等。一般而言，較低密度的聚氨酯硬泡主要用作隔熱(保溫)材料，較高密度的聚氨酯硬泡可用作結(jié)構(gòu)材料(仿木材)。聚氨酯硬泡廣泛應(yīng)用的同時也產(chǎn)生了大量的廢棄物，其來源主要有兩個方面一是在生產(chǎn)與制備聚氨酯泡沫塑料過程中產(chǎn)生的廢品與邊角料，另外是使用多年后老化報廢的各種聚氨酯泡沫塑料產(chǎn)品，廢棄聚氨酯泡沫塑料傳統(tǒng)的處理方式有兩種，ー種為焚燒，另ー種為掩埋，但焚燒聚氨酯廢料將產(chǎn)生ー種非常臭的刺鼻性強的黑煙，嚴重的污染大氣；后者則會占用大量的土地。隨著人們環(huán)境意識的提高，廢棄物掩埋成本的増加，傳統(tǒng)的處理方法受到了很大的限制，聚氨酯廢棄物料的回收利用受到了越來越多的關(guān)注。到目前為止聚氨酯硬泡廢棄料的回收方法主要有三種，分別是能量回收法、物理法、化學法等。由于聚氨酯泡沫塑料燃燒過程會產(chǎn)生有害氣體污染大氣環(huán)境，能量回收的方式已經(jīng)逐漸被人們所詬病，未來終將退出歷史舞臺?；瘜W回收技術(shù)歸納起來有6種醇解法、水解法、堿解法、氨解法、熱解法、加氫裂解法。從最終產(chǎn)品的使用性能看，化學回收法中的醇解、堿解和水解較好，缺點是由于反應(yīng)是在高溫強堿條件下進行，對設(shè)備要求高，生產(chǎn)成本高，エ業(yè)化較為困難?；瘜W回收方法還存在一些問題，如降解產(chǎn)物的分離與提純、回收效率和再利用性能、產(chǎn)生的有毒副產(chǎn)物的抑制等，都還有待于更深入的研究。在物理法回收聚氨酯的過程中，通常采用機械的方法，如固態(tài)剪切擠出和低溫研磨，把廢棄聚氨酯泡沫研磨成粉狀顆粒，然后引入到其他材料中去，目前為止所填充的材料有低密度熱塑性塑料，如聚氯こ烯，聚丙烯以及熱塑性聚氨酯、硫化橡膠等。從產(chǎn)前投入的經(jīng)濟角度及能源利用的角度來看，采用物理的方法回收聚氨酯泡沫都是目前最佳的回收方法。例如，公開號為CN101560309A的專利文獻公開了ー種聚氨酯廢料的回收方法，包括將聚氨酯廢料研磨成粉末，然后將該粉末與聚氯こ烯料混合，經(jīng)完全塑化后得到顆粒，再利用注射劑將該顆粒采用注射、擠出或壓延等成型方式制成制品。公開號為CN101096426A的專利文獻公開了ー種廢硬質(zhì)泡沫聚氨酯塑料回收利用方法，包括將廢硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料投入破碎機中粉碎成粉末狀泡沫顆粒，去除粉末狀泡沫顆粒中的雜質(zhì)，然后將該泡沫顆粒與組合聚醚多元醇、異腈酸酯料混合發(fā)泡，得到泡沫塑料成品。通過該法再生后的塑料制品性能下降，通過物理方法獲得的產(chǎn)品市場使用范圍有限，只適用于做家具及汽車襯里等低檔部件，應(yīng)用面窄。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料的回收方法，將廢棄的硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料添加到酚醛樹脂中，得到機械強度良好的酚醛樹脂材料，操作步驟簡單，在解決硬質(zhì)聚氨酷泡沫塑料回收問題的同時，取得了一定的經(jīng)濟效益。一種硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料的回收方法，包括以下步驟(I)將硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料廢料粉碎得到聚氨酯粉料；
(2)將所得聚氨酯粉料與酚醛樹脂一次攪拌混合，攪拌條件下加入表面活性剤、固化劑和發(fā)泡劑后進行二次攪拌，得到混合好的物料；(3)將混合好的物料加入到模具中，固化得到酚醛泡沫；所述混合好的物料的重量份組成為酚醛樹脂100;硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料廢料5 15 ;固化劑8 9;表面活性劑4 5;發(fā)泡劑6。所述酚醛樹脂中的酚醛分子可以滲透入所述聚氨酯粉料粒子中，促使聚氨酯粉料粒子在酚醛樹脂中發(fā)生溶脹，使得酚醛樹脂中的聚氨酯粉料粒子比干燥粉料粒子大，同吋，由于聚氨酯粉料粒子在酚醛樹脂中具有很好的分散性，所述聚氨酯粉料的添加使得到的酚醛泡沫具有更為精細的泡孔結(jié)構(gòu)以及良好的機械性能；由于相同密度下，聚氨酯泡沫比酚醛泡沫具有更好的機械性能，因此，聚氨酯粉料對酚醛泡沫具有增強作用；聚氨酯粉料粒子在酚醛樹脂發(fā)泡過程中起到成核劑作用，使得到的酚醛泡沫的泡孔密度増大，平均泡孔尺寸減小，酚醛泡沫壓縮性能得到提高。為了便于酚醛樹脂中的酚醛分子在聚氨酯粉料粒子中的滲透，保證聚氨酯粉料離子在酚醛樹脂中的分散性良好，使得制備出的酚醛泡沫具有合適的泡孔尺寸，以及均勻的泡孔分布，酚醛樹脂的分子量不能過大，酚醛樹脂的分子量過大，不利于酚醛分子在聚氨酯粉料粒子中的滲透，同吋，所述聚氨酯粉料粒子應(yīng)具有合適的粒徑，優(yōu)選地，所述聚氨酯粉料的粒徑尺寸為80 150 μ m，可以將硬質(zhì)聚氨酯泡沫廢料在粉碎機中粉碎，也可以在砂紙上研磨粉碎，以得到所需粒徑的聚氨酯粉料。酚醛泡沫一般是在室溫或低溫條件下制備，需要以酸做催化劑(也即固化劑)，酸能加速酚醛樹脂分子間的縮聚反應(yīng)，反應(yīng)放出的熱量促使發(fā)泡劑急劇氣化，從而使酚醛樹脂膨脹固化，固化劑的選擇應(yīng)與酚醛樹脂的固化速度與發(fā)泡速度匹配，所選用的固化劑能夠使固化速度在很寬的范圍內(nèi)變化，同時在較低的溫度下進行，一般常用的固化劑為無機酸或者磺酸，優(yōu)選地，所述固化劑為鹽酸、硫酸、磷酸、硼酸、草酸、己ニ酸、甲苯磺酸，苯磺酸或石油磺酸。
表面活性劑分子中含有親水結(jié)構(gòu)和疏水結(jié)構(gòu)，可以降低液體樹脂的表面張カ，使酚醛泡沫中親水性和疏水性相差較大的原料乳化成為均勻的體系，各組分充分接觸，各種反應(yīng)能較平衡地進行，選擇合適的表面活性劑可以保證得到的酚醛泡沫具有均勻的泡孔，合適的泡孔尺寸，以及穩(wěn)定的閉孔率，并且能夠縮短固化反應(yīng)時間。表面活性劑需對固化劑的強酸性保持穩(wěn)定，通常情況下，選用非離子表面活性剤，優(yōu)選地，所述表面活性劑為脂肪醇聚氧こ烯醚、脂肪醇聚氧丙烯醚、烷基酚聚氧こ烯醚、脂肪酸甘油酷、聚氧こ烯失水山梨醇脂肪酸酷或有機硅表面活性劑。酚醛樹脂常用的發(fā)泡劑為各種沸點在30 60°C之間的揮發(fā)性液體，如氟利昂，氯化烴等，發(fā)泡劑的種類和用量直接影響酚醛泡沫的密度，進而影響酚醛泡沫的物理機械性能。優(yōu)選地，所述發(fā)泡劑為戊烷、己烷、庚烷、三氯氟甲烷或ニ氯ニ氟甲烷。作為優(yōu)選，所述一次攪拌速度為800 1200r/min,—次攪拌時間為10 15min。所述一次攪拌是為了使聚氨酯粉料離子與酚醛樹脂充分地混合，使酚醛分子擴散進聚氨酯粉料粒子的泡孔中，聚氨酯粉料離子在酚醛樹脂中發(fā)生溶脹，從而使得到的酚醛泡沫具有均勻的孔徑尺寸及孔徑分布。 聚氨酯粉料離子與酚醛樹脂充分混合均勻后，加入固化劑，表面活性劑和發(fā)泡劑，為了將所有物料混合均勻，使后續(xù)固化順利進行，得到結(jié)構(gòu)及性能良好的酚醛泡沫，需進行二次攪拌，優(yōu)選地，所述二次攪拌速度為1800 2500r/min，二次攪拌時間為5 lOmin。酚醛泡沫的固化溫度與酚醛樹脂以及加入的固化劑、發(fā)泡劑有關(guān)，依據(jù)不同的酚醛樹脂選擇不同的固化劑，依據(jù)對酚醛泡沫泡孔結(jié)構(gòu)的要求，選擇相應(yīng)的發(fā)泡劑，通常情況下，溫度越高，酚醛泡沫密度越低，溫度過高吋，發(fā)泡劑過早揮發(fā)，酚醛樹脂來不及固化，泡沫密度増加，優(yōu)選地，所述固化溫度為30 90°C。酚醛泡沫的固化時間與固化溫度相關(guān)，通常情況下，固化溫度越高，固化時間越短，所得酚醛泡沫的孔徑尺寸越大，分布也較不均，因此，需根據(jù)酚醛泡沫的性能，選擇合適的固化劑及相應(yīng)的固化溫度，優(yōu)選地，所述固化時間為I. 5 5. Oh。作為優(yōu)選，所述混合好的物料的重量份組成為硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料廢料7 12 ;酚醛泡沫100 ；固化劑8 9;表面活性劑4 5 ;發(fā)泡劑6。聚氨酯粉料的添加量將影響酚醛泡沫的性能，聚氨酯粉料添加量過少，不利于聚氨酯廢料的回收，同吋，聚氨酯粉料對酚醛泡沫機械性能的改善有限，聚氨酯粉料的添加量過多，酚醛分子擴散入聚氨酯后，相互之間過于分散，不利于酚醛樹脂的發(fā)泡，使得到的酚醛泡沫性能變差。本發(fā)明硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料的回收方法為物理回收方法，該方法步驟簡單，得到的酚醛泡沫機械性能好，具有一定的工程應(yīng)用價值。


圖I為本發(fā)明硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料的回收方法的エ藝流程圖。
具體實施例方式實施例I 8按照表I的投料比(表I中各組分的單位為kg)，將硬質(zhì)聚氨酯泡沫廢料利用粉碎機研磨成粒徑為80 100 μ m的聚氨酯粉料，將該聚氨酯粉料加入到酚醛樹脂中，以轉(zhuǎn)速lOOOr/min攪拌IOmin ;然后把表面活性剤、固化劑和發(fā)泡劑添加到酚醛樹脂混合體系中，以轉(zhuǎn)速2000r/min攪拌5min，最后倒入模具中在80°C下固化2h，得到酚醛泡沫。表I
權(quán)利要求
1.一種硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料的回收方法，其特征在于，包括以下步驟 (1)將硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料廢料粉碎得到聚氨酯粉料； (2)將所得聚氨酯粉料與酚醛樹脂一次攪拌混合，攪拌條件下加入表面活性劑、固化劑和發(fā)泡劑后進行二次攪拌，得到混合好的物料； (3)將混合好的物料加入到模具中，固化得到酚醛泡沫； 所述混合好的物料的重量份組成為 酚醛樹脂100 ； 硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料廢料5 15 ; 固化劑8 9 ; 表面活性劑4 5 ; 發(fā)泡劑6。
2.如權(quán)利要求I所述的硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料的回收方法，其特征在于，所述聚氨酯粉料的粒徑尺寸為80 150 u m。
3.如權(quán)利要求2所述的硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料的回收方法，其特征在于，所述固化劑為鹽酸、硫酸、磷酸、硼酸、草酸、己二酸、甲苯磺酸，苯磺酸或石油磺酸。
4.如權(quán)利要求3所述的硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料的回收方法，其特征在于，所述表面活性劑為脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧丙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪酸甘油酯、聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯或有機硅表面活性劑。
5.如權(quán)利要求4所述的硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料的回收方法，其特征在于，所述發(fā)泡劑為戊烷、己烷、庚烷、三氯氟甲烷或二氯二氟甲烷。
6.如權(quán)利要求5所述的硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料的回收方法，其特征在于，所述一次攪拌速度為800 1200r/min，一次攪拌時間為10 15min。
7.如權(quán)利要求6所述的硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料的回收方法，其特征在于，所述二次攪拌速度為1800 2500r/min，二次攪拌時間為5 lOmin。
8.如權(quán)利要求7所述的硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料的回收方法，其特征在于，所述固化溫度為 30 90°C。
9.如權(quán)利要求8所述的硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料的回收方法，其特征在于，所述固化時間為 I. 5 5. Oh0
10.如權(quán)利要求9所述的硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料的回收方法，其特征在于，所述混合好的物料的重量份組成為 酚醛樹脂100 ； 硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料廢料7 12 ; 固化劑8 9 ; 表面活性劑4 5 ; 發(fā)泡劑6。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料的回收方法，包括以下步驟(1)將硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料廢料粉碎得到聚氨酯粉料；(2)將所得聚氨酯粉料與酚醛樹脂一次攪拌混合，攪拌條件下加入表面活性劑、固化劑和發(fā)泡劑后進行二次攪拌，得到混合好的物料；(3)將混合好的物料加入到模具中，固化得到酚醛泡沫；所述混合好的物料的重量份組成為酚醛樹脂100；硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料廢料5～15；固化劑8～9；表面活性劑4～5；發(fā)泡劑6。本發(fā)明硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料的回收方法為物理回收方法，該方法步驟簡單，得到的酚醛泡沫機械性能好，具有一定的工程應(yīng)用價值。
文檔編號C08L61/06GK102807730SQ20121025892
公開日2012年12月5日 申請日期2012年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月25日
發(fā)明者陳倩, 劉光裕, 李莉, 劉強, 馬芳武, 趙福全 申請人:浙江吉利汽車研究院有限公司杭州分公司