一种废弃聚氨酯泡沫的解聚方法

本发明涉及废弃聚氨酯泡沫回收利用领域，尤其涉及一种废弃聚氨酯泡沫的解聚方法。

背景技术：

1、聚氨酯泡沫材料因其密度小、导热系数低、尺寸稳定性强和经济实惠等优点，广泛应用于建筑、家具、包装、汽车零件等生产生活中。在全球聚氨酯产品消费中，泡沫材料的消耗量占比近60％，随着聚氨酯产品日益增长的需求，也增加了废旧聚氨酯的数量。然而，作为一种具有三维网状结构的热固性塑料，聚氨酯废弃物在自然条件下很难降解，从而导致了一系列环境污染问题。随着全球化石能源的消耗，回收聚氨酯以实现资源的循环利用以及减少环境污染，引起了全球研究者的广泛关注。废聚氨酯回收利用的主要方法有物理回收、能量回收、化学回收和生物降解法。物理回收方法简单且处理成本低，但原料用于中、低端产品的制造，受到技术要求限制，适用范围小。能量回收即焚烧处理，是目前废聚氨酯处理的主要方式。焚烧可以有效回收一定能量，以及减少废弃物量，此种处理方法虽简单有效，但燃烧过程不充分，会生成co和nox等有害有毒气体，对大气环境造成污染。生物降解处理废旧聚氨酯，即在微生物分泌的酶的作用下发生酯键的断裂产生低聚物和单体，绿色环保无污染，但降解缓慢，成本需求高，目前还处于研发阶段。化学回收是将废聚氨酯通过化学手段降解成小分子化合物，使废聚氨酯转化为有价值的化学品，以期实现增值再利用目的，是废聚氨酯材料资源化的可行途径。

2、糖酵解是应用最广泛的聚氨酯化学回收方法，已广泛用于多个领域，例如回收硬泡沫、鞋底微孔弹性体和柔性弹性体等材料。在回收硬鞋底材料和聚氨酯泡沫方面，许多国家已经实现了糖酵解法的规模化和工业化，它是除酸解法外唯一一种已经在工业化规模上实施的方法。pu的糖酵解具有反应条件温和的优点，其温度一般在160℃至240℃之间，通过利用小分子烷基二醇与聚氨酯反应的方法，通过酯交换反应得到带有羟基的低分子聚合物、再生聚醚多元醇和二元胺等。糖酵解剂可以是乙二醇、二乙二醇，丙二醇，1，4-丁二醇和甘油等，助醇解剂可以是醇胺、叔胺、碱金属氢氧化物或有机/无机金属盐(如koh，ch3chook，fecl3等)。但是，这种方法产生的残余二醇会优先与异氰酸酯反应并干扰泡沫的形成，虽然这些残留的小分子二醇可以以足够的纯度分离，但需要更高的成本和复杂的过程，如蒸馏或洗涤。此外，随着分离过程的进行，不可避免地会引起多元醇的分解以及有害芳香胺的产生，这也限制了再生多元醇在家用产品中的再利用。

3、因此，本领域仍需对废弃聚氨酯泡沫高效解聚及其制备再生聚氨酯泡沫进一步进行研究。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种废弃聚氨酯泡沫的解聚方法，以克服现有技术中废弃聚氨酯泡沫的解聚需要提纯等繁琐步骤，工艺复杂、成本高等缺陷。

2、为了达到上述目的，本发明提供了一种废弃聚氨酯泡沫的解聚方法，包括如下步骤：

3、步骤1，将废弃聚氨酯泡沫粉碎；

4、步骤2，将粉碎后的废弃聚氨酯泡沫和降解液混合，所述降解液包括聚丙二醇、小分子二醇和催化剂，所述聚丙二醇和小分子二醇的质量是废弃聚氨酯泡沫质量的1～2倍；

5、步骤3，步骤2的混合液在170～220℃下进行反应，得到解聚产物。

6、本发明所述的废弃聚氨酯泡沫的解聚方法，其中，还包括步骤4，将步骤3得到的解聚产物直接作为原料，用于再生聚氨酯泡沫的制备。

7、本发明所述的废弃聚氨酯泡沫的解聚方法，其中，所述步骤4为：将步骤3得到的解聚产物与多元醇、异氰酸酯混合，制备再生聚氨酯泡沫。

8、本发明所述的废弃聚氨酯泡沫的解聚方法，其中，所述催化剂为氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化铯、醋酸钾、醋酸钠、氯化铁、柠檬酸钠、碳酸钾、碳酸钠中的至少一种，所述催化剂的用量为所述废弃聚氨酯泡沫质量的0.01～2倍，聚丙二醇的数均分子量为3000～5000。

9、本发明所述的废弃聚氨酯泡沫的解聚方法，其中，所述小分子二醇为乙二醇、1，2-丙二醇、1，3-丙二醇、1，4-丁二醇、2，3-丁二醇、二乙二醇、二丙二醇、三乙二醇、1，6-己二醇中的至少一种；聚丙二醇与小分子二醇的质量比为1-20：1。

10、本发明所述的废弃聚氨酯泡沫的解聚方法，其中，所述多元醇为聚丙二醇，所述异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯。

11、本发明所述的废弃聚氨酯泡沫的解聚方法，其中，多元醇的加入量为60-100质量份，步骤3得到的解聚产物的加入量为10-40质量份，异氰酸酯的加入量为40-70质量份。

12、本发明所述的废弃聚氨酯泡沫的解聚方法，其中，在制备再生聚氨酯泡沫时，还加入了硅油稳定剂、有机锡类催化剂、发泡剂、醇胺类催化剂。

13、本发明所述的废弃聚氨酯泡沫的解聚方法，其中，多元醇的加入量为60-100质量份，步骤3得到的解聚产物的加入量为10-40质量份，异氰酸酯的加入量为40-70质量份，硅油稳定剂的加入量为0.6-1.5质量份，有机锡类催化剂的加入量为0.2-1.8质量份，发泡剂的加入量为2-5质量份，醇胺类催化剂的加入量为0.2-1.8质量份。

14、本发明所述的废弃聚氨酯泡沫的解聚方法，其中，所述有机锡类催化剂为异辛酸亚锡、二丁基锡二月桂酸酯、辛酸亚锡t9中的至少一种；所述发泡剂为水、二氯甲烷中的至少一种；所述醇胺类催化剂为二乙醇胺、三乙醇胺、三乙胺、二丙醇胺中的至少一种。

15、本发明的有益效果：

16、本发明将聚丙二醇和小分子二醇同时用于废弃聚氨酯泡沫的降解，降解产物无需纯化操作，直接可以用于再生聚氨酯泡沫的生产，且制备的再生聚氨酯泡沫满足家用产品的要求。与现有聚氨酯泡沫的回收方法相比，本发明方法不会产生任何粉尘、废水、废渣和噪音等，具有工艺条件简单，对设备要求低，成本低廉，降解产物无需分离纯化即可制备符合商品要求的再生聚氨酯泡沫等优点。

17、本发明降解废弃聚氨酯泡沫，催化剂易得便宜，反应条件温和，副反应少，对环境友好，产品产率良好。

技术特征：

1.一种废弃聚氨酯泡沫的解聚方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的废弃聚氨酯泡沫的解聚方法，其特征在于，还包括步骤4，将步骤3得到的解聚产物直接作为原料，用于再生聚氨酯泡沫的制备。

3.根据权利要求2所述的废弃聚氨酯泡沫的解聚方法，其特征在于，所述步骤4为：将步骤3得到的解聚产物与多元醇、异氰酸酯混合，制备再生聚氨酯泡沫。

4.根据权利要求1所述的废弃聚氨酯泡沫的解聚方法，其特征在于，所述催化剂为氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化铯、醋酸钾、醋酸钠、氯化铁、柠檬酸钠、碳酸钾、碳酸钠中的至少一种，所述催化剂的用量为所述废弃聚氨酯泡沫质量的0.01～2倍；所述聚丙二醇的数均分子量为3000～5000。

5.根据权利要求1所述的废弃聚氨酯泡沫的解聚方法，其特征在于，所述小分子二醇为乙二醇、1，2-丙二醇、1，3-丙二醇、1，4-丁二醇、2，3-丁二醇、二乙二醇、二丙二醇、三乙二醇、1，6-己二醇中的至少一种；所述聚丙二醇与所述小分子二醇的质量比为1-20：1。

6.根据权利要求3所述的废弃聚氨酯泡沫的解聚方法，其特征在于，所述多元醇为聚丙二醇，所述异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯。

7.根据权利要求3所述的废弃聚氨酯泡沫的解聚方法，其特征在于，多元醇的加入量为60-100质量份，步骤3得到的解聚产物的加入量为10-40质量份，异氰酸酯的加入量为40-70质量份。

8.根据权利要求3所述的废弃聚氨酯泡沫的解聚方法，其特征在于，在制备再生聚氨酯泡沫时，还加入了硅油稳定剂、有机锡类催化剂、发泡剂、醇胺类催化剂。

9.根据权利要求8所述的废弃聚氨酯泡沫的解聚方法，其特征在于，多元醇的加入量为60-100质量份，步骤3得到的解聚产物的加入量为10-40质量份，异氰酸酯的加入量为40-70质量份，硅油稳定剂的加入量为0.6-1.5质量份，有机锡类催化剂的加入量为0.2-1.8质量份，发泡剂的加入量为2-5质量份，醇胺类催化剂的加入量为0.2-1.8质量份。

10.根据权利要求8所述的废弃聚氨酯泡沫的解聚方法，其特征在于，所述有机锡类催化剂为异辛酸亚锡、二丁基锡二月桂酸酯、辛酸亚锡t9中的至少一种；所述发泡剂为水、二氯甲烷中的至少一种；所述醇胺类催化剂为二乙醇胺、三乙醇胺、三乙胺、二丙醇胺中的至少一种。

技术总结
本发明提供了一种废弃聚氨酯泡沫的解聚方法，包括如下步骤：步骤1，将废弃聚氨酯泡沫粉碎；步骤2，将粉碎后的废弃聚氨酯泡沫和降解液混合，降解液包括聚丙二醇、小分子二醇和催化剂，聚丙二醇和小分子二醇的质量是废弃聚氨酯泡沫质量的1～2倍；步骤3，步骤2的混合液在170～220℃下进行反应，得到解聚产物。本发明将聚丙二醇和小分子二醇同时用于废弃聚氨酯泡沫的降解，降解产物无需纯化操作，直接可以用于再生聚氨酯泡沫的生产，且制备的再生聚氨酯泡沫满足家用产品的要求。本发明方法不会产生任何粉尘、废水、废渣和噪音等，具有工艺条件简单，对设备要求低，成本低廉，降解产物无需分离纯化即可制备符合商品要求的再生聚氨酯泡沫等优点。

技术研发人员：吴玉锋,庞文龙,李彬,张玉,田少囡
受保护的技术使用者：北京工业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/12/17