一种聚氨酯弹性体废料的回收利用方法
【技术领域】
[0001]本发明属于废料回收利用方法技术领域，具体涉及一种聚氨酯弹性体废料的回收利用方法。
【背景技术】
[0002]聚氨酯弹性体原料众多，配方多样，硬度可调，具有热力学不相容的软、硬段两相结构，而形成微相分离，赋予了其优异的力学性能、耐磨性能、耐低温性能、耐化学性能等，被广泛应用于工业生产和人们日常生活生产中。聚氨酯弹性体的发展非常迅速，在一些特殊领域已经取代了传统的橡胶、尼龙、塑料等，但与此同时，在生产企业和应用单位也产生了许多的聚氨酯弹性体废料，最主要的为聚醚型和聚酯型聚氨酯弹性体废料。目前处理聚氨酯弹性体废料的方法有物理回收法、能源回收法、化学回收法。物理回收法主要作为填料使用，回收率低；能源回收法会产生有害气体，污染环境，且不能够合理利用废料，造成资源浪费；化学回收法步骤复杂，回收率低，经济成本较高；所以寻找一种既经济又对环境污染小的方法已经迫在眉睫。
[0003]公开号为CN1951511A的专利申请公开了一种聚氨酯复合废料的成型工艺，具体地说是用于汽车内饰边角料的回收再利用。该发明将聚氨酯复合废料经粉碎加入纯聚丙烯、偶联剂及助剂均匀混合制成混合料，混合料经加热，保温至混合料进入熔融态，再将熔融态混合料加入模具中模压，冷却脱模后得到制品成品。该发明复合废边角料来源方便，生产工艺简单，不易造成二次污染，并能降低生产成本，有利于提高经济效益；经回收成型的制品具有独特的弹性、耐磨性、耐低温性、可发泡性、耐生物老化性等优良的性能，可广泛应用于机电、船舶、车辆、土木建筑、轻工、纺织及汽车内饰件等行业。该方法是将聚氨酯废料粉碎后作为一种填料使用，属于一种物理回收方法，存在回收率低的技术问题。
[0004]公开号为CN101560309A的专利申请公开了一种聚氨酯废料的回收方法，主要技术特征为聚氨酯废料用特定工艺条件下粉碎成一定超细目数的粉末后按一定比例与聚氯乙烯混合，在一定的塑化温度下经完全塑化造成颗粒，在利用注射机将颗粒注射或采用挤出、延压等成型方式制成制品。此种方法既简单易行，提高了产品的性能，又降低了制品的成本，减少了对环境的污染。但该方法所用聚氨酯废料比例小，回收利用率低。
[0005]公开号为CN103788335A的专利申请公开了一种固相醇解回收聚氨酯制备聚氨酯弹性体的方法，即按聚氨酯边角料或废料:醇解剂:催化剂为100份:0.5?100份:0.01?2份的比例于强力混合器中控制160?220°C，10?1000r/min下醇解反应0.05?1.5h，得固体醇解产物，再按固态醇解产物:炭黑或白炭黑:过氧化二异丙苯:异氰酸酯为100份:30?40份:0?3份:0?8份的比例混合后，控制150?175°C下反应3?15min即得聚氨酯弹性体，其拉伸强度达8?26N/mm2，断裂伸长率大150?500 %，邵A硬度达65?96。该方法属于化学回收法，回收工艺复杂，若对聚氨酯边角料或废料不进行分类，则对回收后的聚氨酯弹性体性能会产生较大的影响。
[0006]公开号为CN1275587A的专利申请公开了一种聚氨酯废料的回收方法，其是在水溶液中使聚氨酯废料分解，并在水相中将催化剂分离以便循环使用，分解产物聚醚及甲苯二胺在均水相中分离，同时对聚醚中残存的甲苯二胺酰化，对聚醚进行接枝，所生成的聚醚可用来生产聚氨酯。此方法过程比较复杂，生产成本高，反应过程中会产生有毒有害物质，对环境及操作人员会造成污染及伤害。
[0007]钟士云在2002年(建筑材料学报2002，No6，194-197)提出用模压和层压2种热压工艺将汽车车顶内饰生产过程中的聚氨酯泡沫废料和车顶饰件复合废料混合后制成板材，研宄了板材的性能与热压工艺和原料配比之间的关系。当热压温度150°C以上时，板材的弯曲强度可以达到15?23MPa，板材的吸水率为0.2%?2%，密度为1.0?1.6g/cm3。所用泡沫废料具有一定热塑性，可以提高板材强度，降低板材密度，添加5份以上的阻燃剂，可以大大降低板材的燃烧性。该方法步骤简单，废料利用率高，但仅适用于泡沫废料的回收利用。
【发明内容】
[0008]本发明的目的是解决现有回收利用聚氨酯弹性体废料的方法存在回收率低、污染环境、聚氨酯弹性体废料浪费严重、回收步骤复杂、经济成本高和应用范围窄的技术问题，提供一种聚氨酯弹性体废料的回收利用方法。
[0009]为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为:
[0010]一种聚氨酯弹性体废料的回收利用方法，包括以下步骤:
[0011]I)称取质量份为100?150份、粒径为I?3_的聚氨酯弹性体废料颗粒置于一个长X宽X高=300_X 300_X 1mm的金属容器中；
[0012]2)将装有聚氨酯弹性体废料颗粒的金属容器置于烘箱中，在260°C?275°C的温度下加热2?3min，此时聚氨酯弹性体废料颗粒表面出现熔融发粘现象；
[0013]3)将质量份为5?15份的聚氨酯预聚体和扩链剂的混合物置于涂有脱模剂的金属模具中，然后将熔融发粘的聚氨酯弹性体废料颗粒倒入金属模具中，搅拌均匀后，用硫化机进行加压成型，在120°C的温度下硫化30min，脱模，最后于100°C的温度下再硫化10h，即得聚氨酯弹性体废料复合成形材料。
[0014]所述聚氨酯预聚体的制备方法包括以下步骤:
[0015]将质量份为100份的聚醚多元醇或聚酯多元醇加入反应器中，在120°C的温度下，在真空度为0.08?0.09MPa的状态下脱水2.5h ;然后降温至50°C，向反应器中加入质量份为21.3?46.9份的二异氰酸酯，再升温至80°C，保温反应2.5h，控制-NCO离子的质量百分比为5.0%，最后在真空度为0.8?0.9MPa的状态下脱泡0.5h，得到聚醚型或聚酯型聚氨酯预聚体。
[0016]所述聚氨酯弹性体废料为聚醚型聚氨酯弹性体废料或聚酯型聚氨酯弹性体中的任意一种；当聚氨酯弹性体废料为聚醚型聚氨酯弹性体废料时，所述的聚氨酯预聚体采用聚醚型聚氨酯预聚体；当聚氨酯弹性体废料为聚酯型聚氨酯弹性体废料时，所述的聚氨酯预聚体采用聚酯型聚氨酯预聚体。
[0017]所述扩链剂为3，3’ - 二氯-4，4’ - 二氨基二苯基甲烷或1，4_ 丁二醇中的任意一种。
[0018]所述聚氨酯预聚体和扩链剂混合物的扩链系数为0.9。
[0019]所述聚醚多元醇或聚酯多元醇是相对分子量为1000或2000中的任意一种；或是相对分子量为1000与2000的两种聚醚多元醇以任意比的混合物或相对分子质量为1000与2000的两种聚酯多元醇以任意比的混合物中的任意一种。
[0020]所述二异氰酸酯为TD1-80型甲苯二异氰酸酯、TD1-100型甲苯二异氰酸酯、MD1-100型二苯基甲烷二异氰酸酯、MD 1-50型二苯基甲烷二异氰酸酯或液化MDI型二苯基甲烷二异氰酸酯中的任意一种。
[0021]本发明采用以上技术方案，与【背景技术】相比，本发明具有以下优点:
[0022]I)本发明所需生产设备简单，基本与聚氨酯弹性体的生产设备相符，可提高现有聚氨酯弹性体生产企业的设备利用率；
[0023]2)本发明的处理方法及工艺条件简单，仅需将聚氨酯弹性体废料破粹为细小颗粒状并进行瞬间加热和复合成型，没有复杂的化学降解反应，废料回收率和回收生产效率高，成型时间短，回收成本低，极大地降低了聚氨酯弹性体生产企业的生产成本，提高了企业的经济效益；
[0024]3)采用本发明对聚氨酯