废硬质聚氨酯泡沫的砌块和环保利用工艺的制作方法

专利名称：：废硬质聚氨酯泡沫的砌块和环保利用工艺的制作方法
技术领域：
：本发明涉及废弃保温材料的回收利用技术，具体涉及废弃聚氨酯泡沫的环保处理，特别是废硬质聚氨酯泡沫的砌块和环保利用工艺。
背景技术：
：现在市场销售的各种保温材料具有较低的导热系数，广泛应用于电冰箱、冷柜、冷库等制冷设备、工业供热管道和建筑采暖制冷管道、以及建筑物的隔热保温上。应用方式有1.屋面隔热层、土建冷库的隔热墙体，常用软木、膨胀蛭石、珍珠岩填充夹层，软木导热系数0.0350.07、膨胀蛭石导热系数0.040.06、珍珠岩低温导热系数0.0240.033，或者用它们制成发泡水泥制品构筑墙体、屋面。2.装配式冷库的隔热层，常采用聚苯乙烯泡沫塑料板材、聚氯乙烯泡沫塑料板材和硬质聚氨酯泡沫塑料板材作隔热芯材，配以玻璃钢、铝合金、不锈钢薄板、塑料复合板作内面板、外面板成为墙体、顶层和库内地面，聚苯乙烯泡沫塑料板材导热系数0.02710.04，聚氯乙烯泡沫塑料板材0.0350.045，硬质聚氨酯泡沫塑料板材0.020.038。3.工业供热管道，管外常用石棉绳制品螺旋绕扎，近年广泛采用珍珠岩、膨胀蛭石的发泡水泥制成半环状截面的形材，在管外拼合。4.建筑的采暖制冷管道和石化工业管道，目前广泛采用硬质聚氨酯泡沫塑料制成半环状截面的形材，在管外拼合。其中硬质聚氨酯泡沫塑料因闭孔率、自粘性、无毒、耐腐蚀、耐低温、强度、隔热性能优异，日益成为12(TC以下使用环境的隔热保温的首选，但购买成品板材、形材和施工现场发泡的成本高昂，每立方米近2千元，成本因素成为其广泛应用的巨大阻碍。隔热保温材料的成本占装配式小型冷库的总造价一半以上，装配式中型冷库的总造价65%以上。如何降低隔热保温材料的成本，从而控制中小型冷库的总造价，又能应用硬质聚氨酯泡沫塑料的优异性能，一直为业界所渴望；另一方面，冰箱、冷柜等拆卸的大量废弃的硬质聚氨酯泡沫保温材料堆积如山，目前无法经济的回收利用，硬质聚氨酯泡沫既不能自然降解，也极难用化学方法溶解和解聚，至今没有找到对它进行裂解、解聚成为聚氨酯单体或者降解为小分子团的有效方法。目前火烧、填埋成为污染环境的一大公害，如何对此废物加以经济的回收利用，实现其社会效益和经济效益，各界备为关注。上世纪八十年代开始，我国大量普及使用冰箱、冷柜，目前我国冰箱、冷柜的社会保有量约为1.5亿台，冰箱的使用寿命1015年，冷柜的使用寿命510年。1991年中国已成为《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书修正案》的签约国，履行2000年底禁止使用氟利昂作制冷剂和发泡剂。2000年底前生产的冰箱、冷柜的隔热保温层都使用含有10%的氟利昂CFC-ll作发泡剂的硬质聚氨酯泡沫，近几年八、九十年生产的产品都已进入退役报废高潮，成为地球臭氧层物质的隐性杀手。因此中国专利CN100998986A针对氟发泡废弃的硬质聚氨酯泡沫保温材料的污染问题，提出了泡沫粉碎、收集氟利昂CFC-ll压縮成为液体的回收方案。但是因为硬质聚氨酯泡沫粉料没有利用出路，仅仅回收氟利昂CFC-11，3其回收工艺成本远远高于回收后的氟利昂CFC-11的售价，该方案没有经济价值，不能得到应用。而且近年广泛发展的硬质聚氨酯泡沫空气发泡和无氟聚醚多元醇辅助发泡技术，如中国专利CN1417243A和现已广泛使用的双组份无氟发泡工艺，使这一申请的方案没有氟利昂CFC-11可供回收。另外，中国专利CN101012332A提出了木质素、废弃硬质聚氨酯泡沫粉料制备无氟硬质聚氨酯泡沫新材的利用方案，但是废弃硬质聚氨酯泡沫粉料的添加量只有重量比0.12%，对于大量废弃硬质聚氨酯泡沫的而言，杯水车薪，利用率太低。中国专利CN101096426A提出了粉碎废弃硬质聚氨酯泡沫，其100300目粉料作为填料再次混合无氟发泡的回收利用方案，公开的添加量提升到总重量的1030%，但按其公开的采用公知的双组份无氟发泡工艺，再生发泡并不能达到具有经济价值的成品率，试验表明实际成品极限添加量难以超过前述中国专利CN101012332A公开的2%，否则，出现较大的表皮空洞、塌陷，脆性大、强度低，闭孔率、吸水性、隔热性等达不到GB/T2067220673-2006、GB/T12812-2006、GB/T10799-2008、GB/T21332-2008、GB/T21558-2008、QB/T2904-2007、HJ/T233-2006等标准规定的要求；国内外专业文献也载明添加量达到4%时，多元醇组合聚醚(A组份)粘度急剧增大，形成膏状，不能使用；我们实验后认为其作用机理为添加量大时，其闭合孔隙被A组份中多元醇组合聚醚溶解破坏了，A组份渗透进入硬质聚氨酯粉料孔隙中，不能与B组份混合进行聚合化学反应；我们认为该申请公开的技术方案的效果存疑。仅管近年来，废弃软质聚氨酯泡沫采用再次混合无氟发泡的回收利用方案，已有较大的突破，如CN1102837、CN1132762、CN1182663A、CN1093548C和美国专利4666646所公开的处理方法，达到了工业级实用阶段，中试产品质量达到应用要求，可以满足坐垫沙发、床垫、体育场馆地板及包装防震、吸声、防滑的需要。这由于公知的废弃软质聚氨酯泡沫工艺配方，能够在再生发泡温度下与废弃软质聚氨酯泡沫粉料互溶，相互亲和，发生化学反应。而废弃硬质聚氨酯粉料在公知的双组份无氟发泡工艺中，不具备这一条件，这有赖于未来基础研究取得重大突破，要对其进行化学溶解和解聚，找寻进行裂解、解聚成为聚氨酯单体或者降解为小分子团的有效方法，找到合适的解聚催化剂、合适的温度、压力、浓度等工艺参数，或者对现行公知的双组份无氟发泡工艺进行重大改进，使双组份的成分与废弃硬质聚氨酯泡沫粉料相互亲和，热压成型；这是发展高隔热性能的废弃硬质聚氨酯的再生发泡回收利用的方向。低性能隔热废弃硬质聚氨酯的回收利用方面，还有另一条不走再生发泡的思路。中国专利CN1278997C提出了建筑墙体保温板中可以填充废弃硬质聚氨酯粉料1030%，与其它无机建筑材料和粘接剂浇注干燥成型，但是应用面小，仅仅适用于隔热性能低的建筑墙体。中国专利CN100370089C硬质聚氨酯泡沫的复合墙体及施工工艺，从属权利要求中，提出了加入铝粉、空心玻璃微珠、聚氨酯粘接剂、添加废弃硬质聚氨酯泡沫粉料的再生硬质聚氨酯泡沫保温墙板，但是成本高昂，而且加入铝粉降低了隔热性能。在民间施工中也有不经粉碎的小量利用废弃硬质聚氨酯泡沫的作法，采用粘胶直接拼合粘接不规则的废聚氨酯泡沫块，但是，粘胶耗用大、工效低、成本高，难以得到规则的较大的形体尺寸，接缝粘胶材料与聚氨酯泡沫块的温度延展性不一致，在低温时变形、开裂，不能规模生产和应用。
发明内容本发明的目的在于克服上述公知技术的缺陷，把环保、废弃物回收利用和高效保温相结合，提供可供隔热保温广泛应用而施工工效高的、保温性能优异而成本低廉的、高回收利用率且可多次回收利用的、减少环境污染的"废硬质聚氨酯泡沫的砌块和环保利用工艺"。本发明解决的技术问题可以通过以下的技术方案来实现。废硬质聚氨酯泡沫的砌块，至少包括加工后的形体规则的砌块2和粘结层3或者加工后的形体规则的砌块2和抗裂防护层4，其特征是以废弃的硬质聚氨酯泡沫1为原料，加工成为形体尺寸相近而规则的砌块2，堆砌和层叠的砌块2之间设有粘结层3，砌块2和粘结层3具有相近似的、闭合的保温微孔构造；上述的砌块2和粘结层3的至少一个侧面设置有由玻璃丝网布和环氧树脂复合成的抗裂防护层4，抗裂防护层4或者由聚乙烯网布、编织袋网布、石棉网布与环氧树酯复合；上述的砌块2和粘结层3的至少一个侧面设置有由塑料板或金属板构成的抗裂防护层4，抗裂防护层4与砌块2和粘结层3由发泡的硬质聚氨酯充注粘结成一体；上述的砌块2和粘结层3的至少一个侧面设置有由塑料板或金属板构成的抗裂防护层4，在抗裂防护层4的法向上设置有骨架筋板5，它们由发泡的硬质聚氨酯充注粘结成一体；上述的砌块2设置为四边六面体，由废弃的硬质聚氨酯泡沫1经锯床水平裁切、纵向裁切构成；废硬质聚氨酯泡沫的环保利用工艺，其特征是以不规则的块状废硬质聚氨酯泡沫为原料，据外形分类，经切割加工成几何形体、尺寸规范的砌块2或者粉碎成C530mm泡沫颗粒7，然后再应用于低于12(TC以下的绝热和保温工程的以下任一分项工艺1.砌块2与其它构件用发泡硬质聚氨酯泡沫粘结于待保温体的表面；2.砌块2与其它构件用发泡硬质聚氨酯泡沫粘结形成保温板材；3.泡沫颗粒7直接填充保温墙体6的夹空中，压实封闭，隔离大气。本发明人基于二十余年丰富的务实经验及专业知识，经过不断的研究、设计，并反复试作样品和改进而得到本发明。本发明本具有多方面的优点1.针对废弃的聚氨酯泡沫的大小外形重复利用，利用率达85%;2.应用本发明制作的小型低温冷库，实测总造价降低50%以上，电能消耗减少183%，保温性能优异而成本低廉；3.工艺流程没有化学反应，没有三废产生排放，实现工业化规模回收利用废弃的聚氨酯泡沫，在解决日益严重的环境污染的同时，使聚氨酯泡沫的回收利用迈入了具有经济价值的实用阶段。下面通过附图和具体实施例来进一步说明本发明。图1是本发明的工艺流程框图；图2是废硬质聚氨酯泡沫的水平面加工示意图3是废硬质聚氨酯泡沫的垂直面加工示意图；图4是四边六面体的砌块的外形立体结构图；图5是多层砌块的外形立体结构图；图6是实施例1的砌块、骨架筋板与粘结层的立体结构图；图7是实施例2板材的砌块、骨架筋板、抗裂防护层的剖面结构图；图8是实施例3墙体的泡沫颗粒、抗裂防护层的剖面结构具体实施例方式下面所描述的具体实施方式仅是对本示例的说明，在阅读了本发明的上述表述内容之后，本领域的技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落入本申请所附权利要求书的限定范围之内。以下结合附图及实施例，对本发明的具体结构、特征、工作过程及其功效，作进一步说明。实施例1.如图1至图5和图6所示的废硬质聚氨酯泡沫的砌块和环保利用工艺，先对回收的废硬质聚氨酯泡沫1，清洗、风干、分捡，水平锯切、垂直锯切成为四边六面体的砌块2，用发泡聚氨酯拼合粘结成多层砌块，再与玻璃丝网布和刷涂环氧树脂复合成的抗裂防护层4构成冷库墙板；拼合成库，再在接缝处用玻璃胶、发泡聚氨酯密封，构成装配式冷库的墙体。实施例2.如图1至图5和图7所示的废硬质聚氨酯泡沫的砌块和环保利用工艺，先对回收的废硬质聚氨酯泡沫1，清洗、风干、分捡，水平锯切、垂直锯切成为四边六面体的砌块2，用发泡聚氨酯拼合粘结成多层砌块，或者再与塑料板或金属板构成的抗裂防护层4粘结成冷库墙板，作为装配式冷库的墙体构件。实施例3.如图1至图5和图8所示的废硬质聚氨酯泡沫的砌块和环保利用工艺，先对回收的废硬质聚氨酯泡沫1，清洗、风干、分捡，对砌块裁切后的剩余材料进行过筛、粉碎得到C530mm泡沫颗粒7，泡沫颗粒7直接填充于软木砌筑的保温墙体6的夹层中间，压实封闭，隔离大气，土建冷库墙体完工。本发明的上述实施例与公知技术方案的比较利用方式可行性回收利用率成本保温性能经济价值适宜应用领域CN100998986A物理/粉料方案可行极低咼昂很低回收氟利昂CN101012332A化学/发泡方案可行《2%较低0.018较差制冷保温CN1278997C风化/填料方案可行1030%较低差较好建筑保温隔热CN101096426A化学/发泡方案存疑1030%6<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>权利要求废硬质聚氨酯泡沫的砌块，至少包括加工后的形体规则的砌块2和粘结层3或者加工后的形体规则的砌块2和抗裂防护层4，其特征是以废弃的硬质聚氨酯泡沫1为原料，加工成为形体尺寸相近而规则的砌块2，堆砌和层叠的砌块2之间设有粘结层3，砌块2和粘结层3具有相近似的、闭合的保温微孔构造。2.根据权利要求1所述的废硬质聚氨酯泡沫的砌块，其特征在于上述的砌块2和粘结层3的至少一个侧面设置有由玻璃丝网布和环氧树脂复合成的抗裂防护层4，抗裂防护层4或者由聚乙烯网布、编织袋网布、石棉网布与环氧树酯复合。3.根据权利要求1所述的废硬质聚氨酯泡沫的砌块，其特征在于上述的砌块2和粘结层3的至少一个侧面设置有由塑料板或金属板构成的抗裂防护层4，抗裂防护层4与砌块2和粘结层3由发泡的硬质聚氨酯充注粘结成一体。4.根据权利要求1所述的废硬质聚氨酯泡沫的砌块，其特征在于上述的砌块2和粘结层3的至少一个侧面设置有由塑料板或金属板构成的抗裂防护层4，在抗裂防护层4的法向上设置有骨架筋板5，它们由发泡的硬质聚氨酯充注粘结成一体。5.根据权利要求1所述的废硬质聚氨酯泡沫的砌块，其特征在于上述的砌块2设置为四边六面体，由废弃的硬质聚氨酯泡沫1经锯床水平裁切、纵向裁切构成。6.废硬质聚氨酯泡沫的环保利用工艺，其特征在于以不规则的块状废硬质聚氨酯泡沫为原料，据外形分类，经切割加工成几何形体、尺寸规范的砌块2或者粉碎成C530mm泡沫颗粒7，然后再应用于低于12(TC以下的绝热和保温工程的以下任一分项工艺1)砌块2与其它构件用发泡硬质聚氨酯泡沫粘结于待保温体的表面；2)砌块2与其它构件用发泡硬质聚氨酯泡沫粘结形成保温板材；3)泡沫颗粒7直接填充保温墙体6的夹空中，压实封闭，隔离大气。全文摘要一种废硬质聚氨酯泡沫的砌块和环保利用工艺，解决大量废弃的硬质聚氨酯泡沫日益严重地污染环境的回收利用难题，经水平锯切、垂直锯切成为四边六面体的砌块，拼合、堆砌、层叠，用同性的发泡聚氨酯泡沫粘结、表面覆层成为墙体构件，而再用于高效保温工程。重复利用，利用率达85％，应用本发明制作的小型低温冷库对比现有装配式冷库，实测总造价降低50％以上，电能消耗减少183％，保温性能优异而成本低廉；工艺流程没有三废产生排放，实现工业化规模回收利用废弃的聚氨酯泡沫，使聚氨酯泡沫的回收利用迈入了具有经济价值的实用阶段。文档编号E04C1/00GK101736843SQ200810143560公开日2010年6月16日申请日期2008年11月11日优先权日2008年11月11日发明者刘克里,宁一公申请人:刘克里