专利名称：利用废弃冰箱聚氨酯废料重新合成硬质聚氨酯的方法
技术领域：
本发明涉及一种聚氨酯合成方法，特别是一种聚氨酯废弃物材料资源化制备硬质聚氨酯的方法，属于废物处理技术和废弃物资源化技术领域。
背景技术：
我国在经历了 30多年的高速发展后，人民生活水平普遍得到提高，以电冰箱为代表的家用电器大量进入家庭，据国家统计局数据显示，目前我国冰箱的社会保有量在1.5亿台左右，如果按其可使用寿命1(T15年计算，废弃冰箱数量高达每年400万台，加之高新 技术的不断更新应用，冰箱产品的更新换代周期将会大大缩短，绝大多数经过非正规渠道的地下集散市场流通。如此大量的废弃冰箱如果不能得到及时回收处理，其产生的大量电子垃圾将给生态环境造成严重的破坏，对我们赖以生存的大气、土壤、河流等生态环境构成了严重的潜在生态和健康风险。其中占废弃冰箱体积最大的隔热层硬泡聚氨酯由于性质稳定、不易降解对环境的压力尤为重大。因此，冰箱聚氨酯废料的回收与再利用研究引起了各级政府和科技人员的重视，成为亟待解决的重要课题。对废弃冰箱聚氨酯进行资源化回收不仅能减轻资源紧缺，还能避免开采化石原料带来的能源消耗，对建立节约型社会，走可持续发展道路具有重要意义。作为电冰箱绝热材料的聚氨酯是热固性树脂，硬化后分子呈三元网络结构，很难溶解或融化，所以不易再利用，其废品通常只能进行焚烧和掩埋处理。焚烧处理过程若燃烧不完全将产生有毒气体，造成二次污染，因而不宜采用。如果采用填埋处理，将占据大量的土地资源，且聚氨酯性质稳定难于降解，将对环境造成持久污染。而采用物理方法再生后的泡沫制品性能下降，只适于低档部件，应用面窄，且工艺繁琐、劳动量大。对废弃冰箱的处理中，占最大体积的聚氨酯的有效利用成为回收的难题。
发明内容
为了解决现有技术问题，本发明的目的在于提供一种利用废弃冰箱聚氨酯废料重新合成硬质聚氨酯的方法，通过醇解废弃冰箱聚氨酯的方法得到多元醇，用回收的多元醇混合物与新鲜组合聚醚多元醇混合再与异氰酸酯反应合成硬泡聚氨酯，最终达到回收的废弃冰箱聚氨酯资源化利用的效果。为达到上述发明目的，本发明采用下述技术方案
一种利用废弃冰箱聚氨酯废料重新合成硬质聚氨酯的方法，原料来源于回收家电的废旧冰箱中的聚氨酯材料，包括如下步骤
1)将废弃冰箱聚氨酯废料粉碎成聚氨酯碎片；
2)在反应容器中，将醇解剂、催化剂和步骤I)得到的聚氨酯碎片以质量比(80 200):(0. 5 5) :100的比例混合后持续加热，加热温度为150°C 240°C，具体步骤为
a.首先将醇解剂和催化剂加入反应容器中加热至溶解；
b.然后将步骤I)得到的聚氨酯碎片采用连续加料的方式慢慢加入到反应容器中，即等到加入的聚氨酯碎片快溶解完时再加入后续的聚氨酯碎片；
C.直到全部的聚氨酯碎片刚好全部溶解时开始计时，使醇解剂和聚氨酯形成的反应熔体连续反应O 5h，反应完成后得到的生成物为混合物；
3)在恒温150°C 250°C下，使步骤c.中的反应生成混合物中多余的醇解剂分馏，在反应容器中仅留下多元醇混合物；
4)将步骤3)得到的多元醇混合物与组合聚醚多元醇按质量比( 5 50):100的比例混合形成综合反应物，再使综合反应物与等质量的异氰酸酯反应合成硬泡聚氨酯。在上述步骤I)中得到的聚氨酯碎片的尺寸优选Imm 20mm,易于加入反应物容器，并易于熔融。在上述步骤I)中使用的反应容器采用三口烧瓶，三口烧瓶的其中两个瓶口分别安装温度计和回流冷凝管，三口烧瓶的另一口为反应物加料口，三口烧瓶结构简单，使用方便。上述三口烧瓶的加热方式采用恒温油浴中加热，使烧瓶内反应熔体受热均匀。上述醇解剂为二元醇。上述二元醇优选采用乙二醇、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-丁二醇中的任意一种二元醇或任意几种二元醇混合物；上
述二元醇最好为乙二醇。上述催化剂优选采用无机乙酸盐、碱金属盐或醇胺类化合物；上述无机乙酸盐优选采用乙酸钠、乙酸钾和乙酸锌中的任意一种无机乙酸盐或任意几种无机乙酸盐类混合物，上述碱金属盐优选采用氢氧化钠、氢氧化钾和碳酸钠中的任意一种碱金属盐或任意几种碱金属盐类混合物，上述醇胺优选采用三乙醇胺和二乙醇胺中的任意一种醇胺或其二者形成的醇胺类混合物；上述催化剂最好为氢氧化钠和乙酸钠中的任意一种或其二者形成的混合物。本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点
1.本发明在醇解过程中不需要氮气等惰性气体保护；
2.本发明将回收家电的废弃冰箱聚氨酯的处置与资源化利用有机地结合起来，不仅解决了占废弃冰箱最大体积的聚氨酯的有效处置问题，而且得到了能重新利用的硬质聚氨酯，降低了冰箱硬质聚氨酯的生产成本；
3.本发明在常压下进行，设备简单，易于操作。
图I是本发明实施例一利用废弃冰箱聚氨酯合成的硬质聚氨酯的压缩强度曲线图。图2是本发明实施例一利用废弃冰箱聚氨酯合成的硬质聚氨酯的扫描电镜照片。
具体实施例方式结合附图，对本发明的优选实施例详述如下
一种利用废弃冰箱聚氨酯废料重新合成硬质聚氨酯的方法，原料来源于回收家电的废旧冰箱中的聚氨酯材料，包括如下步骤1.将废弃冰箱聚氨酯粉碎，得到IOmm大小的碎片；
2.安装反应装置取三口烧瓶为反应容器，其中两口分别安装温度计、回流冷凝管，另一口为加料口，将三口烧瓶放入恒温油浴中加热，加热温度为196°C ；
3.取乙二醇质量份数100份，氢氧化钠质量份数I份，废弃冰箱聚氨酯碎片质量份数100份,将乙二醇和氢氧化钠加入三口烧瓶中加热至溶解，因聚氨酯体积较大,聚氨酯碎片采用连续加料的方式慢慢加入到三口烧瓶中，即等到加入的聚氨酯快溶解完时再加入后续的聚氨酯。聚氨酯连续反应2h，从全部的聚氨酯刚好全部溶解时开始计时。4.将反应完成后的混合物在恒温240°C下将多余的醇解剂分馏，留下多元醇混合物。5.将多元醇混合物与新鲜的组合聚醚多元醇按质量比10%混合，再与等质量的异氰酸酯反应合成硬泡聚氨酯。上述步骤4留下多元醇混合物的羟值为856. 8 mgKOH/g、粘度为41000cps、酸值为
0.059 mgKOH/g、pH 为 8. 5。步骤5合成的硬质聚氨酯的压缩强度如图I所示，符合QB/T 2081-1995的规定值。图2为步骤5合成的硬质聚氨酯的扫描电镜照片，从图中可以看出合成的聚氨酯为蜂窝状结构，孔大小均一。本发明采用醇解法对废弃冰箱聚氨酯进行原料回收，从而资源化利用家电回收后废弃冰箱中的聚氨酯。上面结合附图对本发明实施例进行了说明，但本发明不限于上述实施例，还可以根据本发明的发明创造的目 的做出多种变化，凡依据本发明技术方案的精神实质和原理下做的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，只要符合本发明的发明目的，只要不背离本发明利用废弃冰箱聚氨酯废料重新合成硬质聚氨酯的方法的技术原理和发明构思，都属于本发明的保护范围。
权利要求
1.一种利用废弃冰箱聚氨酯废料重新合成硬质聚氨酯的方法，原料来源于回收家电的废旧冰箱中的聚氨酯材料，其特征在于，包括如下步骤 1)将废弃冰箱聚氨酯废料粉碎成聚氨酯碎片； 2)在反应容器中，将醇解剂、催化剂和所述步骤I)得到的聚氨酯碎片以质量比(80 200) (O. 5 5) 100的比例混合后持续加热，加热温度为150。。 240°C，具体步骤为 a.首先将醇解剂和催化剂加入反应容器中加热至溶解； b.然后将所述步骤I)得到的聚氨酯碎片采用连续加料的方式慢慢加入到反应容器中，即等到加入的聚氨酯碎片快溶解完时再加入后续的聚氨酯碎片； c.直到全部的聚氨酯碎片刚好全部溶解时开始计时，使醇解剂和聚氨酯形成的反应熔体连续反应O 5h，反应完成后得到的生成物为混合物； 3)在恒温150°C 250°C下，使所述步骤c.中的反应生成混合物中多余的醇解剂分馏，在反应容器中仅留下多元醇混合物； 4)将所述步骤3)得到的多元醇混合物与组合聚醚多元醇按质量比(5 50):100的比例混合形成综合反应物，再使所述综合反应物与等质量的异氰酸酯反应合成硬泡聚氨酯。
2.根据权利要求I所述的利用废弃冰箱聚氨酯废料重新合成硬质聚氨酯的方法，其特征在于所述步骤I)得到的聚氨酯碎片的尺寸为Imm 20mm。
3.根据权利要求I所述的利用废弃冰箱聚氨酯废料重新合成硬质聚氨酯的方法，其特征在于在所述步骤I)中使用的反应容器采用三口烧瓶，所述三口烧瓶的其中两个瓶口分别安装温度计和回流冷凝管，所述三口烧瓶的另一口为反应物加料口。
4.根据权利要求3所述的利用废弃冰箱聚氨酯废料重新合成硬质聚氨酯的方法，其特征在于所述三口烧瓶的加热方式采用恒温油浴中加热。
5.根据权利要求I 4中任意一项所述的利用废弃冰箱聚氨酯废料重新合成硬质聚氨酯的方法，其特征在于所述醇解剂为二元醇。
6.根据权利要求5所述的利用废弃冰箱聚氨酯废料重新合成硬质聚氨酯的方法，其特征在于所述二元醇为乙二醇、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- 丁二醇中的任意一种二元醇或任意几种二元醇混合物。
7.根据权利要求I 4中任意一项所述的利用废弃冰箱聚氨酯废料重新合成硬质聚氨酯的方法，其特征在于所述催化剂为无机乙酸盐、碱金属盐或醇胺类化合物。
8.根据权利要求7所述的利用废弃冰箱聚氨酯废料重新合成硬质聚氨酯的方法，其特征在于所述无机乙酸盐为乙酸钠、乙酸钾和乙酸锌中的任意一种无机乙酸盐或任意几种无机乙酸盐类混合物，所述碱金属盐为氢氧化钠、氢氧化钾和碳酸钠中的任意一种碱金属盐或任意几种碱金属盐类混合物，所述醇胺为三乙醇胺和二乙醇胺中的任意一种醇胺或其二者形成的醇胺类混合物。
全文摘要
本发明公开了一种利用废弃冰箱聚氨酯废料重新合成硬质聚氨酯的方法，原料来源于回收家电的废旧冰箱中的聚氨酯材料，步骤如下将废弃冰箱聚氨酯废料粉碎成聚氨酯碎片；在反应容器中，将醇解剂、催化剂和聚氨酯碎片以质量比(80～200)(0.5～5)100混合后持续加热，加热温度为150℃~240℃，连续反应0～5h，反应完成后得到的生成物为混合物；在恒温150℃～250℃下，使反应生成混合物中多余的醇解剂分馏，在反应容器中仅留下多元醇混合物；将多元醇混合物与组合聚醚多元醇按质量比(5～50)100混合形成综合反应物，再与等质量异氰酸酯反应合成硬泡聚氨酯，最终达到回收的废弃冰箱聚氨酯资源化利用的效果。
文档编号C08G18/48GK102627750SQ20121010220
公开日2012年8月8日 申请日期2012年4月10日 优先权日2012年4月10日
发明者周鸣, 朱萍, 王良友, 章鑫炯, 陈艳 申请人:上海大学