一种环氧树脂基材料的回收方法
【专利摘要】本发明涉及一种环氧树脂基材料的回收方法。即利用高温蒸气对环氧树脂基材料进行热裂解，裂解产物经过分离提纯后得到酸、酸酐、醇及其低聚物或填料与燃料油。加入适当的催化剂可以促进该裂解过程。该回收方法克服了溶剂分解法存在的污染环境和溶剂价格贵等缺点，又避免了传统高温热裂解法存在的，如容易泄漏、着火、积碳、热效率低、设备使用寿命短等缺点。经该回收方法处理后没有新的废弃物产生，符合循环经济、低碳经济的要求。
【专利说明】一种环氧树脂基材料的回收方法【技术领域】
[0001]本发明涉及一种环氧树脂基材料的回收方法，属于化工材料回收利用领域。
【背景技术】
[0002]环氧树脂(Epoxy Resin)是指分子结构中含有两个或两个以上环氧基并在适当的化学试剂存在下能形成三维网状固化物的化合物的总称，是一类重要的热固性树脂。环氧树脂因其具有力学性能高、附着力强、固化收缩率小、工艺性好、稳定性和电绝缘性优良，耐热性好等优点，因此作为涂料、复合材料、胶黏剂和电绝缘材料等的树脂基体，广泛应用于水利、交通、电子、机械、汽车及航空航天等领域。
[0003]但是三维的网状交联结构使环氧树脂基材料不能像热塑性树脂一样再次熔融成型加工，回收利用造成困难。传统的环氧树脂基材料的处理方法是掩埋与焚烧，掩埋有占用大量土地及污染地下水的缺点，焚烧有产生有害气体污染环境的缺点。溶剂分解法可以分离无机材料和树脂，但存在污染环境和溶剂价格贵等缺点，高温热裂解工艺过程虽然简单，但容易产生泄漏、着火等安全问题，同时处理过程中还会产生积碳，导致热效率低，设备使用寿命低。因此，开发一种既经济又环保的环氧树脂基材料回收方法是迫切需要的。
【发明内容】
[0004]本发明的目的提供一种环氧树脂基材料的回收方法。利用高温蒸气对环氧树脂基材料进行热裂解，分离提纯得到聚合原料以及燃料油。所述回收方法包括:
[0005]将环氧树脂基材料放置于反应器中，反应器的一端为高温蒸气的入口，另一端连接冷却装置。从反应器的入口端通入加热到150~600°C的蒸气，同时也保持反应器的温度在150~600°C之间，可以对反应器加热来进行。反应时间控制在I~15小时，以2~10小时最佳。环氧树脂基材料在蒸气和热的共同作用下发生降解及裂解，形成分解混合物通过冷却装置被冷却下来。收集经过冷却的液体，分离提纯，得到由酸、酸酐、醇及其低聚物或填料等产物和所用蒸气冷凝后的液体的混合物。未分解的环氧树脂基材料叮以参与下一批次的裂解过程。通入反应器的蒸气可以是水蒸气，也可以是小分子二元醇的蒸气，也可以是它们的任意比例的混合蒸气。其中小分子二元醇蒸气，可以是乙二醇、二乙二醇、丙二醇，二丙二醇、丁二醇，己二醇等二元醇的一种或者几种的混合蒸气。
[0006]热裂解反应可以在催化剂存在下进行，催化剂为碱性化合物催化剂，用量为环氧树脂基废弃物重量的0.05~5%。所使用的催化剂是氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、氢氧化镁、氢氧化钡、氧化钠、氧化钙、氧化镁或氧化钡中的一种或多种物质的混合物。催化剂的存在能加速环氧树脂基材料的裂解。
[0007]本发明的优点在于裂解产物是由酸、酸酐、醇及基低聚物或填料等产物和所用蒸气冷凝后的液体的混合物组成。经过分离提纯后，得到的酸、酸酐、醇可以重新合成环氧树脂基材料或者其他产品。分离得到的油相部分，可以直接作为燃料油使用，而不必要继续分离，避免了进一步提纯时发生的成本，可以明显提高该项回收方法的经济效益。经该回收方法处理后没有新的废弃物产生，符合循环经济、低碳经济的要求。
【具体实施方式】
[0008]如下的实施例将更详细地描述本发明，但是本发明并不应仅仅限制在这些具体的实施例中。
[0009]实施例1
[0010]将50克环氧树脂基材料装入反应器中，通入加热到160°C的水蒸气，反应器温度160°C，反应10小时。停止反应，反应器中残存的固体干燥，称量，重42.3克，分解率为15.4%。未分解的环氧树脂基材料可以参与下一批次的裂解过程。形成的分解混合物通过冷却装置被冷却下来，经过分离提纯后得到酸、酸酐、醇与燃料油。
[0011]实施例2
[0012]将50克环氧树脂基材料装入反应器中，通入加热到250°C的丙二醇蒸气，反应器温度250°C，反应8小时。停止反应，反应器中残存的固体干燥，称量，重7.2克，分解率为85.6%。未分解的环氧树脂基材料可以参与下一批次的裂解过程。形成的分解混合物通过冷却装置被冷却下来，经过分离提纯后得到酸、酸酐、醇与燃料油。
[0013]实施例3
[0014]将50克环氧树脂基材料装入反应器中，通入加热到450°C的丙二醇蒸气，反应器温度450°C，反应3小时。停止反应，反应器中残存的固体干燥，称量，重1.1克，分解率为97.8%。未分解的环氧树脂基材料可以参与下一批次的裂解过程。形成的分解混合物通过冷却装置被冷却下来，经过分离提纯后得到酸、酸酐、醇与燃料油。
[0015]实施例4`
[0016]将50克环氧树脂基材料装入反应器中，通入加热到300°C的水和丙二醇的重量比I: I的混合蒸气，反应器温度300°C，反应5小时。停止反应，反应器中残存的固体干燥，称量，重4.8克，分解率为90.4%。未分解的环氧树脂基材料可以参与下一批次的裂解过程。形成的分解混合物通过冷却装置被冷却下来，经过分离提纯后得到酸、酸酐、醇与燃料油。
[0017]实施例5
[0018]将50克环氧树脂基材料装入反应器中，通入加热到355°C的水蒸气，反应器温度3550C，反应5小时。停止反应，反应器中残存的固体干燥，称量，重6.3克，分解率为87.4%。未分解的环氧树脂基材料可以参与下一批次的裂解过程。形成的分解混合物通过冷却装置被冷却下来，经过分离提纯后得到酸、酸酐、醇与燃料油。
[0019]实施例6
[0020]将50克环氧树脂基材料装入反应器中，通入加热到450°C的水蒸气，反应器温度4500C，反应3小时。停止反应，反应器中残存的固体干燥，称量，重1.8克，分解率为96.4%。未分解的环氧树脂基材料可以参与下一批次的裂解过程。形成的分解混合物通过冷却装置被冷却下来，经过分离提纯后得到酸、酸酐、醇与燃料油。
[0021]实施例7
[0022]将50克环氧树脂基材料装入反应器中，加入氢氧化钠0.5克，通入加热到250°C的水蒸气，反应器温度250°C，反应8小时。停止反应，反应器中残存的固体干燥，称量，重8.8克，分解率为82.4%。未分解的环氧树脂基材料可以参与下一批次的裂解过程。形成分解混合物通过冷却装置被冷却下来。收集经过冷却的液体，利用分馏技术将其分离为小分子的聚合原料与燃料油。
[0023]实施例8[0024]将50克环氧树脂基材料装入反应器中，加入氢氧化钠0.5克，通入加热到450°C的水蒸气，反应器温度450°C，反应2小时。停止反应，反应器中残存的固体干燥，称量，重2.1克，分解率为95.8%。未分解的环氧树脂基材料可以参与下一批次的裂解过程。形成分解混合物通过冷却装置被冷却下来。收集经过冷却的液体，利用分馏技术将其分离为小分子的聚合原料与燃料油。
【权利要求】
1.一种环氧树脂基材料的回收方法，其特征在于利用高温蒸气对环氧树脂基材料进行热裂解，得到热裂解产物。
2.根据权利要求1所述的环氧树脂基材料的回收方法，其特征在于所用蒸气为水蒸气，小分子二元醇蒸气中的一种或者多种的任意比例的混合蒸气。
3.根据权利要求1所述的环氧树脂基材料的回收方法，其特征在于所使用的热裂解的温度为150~600°C。
4.根据权利要求1所述的环氧树脂基材料的回收方法，其特征在于所使用的高温蒸汽的温度为150~600°C。
5.根据权利要求1所述的环氧树脂基材料的回收方法，其特征在于在利用高温蒸气对环氧树脂基材料进行热裂解的过程中可以加入催化剂，催化剂的用量是环氧树脂基材料重量的0.05~5%。
6.根据权利要求1所述的环氧树脂基材料的回收方法，其特征在于回收所得到热裂解产物，由酸、酸酐、醇及其低聚物或填料等产物和所用蒸气冷凝后的液体的混合物组成。
7.根据权利要求1所述的环氧树脂基材料的回收方法，其特征在于所得到的产物经过分离提纯后可以重新合成环氧树脂基材料或者其他产品。
8.根据权利要求1所述的环氧树脂基材料的回收方法，其特征在于所得到的产物经过分离后，油相可以直 接作为燃料油使用。
【文档编号】C08J11/14GK103627026SQ201210308282
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2012年8月28日 优先权日:2012年8月28日
【发明者】杨晓林 申请人:杨晓林