聚氨酯廢舊料的回收再生技術(shù)介紹

每年生產(chǎn)聚氨酯注射成型的工廠(chǎng)都會(huì )產(chǎn)生大量的邊角料、模具溢出和廢品，聚氨酯注射成型也有廢品。聚氨酯各種應用領(lǐng)域的廢棄物，如舊的聚氨酯注射成型報廢汽車(chē)中的泡沫、彈性體等也需要回收利用。

聚氨酯注射成型材料多為熱固性，如軟、硬、半硬聚氨酯泡沫，以及用于制造汽車(chē)零部件的反應注射成型(RIM) 聚氨酯彈性體等。它們不能像熱塑性塑料聚氨酯等熱塑性塑料那樣熔融造粒，少量就可以混入新材料中使用，所以必須采用其他方法。

填埋是一種比較無(wú)奈的垃圾處理方式，占用土地，還是要花的。由于聚氨酯是含氮聚合物，如果通過(guò)焚燒回收熱能，必須嚴格控制燃燒條件，并有吸收有毒氣體的系統，減少有毒氣體對環(huán)境的污染?；厥諒U塑料既減少了環(huán)境污染，又降低了新產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，具有良好的社會(huì )效益和經(jīng)濟效益。

廢物聚氨酯材料的回收可分為物理方法和化學(xué)方法。[敏感詞]簡(jiǎn)單介紹一下聚氨酯廢料的回收技術(shù)。

1.聚氨酯的物理恢復方法

1.粘合和成型

這種方法是將聚氨酯泡沫用粉碎機粉碎成幾厘米的碎片，噴上反應型聚氨酯型粘合劑，混合均勻，然后加熱壓制成型。所用的粘合劑通常是聚氨酯泡沫組合物或基于多苯基多亞甲基多異氰酸酯(PAPI)的NCO封端的預聚物。當PAPI基粘合劑用于粘合和成型時(shí)，也可以引入蒸汽進(jìn)行混合。

聚氨酯產(chǎn)品最成功的回收方法是將軟質(zhì)泡沫下腳料等廢泡沫粘合生產(chǎn)回收的聚氨酯泡沫，主要用作地毯背襯、運動(dòng)墊、隔音材料等產(chǎn)品。在一定的溫度和壓力下，軟質(zhì)泡沫顆粒和粘合劑可以成型為汽車(chē)底墊等產(chǎn)品；在更高的壓力和溫度下，可以成型泵殼等硬零件。

硬質(zhì)聚氨酯泡沫，反應注射成型(RIM) 聚氨酯彈性體也可以用同樣的方法回收。將廢料與異氰酸酯預聚物混合，并熱壓形成例如管道加熱系統的管道支架。

在日本，有公司將回收的輪圈材料顆粒與橡膠屑以25: 75的質(zhì)量比混合，作為運動(dòng)跑道、網(wǎng)球場(chǎng)、高爾夫球場(chǎng)路面材料的顆粒原料。在歐洲，硬泡沫顆粒與PAPI混合制成聚氨酯碎料板。聚氨酯泡沫廢料制成的板材強度與刨花板相當，適用于水設備。

2.熱壓成型

熱固性聚氨酯軟質(zhì)泡沫和RIM 聚氨酯制品在100 ~ 220°c的溫度范圍內具有一定的熱軟化塑性，在如此高的溫度下加熱加壓，泡沫可以不使用粘合劑相互粘合。為了獲得均勻的回收產(chǎn)品，通常將泡沫廢料粉碎，然后加熱加壓成型。成型條件取決于廢物聚氨酯和回收產(chǎn)品的類(lèi)型。例如聚氨酯軟質(zhì)泡沫廢料在1~ 30MPa的壓力和100 ~ 220℃的溫度范圍內熱壓幾分鐘就可以制成減震器和擋泥板。

輪輞邊角料或回收零件可粉碎或熱壓成型。通過(guò)這種方法，可以回收聚氨酯保險杠和擋泥板廢料。拜耳公司在20世紀90年代初開(kāi)發(fā)了廢棄RIM產(chǎn)品的回收工藝。其操作過(guò)程是將廢料粉碎成塊并預熱，然后在溫度為180 ~ 185℃、壓力為35MPa以上的壓機中加熱成型。該工藝的特點(diǎn)是100%利用廢料，不添加粘合劑等添加劑?；厥债a(chǎn)品的抗拉強度和伸長(cháng)率分別是新產(chǎn)品的75%和30%~50%，可用于汽車(chē)電池外殼、保護罩、蓋板等零件。

3.用作填料

聚氨酯軟質(zhì)泡沫可以通過(guò)低溫粉碎或研磨工藝變成細小顆粒，將這種顆粒的分散體添加到多元醇中制成聚氨酯泡沫或其他產(chǎn)品，不僅可以回收利用廢棄的聚氨酯材料，還可以有效降低產(chǎn)品成本。在MDI基冷固化軟聚氨酯泡沫塑料中，碎粉含量限制在15%，TDI基熱固化泡沫塑料中可添加高達25%的碎粉。

一種方法是將預切碎的廢泡沫廢料加入軟質(zhì)泡沫聚醚多元醇中，然后在合適的研磨機中將其濕磨成含有細顆粒的“回收多元醇”混合物，用于制造軟質(zhì)泡沫。

可以將廢棄的RIM 聚氨酯粉碎成粉末，混入原料中，然后制造RIM彈性體。在廢物聚氨酯硬質(zhì)泡沫和聚異氰脲酸酯(PIR)泡沫廢物被粉碎后，它們也可用于將例如5%的回收材料添加到復合材料中以制造硬質(zhì)泡沫。一些日本制造商使用廢料聚氨酯硬質(zhì)泡沫作為砂漿的輕骨料。

二。聚氨酯的化學(xué)回收方法

化學(xué)回收是通過(guò)醇解、氨解、水解或熱解將聚氨酯產(chǎn)品泡沫分解成聚氨酯原料或其他化學(xué)原料的方法。聚氨酯泡沫有尿烷鍵、脲鍵等。在醇解、胺化和堿水解過(guò)程中，聚氨酯分子中的氨基甲酸酯鍵和脲鍵斷裂，分解為多元醇、芳香多胺和二氧化碳。已經(jīng)報道了許多關(guān)于這種回收方法的專(zhuān)利和實(shí)例。

1.二元醇解

最常見(jiàn)的乙二醇醇解是從廢物中回收多元醇的重要方法聚氨酯。在小分子二元醇(如乙二醇、丙二醇、二甘醇)和催化劑(叔胺、鏈烷醇胺或有機金屬化合物)的存在下，聚氨酯(泡沫、彈性體、RIM產(chǎn)品等。)在大約200℃下被醇化，并且在幾個(gè)小時(shí)的反應之后可以獲得再生的多元醇。再生的多元醇可以與新鮮的多元醇混合，制成聚氨酯 material。

2.氨解

聚氨酯 foam在伯胺和仲胺類(lèi)化合物中容易分解，分解機理與酯交換相似。從聚氨酯或聚氨酯尿素分解產(chǎn)生含有羥基和氨基的低分子量化合物。該反應的特點(diǎn)是氨基的高反應性，胺化可以在低于150℃的較低溫度下容易地進(jìn)行。

陶氏塑料公司曾推出一種胺化化學(xué)回收工藝。該方法包括兩步:用烷基醇胺和催化劑將廢kloc-0分解成高濃度分散的氨基甲酸酯、尿素、胺和多元醇；然后進(jìn)行烷基化反應，除去回收產(chǎn)物中的芳香胺，得到性能好、顏色淺的多元醇。該方法可回收各種聚氨酯泡沫，回收的多元醇可用于各種聚氨酯材料。該公司還利用化學(xué)回收工藝從RRIM產(chǎn)品中獲得回收多元醇，可在增強輪輞產(chǎn)品中重復使用，用量高達30%。

3.其他化學(xué)回收方法

水解法——氫氧化鈉可作為水解催化劑，分解聚氨酯的軟泡沫和硬泡沫，生成多元醇和胺中間體，可作為回收原料。

堿性溶液-聚醚和堿金屬氫氧化物作為分解劑，泡沫分解后除去碳酸根，得到回收的多元醇和芳香二胺。

醇解和氨解相結合的方法——用聚醚多元醇、氫氧化鉀和二胺作為分解劑除去碳酸酯固體，得到聚醚多元醇和二胺。硬泡的分解產(chǎn)物可以不經(jīng)分離直接用于環(huán)氧丙烷反應制取硬泡。這種方法具有分解溫度低(60~160*C)、時(shí)間短、分解泡沫量大的優(yōu)點(diǎn)。

醇法——以聚醚多元醇和鹵代磷酸酯為分解劑，分解產(chǎn)物為聚醚多元醇和磷酸銨固體，易于分離。

德國Reqra Recycling公司針對聚氨酯鞋廢料的回收，推廣了聚氨酯 waste的低成本回收技術(shù)。在這種回收技術(shù)中，首先將廢料粉碎成10mm的顆粒，在裝有分散劑的反應釜中加熱液化，最后回收液態(tài)多元醇。

苯酚分解法——日本研磨廢料聚氨酯軟泡沫，與苯酚混合。在酸性條件下加熱后，氨基甲酸乙酯鍵斷裂并與苯酚的羥基結合。然后與甲醛反應制成酚醛樹(shù)脂，加入六亞甲基四胺固化?？梢灾频镁哂辛己脧姸群晚g性以及優(yōu)異耐熱性的酚醛樹(shù)脂產(chǎn)品。

熱解-聚氨酯軟泡沫可在有氧或無(wú)氧條件下高溫分解得到油狀物質(zhì)，分離得到多元醇。

三。聚氨酯的熱能回收和填埋處理

1.直接燃燒

從聚氨酯 waste中回收能量是一項更環(huán)保、更有經(jīng)濟價(jià)值的技術(shù)。US 聚氨酯 Recycling Committee正在進(jìn)行一項實(shí)驗，在固體廢物焚燒爐中加入20%的廢物聚氨酯軟質(zhì)泡沫。結果表明，燃燒產(chǎn)生的灰分和排放物仍在規定的環(huán)保要求范圍內，廢泡沫釋放的熱能大大節約了化石燃料的消耗。在歐洲，瑞典、瑞士、德國、丹麥等[敏感詞]，利用焚燒聚氨酯廢物回收的能量提供電能和供暖熱量的技術(shù)也在測試中。

PU泡沫可以單獨或與其他廢塑料一起磨成粉末，代替微細碳粉，在爐內燃燒回收熱能。微粉化聚氨酯化肥可以提高燃燒效率。

2.熱解成燃料

在無(wú)氧、高溫、高壓和催化劑存在下，軟質(zhì)聚氨酯泡沫塑料和彈性體可熱分解得到氣體和油類(lèi)產(chǎn)品。得到的熱分解油含有一些多元醇，提純后可作為原料，但一般用作燃料油。該方法適用于回收與其他塑料混合的廢物。但是，含氮聚合物如聚氨酯 foam的分解可能會(huì )使催化劑劣化。目前這種方法還沒(méi)有達到實(shí)用化的程度。

由于聚氨酯是含氮聚合物，無(wú)論采用哪種燃燒能量回收方式，都必須采用[敏感詞]的燃燒條件，以減少氮氧化物和胺類(lèi)的生成。燃燒爐需要配備適當的廢氣處理裝置。

3.填埋處理和生物降解能力聚氨酯

目前，相當數量的聚氨酯泡沫廢物被填埋處置。有些泡沫不能回收，如聚氨酯用作苗床的泡沫。和其他塑料一樣，如果該材料在自然環(huán)境中始終保持穩定，那么隨著(zhù)時(shí)間的推移，它會(huì )不斷積累，對環(huán)境的壓力會(huì )越來(lái)越大。為了在自然條件下分解垃圾填埋場(chǎng)聚氨酯廢物，人們已經(jīng)開(kāi)始研制生物可降解聚氨酯樹(shù)脂。例如聚氨酯分子中含有糖、纖維素、木質(zhì)素或聚己內酯等可生物降解的化合物。