聚氨酯废旧料的回收再生技术介绍

每年生产聚氨酯注射成型的工厂都会产生大量的边角料、模具溢出和废品，聚氨酯注射成型也有废品。聚氨酯各种应用领域的废弃物，如旧的聚氨酯注射成型报废汽车中的泡沫、弹性体等也需要回收利用。

聚氨酯注射成型材料多为热固性，如软、硬、半硬聚氨酯泡沫，以及用于制造汽车零部件的反应注射成型(RIM) 聚氨酯弹性体等。它们不能像热塑性塑料聚氨酯等热塑性塑料那样熔融造粒，少量就可以混入新材料中使用，所以必须采用其他方法。

填埋是一种比较无奈的垃圾处理方式，占用土地，还是要花的。由于聚氨酯是含氮聚合物，如果通过焚烧回收热能，必须严格控制燃烧条件，并有吸收有毒气体的系统，减少有毒气体对环境的污染。回收废塑料既减少了环境污染，又降低了新产品的生产成本，具有良好的社会效益和经济效益。

废物聚氨酯材料的回收可分为物理方法和化学方法。[敏感词]简单介绍一下聚氨酯废料的回收技术。

1.聚氨酯的物理恢复方法

1.粘合和成型

这种方法是将聚氨酯泡沫用粉碎机粉碎成几厘米的碎片，喷上反应型聚氨酯型粘合剂，混合均匀，然后加热压制成型。所用的粘合剂通常是聚氨酯泡沫组合物或基于多苯基多亚甲基多异氰酸酯(PAPI)的NCO封端的预聚物。当PAPI基粘合剂用于粘合和成型时，也可以引入蒸汽进行混合。

聚氨酯产品最成功的回收方法是将软质泡沫下脚料等废泡沫粘合生产回收的聚氨酯泡沫，主要用作地毯背衬、运动垫、隔音材料等产品。在一定的温度和压力下，软质泡沫颗粒和粘合剂可以成型为汽车底垫等产品；在更高的压力和温度下，可以成型泵壳等硬零件。

硬质聚氨酯泡沫，反应注射成型(RIM) 聚氨酯弹性体也可以用同样的方法回收。将废料与异氰酸酯预聚物混合，并热压形成例如管道加热系统的管道支架。

在日本，有公司将回收的轮圈材料颗粒与橡胶屑以25: 75的质量比混合，作为运动跑道、网球场、高尔夫球场路面材料的颗粒原料。在欧洲，硬泡沫颗粒与PAPI混合制成聚氨酯碎料板。聚氨酯泡沫废料制成的板材强度与刨花板相当，适用于水设备。

2.热压成型

热固性聚氨酯软质泡沫和RIM 聚氨酯制品在100 ~ 220°c的温度范围内具有一定的热软化塑性，在如此高的温度下加热加压，泡沫可以不使用粘合剂相互粘合。为了获得均匀的回收产品，通常将泡沫废料粉碎，然后加热加压成型。成型条件取决于废物聚氨酯和回收产品的类型。例如聚氨酯软质泡沫废料在1~ 30MPa的压力和100 ~ 220℃的温度范围内热压几分钟就可以制成减震器和挡泥板。

轮辋边角料或回收零件可粉碎或热压成型。通过这种方法，可以回收聚氨酯保险杠和挡泥板废料。拜耳公司在20世纪90年代初开发了废弃RIM产品的回收工艺。其操作过程是将废料粉碎成块并预热，然后在温度为180 ~ 185℃、压力为35MPa以上的压机中加热成型。该工艺的特点是100%利用废料，不添加粘合剂等添加剂。回收产品的抗拉强度和伸长率分别是新产品的75%和30%~50%，可用于汽车电池外壳、保护罩、盖板等零件。

3.用作填料

聚氨酯软质泡沫可以通过低温粉碎或研磨工艺变成细小颗粒，将这种颗粒的分散体添加到多元醇中制成聚氨酯泡沫或其他产品，不仅可以回收利用废弃的聚氨酯材料，还可以有效降低产品成本。在MDI基冷固化软聚氨酯泡沫塑料中，碎粉含量限制在15%，TDI基热固化泡沫塑料中可添加高达25%的碎粉。

一种方法是将预切碎的废泡沫废料加入软质泡沫聚醚多元醇中，然后在合适的研磨机中将其湿磨成含有细颗粒的“回收多元醇”混合物，用于制造软质泡沫。

可以将废弃的RIM 聚氨酯粉碎成粉末，混入原料中，然后制造RIM弹性体。在废物聚氨酯硬质泡沫和聚异氰脲酸酯(PIR)泡沫废物被粉碎后，它们也可用于将例如5%的回收材料添加到复合材料中以制造硬质泡沫。一些日本制造商使用废料聚氨酯硬质泡沫作为砂浆的轻骨料。

二。聚氨酯的化学回收方法

化学回收是通过醇解、氨解、水解或热解将聚氨酯产品泡沫分解成聚氨酯原料或其他化学原料的方法。聚氨酯泡沫有尿烷键、脲键等。在醇解、胺化和碱水解过程中，聚氨酯分子中的氨基甲酸酯键和脲键断裂，分解为多元醇、芳香多胺和二氧化碳。已经报道了许多关于这种回收方法的专利和实例。

1.二元醇解

最常见的乙二醇醇解是从废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)和催化剂(叔胺、链烷醇胺或有机金属化合物)的存在下，聚氨酯(泡沫、弹性体、RIM产品等。)在大约200℃下被醇化，并且在几个小时的反应之后可以获得再生的多元醇。再生的多元醇可以与新鲜的多元醇混合，制成聚氨酯 material。

2.氨解

聚氨酯 foam在伯胺和仲胺类化合物中容易分解，分解机理与酯交换相似。从聚氨酯或聚氨酯尿素分解产生含有羟基和氨基的低分子量化合物。该反应的特点是氨基的高反应性，胺化可以在低于150℃的较低温度下容易地进行。

陶氏塑料公司曾推出一种胺化化学回收工艺。该方法包括两步:用烷基醇胺和催化剂将废kloc-0分解成高浓度分散的氨基甲酸酯、尿素、胺和多元醇；然后进行烷基化反应，除去回收产物中的芳香胺，得到性能好、颜色浅的多元醇。该方法可回收各种聚氨酯泡沫，回收的多元醇可用于各种聚氨酯材料。该公司还利用化学回收工艺从RRIM产品中获得回收多元醇，可在增强轮辋产品中重复使用，用量高达30%。

3.其他化学回收方法

水解法——氢氧化钠可作为水解催化剂，分解聚氨酯的软泡沫和硬泡沫，生成多元醇和胺中间体，可作为回收原料。

碱性溶液-聚醚和碱金属氢氧化物作为分解剂，泡沫分解后除去碳酸根，得到回收的多元醇和芳香二胺。

醇解和氨解相结合的方法——用聚醚多元醇、氢氧化钾和二胺作为分解剂除去碳酸酯固体，得到聚醚多元醇和二胺。硬泡的分解产物可以不经分离直接用于环氧丙烷反应制取硬泡。这种方法具有分解温度低(60~160*C)、时间短、分解泡沫量大的优点。

醇法——以聚醚多元醇和卤代磷酸酯为分解剂，分解产物为聚醚多元醇和磷酸铵固体，易于分离。

德国Reqra Recycling公司针对聚氨酯鞋废料的回收，推广了聚氨酯 waste的低成本回收技术。在这种回收技术中，首先将废料粉碎成10mm的颗粒，在装有分散剂的反应釜中加热液化，最后回收液态多元醇。

苯酚分解法——日本研磨废料聚氨酯软泡沫，与苯酚混合。在酸性条件下加热后，氨基甲酸乙酯键断裂并与苯酚的羟基结合。然后与甲醛反应制成酚醛树脂，加入六亚甲基四胺固化。可以制得具有良好强度和韧性以及优异耐热性的酚醛树脂产品。

热解-聚氨酯软泡沫可在有氧或无氧条件下高温分解得到油状物质，分离得到多元醇。

三。聚氨酯的热能回收和填埋处理

1.直接燃烧

从聚氨酯 waste中回收能量是一项更环保、更有经济价值的技术。US 聚氨酯 Recycling Committee正在进行一项实验，在固体废物焚烧炉中加入20%的废物聚氨酯软质泡沫。结果表明，燃烧产生的灰分和排放物仍在规定的环保要求范围内，废泡沫释放的热能大大节约了化石燃料的消耗。在欧洲，瑞典、瑞士、德国、丹麦等[敏感词]，利用焚烧聚氨酯废物回收的能量提供电能和供暖热量的技术也在测试中。

PU泡沫可以单独或与其他废塑料一起磨成粉末，代替微细碳粉，在炉内燃烧回收热能。微粉化聚氨酯化肥可以提高燃烧效率。

2.热解成燃料

在无氧、高温、高压和催化剂存在下，软质聚氨酯泡沫塑料和弹性体可热分解得到气体和油类产品。得到的热分解油含有一些多元醇，提纯后可作为原料，但一般用作燃料油。该方法适用于回收与其他塑料混合的废物。但是，含氮聚合物如聚氨酯 foam的分解可能会使催化剂劣化。目前这种方法还没有达到实用化的程度。

由于聚氨酯是含氮聚合物，无论采用哪种燃烧能量回收方式，都必须采用[敏感词]的燃烧条件，以减少氮氧化物和胺类的生成。燃烧炉需要配备适当的废气处理装置。

3.填埋处理和生物降解能力聚氨酯

目前，相当数量的聚氨酯泡沫废物被填埋处置。有些泡沫不能回收，如聚氨酯用作苗床的泡沫。和其他塑料一样，如果该材料在自然环境中始终保持稳定，那么随着时间的推移，它会不断积累，对环境的压力会越来越大。为了在自然条件下分解垃圾填埋场聚氨酯废物，人们已经开始研制生物可降解聚氨酯树脂。例如聚氨酯分子中含有糖、纤维素、木质素或聚己内酯等可生物降解的化合物。