聚氨酯发泡体系、可热回收聚氨酯泡沫及其制备方法与流程

本发明属于聚氨酯泡沫领域，涉及聚氨酯发泡体系、可热回收聚氨酯泡沫及其制备方法。

背景技术：

1、在自然条件下，目前使用的绝大多数塑料等高分子材料均不可降解，对环境造成巨大破坏。随着温室效应、污染等环境危机的日益恶化，环境保护刻不容缓，许多国家已立法限制使用一次性非降解塑料，提倡使用可降解聚合物或回收聚合物制作的产品。

2、聚氨酯因其独特的结构和优异的性能，以泡沫、弹性体、胶黏剂等形式广泛应用于建筑材料、交通运输与消费品等领域。通常，聚氨酯泡沫由于结构中存在较高程度的交联呈热固性。

3、目前回收聚氨酯的方法有物理回收、焚烧回收和化学回收。包含发泡热塑性聚氨酯在内的热塑性聚氨酯适合物理回收方法。通常的非热塑性聚氨酯泡沫由于其热固性难以通过热熔融等物理回收方式被回收。焚烧回收又会产生大量二氧化碳。同时，聚氨酯泡沫内大量存在的化学交联导致其化学降解耗能耗时。

4、wo 2022194985 a1公开了一种两步法工艺以生成部分交联的含聚氨酯泡沫。

5、wo 2022096599 a1公开了一种包含聚氨酯-聚脲的水发泡泡沫，其按iso 845测量的表观密度为30-700kg/m3和拉伸强度(按din 53504测量)与表观密度的比为至少10kpam3/kg。

6、us20220363858 a1公开了一种用于制备热塑性聚氨酯软质泡沫的反应性混合物和方法，该泡沫具有主要为开孔的结构(基于泡沫的总体积计算并根据astm d6226-10测量的开孔含量≥50体积％)和低于200kg/m3的表观密度。

7、因此，需要开发一种聚氨酯泡沫，其可通过热处理方式回收。

技术实现思路

1、为此，本发明提供了一种聚氨酯发泡体系，包含：

2、a)平均官能度为1.7-2.4的异氰酸酯反应性组分，其包含，

3、分子量高于500g/mol的一种或多种多元醇；

4、催化剂，其选自基于胺的催化剂和基于有机金属化合物的催化剂中的一种或多种；

5、硅氧烷基表面活性剂；

6、水；

7、任选存在的官能度为2的扩链剂和/或官能度为3或以上的交联剂；

8、和

9、任选存在的添加剂；与

10、b)平均官能度为1.9-2.4的异氰酸酯组分，其包含多异氰酸酯和/或异氰酸酯基团封端的预聚物，预聚物由多异氰酸酯与含两个或更多个羟基的化合物反应制备，异氰酸酯组分中三环聚亚甲基多苯基异氰酸酯重量与所述多异氰酸酯总重量的比不高于5.00％。

11、可选的，所述异氰酸酯反应性组分与所述异氰酸酯组分具有70-120的异氰酸酯指数。

12、可选的，所述异氰酸酯组分具有1.95-2.30的平均官能度。

13、可选的，所述异氰酸酯组分具有20重量％至48.2重量％的nco含量。

14、可选的，所述异氰酸酯组分中三环聚亚甲基多苯基异氰酸酯与四环聚亚甲基多苯基异氰酸酯的重量比为(2-4):1。

15、可选的，所述异氰酸酯反应性组分中官能度为4或以上的多元醇含量不高于80重量％，基于所述异氰酸酯反应性组分的总重量。

16、可选的，所述水占所述异氰酸酯反应性组分的1重量％至5重量％。

17、可选的，所述交联剂占所述异氰酸酯反应性组分0.5重量％至10重量％。

18、可选的，所述添加剂选自物理发泡剂、链调节剂、润滑剂、防腐剂、颜料或染料、增韧剂或抗冲改性剂、抗静电剂、流平剂、增塑剂、阻燃剂、成膜剂、抗氧化剂、蜡、抗紫外线添加剂、稳定剂、增稠剂、润湿剂、填料中的一种或多种。

19、本发明还提供了一种可热回收聚氨酯泡沫，其由上述聚氨酯发泡体系制备。

20、可选的，所述可热回收聚氨酯泡沫具有低于250℃的熔融温度。

21、可选的，所述可热回收聚氨酯泡沫具有30-300g/l的自由上升密度。

22、可选的，所述可热回收聚氨酯泡沫具有不低于50％的球回弹率。

23、可选的，所述可热回收聚氨酯泡沫具有1-30s的恢复时间与在25％挠度时30-150n的压陷硬度。

24、本发明还提供了一种可热回收聚氨酯泡沫的制备方法，其包括，

25、a)提供聚氨酯发泡体系；与

26、b)让所述聚氨酯发泡体系聚合并发泡。

27、本发明提供的聚氨酯发泡体系可选择多种不同的多元醇和多异氰酸酯，采用水作为发泡剂，配方简单。聚氨酯泡沫制备方法为一步法，无需额外的发泡步骤或复杂的高压设备。聚氨酯发泡体系的异氰酸酯组分中三环聚亚甲基多苯基异氰酸酯重量与所述多异氰酸酯总重量的比不高于5.00％，由聚氨酯发泡体系制备的泡沫能够在200℃下熔融，因此可以通过热处理回收。

技术特征：

1.一种聚氨酯泡沫的回收方法，其包括将待回收的聚氨酯泡沫送入加热的有机液相并被熔融分散，其中所述有机液相为聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚碳酸酯多元醇或任意两者或三者的混合体系，其中所述待回收的聚氨酯泡沫由聚氨酯发泡体系制备，所述聚氨酯发泡体系包含：

2.如权利要求1所述的回收方法，其中所述有机液相中存在表面活性剂。

3.如权利要求1所述的回收方法，其中熔融分散在转子-定子设备中进行。

4.如权利要求1所述的回收方法，其中熔融分散的过程伴随机械搅拌和/或离心操作。

5.如权利要求1所述的回收方法，其中所述聚氨酯泡沫熔融分散后形成的分散体系被冷却以使液滴形式的聚氨酯重新固体化。

6.如权利要求1所述的回收方法，所述聚氨酯泡沫具有低于250℃的熔融温度，优选具有低于220℃的熔融温度。

7.如权利要求1所述的回收方法，所述聚氨酯泡沫具有低于30-300g/l的自由上升密度，优选具有低于30-150g/l的自由上升密度。

8.如权利要求1所述的回收方法，所述异氰酸酯组分具有1.95-2.30的平均官能度，优选具有2.02-2.23的平均官能度。

技术总结本发明属聚氨酯泡沫领域，涉及聚氨酯发泡体系、可热回收聚氨酯泡沫及其制备方法。聚氨酯发泡体系含：平均官能度为1.7‑2.4的异氰酸酯反应性组分，其含分子量高于500g/mol的多元醇；选自基于胺的催化剂和基于有机金属化合物的催化剂中的一种或多种催化剂；硅氧烷基表面活性剂；水；任选的官能度为2的扩链剂和/或官能度为3或以上的交联剂；和任选的添加剂；与平均官能度为1.9‑2.4的异氰酸酯组分，其含多异氰酸酯和/或异氰酸酯基团封端的预聚物，预聚物由多异氰酸酯与含两个或更多个羟基的化合物反应制备，三环聚亚甲基多苯基异氰酸酯重量与多异氰酸酯总重量的比不高于5.00％。聚氨酯泡沫可通过热处理方式回收。技术研发人员：赵蒙蒙,陈大为,马竞聪,宋亚男,刘英豪,陆永受保护的技术使用者：巴斯夫新材料有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/18