[发明专利]一种硅橡胶的蒸汽裂解回收方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用蒸汽裂解硅橡胶的回收方法，属于化工材料回收利用领域。

背景技术

硅橡胶以其优良的性能广泛应用于航空航天、电子电气等行业，仅电子行业对导电硅胶按键的需求量即以每年35％以上的幅度增长。在硅橡胶制品的生产过程中会产生大量的边角废料，在使用过程中也会产生很多废弃的硅橡胶制品，这些废弃物的堆积既污染环境，又浪费资源。

硅橡胶边角废料及废旧制品的回收方法主要有物理粉碎后用作填料和裂解提取有机硅环体，用于制备有机硅产品等两个方面。其中裂解法又包括催化裂解、热裂解和超声波裂解等。热裂解产物纯度较高，但所需温度高，能耗大，收率低，从经济角度讲不可取。酸催化裂解产物纯，收率高，但酸对设备的腐蚀严重，需定期更换，成本高，同时酸也会造成环境污染。碱催化裂解收率低，产物复杂，增加了提纯成本。本发明通过研究发现，硅橡胶边角料及废旧制品的降解物的裂解速率和收率相对于单独的胶废料的裂解有很大提高。因此本发明采用先降解后裂解结合的方法，利用高温或过热蒸汽对硅橡胶进行降解裂解回收。

发明内容

本发明的目的是提供一种硅橡胶加工过程产生的边角废料以及废旧硅橡胶制品的蒸汽裂解回收方法，回收得到的有机硅氧烷环体混合物(DMC)分离后可重新制备有机硅制品。

所述回收方法包括：

硅橡胶废料经过筛选，除去杂质，进行清洗、风干、粉碎，装入不锈钢管式反应器中，通入高温蒸汽或过热蒸汽进行降解裂解，得到裂解产物为有机硅氧烷混合环体(DMC)的粗制品，再对裂解产物进行分离提纯。

所用原料包括硫化或未硫化，含填料或不含填料的各种废旧硅橡胶制品及边角废料。裂解反应器采用不锈钢管的盘式结构。

所用蒸汽可以是水蒸气，也叮以是低分子二元醇的蒸气，蒸汽温度为300℃～700℃，同时保持反应器的温度在300℃～700℃之间，可以通过外部加热来进行。硅橡胶废料在高温蒸汽作用下发生水解或醇解，再进一步发生裂解，形成的裂解混合物通过冷却装置被冷却下来。反应时间控制在1～10小时。收集经过冷却的液体，利用分离提纯技术将其分离为各有机硅氧烷环体，可重新制备有机硅制品。裂解产生的灰渣在蒸汽和重力的作用下自动向下移动，从反应器底部的出灰口排出，其主要成分是二氧化硅，经化学处理后，可以继续作橡胶工业的填料使用，实现资源的循环利用。

通入反应器中的蒸气用到的低分子二元醇，可以是乙二醇、丙二醇、1，4-丁二醇，己二醇等二元醇的一种或者几种的混合蒸气。

在此项硅橡胶蒸汽裂解回收方法中，裂解反应叮以在催化剂存在下进行，催化剂叮以为碱性化合物催化剂和卤硅烷类催化剂，用量为硅橡胶废料重量的3％～30％。所使用的碱性化合物催化剂是碱金属氢氧化物，碱金属醇或硅醇盐，氢氧化钠，氢氧化钾的甲醇或乙醇溶液。所用的卤硅烷类催化剂可以是RSiCl3、Me2SiCl2或R3SiCl，通常加入路易斯酸作辅助催化剂，如FeCl3、AlCl3或ZnCl2等，其用量为卤硅烷重量的0.3％～0.8％。催化剂的存在能加速硅橡胶的裂解。

本发明工艺简单，收率高，能耗低，无新的废弃物产生，是一种高效、经济的新方法。

具体实施方式

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。

实施例1

将80克经过清洗、风干、粉碎后的硅橡胶废料，装入不锈钢管式反应器中，通入325℃的水蒸汽，保持反应器的温度为325℃，反应5小时。停止反应，称量。有机硅氧烷混合环体(DMC)的粗品重7.7克，灰渣重10.7克。

实施例2

将80克经过清洗、风干、粉碎后的硅橡胶废料，装入不锈钢管式反应器中，通入450℃的水蒸汽，保持反应器的温度为450℃，反应5小时。停止反应，称量。有机硅氧烷混合环体(DMC)的粗品重28.8克，灰渣重36.8克。

实施例3

将80克经过清洗、风干、粉碎后的硅橡胶废料，装入不锈钢管式反应器中，通入560℃的水蒸汽，保持反应器的温度为560℃，反应4小时。停止反应，称量。有机硅氧烷混合环体(DMC)的粗品重33.6克，灰渣重43.6克。

实施例4

将80克经过清洗、风干、粉碎后的硅橡胶废料，装入不锈钢管式反应器中，通入560℃的乙二醇蒸汽，保持反应器的温度为560℃，反应4小时。停止反应，称量。有机硅氧烷混合环体(DMC)的粗品重33.5克，灰渣重44.3克。

实施例5