[发明专利]改进的再循环聚氨酯材料的方法

说明书

本申请涉及醇化和水解聚氨酯(PUR)材料的方法，其中聚氨酯材料由至少一种多元醇化合物和至少一种基于甲苯二异氰酸酯的化合物制成；其中该方法包括以下步骤：使聚氨酯材料与至少一种醇化化合物接触，从而形成反应混合物(M₀)，并且使所述反应混合物(M₀)的聚氨酯材料和醇化化合物反应，从而形成混合物(M)；使该混合物(M)分离成至少上层相和下层相，其中相(A)和相(B)是互不相溶的两相；使相(B)经历至少一个水解步骤，从而形成相(B1)；其中该至少一种醇化化合物的特征在于熔点低于200℃；其中该至少一种醇化化合物的特征在于羟基官能度至少为2；且前提是该至少一种醇化化合物不是甘油。

技术领域

本发明涉及用于聚氨酯(PUR)材料再循环的改进方法。本发明还涉及通过该方法获得的产品及它们的用途。

背景技术

聚氨酯(PUR)材料通常是由聚异氰酸酯化合物，尤其是二异氰酸酯与异氰酸酯反应性化合物(诸如含羟基化合物，如二醇、聚酯多元醇和聚醚多元醇化合物或者含胺基化合物，诸如芳香族和脂肪族二胺和多胺)的反应来生成。试剂的化学性质和相对量可根据PUR材料所需的最终性能来选择。这种灵活性和广泛的不同的物理和化学性质确保了PUR材料的广泛使用。因此，PUR材料被广泛地在家具和床上用品中用作柔性、半刚性、刚性和增强刚性的PUR泡沫，在汽车工业用作缓冲材料，在建筑或制冷工业中用作绝热材料，以及还在鞋底中用作PUR弹性体，用作涂料、粘合剂或密封剂。

PUR材料的广泛工业应用及其生产导致这些PUR材料的废物或废料的相当多的积累。在造块工艺(slabstock manufacturing process)中会产生大量的PUR废料。在这种操作中，原始PUR材料的10％至约30％可能最终成为废料。这种PUR材料废料可以被重复使用，例如通过将其研磨成PUR粉末并将该粉末作为填料添加到PUR配制品中，或者例如用在再粘合过程中，由此废弃的泡沫片通过粘合剂彼此粘合以生产地毯衬垫、枕头填充物或运动垫。

然而，大部分的PUR材料废料由报废(EoL)的PUR泡沫构成。目前，欧盟每年报废有超过3000万床垫以及超过1500千吨软垫家具。这代表了超过600千吨的PUR泡沫。用于这种EoL PUR泡沫的主要废弃物处理技术包括焚烧和填埋。然而，这种处理技术除了造成环境污染问题外，还造成与包括填埋所需的土地，和用于制备PUR材料的昂贵材料的永久损失相关的经济损失。因此，主要兴趣是考虑这类材料的回收和最终再利用。

用于再利用或再循环PUR材料的已知方法主要包括能量回收、物理再循环和化学解聚。在能量回收方法中，PUR材料被用作燃料，并且能量通利用所产生的热量和蒸气来回收。但是，在该过程中，必须严格地控制产生的废气，以避免新的污染问题。物理再循环工艺受限于PUR材料的热固性，并且往往产生质量较差的最终产品。因此，高度可取的是使用化学解聚来回收PUR材料的化学成分(诸如多元醇或聚异氰酸酯化合物)来制造新的PUR材料。

PUR材料的化学解聚在本领域是众所周知的，并且可以通过水解、水醇解(hydroalcoholysis)、醇解和胺解等方法来实现。

在PUR材料的化学解聚中最常使用的方法是醇解法，有时称为糖酵解法，包括将PUR材料与一种或多种含至少两个反应性羟基的化合物(即醇化化合物)混合。该混合物在高温下反应以产生液态产物，该液态产物包括含有羟基端基的化合物(回收的多元醇)、醇化化合物、源自起始PUR材料所用的聚异氰酸酯化合物的胺类化合物以及这些聚异氰酸酯化合物的二氨基甲酸酯和氨基甲酸胺衍生物的混合物。本领域中用于PUR材料的已知醇化方法要么是单相法，要么是分相法。