[发明专利]一种稀土催化废旧硅橡胶裂解回收环硅氧烷单体的方法

说明书

本发明公开了一种稀土催化废旧硅橡胶裂解回收环硅氧烷单体的方法。该方法，包括如下步骤：(1)将经过预处理所得废旧硅橡胶粉投入反应器中，加入稀土催化剂和水混合搅拌处理，所述的稀土催化剂为氧化铕掺杂铝酸锶，得到预处理废旧硅橡胶粉悬浮液；(2)将步骤(1)所得预处理废旧硅橡胶粉悬浮液搅拌下热反应3～5h，分液后，收集上层油性层，对油性层加热反应1‑2h，得到环硅氧烷单体乳化液；(3)将无水氯化钙投入到步骤(2)所得环硅氧烷单体乳化液中，搅拌除水后对乳化液进行减压抽滤，得到无色透明的环硅氧烷单体。本发明为硅橡胶回收利用提供了一种新方法，应用前景广阔，潜在的经济社会效益巨大。

技术领域：

本发明涉及到三废处理技术领域，具体涉及一种稀土催化废旧硅橡胶裂解回收环硅氧烷单体的方法。

背景技术：

硅橡胶有机硅主链由重复的Si-O-Si构成，Si原子连接有机基团，这种独特的结构使得其兼具无机材料与有机材料的性能特征，可在-100℃～300℃范围内能长期保持橡胶弹性,具有耐高低温、电气绝缘、耐氧化、耐腐蚀、环保无毒等优异特性，广泛应用于电子电气、建筑建材、生物医疗、机械装备、交通运输、能源电力等各个行业领域。而随着工业生产与居民生活对硅橡胶材料需求量的上升,各个使用环节到期报废的废旧硅橡胶的回收利用问题也显得十分迫切。

废旧硅橡胶中聚硅氧烷分子链之间虽已发生交联，但交联密度不大。通过加入适当的催化剂(酸、碱、盐等)将硅氧硅链节裂解，可将废旧硅橡胶分解成二甲基环硅氧烷混合物(DMC)和小分子链状聚硅氧烷，并可重新应用于硅橡胶生胶制备，现已成为回收利用废旧硅橡胶的主要途径。当前我国针对废旧硅橡胶回收环硅氧烷单体的方法通常为碱催化裂解法、热裂解法、酸催化裂解法、水裂解法。碱催化裂解法需使用强碱、产物回收难度高,安全性低,反应过程中容易局部过度放热，导致燃烧、爆炸事故；热裂解法反应体积受限，能耗高，副反应多，回收率低，安全性较低；而酸催化裂解法对设备的耐腐蚀性要求较高，环硅氧烷单体回收率不稳定，酸性废液、废渣会造成二次污染，增加后处理成本；水裂解法能耗较高，效率很低。

发明内容：

本发明解决了现有技术存在的问题，提供一种稀土催化废旧硅橡胶裂解回收环硅氧烷单体的方法，本发明提出的方法避免采用强酸或强碱裂解法对设备的腐蚀，同时也避免了裂解渣中残留的强酸或强碱对环境的污染，有利于裂解渣的后续处理以及进一步回收利用，环境友好，后处理成本低；此外裂解加热反应中所需温度较低，可有效降低能耗，同时避免了水解法或热解法的高温高压要求，安全性得到提高。

本发明的目的是提供一种稀土催化废旧硅橡胶裂解回收环硅氧烷单体的方法，包括如下步骤：

(1)将经过预处理所得废旧硅橡胶粉投入反应器中，加入稀土催化剂和水混合搅拌处理，所述的稀土催化剂为氧化铕掺杂铝酸锶，得到预处理废旧硅橡胶粉悬浮液；

(2)将步骤(1)所得预处理废旧硅橡胶粉悬浮液搅拌下热反应3～5h，分液后，收集上层油性层，对油性层加热反应1-2h，得到环硅氧烷单体乳化液；

(3)将无水氯化钙投入到步骤(2)所得环硅氧烷单体乳化液中，搅拌除水后对乳化液进行减压抽滤，得到无色透明的环硅氧烷单体。

本发明的氧化铕掺杂铝酸锶催化废旧硅橡胶裂解回收环硅氧烷单体，反应原理如下：氧化铕掺杂铝酸锶不够稳定，在水气存在下发生如下水解：

SrAl₂O₄：Eu²⁺4H₂O→Sr(OH)₂+2Al(OH)₃+Eu²⁺

在水分及加热条件下，上述水解反应会破坏氧化铕铝酸锶的晶体结构，使Eu²⁺逃逸出晶格，该稀土离子能加速硅橡胶的降解，形成硅醇单体。而后在较低温度下，由于残留的Sr(OH)₂与Al(OH)₃的催化作用，硅醇发生聚合反应形成环状硅氧烷单体。