[发明专利]聚氨酯泡沫废料的再加工方法和设备

说明书

本发明涉及再加工聚氨酯泡沫废料、特别是柔性泡沫废料的方法及设备，以回收作为由多元醇和异氰酸酯生产聚氨酯时的一种添加剂，其中，首先将废料粗粉碎，得到的颗粒与一种反应组分混合，得到的混合物再进行细粉碎。German Auslegeschrift 2,339,752(对应于英国专利1,435,210)描述了一种相似的方法。

从德国专利DE-B 4,025,102也可知道，将聚氨酯泡沫废料粉碎至10毫米以下，与发泡的单组分预聚物混合后可以重新使用。

某些聚氨酯泡沫废料，例如在聚氨酯泡沫修整以及在泡沫成型时，由于产物从通风口漏出和模缝线平面上产生的废料是可以再加工和回收的。在某些应用场合，只有细粉碎的废料(也即是说粉末废料)才可能进行回收。粗粉碎一般没有什么问题，例如可以通过破碎、轧碎或磨碎等方法进行。根据上述的′752公告，细粉碎可以用湿磨的方法进行。但这种方法的生产成本高昂，能耗也大。干磨的方法也可用于泡沫废料的细粉碎，耗能为0.15至0.20千瓦时/公斤，比湿磨法要有利。但是由于生成大量的粉尘，生产成本仍然很高。

因此本发明的目的是提供一种生产成本低、能耗少的低尘细粉碎的方法。

图1是非连续聚氨酯生产的第一个实施设备。

图2是图1A部分中喷嘴和冲击室的放大截面图。

图3是流通面积可变的喷嘴截面图。

图4是连续聚氨酯生产的第二个实施设备。

要达到上述的目的，本发明的方法是将废料粗粉碎至最大颗粒粒度10毫米以下，得到的颗粒计量加入一个反应组分中并且均化，产生的混合物加压通过一个喷嘴进行细粉碎。

更具体地说，本发明针对回收聚氨酯泡沫废料的方法，该方法包括：

a)在粗粉碎阶段将所述的废料粉碎至最大颗粒粒度10毫米；

b)将步骤a)的产物与生产聚氨酯产物的一种反应组分混合形成废料颗粒在所述的反应物中的混合物，所述反应组分选自多元醇和多异氰酸酯；

c)将所述混合物加压通过一个喷嘴使所述废料颗粒细粉碎；

d)将步骤c)的产物与另一所述组分混合，和

e)使得到的混合物反应生成聚氨酯产物。

按照本发明的方法生产，细粉碎阶段的能耗是有利的，并且避免了粉尘的形成。制成的粉末作为一种填料直接分散在反应组分中，因而不需要另外的混合工序。粗粉碎的物料在使用前可正常贮存，也可与反应组分混合后直接送至细粉碎工序。原则上粗料既可加到多元醇组分中也可加到异氰酸酯组分中。但最好是将颗粒加到多元醇组分中，因为在聚氨酯泡沫中经常存在一些能与异氰酸酯反应的自由价，有可能生成团块。

令人完全意想不到的是，新的方法可使柔性泡沫片非常有效地细粉碎，因柔性泡沫废料的弹性正是该细粉碎方法所特别需要的。已令人惊奇地发现，泡沫颗粒被加压通过喷嘴时产生爆裂。粗颗粒的最大颗粒粒度以10毫米为宜，最好是2至5毫米。为此目的，喷射速度最好调为约100至500米/秒；相应的喷射压力最高约2000巴。

已发现新的粉碎工序的能耗是相当低的。最好用一个桨式混合器作为均化装置，它同时可以作为供料器或临时贮存器。

通常可以将所要求量的粗粉碎废料加入反应组分中。但是也可以在混合物离开细粉碎工序进入下一步加工之前，再加入反应组分进行稀释，这是为了(必要时)保证与第二反应组分之间的正确计量。

根据本发明的一个实施方案，混合物被循环并被加压反复通过喷嘴。已经发现，每一次循环物料都被进一步粉碎。最好在每一次循环后增大喷射压力和/或在每次新循环时减少喷嘴的流通面积。这些措施可影响细粉碎作用，而这取决于废料的结构，例如它的弹性和颗粒大小。每次循环的喷射压力最好维持恒定，因而可以在颗粒大小范围方面优化细粉碎操作。

也可不将混合物反复循环并加压通过喷嘴，而采用加压通过一组相连配置的喷嘴的方法，也能达到将混合物反复循环的方法同样的效果。同样最好是从一个喷嘴至下一个喷嘴其流通面积变小。如果压力损失过大，在不同喷射压力下运行(如果必要)的各喷嘴之间要增加附加的压力泵。

已经证明，反应组分与粗粉碎废料按重量比为100∶10至100∶100、最好是在100∶20以下进行混合是非常有利的。如果废料的比例高，粗粉碎废料最好分几步加到已经呈细粉碎的废料部分中去。合适的混合比主要取决于废料的密度和弹性。

粗粉碎当然应该产生尽可能小的颗粒，其最大的颗粒粒度不应超过10毫米。用粒度约2至5毫米的颗粒进行细粉碎效果最好。