Сырье для производства полиуретана и его изготовление из отходов полиуретана

Номер патента: 21931

Опубликовано: 30.09.2015

Авторы: Влцек Томаш, Крулис Зденек, Бенес Гинек

Скачать PDF файл.

Формула / Реферат

1. Сырье для производства полиуретана из отходов полиуретана, отличающееся тем, что оно состоит из продукта реакции полиуретановых отходов, причем указанные полиуретановые отходы являются продуктом взаимодействия полиизоцианатов с простым полиэфирным или полидиеновым полиолом, и биореагента, который является растительным маслом или жиром или производным растительного или животного масла или жира с функциональными гидроксигруппами, или их смесью, где продукт реакции полиуретановых отходов с биореагентом содержит по меньшей мере 80 мас.% полиольного компонента, состоящего по меньшей мере из 25 мас.% алифатического полиола (i) с молекулярным весом по меньшей мере 400 и самое большее 10000, и до 75% карбаматполиола (ii) с молекулярным весом по меньшей мере 300 и самое большее 5000, где карбаматполиолы (ii), содержащие триглицеридные (а), диглицеридные (b) или моноглицеридные (с) структурные единицы натуральных масел или жиров или их смесь, содержат этерифицированные жирные кислоты по меньшей мере с 10 и самое большее 22 атомами углерода в своих цепях, где структурные единицы (а), (b) и (с) присоединены уретановой связью к карбаматному производному изоцианата исходного полиуретана.

2. Способ приготовления сырья для получения полиуретана из отходов полиуретана по п.1, отличающийся тем, что полиуретановые отходы, являющиеся продуктом взаимодействия полиизоцианатов с простым полиэфирным или полидиеновым полиолом, смешивают с биореагентом (I), представляющим собой растительное масло или жир, или производное растительного или животного масла или жира с функциональными гидроксигруппами, в массовом соотношении по меньшей мере 10/1 и самое большее 1/10, и проводят разложение полиуретана при температуре 150-300°С и под давлением по меньшей мере 100 кПа и самое большее 1000 кПа.

3. Способ приготовления сырья для получения полиуретана из отходов полиуретана по п.2, отличающийся тем, что используют полиуретановые отходы, являющиеся продуктом взаимодействия ароматического полиизоцианата и простого полиэфирного или полидиенового полиола.

4. Способ приготовления сырья для получения полиуретанов из отходов полиуретанов по п.2 или 3, отличающийся тем, что в качестве биореагента (I) используют касторовое масло или масляные полиолы, полученные из касторового масла или из рапсового масла, или из рыбьего жира, или из соевого масла, или из их смеси.

5. Способ приготовления сырья для получения полиуретанов из отходов полиуретанов по п.2 или 3, или 4, отличающийся тем, что разложение полиуретана катализируют добавлением моноэтаноламина или диэтаноламина, или триэтаноламина, или гидроксида натрия, или гидроксида калия, или этанолата натрия, или этанолата калия, или бутоксида титана (IV), или изопропоксида титана (IV), или пропоксида титана (IV), при массовом соотношении катализатор/полиуретан в интервале от 1/500 до 1/10.

6. Способ приготовления сырья для получения полиуретанов из отходов полиуретанов по п.2 или 3, или 4, или 5, отличающийся тем, что температуру от 150 до 300°С обеспечивают электромагнитным излучением с частотой в интервале от 1 МГц до 10 ГГц.

Текст

Смотреть все

СЫРЬЕ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ПОЛИУРЕТАНА И ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЕ ИЗ ОТХОДОВ ПОЛИУРЕТАНА Сырье для получения полиуретана и способ его приготовления из отходов полиуретана,являющихся продуктом взаимодействия полиизоцианатов с простым полиэфирным или полидиеновым полиолом. Утилизация полиуретана с использованием биореагентов,представляющих собой растительное масло или жир, или производное растительного или животного масла или жира с функциональными гидроксигруппами, когда получают жидкий продукт, который имеет заметно более низкое гидроксильное число. Это делает возможным использовать его в качестве сырья для получения вспененных и плотных полиуретанов. При должном выборе биореагента, конечной функциональности продукта, его гидроксильного числа и реакционной способности, зависящей от содержания первичных и вторичных спиртовых гидроксигрупп и аминогрупп, получают сырье для производства полиуретанов с оптимальными параметрами в соответствии с требуемым применением.(71)(73) Заявитель и патентовладелец: ИНСТИТЬЮТ ОФ МАКРОМОЛЕКЬЮЛАР КЕМИСТРИ АС СР, в.в.и. (CZ) Область техники Настоящее изобретение относится к сырью для производства полиуретана и способу его изготовления из отходов полиуретана, являющихся продуктом взаимодействия полиизоцианатов с простым полиэфирным или полидиеновым полиолом, с использованием биореагента, полученного из природного сырья и представляющего собой растительное масло или жир, или производное растительного или животного масла или жира с функциональными гидроксигруппами. Предпосылки создания изобретения Полиуретан составляет приблизительно 5% от общего производства пластиков. Благодаря своему разнообразию, они находят применение в ряде областей промышленности, прежде всего при получении пенопластов, и мягкие полиуретановые пены составляют более 50% суммарного производства полиуретанов. В последние годы значительное внимание было уделено возможному эффективному повторному использованию полиуретановых отходов, которые являются результатом значительного производства этого материала. Утилизация этого материала заключается в размалывании или нарезании полиуретановых отходов, которые после прессования (патенты DE 10019800, DE 4040204, DE 4131172) или добавления связующего (патенты DE 4306626, DE 4306447, DE 4104196, GB 2245570) утилизируют для применений, не предъявляющих жестких требований, таких как звукоизоляция или упаковочный материал. Другой способ физической утилизации включает измельчение полиуретановых отходов, которые затем смешивают со свежим полиолом и в виде суспензии вводят в новый полиуретановый продукт (патент CN 101096426). Однако содержание размельченного материала в полиоле ограничено максимум до 10-15 мас.%. Утилизация полиуретановых отходов для получения энергии (огневой очисткой, пиролизом или газификацией) и в качестве сырья является подходящим решением, в особенности для сильно загрязненных отходов полиуретановых материалов, но она осложнена высокими инвестиционными расходами на линию переработки отходов. Химическая утилизация полиуретанов включает разложение полимеров до олигомеров или мономеров воздействием соответствующего химического реагента (Scheirs, J. Polymer Recycling, John WileySons, New York, 1998). Полученные таким образом продукты могут быть снова использованы для приготовления новых полиуретановых продуктов для применения в различных областях. Запатентованные способы упоминают разложение полиуретана, основанное на гидролизе (US 4025559, US 4339236), аминолиза (ЕР 1149862, Kanaya K., Takahashi S., J. Appl. Polym. Sci., 51, 675, 1994) или гликолизе (US 3983087, US 4044046, US 4159972, US 5300530, US 5357006, US 5410008, US 5556889,US 5635542, US 5684054, US 5691389, US 5763692, US 6020386, US 6069182, US 6683119, US 6760260,чешская патентная заявка 2007-576) . В настоящее время способы утилизации, основанные на гликолизе, кажутся наиболее жизнеспособными технологически. Однако главным недостатком процессов гликолиза является ограниченная применимость полученного продукта, восстановленного полиола, который вследствие высокого гидроксильного числа ( 300 мг KOHг-1) и низкой функциональности (как правило, около 2) является пригодным только в качестве меньшего компонента в рецептурах для жестких полиуретановых пен. Усилия получить более высокую чистоту продукта и его более низкое гидроксильное число привели к проведению гликолиза с разделением фаз (гликолиз с расслаиванием фаз) (US 3632530, US 5691389). Однако из литературы хорошо известно, что при гликолизе с расслаиванием фаз может быть использована только неполярная (верхняя) жидкая фаза, которая составляет только примерно 40 мас.% всего продукта. Весь процесс утилизации тогда оказывается в значительной степени неэкономичным (HicksD.A., Hemel C.В., Kirk А.С, Stapelton R.J., Thompson A.R., Proc. SPI Tech. Market. Conf., Chicago, 26 Sept. 1995, pp. 279-286). В настоящее время возникло напряжение и с возросшей важностью утилизации обновляемого природного сырья для индустриальных целей, и с максимальным использованием восстановленных материалов. То же приложимо и к химии полиуретанов. В соответствии с непрерывно растущими ценами нефти и повышением экологических требований к производству, растительные и животные масла стали в течение последнего десятилетия важным источником натурального сырья для ряда промышленных применений. В настоящее время наиболее важными являются превращения натуральных масел в полиолы, которые могут рассматриваться как появившееся поколение восстанавливаемого и более экологически безопасного сырья, которое с успехом заменяет нефтехимические полиолы, в особенности при получении полиуретанов реакцией полиолов с изоцианатами. Полиолы, полученные из растительных (или животных) масел называют натуральными олеохимическими или масляными полиолами (Ionescu, М.:Chemistry and Technology of Polyols for Polyurethanes, Rapra, Shawbury, 2005). Наиболее дешевым и наиболее легким способом получения масляного полиола из растительного или животного масла является гидролитическое расщепление натуральных масел водой или спиртами с низким молекулярным весом, полиолами или аминоспиртами (Ionescu M.: Chemistry and Technology ofPolyols for Polyurethanes, Rapra, Shawbury, 2005). Другой возможный способ получения масляных полиолов заключается в двухстадийном синтезе,где на первой стадии происходит эпоксидирование двойных связей цепей ненасыщенной жирной кисло-1 021931 ты. После этого проводят реакцию эпоксидных групп с водой, одноатомным спиртом (например, метанолом), или полиолом, например, глицерином, в присутствии сильно кислого катализатора. В этой реакции происходит раскрытие оксиранового кольца с образованием гидроксигрупп. Раскрытие кольца может быть также выполнено с использованием кислот или аминов (US 5380886, US 6433121, US 6548609,US 6573354, US 6686435, WO 2006012344, WO 03029182). Полиуретаны на основе масляных полиолов отличаются в особенности повышенной влагостойкостью, улучшенной гидролитической стабильностью, стойкостью к химикалиям и УФ-облучению, а также к погодным условиям. Получение полиуретановых пен (WO 2006116456) становится наиболее перспективной областью промышленного использования масляных полиолов, занимающей самый крупный сегмент на рынке химии полиуретанов. Масляные полиолы могут быть далее использованы в производстве полиуретановых покрытий, адгезивов, клеев, эластомеров, литых смол и другого (US 4546120, US 6573354, US 6686435). Из представленного существующего уровня техники следует, что неизвестно сырье для получения полиуретанов, которое могло бы объединить полезные свойства натуральных масел или масляных полиолов и восстановленных полиолов, полученных из полиуретановых отходов. Настоящее изобретение объединяет утилизацию восстановленного и натурального обновляемого сырья, которое делает возможным получение полиолов с регулируемыми параметрами, подобными вязкости, функциональности и гидроксильного числа. Эти полиолы являются далее подходящим сырьем для получения полиуретанов с более широким применением, чем применение восстановленных полиолов, полученных известными способами хемолиза. Сущность изобретения Было экспериментально найдено, что для разложения полиуретана могут быть с успехом использованы биореагенты из возобновляемых природных ресурсов, в частности, растительные и животные масла и их производные, если они содержат функциональные гидроксигруппы, способные реагировать с уретановыми и мочевинными структурами, присутствующими в полиуретанах. Биореагенты делают возможной химическую деполимеризацию полиуретанов с образованием продукта, который может быть далее использован как часть сырья для получения нового вспененного или плотного полиуретана. Эксперименты неожиданно показали, что нагревание отбросов полиуретановой пены с биореагентом приводит к быстрому растворению пенопласта и химической деполимеризации полиуретана. Гидроксигруппы биореагента, несмотря на определенную стерическую затрудненность цепей жирных кислот и пониженную реакционную способность вторичных спиртовых групп, реагируют с уретановыми и мочевинными структурами с образованием продукта, который является смесью исходных алифатических полиолов, карбаматов полиолов, содержащих триглицеридные, диглицеридные и моноглицеридные структурные звенья натуральных масел и жиров, и этерифицированных жирных кислот, ароматических аминов (в случае, когда полиуретан содержит также двузамещенные мочевинные структуры) и непрореагировавшего биореагента. Структурные звенья соединены уретановыми связями в карбаматное производное изоцианата, использованного в исходном полиуретане, наиболее часто бис(4-изоцианатфенил)метана(ФМДИ) или смеси 2,4- и 2,6-диизоцианатотолуола (ТДИ). Полученный таким образом продукт является подходящим сырьем для получения нового полиуретана. Сырье, приготовленное с использованием биореагентов для разложения отходов полиуретана, в отличие от полиолов, полученных традиционным гликолизом, обладает преимуществом возможности более широкого его применения как следствие своего более низкого гидроксильного числа и более высокой функциональности. Модификация конечных свойств продуктов, полученных традиционными способами хемолиза, наиболее часто гликолизом полиуретанов, затруднительна и возможна только на изменение гидроксильного числа удалением избытка реагента вакуумной дистилляцией, которая является технологически сложным и энергоемким процессом. Сырье, полученное согласно изобретению, которое содержит исключительно возобновляемые натуральные и утилизированные компоненты, может быть использовано в реакции с изоцианатами для получения новых полиуретановых материалов одно или в смеси со свежими полиолами. Биореагенты являются натуральными маслами или жирами (триглицеридами высших жирных кислот) или смесями натуральных масел или жиров или их производных, или смесью производных, которые содержат функциональные гидроксигруппы и которые могут быть получены из возобновляемых ресурсов физико-химическими процессами. Из биореагентов ценятся прежде всего растительные масла с функциональными гидроксигруппами (касторовое масло) и далее масляные полиолы, производные растительных и животных масел, полученные химической модификацией растительных и животных жиров с целью образования или увеличения числа гидроксигрупп в материалах. Модификация натуральных масел и жиров вовлекает все процессы, приводящие к образованию гидроксилированных эфиров натуральных жирных кислот, в особенности эпоксидирование ненасыщенных жирных кислот в маслах и последующий гидролиз, алкоголиз, аминолиз или ацидолиз оксирановых колец с образованием ОН-групп и далее переэтерификацию масел - триглицеридов жирных кислот - многоатомными спиртами, наиболее часто гликолями. Натуральные масла включают растительные масла, в частности рапсовое, подсолнечное, соевое, пальмовое, оливковое, касторовое, репейное, льняное, арахисовое, кокосовое масло, масла из-2 021931 корневищ, древесные масла и другие растительные масла, и далее, животные жиры и масла, прежде всего свиной жир, говяжий жир и костный жир, и масла из рыбьего жира. Растительные и животные масла и масляные полиолы в настоящее время являются широко доступными в продаже. С химической точки зрения биореагент представляет собой триглицерид, диглицерид или моноглицерид, или их смесь, где глицерин образует с жирными кислотами три, две или одну эфирную связь, и где функциональные ОН-группы существуют (i) в глицериновых звеньях, (ii) в главных цепях жирных кислот (вторичная спиртовая ОН-группа) или (iii) в боковой цепи жирной кислоты (первичная или вторичная спиртовая ОН-группа). Биореагент с функциональными гидроксигруппами является также продуктом переэтерификации натурального масла или жира с многоатомным спиртом. Тогда биореагент содержит в дополнение к вышеупомянутым глицеридным структурам также эфиры жирных кислот с другими многоатомными спиртами. Функциональные ОН-группы размещены: (i) в цепях многоатомного спирта (первичные или вторичные спиртовые ОН-группы), (ii в главной цепи жирной кислоты (вторичные спиртовые ОН-группы) или (iii) в боковой цепи жирной кислоты (первичная или вторичная спиртовая OH-группа). Биореагент, содержащий функциональные ОН-группы, представляет собой растительное или животное масло или жир, или их производное, или их смесь, содержащие функциональные ОН-группы. Согласно настоящему изобретению касторовое масло или масляные полиолы, полученные из касторового масла, или рапсовое, или соевое масло или рыбий жир, или их смеси с успехом используют в качестве биореагентов. В качестве биореагентов могут быть использованы масляные полиолы, полученные известными способами, такими как переэтерификацией масел или открытием оксирановых колец в эпоксидированных маслах многоатомными спиртами (преимущественно гликолями). Приготовление сырья для получения полиуретана из отходов полиуретана основывается на реакции отработавшего полиуретана с биореагентом, содержащим функциональные гидроксигруппы, который является растительным или животным маслом или жиром, или производным растительного или животного масла или жира, или их смесью, содержащей функциональные гидроксигруппы. Отработавший полиуретан и биореагент смешивают в массовом соотношении по меньшей мере 10/1 и самое большее 1/10. Разложение полиуретана протекает при температуре 150-300 С и давлении по меньшей мере 100 кПа и самое большее 1000 кПа. Отходы полиуретана, утилизируемые при приготовлении сырья, являются технологическими или бывшими в употреблении полиуретановыми отходами или их смесью. (Полиуретан является продуктом реакции полиизоцианатов со сложным или простым полиэфирным или полидиеновым полиолом). Полиуретаны могут содержать в дополнение к уретановым группам также мочевинные, аллофанатные или биуретовые структуры, они могут быть вспененными или плотными и могут содержать дополнительные вспомогательные компоненты или добавки, такие как неорганические или органические наполнители. Подходящими полиуретановыми отходами являются, в частности, отходы гибких, полужестких и жестких пен на основе ароматических полиизоцианатов, чаще всего бис(4-изоцианатфенил)метана (ФМДИ) или смеси 2,4- и 2,6-диизоцианатотолуола (ТДИ). Приготовление сырья может быть осуществлено с успехом путем катализа разложения полиуретановых отходов моно-, ди- или триэтаноламином или гидроксидом натрия или калия, или этанолатом натрия или калия, или бутоксидом, изопропоксидом или пропоксидом титана (IV), или их смесями в произвольном соотношении при массовом соотношении катализатор/полиуретан в интервале от 1/500 до 1/10. Сильно основные катализаторы катализируют щелочной гидролиз биореагента, вызывая таким образом перекрестное сочетание биореагентов, что приводит к повышению молекулярного веса и вязкости продукта. Итогового уменьшения энергетических затрат можно достичь, подвергая реакционную смесь полиуретановых отходов и биореагента воздействию электромагнитного излучения частотой от 1 мГц до 10 гГц при температуре 150-300 С и давлении по меньшей мере 100 кПа и самое большее 1000 кПа. Таким образом образуется сырье для получения новых полиуретанов, которое состоит из продуктов реакции полиуретановых отходов с биореагентом, который представляет собой растительное или животное масло или жир или его производное с функциональными гидроксигруппами, или их смесь. Этот продукт реакции содержит по меньшей мер 80% масс. полиольного компонента, состоящего изпо меньшей мере 25% масс. алифатических полиолов (i) с молекулярным весом по меньшей мере 400 и самое большее 10000 и до 75% масс. карбаматов полиолов (ii) с молекулярным весом по меньшей мере 300 и самое большее 5000. Карбаматы полиолов (ii) содержат триглицеридные (а) или диглицеридные (b), или моноглицеридные (c) структурные звенья натуральных масел или жиров, или их смесь, содержащих этерифицированные жирные кислоты с по меньшей мере 10 и самое большее 22 атомами углерода в структурных звеньях (а), (b) и(с), которые присоединены уретановыми связями к карбаматным производным изоцианата в исходном полиуретане. Из результатов анализа продуктов следует, что условия эксперимента и, в особенности, использо-3 021931 вание биореагента с функциональными ОН-группами делает возможным повторное использование полиуретана. Полученные жидкие продукты имеют заметно пониженное гидроксильное число, чем то, когда используют дипропиленгликоль, что делает возможным их использование в качестве сырья для получения вспененных, а также плотных полиуретанов. Из сравнения далее следует, что микроволновой нагрев реакционной смеси с биореагентом приводит к значительно более быстрому разложению полиуретана,что значительно уменьшает энергоемкость процесса. При исключении жестких полиуретановых пен сырье может быть использовано при получении полужестких и гибких пен, электроизолирующих литых смол, самокрепящихся настилов полов, покрытий или клеев. Кроме того, при соответствующем выборе биореагента можно модифицировать конечную функциональность сырья, его гидроксильное число и реакционную способность в зависимости от содержания первичных и вторичных спиртовых 0 Н-групп и функциональных аминогрупп и таким образом получить сырье с оптимальными параметрами, соответствующими требуемому применению. Фигуры Фиг. 1. Условия эксперимента и результаты анализов Примеры реализации изобретения Пример 1. В реакторе периодического действия, снабженном механической мешалкой, термометром и подводом азота, 20 г нарезанной гибкой полиуретановой пены на основе бис(4-изоцианатфенил)метана (ФМДИ) и полиэфира полиола с насыпной плотностью 55 кг/м 3 смешивали с касторовым маслом (Sigma Aldrich) в массовом соотношении 1:5 и нагревали в бане при 250 С и атмосферном давлении в течение 2 ч. Полиуретан деполимеризовался до жидкого продукта с плотностью 970 кг/м 3, гидроксильным числом 129 мг KOH/г, кислотным числом 2,0 мг KOH/г, йодным числом 76 г I2/100 г и содержанием воды 0,3 мас.%. Вязкость продукта составила 1250 мПас, и содержание непрореагировавшего твердого остатка составило 0,1 мас.%. Полученный жидкий продукт представляет собой сырье для получения полиуретана, содержащее 99 мас.% полиольных компонентов - алифатических полиэфирных полиолов с молекулярным весом 5000 и карбаматных полиолов со средним молекулярным весом 2100, содержащих преимущественно триглицеридные структурные звенья касторового масла с этерифицированной рициноолеиновой кислотой (с 18 атомами углерода в цепи), причем структурные звенья присоединены уретановыми связями к бис(4 изоцианатфенил)метановому производному от исходной полиуретановой пены. Пример 2. В реакторе периодического действия, снабженном механической мешалкой, термометром и подводом азота, 20 г нарезанной гибкой полиуретановой пены на основе бис(4-изоцианатфенил)метана(ФМДИ) смешивали с полиэфирполиолом на основе рыбьего жира (айсепола) с насыпной плотностью 55 кг/м 3 в массовом соотношении 1:1,3 и нагревали в бане при 200 С и атмосферном давлении в течение 2 ч. Полиуретан деполимеризовался до жидкого продукта с плотностью 960 кг/м 3, гидроксильным числом 170 мг КОН/г, кислотным числом 1,5 мг KOH/г, йодным числом 84 г I2/100 г и содержанием воды 0,3 мас.%. Вязкость продукта составила 1550 мПас, и содержание непрореагировавшего твердого остатка составило 0,3 мас.%. Полученный жидкий продукт представляет собой сырье для получения полиуретана, содержащее 89 мас.% полиольного компонента, который содержит алифатический полиэфирный полиол с молекулярным весом 5000 и карбаматные полиолы со средним молекулярным весом 1200, содержащими преимущественно диглицеридные и моноглицеридные структурные звенья рыбьего жира с этерифицированными жирными кислотами, содержащими 14-22 атома углерода в цепи, причем структурные звенья присоединены уретановыми связями к бис(4-изоцианатфенил)метановому производному от исходной полиуретановой пены. Пример 3. В реакторе периодического действия, снабженном механической мешалкой, термометром и подводом азота, 20 г нарезанной гибкой полиуретановой пены на основе бис(4-изоцианатфенил)метана(ФМДИ) и полиэфира полиола с насыпной плотностью 55 кг/м 3 смешивали с переэтерифицированным масляным полиолом на основе рапсового масла (NOP 330, Sinpol) в массовом соотношении 1:1 и моноэтаноламином в массовом соотношении к полиуретановой пене 1:100 и нагревали воздействием микроволнового (MB) излучения с мощностью 1 кВт и частотой 915 мГц при 220 С и атмосферном давлении в течение 20 мин. Полиуретан деполимеризовался до жидкого продукта с плотностью 970 кг/м 3, гидроксильным числом 128 мг KOH/г, кислотным числом 1,3 мг KOH/г, йодным числом 37 г I2/100 г и содержанием воды 0,2 мас.%. Вязкость продукта составила 1720 мПас при 25 С. Полученный жидкий продукт представляет собой сырье для получения полиуретана, содержащее 91 мас.% полиольного компонента, который содержит алифатический полиэфирный полиол с молекулярным весом 5000 и карбаматные полиолы со средним молекулярным весом 900, содержащими преимущественно моноглицеридные структурные звенья рапсового масла с этерифицированными жирными кислотами, содержащими 16-18 атомов углерода в цепи, причем структурные звенья присоединены уре-4 021931 тановыми связями к бис(4-изоцианатфенил)метановому производному от исходной полиуретановой пены. Сравнительный пример Для сравнения разложение такой же полиуретановой пены, как в примерах 1-3, проводили стандартным гликолизом с дипропиленгликолем (смесью изомеров). 20 г обрезков гибкой полиуретановой пены на основе бис(4-изоцианатфенил)метана (ФМДИ) и полиэфира полиола с насыпной плотностью 55 кг/м 3 смешивали с дипропиленгликолем в массовом соотношении 1:1 и диэтаноламином в массовом соотношении к полиуретановой пене 1:100 и нагревали в бане при 210 С и атмосферном давлении в течение 2,5 ч. Полиуретан полностью гликолизировался до жидкого продукта с плотностью 1060 кг/м 3, вязкостью 2100 мПас (при 25 С), гидроксильным числом 341 мг KOH/г, кислотным числом 0,1 мг KOH/г и содержанием воды 0,1 мас.%. Полученный жидкий продукт представляет собой смесь полиолов, которая вследствие высокого гидроксильного числа может быть использована только как сырье для получения жестких полиуретановых пен. В примерах реализации изобретения были использованы следующие методы анализа: Плотность продукта определяли пикнометрически согласно ASTM D 4669-93. Вязкость определяли в ротационном реометре Bohlin Gemini HRnano (Malvern Instruments) с cone-plate geometry (диаметр 40 мм). Гидроксильное число продукта определяли ацетилированием согласно ISO 2554-1974. Йодное число определяли методом Гануша (присоединение бромида йода к двойным связям жирных кислот, непрореагировавший IBr реагировал с KI и образовавшийся I2 оттитровывали Na2S2O3). Содержание воды определяли методом Карла Фишера. Молекулярные веса жидких продуктов определяли вытеснительной хроматографией по размерам (ВХР) с RI (RIDK 102, ЕСОМ) и УФ-фотометрическим детектированием (LCD 2084, ЕСОМ). Подвижная фаза: ТГФ (1 мл/мин-1), колонка: 300 мм 8 мм PL 1000(PolymerLaboratories), калибровка полистирольными стандартами. Применение в промышленности Сырье, приготовленное данным способом из полиуретанового отхода с использованием биореагентов из возобновляемых ресурсов, может быть использовано одно или в смеси с исходными полиолами в реакции с полиизоцианатами для промышленного производства вспененных и плотных полиуретановых материалов. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Сырье для производства полиуретана из отходов полиуретана, отличающееся тем, что оно состоит из продукта реакции полиуретановых отходов, причм указанные полиуретановые отходы являются продуктом взаимодействия полиизоцианатов с простым полиэфирным или полидиеновым полиолом, и биореагента, который является растительным маслом или жиром или производным растительного или животного масла или жира с функциональными гидроксигруппами, или их смесью, где продукт реакции полиуретановых отходов с биореагентом содержит по меньшей мере 80 мас.% полиольного компонента,состоящего по меньшей мере из 25 мас.% алифатического полиола (i) с молекулярным весом по меньшей мере 400 и самое большее 10000, и до 75% карбаматполиола (ii) с молекулярным весом по меньшей мере 300 и самое большее 5000, где карбаматполиолы (ii), содержащие триглицеридные (а), диглицеридные(b) или моноглицеридные (с) структурные единицы натуральных масел или жиров или их смесь, содержат этерифицированные жирные кислоты по меньшей мере с 10 и самое большее 22 атомами углерода в своих цепях, где структурные единицы (а), (b) и (с) присоединены уретановой связью к карбаматному производному изоцианата исходного полиуретана. 2. Способ приготовления сырья для получения полиуретана из отходов полиуретана по п.1, отличающийся тем, что полиуретановые отходы, являющиеся продуктом взаимодействия полиизоцианатов с простым полиэфирным или полидиеновым полиолом, смешивают с биореагентом (I), представляющим собой растительное масло или жир, или производное растительного или животного масла или жира с функциональными гидроксигруппами, в массовом соотношении по меньшей мере 10/1 и самое большее 1/10, и проводят разложение полиуретана при температуре 150-300 С и под давлением по меньшей мере 100 кПа и самое большее 1000 кПа. 3. Способ приготовления сырья для получения полиуретана из отходов полиуретана по п.2, отличающийся тем, что используют полиуретановые отходы, являющиеся продуктом взаимодействия ароматического полиизоцианата и простого полиэфирного или полидиенового полиола. 4. Способ приготовления сырья для получения полиуретанов из отходов полиуретанов по п.2 или 3,отличающийся тем, что в качестве биореагента (I) используют касторовое масло или масляные полиолы,полученные из касторового масла или из рапсового масла, или из рыбьего жира, или из соевого масла,или из их смеси. 5. Способ приготовления сырья для получения полиуретанов из отходов полиуретанов по п.2 или 3,или 4, отличающийся тем, что разложение полиуретана катализируют добавлением моноэтаноламина или диэтаноламина, или триэтаноламина, или гидроксида натрия, или гидроксида калия, или этанолата-5 021931 натрия, или этанолата калия, или бутоксида титана (IV), или изопропоксида титана (IV), или пропоксида титана (IV), при массовом соотношении катализатор/полиуретан в интервале от 1/500 до 1/10. 6. Способ приготовления сырья для получения полиуретанов из отходов полиуретанов по п.2 или 3,или 4, или 5, отличающийся тем, что температуру от 150 до 300 С обеспечивают электромагнитным излучением с частотой в интервале от 1 МГц до 10 ГГц.

МПК / Метки

МПК: C08J 11/04, C08J 11/24, C08J 11/10, C08J 11/18, C08G 18/83, C08J 11/00

Метки: сырье, производства, изготовление, полиуретана, отходов

Код ссылки

<a href="https://eas.patents.su/7-21931-syre-dlya-proizvodstva-poliuretana-i-ego-izgotovlenie-iz-othodov-poliuretana.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Сырье для производства полиуретана и его изготовление из отходов полиуретана</a>

Похожие патенты