[發明專利]聚氨酯的分解方法

無效

• 申請號: 01119601.7
• 申請日: 2001-04-04
• 公開（公告）號: CN1321700A
• 公開（公告）日: 2001-11-14
• 發明（設計）人: 村山公一;兒玉勝久;熊木高志
• 申請（專利權）人: 武田藥品工業株式會社
• 主分類號: C08J11/12
• 分類號: C08J11/12;C07C31/00
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 陳昕

本發明是關于將聚氨酯樹脂制品成形加工過程中產生的碎片和制品利用后的廢棄物等進行化學分解，將聚氨酯樹脂的原料多胺化合物和多元醇化合物進行工業利用回收的方法。

聚氨酯樹脂，作為軟質、半硬質、硬質聚氨酯泡沫，廣泛而大量用作沙發、床等家具或寢具、汽車等片狀墊材、冰箱等的絕熱材料等，作為彈性體也大量用于鞋底、輪胎、皮帶等。最近對保護資源、保護環境，極為重視，至此對各種塑料制品的再循環，再利用方法進行了研究，聚氨酯樹脂也不例外，到目前為止，所知聚氨酯樹脂的再循環方法，大致可分為(1)原料再循環技術，(2)化學再循環技術，和(3)能量再循環技術。

(1)的原料再循環技術，是研究聚氨酯泡沫的再結合或以壓縮成形等方法制成坐墊材料的再利用方法，將泡沫和彈性體進行粉碎，作為新原料的填充材料等混合利用的方法，等等。

(2)的化學再循環技術，是將聚氨酯樹脂分解成原料或可用作原料的化學物質進行再利用的方法，已知有二醇分解法、胺分解法、水解法等。

(3)的能量再循環技術是將聚氨酯樹脂作為燃料用，以回收熱能或蒸汽的技術。

上述(1)的技術，存在制品的質量方面問題，用途也僅限于極少的一部分，(3)的技術，被指出燃燒會產生有害物質等，引發新的公害問題的危險性。

上述(2)的化學再循環技術，假如能以經濟地、工業規模地實現，回收得到的化合物也能廣泛應用，可以說是理想的再循環技術。

然而，乙二醇分解法和胺分解法，在聚氨酯樹脂中存在的氨基甲酸酯鍵、脲鍵、縮二脲鍵、脲基甲酸酯鍵等種種鍵中，比較容易發生分解的氨基甲酸酯鍵很容易被二醇或胺化合物所切斷，通過交換反應形成液體。這時，作為分解劑使用的二醇和胺生成新的氨基甲酸酯鍵和脲鍵，作為氨基甲酸酯和脲衍生物進入到液體分解物中。

因此，在這種技術中，不能分解到聚氨酯樹脂的起始原料多元醇和多異氰酸酯的中間體多胺化合物，進行回收，因此回收物的用途也受到限制。

特公昭42-10634號公報，特公昭43-21079號公報、特公昭48-5280號公報中記載了一種回收方法，將氨基甲酸酯聚合物用胺化合物和堿金屬或堿土金屬化合物進行熱分解，回收氨基甲酸酯聚合物的原料多醚和將多異氰酸酯的異氰酸酯基轉變成氨基的胺衍生物。在這種方法中，需要去除和處理堿金屬或堿土金屬產生的鹽。在這種方法中所得到的分解物呈液體狀，所以還存在分離方法復雜的問題。實際上，在多醚中混合微量的胺，是不能用作原料的，所以還沒有達到實用化，還需求胺分解后的處理方法。

還有人提出將水作為分解劑，水解聚氨酯樹脂的方法。例如，特開昭54-70377號公報中公開了一種水解的方法，即300℃下，在有堿金屬和堿土金屬化合物的存在下，用0.4～10個大氣壓的加熱水蒸汽分解聚氨酯泡沫的方法。使用這種低壓的水蒸汽時，反應時間很慢，并顯示出催化劑的存在是不能少的。

最近又報導了一種使用高溫高壓水使高分子化合物形成低分子化的方法(WO98/34904)。形成這種方法的原料氨基甲酸酯廢料僅由聚氨酯樹脂形成，不含有不能水解的雜物時，認為這種方法是有利用價值的。然而，在包括聚氨酯樹脂在內的廢料中，排放量最多的是汽車用板的粉碎粉末，這含有大量的板的表層材料即纖維和皮革等不能水解的雜物碎片。因此，只要使用這種粉碎粉末作為原料，即使進行水解工序，不能分解的物質作為雜質混在分解液中而殘存下來。為了從分解液中去除雜物，必須將反應容器恢復到常壓，進行過濾，所以難以進行連續水解處理。

然而，聚氨酯樹脂是疏水性的，因此，通常多數情況是和纖維等復合使用，例如汽車中板的粉碎粉末等中不可避免地混入表面材料的纖維材料。以批量法進行這種方法時，為處理龐大體積的泡沫，不得不增加加水比(水/被水解化合物的比例)。因此，需大型的高壓設備，能量費用也會增高，很難說是一種經濟的方法。

另一方面，為了使設備小型化，提高能量效率，當然要考慮連續化。另外，即使連續供料成為可能，由于聚氨酯樹脂是疏水性的，所以水解需要時間，最大的問題是像上述粉碎粉末那樣混入不同的纖維、布等雜物時，這些東西有堵塞裝置的壓力調節閥，阻礙閥座的閉塞，從而不能保持高溫高壓的液層狀態的危險。作為解決這些問題的手段，應考慮在進行水解處理之前進行液狀化的方法。

特開平11-80419號公報中公開的方法是在密閉系統內在存在比飽和水蒸汽更多的水的狀態下，水解聚氨酯廢棄物，形成水溶性物質后，進行超臨界羥化分解。在這種方法中，以單獨水反應很慢，沒有效率，實際上需要有機堿性化合物。在密閉系統內又需要壓力，又受到了設備制約。