[發(fā)明專利]一種廢舊光盤的化學(xué)解聚回收方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210085385.7
• 申請(qǐng)日: 2012-03-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102633605A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-08-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉福勝;于世濤;楊學(xué)群;宋修艷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 青島科技大學(xué)
• 主分類號(hào): C07C39/16
• 分類號(hào): C07C39/16;C07C37/055;C07C37/00;C07C69/96;C07C68/06
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種以離子液體為反應(yīng)介質(zhì)和催化劑，將廢舊光盤進(jìn)行化學(xué)解聚回收雙酚A和碳酸二烷基酯的新方法。

技術(shù)背景

隨著計(jì)算機(jī)與音像業(yè)的迅猛發(fā)展，所產(chǎn)生的廢舊光盤的量越來(lái)越多。廢舊光盤的主要成分是聚碳酸酯(PC)，雖然其本身毒性不大，但很難在自然條件下降解，因而不但對(duì)環(huán)境造成很大影響，而且也是巨大的資源浪費(fèi)。因此，近年來(lái)廢舊光盤等廢PC類材料的循環(huán)利用日益受到人們的重視。

目前，對(duì)廢PC材料循環(huán)利用的方法主要有兩類，一類是物理法，即通過(guò)熔融再塑或造粒再塑制備附加值低的產(chǎn)品，該法的弊端是降低了廢PC材料的利用價(jià)值。另一類是化學(xué)法，目前該方法主要是在大量強(qiáng)酸、強(qiáng)堿存在下或超臨界條件下進(jìn)行的。例如Hu等(Polymer，1998，39：3841-3845)利用氫氧化鈉等催化PC的醇解反應(yīng)。這些方法的缺點(diǎn)是需要應(yīng)用大量的強(qiáng)酸或強(qiáng)堿、催化劑不能重復(fù)回用、設(shè)備腐蝕和污染嚴(yán)重。Tagaya等(Polymer?Degradation?and?Stabil?ity，1999，64：289-292)在超臨界水(Tc為374.1℃，Pc為22.12MPa)條件下，研究了PC的水解反應(yīng)。陳磊等(環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2004，1：60-64)在超臨界甲醇條件下，研究了PC的甲醇醇解反應(yīng)。周晴等(華東理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2006，32：1025-1029)在超臨界乙醇條件下，研究了PC的乙醇醇解反應(yīng)。上述方法的缺點(diǎn)是需要高溫高壓，導(dǎo)致耗能高、條件苛刻，對(duì)設(shè)備材質(zhì)要求高，難以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模操作。因此引入新方法來(lái)改善現(xiàn)有工藝弊端，實(shí)現(xiàn)廢舊光盤的化學(xué)循環(huán)利用具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出了一種通過(guò)水解或醇解反應(yīng)對(duì)廢舊光盤進(jìn)行化學(xué)解聚回收的新方法。該方法采用對(duì)廢舊光盤具有一定溶解性且可以重復(fù)回用的離子液體作溶劑和催化劑，將廢舊光盤進(jìn)行水解或醇解反應(yīng)，一方面緩和了反應(yīng)條件，另一方面離子液體可重復(fù)回用，從而可以降低能耗，顯著減少三廢排放。

本發(fā)明的目的是提供了一種水解和醇解廢舊光盤的新方法，克服了傳統(tǒng)方法中存在的需消耗大量無(wú)機(jī)強(qiáng)酸或強(qiáng)堿、設(shè)備腐蝕和環(huán)境污染嚴(yán)重、催化劑不能重復(fù)回用以及反應(yīng)條件苛刻等缺點(diǎn)。

本發(fā)明通過(guò)以下方案解決這些問(wèn)題，采用對(duì)廢舊光盤中的主要成分PC具有一定溶解性的離子液體為反應(yīng)介質(zhì)和催化劑，在一定壓力和溫度下，將廢舊光盤進(jìn)行水解或醇解反應(yīng)。反應(yīng)結(jié)束后，過(guò)濾除去固體殘?jiān)?其主要成分為無(wú)機(jī)金屬材料)，往濾液中加入一定量的乙酸乙酯，上層通過(guò)蒸餾操作得到雙酚A產(chǎn)品(對(duì)醇解反應(yīng)，同時(shí)得到碳酸二烷基酯)，下層的離子液體作為反應(yīng)介質(zhì)和催化劑直接回用。

本發(fā)明方法所述的離子液體具有以下結(jié)構(gòu)通式：

其中，R可以為乙基、丙基或丁基。

最常用的為1-乙基-3-甲基咪唑醋酸鹽和1-丁基-3-甲基咪唑醋酸鹽或其復(fù)配物等。

由于在反應(yīng)條件下，所采用的離子液體對(duì)廢舊光盤和水或原料醇都具有一定的溶解作用，從而可以促進(jìn)水解或醇解反應(yīng)，使得反應(yīng)時(shí)間和溫度等都得到顯著改善。另外，由于所采用的離子液體本身具有催化作用，因而可以避免傳統(tǒng)強(qiáng)酸、強(qiáng)堿的使用，簡(jiǎn)化工藝流程，降低三廢排放。本發(fā)明方法所述的反應(yīng)溫度一般在90～140℃，離子液體與廢舊光盤的質(zhì)量比一般為0.2～3∶1，最好為0.5～1.5∶1。

本發(fā)明中涉及的反應(yīng)原理如下：

其中R為C₁～C₄的烷基。

本方法通過(guò)以下步驟實(shí)現(xiàn)：

將離子液體、水(或原料醇)和廢舊光盤按一定的比例加入到反應(yīng)釜中，在一定溫度下攪拌反應(yīng)一定時(shí)間。反應(yīng)結(jié)束后，加入一定量的乙酸乙酯，上層通過(guò)蒸餾等操作得到雙酚A產(chǎn)品(對(duì)醇解反應(yīng)，同時(shí)得到碳酸二烷基酯)，下層的離子液體作為反應(yīng)介質(zhì)和催化劑直接回用。

本發(fā)明與傳統(tǒng)方法相比，其特點(diǎn)是：(1)克服了背景技術(shù)中存在的消耗大量高濃度無(wú)機(jī)強(qiáng)酸/強(qiáng)堿且不能重復(fù)回用等問(wèn)題。(2)由于采用對(duì)廢舊光盤具有一定溶解性的離子液體作為反應(yīng)介質(zhì)和催化劑，一方面緩和了反應(yīng)條件，另一方面離子液體可實(shí)現(xiàn)重復(fù)回用，顯著改善了設(shè)備腐蝕和環(huán)境污染問(wèn)題。

具體實(shí)施方法

下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的方法做進(jìn)一步說(shuō)明，但并不是對(duì)本發(fā)明的限定。