СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ТВЕРДЫХ ОТХОДОВ ПРОИЗВОДСТВА ПЕНОПОЛИУРЕТАНА
METHOD OF PROCESSING SOLID WASTES FROM POLYURETHANE FOAM PRODUCTION

Изобретение относится к производству пенополиуретанов (ППУ), а именно - поролона марок А и Б (ТУ 2226-001-32962373-98), так как переработанные твердые отходы производства ППУ могут быть использованы в производстве ППУ для замены полиольного компонента.
Цель изобретения - переработка твердых отходов производства пенополиуретана, которые образуются в результате обрезки кромки поролоновых блоков и резки этих блоков на листы и полотна. Эти отходы по химическому составу и свойствам представляют собой 100% эластичный ППУ - поролон (марок А и Б со свойствами, соответствующими ТУ 2226-001-32962373-98).
Известен способ измельчения неметаллических материалов [1], при котором измельчаемый материал помещают в камеру, измельчают посредством вращения обрабатывающего инструмента, а затем удаляют измельченный материал из камеры, отличающийся тем, что в процессе измельчения измельчаемый материал полностью или частично располагают в рабочей жидкости, организуют пространственное интенсивное перемешивание измельчаемого материала, при этом обрабатывающий инструмент изготавливают с режущими и/или рубящими кромками, причем скорость соударения измельчаемого материала с кромками обрабатывающего инструмента составляет не менее 20 м/с, а в качестве измельчаемого материала используют поролон (аналог). Основными недостатками данного способа являются: сложность его реализации из-за необходимости использования специальной камеры с возможностью ввода измельчаемого материала и вывода измельченного продукта, в которой на валу располагается обрабатывающий инструмент, соединенный с приводом, при этом должны обеспечиваться определенная герметичность для размещения в камере рабочей жидкости и высокая скорость вращения вала с обрабатывающим инструментом; необходимость отделять измельченный продукт от рабочей жидкости; образование экологически вредного вещества, т.к. рабочая жидкость после использования содержит остатки измельченного продукта.
2
Наиболее близким по технической сути к предлагаемому способу является способ превращения отходов полиуретанов в олигомерные продукты [2] термохимической деструкцией в присутствии деструктирующих агентов в машинах шнекового типа, отличающийся тем, что деструкцию осуществляют при степени сжатия 2…6 и сдвиговых напряжениях 60…300 Н/м при 220…260°С в течение 1…3 минут, а деструктирующие агенты используют в количестве 5…10% от массы отходов (прототип).
Основными недостатками данного способа являются: сложность его реализации из-за необходимости использования специального шнекового оборудования, необходимости нагрева до 220…260°С и применения дополнительных деструктирующих агентов; экологическая опасность из-за применения деструктирующих агентов (ацетон и др.).
С целью переработки твердых отходов производства эластичного ППУ и повышения экологической безопасности этого процесса предлагается способ переработки твердых отходов производства пенополиуретана, сущность которого заключается в том, что деструкцию твердых отходов осуществляют механическим путем, на машинах для резания, называемых волчками, описание которых дано в работе [3]. При этом в отходах поролона происходят механохимические процессы, описанные в работе [4, стр.376], которые приводят к деструкции макромолекул с образованием макрорадикалов. Вискозиметрическим методом (вискозиметр Освальда-Пинкевича) определено, что после измельчения молекулярная масса отходов уменьшается с 30000…40000 до 12000. Для обеспечения однородности и требуемых механических характеристик конечного продукта - поролона отходы измельчают в волчках 1…5 раз, затем просеивают через сито с ячейками 3,0×3,0 мм. Полученную массу, представляющую собой порошок, вводят в полиольный компонент (простой полиэфир - полиоксипропиленгликоль, лапрол 3603-2-12, ТУ 2226-015-10488057-94), перемешивают в течение 30 минут и используют в производстве поролона, исходными компонентами которого помимо полиола являются: толуилендиизоционат (ТДИ 80/20, ТУ 113-00-05761693-17-85); аминный катализатор (ДАБКО, ТУ 6-094234-77); октоат олова (катализатор 230, ТУ 6-02-539-75); силикон (КЭП-2а, ТУ 6-08-813-73); метиленхлорид (ГОСТ 9968-86); вода [5].
Таким образом, отходы возвращаются в производство более простым способом без сложного оборудования, нагрева и дополнительных деструктирующих агентов, при этом обеспечивается экологическая безопасность процесса.
Пример реализации предлагаемого способа
Предлагаемый способ реализуется следующим образом:
1) твердые отходы производства эластичного ППУ в виде крошки с размерами до 10 мм измельчаются в машинах типа волчок, которые комплектуются ножевыми решетками с диаметром отверстий 2…5 мм и имеют частоту вращения шнека 200…300 об/мин;
2) измельчение повторяют 1…5 раз в зависимости от механических характеристик конечного продукта - поролона, которые требуется получить, что определяется из графика, представленного на чертеже;
3) полученный порошок просеивают через проволочное сито с ячейками 3,0×3,0 мм;
3
4) просеянный порошок с насыпной плотностью 0,20…0,28 г/см вводят в полиольный компонент в количестве до 10% (весовых) от массы полиола, перемешивают в течение 30 минут до получения однородной консистенции и используют в производстве эластичного ППУ.
Источники информации
1. Заявка РФ №2006105333 от 21.02.2006 г. кл. В29В 17/00, опубл. 10.10.2007 г.
2. Авторское свидетельство СССР №1168571, кл. С08J 11/04, опубл. Бюл. №27, 1985 г.
3. Стабников В.Н., Лысянский В.М., Попов В.Д. Процессы и аппараты пищевых производств. - М.: Агропромиздат, 1985. - 503 с.
4. Стрепихеев А.А., Деревицкая В.А., Слонимский Г.Л. Основы химии высокомолекулярных соединений. - М.: Химия, 1967. - 516 с.
5. Временный технологический регламент на производство пенополиуретана эластичного, блочного - Кузнецк: OOO «Органика», 2002. - 64 с.