电冰箱发泡聚胺酯绝缘材料的化学再生利用

作者：三菱电机技报 刘有常编译

欢迎访问e展厅 展厅 4 冰箱/厨房电器展厅 冷柜, 酒柜/酒窖, 展示柜, 净水机, ... 1前言 聚胺酯树脂，多用作绝热材料、建筑材料、垫材、粘结剂和涂料等。将聚胺酪发泡成海绵状的发泡聚胺酪，具有优越的绝热性能和机械强度，容易与板材粘结，广泛用作电冰箱的绝热材料。聚胺酪是热固性树脂，硬化后分子呈三元网络结构，很难溶解或融化，所以不易再利用，其废品通常只能进行焚烧和掩埋处理。实施废家电再生利用法后，占冰箱重量lo％的聚胺酪发泡材料的再生利用成为提高冰箱再生利用率的重要课题。 将废树脂化学分解、再生为原料的化学再生利用方法，是废聚胺酯再生利用法之一。通常是将水、乙二醇和氨等低分子化合物作分解发溶剂，使聚胺酪再生为原料的组成成分多元醇。当前使用再 生多元醇的再生聚胺能与新材料比较，品质较差，且大部分聚胺配作为体积较大的发泡体使用，分解效率低，所以实用比较困难。三菱电机公司应用特殊的分解溶剂，将冰箱废聚胺酪再生为原料成分多元醇(图1)，本文简要介绍此项实用技术。 2聚胺茵发泡材料的乙二酵分解反应 为使废聚胺酪再生为多元醇，需在乙二醇等分解溶剂中分解聚胺脂，且分解溶剂的分子中需有两个以上的经基。2．1乙二醇分解反应性的简易评定法 将l00g含定量催化剂分解溶剂加热到规定温度后，将3cm3的聚胺酪发泡材料浸入其中。测定聚胺酯完全分解的时间，根据时间多少评定分解反应性。 2．2各种分解溶剂的分解反应性 表l、表2列出各种甘醇、多元醇和氨作分解溶剂时，聚胺酪的分解时间。从表可知；在二乙醇胺(DEA)中分解时间最短(10min)。因为DEA分子中的二级氨基加速尿烷(氨基甲酸乙酪)结合的分解。甘醇溶剂对聚胺酯的分解受溶剂分子量的影响，二丙二醇(DPC分子量134)的分解时间最短(19min)。蔗糖丙三醇类多元醇、山梨糖醇类多元醇和甲苯二胺类多元醇等具有短链多功能分子结构的多元醇，分解性较差。23各种分解催化熊 表3所示为不同催化剂对聚胺酪分解时间的影响，使用的分解溶剂为DPC，分解温度180Y，催化剂浓度o．2wt％。金属的氢氧化物KOH、Na0H的催化能特别高。 Na0H等钠盐对溶剂的溶解度较低，所以下边诗文化中的分解催化剂，KOH。图2表示KOH浓度对聚胺酯分解时间的影响。分解时间与KOH浓度成比例。KOH浓度在0．6wt％以上时，与钠盐同样，在聚胺酯分解后，催化剂析出。 2．4分解温度的影响 图3表示分解发温度的倒数1／r与聚胺酯分解时间的自然对数1n(t)的关系。1／r和1n(t)呈直线关系，聚胺iS的分解遵循阿雷尼厄斯定律。超过200Y分解聚胺酯时，生成副生成物，所以将分解温度定为200Y。 3再生多元酵的制作 使用容积为0．2m3的反应容器制作再生多元醇。在分解温度200Y、含0．4W％KOH的分解溶剂中，逐次投入少许相同质量的发泡聚胺6S碎块(粒径1cm)，投入后4h反应停止，得到再生多元醇。分解溶剂分别使用DPC、DEA和新开发的溶剂c表4表示由各种分解溶剂得到的再生多元醇的性状。开发溶剂得到的再生多元醇与其它再生多元醇相比，粘度高很多，具有与原始 多元醇同样的功能基数和经基价，由DPC和DEA得到的再生多元醇的性状与原始多元醇存在差异。 4再生发泡聚胺法绝热材料的物性 使用再生多元醇和原始多元醇的混合物制作再生发泡聚胺酪绝热材料。异氰酸盐、发泡剂、催化剂和整泡剂等多元醇以外的原料，都使用和原始材料相同的东西。发泡成形使用高压发泡机，在100×30×50cm(高、宽、厚)的金属模型中注入原料混合物，使其发泡得到再生绝热材料：从得到的再生材料切出样品，用TCA—8导热十十(ANACON公司制造)测定导热系数，根据标准JIS K7220测定压缩强度：使用开发溶剂得到的再生多元醇制出的再生绝热材料的导热系数和压缩强度如图4所示。图中表示将原始材料(不含再生多元醇)的导热系数和压缩强度作为100h的不同含量再生多元醇制成的绝热料的物性指数。图中评价的发泡体的全密度都是51kg／m；。导热系数不受再生多元醇的影响，是一定值。压缩强度在再多元醇含量为3M％时降低7％，含量为50w吼时降低13％。 使用由DEA作分解溶剂的再生多元醇时，发泡材料在发泡硬化过程，出现发烟和绝热材料内部烧伤等问题。原因是作为发泡聚胺6S的原料，由DEA得到的再生多元醇的经基价过高。使用由DPC作分解溶剂的再生多元醇时，只能得到与板材粘接性不佳的绝热材料。原因是由DPC得到的再生多元醇的经基较高，功能基数比原始多元醇低。 将使用混合多元醇(含开发溶剂分解成的再生多元醇30w吼、限始多元醇7M％)的再生发泡绝热材料，填充容积4001的电冰箱，对其产品进行评价。结果是，再生发泡聚胺酯绝热材料的填充性不如原始材料，发泡体的填充量需增加2％与外箱金属板的粘着性有的部位不太好待改进；但导热系数压缩强度和尺寸稳定性等性能，与原始材料相同。 5结论 电冰箱发泡聚胺酪绝热材料的甘醇分解，应使用专门开发的分解溶剂，以便在短时间内得到与原始材料的多元醇具有同样性状的再生多元醇。用再生多元醇制作的发泡聚胺6S绝热材料，可用于电冰箱箱体。再生绝热材料具有与原始材料同样的性能。 电冰箱中发泡聚胺6S，不仅是绝热材料，还有结构材料的功能，是关系到电冰箱电力消耗、机械强度和制造工艺等性能的关键材料。虽是再生材料，但发泡聚胺酯绝热材料的质量不能降低。今后应使再生发泡聚胺6S绝热材料的质量进一步提高，完善实用化。(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (6/15/2004)