一種環(huán)氧樹脂基材料的回收方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種環(huán)氧樹脂基材料的回收方法。即利用高溫蒸氣對環(huán)氧樹脂基材料進(jìn)行熱裂解，裂解產(chǎn)物經(jīng)過分離提純后得到酸、酸酐、醇及其低聚物或填料與燃料油。加入適當(dāng)?shù)拇呋瘎┛梢源龠M(jìn)該裂解過程。該回收方法克服了溶劑分解法存在的污染環(huán)境和溶劑價(jià)格貴等缺點(diǎn)，又避免了傳統(tǒng)高溫?zé)崃呀夥ù嬖诘模缛菀仔孤?、著火、積碳、熱效率低、設(shè)備使用壽命短等缺點(diǎn)。經(jīng)該回收方法處理后沒有新的廢棄物產(chǎn)生，符合循環(huán)經(jīng)濟(jì)、低碳經(jīng)濟(jì)的要求。
【專利說明】一種環(huán)氧樹脂基材料的回收方法【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種環(huán)氧樹脂基材料的回收方法，屬于化工材料回收利用領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]環(huán)氧樹脂(Epoxy Resin)是指分子結(jié)構(gòu)中含有兩個或兩個以上環(huán)氧基并在適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)試劑存在下能形成三維網(wǎng)狀固化物的化合物的總稱，是一類重要的熱固性樹脂。環(huán)氧樹脂因其具有力學(xué)性能高、附著力強(qiáng)、固化收縮率小、工藝性好、穩(wěn)定性和電絕緣性優(yōu)良，耐熱性好等優(yōu)點(diǎn)，因此作為涂料、復(fù)合材料、膠黏劑和電絕緣材料等的樹脂基體，廣泛應(yīng)用于水利、交通、電子、機(jī)械、汽車及航空航天等領(lǐng)域。
[0003]但是三維的網(wǎng)狀交聯(lián)結(jié)構(gòu)使環(huán)氧樹脂基材料不能像熱塑性樹脂一樣再次熔融成型加工，回收利用造成困難。傳統(tǒng)的環(huán)氧樹脂基材料的處理方法是掩埋與焚燒，掩埋有占用大量土地及污染地下水的缺點(diǎn)，焚燒有產(chǎn)生有害氣體污染環(huán)境的缺點(diǎn)。溶劑分解法可以分離無機(jī)材料和樹脂，但存在污染環(huán)境和溶劑價(jià)格貴等缺點(diǎn)，高溫?zé)崃呀夤に囘^程雖然簡單，但容易產(chǎn)生泄漏、著火等安全問題，同時處理過程中還會產(chǎn)生積碳，導(dǎo)致熱效率低，設(shè)備使用壽命低。因此，開發(fā)一種既經(jīng)濟(jì)又環(huán)保的環(huán)氧樹脂基材料回收方法是迫切需要的。

【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明的目的提供一種環(huán)氧樹脂基材料的回收方法。利用高溫蒸氣對環(huán)氧樹脂基材料進(jìn)行熱裂解，分離提純得到聚合原料以及燃料油。所述回收方法包括:
[0005]將環(huán)氧樹脂基材料放置于反應(yīng)器中，反應(yīng)器的一端為高溫蒸氣的入口，另一端連接冷卻裝置。從反應(yīng)器的入口端通入加熱到150~600°C的蒸氣，同時也保持反應(yīng)器的溫度在150~600°C之間，可以對反應(yīng)器加熱來進(jìn)行。反應(yīng)時間控制在I~15小時，以2~10小時最佳。環(huán)氧樹脂基材料在蒸氣和熱的共同作用下發(fā)生降解及裂解，形成分解混合物通過冷卻裝置被冷卻下來。收集經(jīng)過冷卻的液體，分離提純，得到由酸、酸酐、醇及其低聚物或填料等產(chǎn)物和所用蒸氣冷凝后的液體的混合物。未分解的環(huán)氧樹脂基材料叮以參與下一批次的裂解過程。通入反應(yīng)器的蒸氣可以是水蒸氣，也可以是小分子二元醇的蒸氣，也可以是它們的任意比例的混合蒸氣。其中小分子二元醇蒸氣，可以是乙二醇、二乙二醇、丙二醇，二丙二醇、丁二醇，己二醇等二元醇的一種或者幾種的混合蒸氣。
[0006]熱裂解反應(yīng)可以在催化劑存在下進(jìn)行，催化劑為堿性化合物催化劑，用量為環(huán)氧樹脂基廢棄物重量的0.05~5%。所使用的催化劑是氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鈣、氫氧化鎂、氫氧化鋇、氧化鈉、氧化鈣、氧化鎂或氧化鋇中的一種或多種物質(zhì)的混合物。催化劑的存在能加速環(huán)氧樹脂基材料的裂解。
[0007]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于裂解產(chǎn)物是由酸、酸酐、醇及基低聚物或填料等產(chǎn)物和所用蒸氣冷凝后的液體的混合物組成。經(jīng)過分離提純后，得到的酸、酸酐、醇可以重新合成環(huán)氧樹脂基材料或者其他產(chǎn)品。分離得到的油相部分，可以直接作為燃料油使用，而不必要繼續(xù)分離，避免了進(jìn)一步提純時發(fā)生的成本，可以明顯提高該項(xiàng)回收方法的經(jīng)濟(jì)效益。經(jīng)該回收方法處理后沒有新的廢棄物產(chǎn)生，符合循環(huán)經(jīng)濟(jì)、低碳經(jīng)濟(jì)的要求。
【具體實(shí)施方式】
[0008]如下的實(shí)施例將更詳細(xì)地描述本發(fā)明，但是本發(fā)明并不應(yīng)僅僅限制在這些具體的實(shí)施例中。
[0009]實(shí)施例1
[0010]將50克環(huán)氧樹脂基材料裝入反應(yīng)器中，通入加熱到160°C的水蒸氣，反應(yīng)器溫度160°C，反應(yīng)10小時。停止反應(yīng)，反應(yīng)器中殘存的固體干燥，稱量，重42.3克，分解率為15.4%。未分解的環(huán)氧樹脂基材料可以參與下一批次的裂解過程。形成的分解混合物通過冷卻裝置被冷卻下來，經(jīng)過分離提純后得到酸、酸酐、醇與燃料油。
[0011]實(shí)施例2
[0012]將50克環(huán)氧樹脂基材料裝入反應(yīng)器中，通入加熱到250°C的丙二醇蒸氣，反應(yīng)器溫度250°C，反應(yīng)8小時。停止反應(yīng)，反應(yīng)器中殘存的固體干燥，稱量，重7.2克，分解率為85.6%。未分解的環(huán)氧樹脂基材料可以參與下一批次的裂解過程。形成的分解混合物通過冷卻裝置被冷卻下來，經(jīng)過分離提純后得到酸、酸酐、醇與燃料油。
[0013]實(shí)施例3
[0014]將50克環(huán)氧樹脂基材料裝入反應(yīng)器中，通入加熱到450°C的丙二醇蒸氣，反應(yīng)器溫度450°C，反應(yīng)3小時。停止反應(yīng)，反應(yīng)器中殘存的固體干燥，稱量，重1.1克，分解率為97.8%。未分解的環(huán)氧樹脂基材料可以參與下一批次的裂解過程。形成的分解混合物通過冷卻裝置被冷卻下來，經(jīng)過分離提純后得到酸、酸酐、醇與燃料油。
[0015]實(shí)施例4`
[0016]將50克環(huán)氧樹脂基材料裝入反應(yīng)器中，通入加熱到300°C的水和丙二醇的重量比I: I的混合蒸氣，反應(yīng)器溫度300°C，反應(yīng)5小時。停止反應(yīng)，反應(yīng)器中殘存的固體干燥，稱量，重4.8克，分解率為90.4%。未分解的環(huán)氧樹脂基材料可以參與下一批次的裂解過程。形成的分解混合物通過冷卻裝置被冷卻下來，經(jīng)過分離提純后得到酸、酸酐、醇與燃料油。
[0017]實(shí)施例5
[0018]將50克環(huán)氧樹脂基材料裝入反應(yīng)器中，通入加熱到355°C的水蒸氣，反應(yīng)器溫度3550C，反應(yīng)5小時。停止反應(yīng)，反應(yīng)器中殘存的固體干燥，稱量，重6.3克，分解率為87.4%。未分解的環(huán)氧樹脂基材料可以參與下一批次的裂解過程。形成的分解混合物通過冷卻裝置被冷卻下來，經(jīng)過分離提純后得到酸、酸酐、醇與燃料油。
[0019]實(shí)施例6
[0020]將50克環(huán)氧樹脂基材料裝入反應(yīng)器中，通入加熱到450°C的水蒸氣，反應(yīng)器溫度4500C，反應(yīng)3小時。停止反應(yīng)，反應(yīng)器中殘存的固體干燥，稱量，重1.8克，分解率為96.4%。未分解的環(huán)氧樹脂基材料可以參與下一批次的裂解過程。形成的分解混合物通過冷卻裝置被冷卻下來，經(jīng)過分離提純后得到酸、酸酐、醇與燃料油。
[0021]實(shí)施例7
[0022]將50克環(huán)氧樹脂基材料裝入反應(yīng)器中，加入氫氧化鈉0.5克，通入加熱到250°C的水蒸氣，反應(yīng)器溫度250°C，反應(yīng)8小時。停止反應(yīng)，反應(yīng)器中殘存的固體干燥，稱量，重8.8克，分解率為82.4%。未分解的環(huán)氧樹脂基材料可以參與下一批次的裂解過程。形成分解混合物通過冷卻裝置被冷卻下來。收集經(jīng)過冷卻的液體，利用分餾技術(shù)將其分離為小分子的聚合原料與燃料油。
[0023]實(shí)施例8[0024]將50克環(huán)氧樹脂基材料裝入反應(yīng)器中，加入氫氧化鈉0.5克，通入加熱到450°C的水蒸氣，反應(yīng)器溫度450°C，反應(yīng)2小時。停止反應(yīng)，反應(yīng)器中殘存的固體干燥，稱量，重2.1克，分解率為95.8%。未分解的環(huán)氧樹脂基材料可以參與下一批次的裂解過程。形成分解混合物通過冷卻裝置被冷卻下來。收集經(jīng)過冷卻的液體，利用分餾技術(shù)將其分離為小分子的聚合原料與燃料油。
【權(quán)利要求】
1.一種環(huán)氧樹脂基材料的回收方法，其特征在于利用高溫蒸氣對環(huán)氧樹脂基材料進(jìn)行熱裂解，得到熱裂解產(chǎn)物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)氧樹脂基材料的回收方法，其特征在于所用蒸氣為水蒸氣，小分子二元醇蒸氣中的一種或者多種的任意比例的混合蒸氣。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)氧樹脂基材料的回收方法，其特征在于所使用的熱裂解的溫度為150~600°C。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)氧樹脂基材料的回收方法，其特征在于所使用的高溫蒸汽的溫度為150~600°C。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)氧樹脂基材料的回收方法，其特征在于在利用高溫蒸氣對環(huán)氧樹脂基材料進(jìn)行熱裂解的過程中可以加入催化劑，催化劑的用量是環(huán)氧樹脂基材料重量的0.05~5%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)氧樹脂基材料的回收方法，其特征在于回收所得到熱裂解產(chǎn)物，由酸、酸酐、醇及其低聚物或填料等產(chǎn)物和所用蒸氣冷凝后的液體的混合物組成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)氧樹脂基材料的回收方法，其特征在于所得到的產(chǎn)物經(jīng)過分離提純后可以重新合成環(huán)氧樹脂基材料或者其他產(chǎn)品。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)氧樹脂基材料的回收方法，其特征在于所得到的產(chǎn)物經(jīng)過分離后，油相可以直 接作為燃料油使用。
【文檔編號】C08J11/14GK103627026SQ201210308282
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2012年8月28日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月28日
【發(fā)明者】楊曉林 申請人:楊曉林