DE1110405B - Process for the processing of polyurethane foam waste - Google Patents
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Description
Verfahren zur Aufarbeitung von Polyurethanschaumstoffabfällen Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufarbeitung von Polyurethanschaumstoffabfällen. Process for processing polyurethane foam waste The present invention relates to a method for processing polyurethane foam waste.
Es ist bereits bekannt, Polyurethanschaumstoffabfälle durch Erhitzen in Polyester bzw. Isocyanat aufzulösen, doch hat dieses Verfahren den Nachteil, daß hierbei die Abfälle ausschließlich zusammen mit den verhältnismäßig unwirtschaftlichen frischen Isocyanaten und Polyestern verwendet werden müssen. Die sinngemäße Übertragung dieses Verfahrens auf Polyätherschaumstoffabfälle, d. h. eine Auflösung der Polyätherschaumstoffe in Polyester ist zwar durchführbar, doch führt das Verschäumen des Regenerates nicht zu einem technsich verwertbaren Produkt. It is already known to waste polyurethane foam by heating dissolve in polyester or isocyanate, but this process has the disadvantage that here the waste exclusively together with the relatively uneconomical fresh isocyanates and polyesters must be used. The analogous transfer this process applies to waste polyether foam, d. H. a dissolution of the polyether foams in polyester is feasible, but foaming the regenerate does not lead a technically usable product.
Ein anderes Verfahren betrifft das Auflösen von Polyurethanabfällen in organischen Lösungsmitteln.Another method involves dissolving polyurethane waste in organic solvents.
Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß höhersiedende Lösungsmittel verwendet werden und bei dem Abdestillieren der Lösungsmittel entstehende Spaltprodukte als Verunreinigungen stets im Siederückstand bleiben und so unerwünschte Verfärbungen des Endproduktes herbeiführen.This process has the disadvantage that higher-boiling solvents are used and cleavage products formed when the solvents are distilled off as impurities always remain in the boiling residue and thus unwanted discoloration of the end product.
Für die Aufarbeitung von Polyurethanabfällen und Abfällen Linearpolymerer ist eine Reihe von Verfahren vorgeschlagen worden, die für die Aufarbeitung von Polyurethanätherschaumstoffen jedoch nicht anwendbar sind. Bei den Polyurethanesterschaumstoffen besteht die Möglichkeit, die Reaktion an der Estergruppe angreifen zu lassen, die wesentlich einfacher durchzuführen ist als die Aufspaltung etwa in der Äthergruppe. Aus diesem Grunde hat es sich als notwendig erwiesen, die Reaktion an der Urethangruppe anzusetzen. Hierbei werden die Urethangruppen aufgespalten unter Zurückgewinnung des reinen Polyäthers. For the processing of polyurethane waste and linear polymer waste A number of processes have been proposed that are useful for the work-up of However, polyurethane ether foams are not applicable. With the polyurethane ester foams there is the possibility of attacking the reaction on the ester group that is much easier to carry out than splitting, for example, in the ether group. For this reason, it has been found necessary to carry out the reaction on the urethane group to apply. Here, the urethane groups are broken down and recovered of pure polyether.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Vernetzungsstruktur der Polyätherurethanschaumstoffabfälle in einer Flüssigkeit, die eine alkalische Reaktion aufweist und anorgansiche Stoffe enthält, bei erhöhter Temperatur aufgehoben. Das auf der Flüssigkeitsoberfläche abgeschiedene Reaktionsprodukt wird abgetrennt, gegebenenfalls mit Säure neutralisiert und durch Zusatz von Wasser isoliert. Gegenüber der Aufarbeitung von Polyesterurethanen ist hier eine erheblich höhere Konzentration an Alkalien erforderlich, damit eine Aufspaltung in der Urethangruppe erfolgen kann. According to the present invention, the crosslinking structure is Waste polyether urethane foam in a liquid that has an alkaline reaction and contains inorganic substances, lifted at elevated temperature. That The reaction product deposited on the liquid surface is separated off, if necessary neutralized with acid and isolated by adding water. Compared to the work-up of polyester urethanes there is a considerably higher concentration of alkalis required so that a breakdown in the urethane group can take place.
Die Neutralisation des abgeschiedenen Reaktionsproduktes mit Säure ist bei diesem Verfahren von besonderer Bedeutung, weil dadurch das Umsetzungsprodukt vollständig von den Verunreinigungen getrennt werden kann. Aus diesem Grunde erhält man aus dem Umsetzungsprodukt einen sehr reinen Schaumkunststoff, der außerdem keine Verfärbungen aufweist. Eine derartig einwandfreies Entfernen der Verunreinigungen war bei den bisher bekannten Verfahren nicht möglich, weil beispielsweise bei dem bisher üblichen Abdestillieren der Lösungsmittel die Verunreinigungen stets im Siederrückstand zurückblieben. Besonders die hochsiedenden, also die im Rückstand verbleibenden Substanzen, brachten bei den bekannten Verfahren die unerwünschten Verfärbungen mit sich. The neutralization of the deposited reaction product with acid is of particular importance in this process because it removes the reaction product can be completely separated from the impurities. For this reason it receives man from the reaction product a very pure foam plastic, which also has no Has discoloration. Such a flawless removal of the impurities was not possible with the previously known method because, for example, in the hitherto customary distilling off the solvent, the impurities are always in the boiler residue lagged behind. Especially the high-boiling ones, i.e. those remaining in the residue Substances caused the undesired discoloration in the known processes with himself.
Es ergibt sich somit ein Reaktionsprodukt, welches ohne besondere Umstände leicht zu isolieren ist. Infolge der alkalischen Reaktion der Flüssigkeit ist das vorliegende Verfahren für die Aufarbeitung von Polyätherschaumkunststoffen geeignet. There is thus a reaction product which is without special Circumstances is easy to isolate. As a result of the alkaline reaction of the liquid is the present process for the processing of polyether foam plastics suitable.
Infolge der alkalischen Reaktion der verwendeten Flüssigkeit, welche z. B. durch Zusatz von Alkalicarbonaten und/oder Alkalihydroxyden, wie Soda oder Kalilauge, bedingt sein kann, ergibt sich eine Beschleunigung der Aufspaltungsreaktion. Auf diese Weise kann beispielsweise eine bestimmte Gewichtsmenge an Polyätherschaumkunststoff in der gleichen Gewichtsmenge Flüssigkeit in einem Zeitraum von etwa einer Stunde bis höchstens 2 Stunden umgesetzt werden, so daß die Reaktionszeit für eine technische Durchführung des Verfahrens interessant ist. Versuche haben ergeben, daß die Reaktionszeit sogar auf weniger als 1 Stunde herabgesetzt werden kann. As a result of the alkaline reaction of the liquid used, which z. B. by adding alkali carbonates and / or alkali hydroxides, such as soda or Potassium hydroxide, can be conditional, results in an acceleration of the splitting reaction. In this way, for example, a certain amount of weight of polyether foam in the same amount of liquid by weight over a period of about an hour to be implemented up to a maximum of 2 hours, so that the reaction time for a technical Carrying out the procedure is interesting. Tests have shown that the response time can even be reduced to less than 1 hour.
Zur weiteren Beschleunigung der Reaktion, welche die Aufspaltung der Vernetzungsstruktur des Schaumkunststoffes bewirkt, werden gemäß vorliegender Erfindung der verwendeten Flüssigkeit Amine zugesetzt. To further accelerate the reaction causing the splitting the cross-linking structure of the foam plastic caused to be According to the present invention, amines were added to the liquid used.
Diese Amine werden zweckmäßig vor oder gleichzeitig mit der Zugabe der Schaumkunststoffabfälle zugegeben, wobei vorzugsweise Triäthanolamin und/oder Toluylendiamin als Zusätze gewählt werden.These amines are expediently before or at the same time as the addition the foam plastic waste added, preferably triethanolamine and / or Toluenediamine can be chosen as additives.
Es kann auch so vorgegangen werden, daß man der verwendeten Flüssigkeit zunächst Triäthanolamin zugibt, worauf erst die Schauinkunststoffabfälle mit der Flüssigkeit vermischt werden. Bei der Aufspaltung der Vernetzungsstruktur der Abfälle unter Einwirkung erhöhter Temperatur wird gleichzeitig ein Amin gebildet. Es ist nachgewiesen worden, daß auf Grund der Zusammensetzung der Schaumkunststoffabfälle hierbei Toluylendiamin entsteht. Dieses- bei fortlaufendem Zugeben der Abfälle entstehende Diamin bewirkt eine zunehmende Beschleunigung der Umsetzungsreaktion, so daß bei kontinuierlichem Aufarbeiten stets nur die alkalische Flüssigkeit, jedoch nicht der Aminzusatz erneuert werden muß.One can also proceed in such a way that one of the liquid used First triethanolamine admits, whereupon the show plastic waste with the Liquid can be mixed. When splitting the network structure of the waste an amine is formed at the same time under the action of elevated temperature. It is it has been proven that due to the composition of the foam plastic waste this creates toluene diamine. This occurs when the waste is continuously added Diamine causes an increasing acceleration of the conversion reaction, so that at continuous work-up always only the alkaline liquid, but not the amine addition has to be renewed.
Mit Vorteil enthält die Flüssigkeit Wasser, Glykol oder ähnliche OH-Gruppen-haltige Zusätze, welche die Hydrolyse der vernetzten NCO-Gruppen bewirken. The liquid advantageously contains water, glycol or the like Additives containing OH groups, which bring about hydrolysis of the crosslinked NCO groups.
Das vorliegende Verfahren hat weiterhin den Vorteil, daß keine hohen Temperaturen erforderlich sind, welche gegebenenfalls eine Beeinträchtigung des Umsetzungsproduktes aus dem Schaumkunststoff, insbesondere dessen physikalische Werte, zur Folge haben könnten. Die Aufarbeitungstemperatur kann unterhalb von 180 C gehalten werden, wobei noch eine für technische Bedürfnisse ausreichende Reaktionsgeschwindigkèit - gewährleistet ist. - Außerdem können zum Aufarbeiten der Abfälle' Chemikalien Verwendung finden; welche das- erfindungsgemäße Verfahren wirtschaftlich gestalten. Diese Wirtschaftlichkeit wird noch unterstrichen durch das einfache Abtrennen des entstandenen Produktes. Ferner können die so erhaltenen Umsetzungsprodukte unmittelbar ihrer Wiederverwertung zur Herstellung von Schaumkunststoff zugeführt werden, ohne daß z. B. die Verwendung von frischen Polyäthern erforderlich ist. Außerdem können etwa durch das erfindungsgemäße Verfahren in den aufgearbeiteten Schaumkunststoff gelangte Verunreinigungen durch einfaches Auswaschen mit- Wasser wieder ohne Schwierigkeiten entfernt werden. Ferner ist es möglich, daß die Regenerierflüssigkeit beim erfindungsgemäßen Verfahren mehrmals wieder verwendet werden kann. Auch kann die Aufarbeitungsflüssigkeit selbst nach Entfernen des Umsetzungsproduktes weiter verwendet werden, indem sie als Zusatz zu Kautschukmsichungen dient. The present method also has the advantage that no high Temperatures are required, which may impair the Reaction product from the foam plastic, in particular its physical Values that could result. The working-up temperature can be below 180 C, with a reaction speed sufficient for technical needs - is guaranteed. - You can also use chemicals to recycle the waste Find use; which make the inventive method economical. This economic efficiency is underlined by the simple separation of the resulting product. Furthermore, the reaction products obtained in this way can be used directly can be recycled for the production of foam plastic without that z. B. the use of fresh polyethers is required. Also can for example by the method according to the invention in the reclaimed foam plastic any impurities can be recovered without difficulty by simply washing them out with water removed. It is also possible that the regenerating liquid in the invention Procedure can be reused several times. The work-up liquid can also can be used even after removal of the reaction product by serves as an additive to rubber seals.
Das vorliegende Verfahren bringt ferner den Vorteil mit sich, daß durch Verwendung einer - Flüssigkeit mit alkalischer Reaktion ein helleres Regenerat sowie eine bessere Trennung des Reaktionsproduktes von der Flüssigkeit erhalten wird, welche noch durch die Verwendung eines Amins verstärkt wird. The present method also has the advantage that by using a - liquid with an alkaline reaction, a lighter regenerated material as well as better separation of the reaction product from the liquid which is reinforced by the use of an amine.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist in erster Linie von Bedeutung für die Aufarbeitung von Schaumkunststoffabfällen ohne Zugabe von frischen Polyäthern. Trotz ausschließlicher Verwendung von Schaumkunststoffabfällen sind die aus den nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltenen Stoffen gebildeten Schaumstoffe von solchen-aus frischen Isocyanaten und Polyestern hergestellten Schaumstoffennicht zu unterscheiden. Die OS-Zahlen und Säurezahlen des Reaktionsproduktes entsprechen innerhalb der Toleranzen den Ausgangsprodukten für den frischen Schaumstoff, während der Wert für die bleibende Verformung sowohl bei dem erfindungsgemäß hergestellten Schaumstoff als auch bei frischem Schaumstoff im wesentlichen gleich ist. The method according to the invention is primarily important for processing foam plastic waste without adding fresh polyethers. Despite the exclusive use of foam plastic waste, those from the foams formed by the substances obtained by the process according to the invention such foams made from virgin isocyanates and polyesters are not to distinguish. The OS numbers and acid numbers of the reaction product correspond within the tolerances of the starting products for the fresh foam, while the value for the permanent deformation both in the case of that produced according to the invention Foam and fresh foam is essentially the same.
Ausführungsbeispiele Beispiel 1 Ein Gemisch von 60 Gewichtsteilen Äthylenglykol und 40 Gewichtsteilen Triäthanolamin wird unter Zusatz von 0,6 Gewichtsteilen Soda auf 1800 C erhitzt. Working Examples Example 1 A mixture of 60 parts by weight Ethylene glycol and 40 parts by weight of triethanolamine is added with 0.6 parts by weight Soda heated to 1800 C.
In dieses Gemisch werden 100 Gewichtsteile Abfälle -von Polyätherurethanschaumstoffen anteilweise unter Rühren eingetragen. Nach etwa einer Stunde hat sich auf der Oberfläche des Flüssigkeitsgemisches das Umsetzungsprodukt als gelbbrauneSchicht abgeschieden.100 parts by weight of waste from polyether urethane foams are put into this mixture partly entered with stirring. After about an hour it will be on the surface the reaction product deposited as a yellow-brown layer of the liquid mixture.
Das Umsetzungsprodukt wird bei erhöhter Temperatur, vorzugsweise bei 1500 C, von der Regenerierflüssigkeit. abgetrennt. Zu dem abgetrennten Umsetzungsprodukt werden 66 Gewichtsprozent technische H Cl unter Rühren zugegeben. Dieses Gemisch wird 15 Minuten sich selbst überlassen. Dann wird die gleiche Menge Wasser hinzugefügt und- schwach erwärmt (50-bis 600 C). Das Umsetzungsprodukt scheidet sich auf der wässerigen II Cl-Schicht ab und kann leicht von dieser abgetrennt werden. Zum Vertreiben der dem flüssigen Umsetzungsprodukt anhaftenden wässerigen H Cl wird es 1,5 Stunden auf 1400 C-erwärmt. Das so hergestellte Umsetzungsprodukt kann ohne weiteren Polyätherzusatz wieder wie frischer Polyäther verschäumt werden.The reaction product is at elevated temperature, preferably at 1500 C, from the regeneration liquid. severed. To the separated reaction product 66 percent by weight of technical grade H Cl are added with stirring. This mixture is left to itself for 15 minutes. Then the same amount of water is added and - slightly heated (50 to 600 C). The conversion product is separated on the aqueous II Cl layer and can easily be separated from this. To drive away of the aqueous HCl adhering to the liquid reaction product, it becomes 1.5 hours heated to 1400 ° C. The reaction product prepared in this way can be used without any further addition of polyether be foamed again like fresh polyether.
Beispiel 2 100 Gewichtsteile Polyätherurethanschaumstoffabfälle werden in eine Flüssigkeit eingebracht, welche aus 100 Gewichtsteilen Glykol und zwischen 1 und S Gewichtsteilen-KOH besteht. Nach Einbringen der Abfälle wird die Temperatur der Flüssigkeit 2 Stunden lang auf 1750 C gehalten. Nach dem Abscheiden des Umsetzungsproduktes auf der Oberfläche der Flüssigkeit wird die Abtrennung und Weiterverarbeitung dieses Produktes wie im Beispiel 1 vorgenommen. Example 2 100 parts by weight of waste polyether urethane foam will be used introduced into a liquid, which consists of 100 parts by weight of glycol and between 1 and S parts by weight KOH. After bringing in the waste, the temperature the liquid was kept at 1750 ° C. for 2 hours. After separating the reaction product on the surface of the liquid is the separation and further processing of this Product made as in Example 1.
Die Abtrennung erfolgt durch einfache Schichten trennung.The separation takes place by simple separation of layers.
Beispiel 3 100 -Gewichtsteile Polyätherurethanschaumkunststoffabfälle werden in eine Flüssigkeit eingebracht, welche 100 Gewichtsteile Glykol, 2 Gewichtsteile Wasser und 1 bis 5 Gewichtsteile K OH enthält. Die Flüssigkeit wird 2 Stunden lang auf einer T.emperatür von 1750 C gehalten, wobei sich das Umsetzungsprodukt auf der Oberfläche der Flüssigkeit abscheidet. Nach dem vollständigen Abscheiden wird die Abtrennung und Weiterverarbeitung des Umsetzungsproduktes wie in den vorhergehenden Beispielen vorgenommen. Example 3 100 parts by weight of waste polyether urethane foam are placed in a liquid containing 100 parts by weight of glycol, 2 parts by weight Contains water and 1 to 5 parts by weight of K OH. The liquid will last for 2 hours kept at a T.emperatur of 1750 C, with the reaction product on the surface of the liquid is deposited. After the complete deposition is the separation and further processing of the reaction product as in the preceding Examples made.
Beispiel4 100 Gewichtsteile Wasser werden mit 240 Gewichtsteilen K OH versetzt. Diese Lösung wird auf eine Temperatur von etwa 2200 C, dem Siedepunkt der - Lösung, gebracht. In diese Lösung werden 100 Gewichtsteile - von Polyätherurethanschauinstoabfälle-n- - eingebracht. Nach dem vollständigen -Einbringen - der Abfälle wird die - Mischung darauf während einer Zeitspanne von etwa 20 bis 30 Minuten auf der Siedetemperatur von etwa 2200 C gehalten. Dabei scheidet sich das Umsetzungsprodukt als rotbraune Schicht auf der KOH-Lösung ab. Anschließend wird das Umsetzungsprodukt abgetrennt und nach den beiden unten beschriebenen Wegen weiterverarbeitet: a) Das Umsetzungsprodukt wird mit einer technischen Salzsäure neutralisiert, welche mit wenig Wasser verdünnt ist. Dabei werden durch die Säure die während der Umsetzung entstandenen Amine ausgeschieden und abfiltriert. Durch dieses Ausscheiden der bei der Umsetzung entstehenden Nebenprodukte kann eine wesentliche Reinigung des Umsetzungsproduktes erfolgen, so. daß das Endprodukt eine besonders große Reinheit aufweist. Das Filtrat wird dann mit Wasser versetzt und schwach erwärmt. Dabei scheidet sich das Umsetzungsprodukt in gereinigter Form als auf der wässerigen Schicht schwimmende Flüssigkeit ab. Die Flüssigkeit wird darauf abgetrennt und ihrer Wiederverwertung nach Zusatz und Reaktion mit frischen Isocyanaten zugeführt. b) Das Umsetzungsprodukt wird mit Trichloräthylen verdünnt. Dabei scheiden sich die während der Aufarbeitung in der wässerigen Kalilauge aus den Abfällen entstandenen Amine ab, welche durch Filtration abgetrennt werden. Nach dem Abtrennen der Amine wird von dem aus dem Umsetzungsprodukt und dem Trichloräthylen bestehenden Filtrat das Trichloräthylen abgedampft und das zurückbleibende gereinigte Umsetzungsprodukt seiner Wiederverwertung zugeführt, indem es ohne weiteren Polyätherzusatz mit frischem Isocyanat wie frischer Polyäther verschäumt wird. Example 4 100 parts by weight of water are mixed with 240 parts by weight K OH offset. This solution is brought to a temperature of about 2200 C, the boiling point the - solution, brought. In this solution 100 parts by weight - of Polyätherurethanschauinstoabbage-n- - brought in. After the waste has been completely brought in, it becomes the mixture thereon for a period of about 20 to 30 minutes at the boiling point of held about 2200 C. The reaction product separates out as a red-brown layer on the KOH solution. The reaction product is then separated off and after further processed in the two ways described below: a) The reaction product is neutralized with a technical hydrochloric acid, which is diluted with a little water is. The amines formed during the reaction are excreted by the acid and filtered off. As a result of this elimination of the by-products formed during the implementation if the reaction product can be substantially purified, see above. that the end product has a particularly high purity. The filtrate is then mixed with water and slightly warmed. The reaction product separates out in purified form as a liquid floating on the watery layer. The liquid will then separated and their recycling after addition and reaction with fresh Isocyanates fed. b) The reaction product is diluted with trichlorethylene. The precipitate in the aqueous potassium hydroxide solution during work-up the amines formed from the waste, which are separated off by filtration. To the separation of the amines from that of the reaction product and the trichlorethylene existing filtrate, the trichlorethylene evaporated and the remaining purified The reaction product is recycled by adding no further polyether is foamed with fresh isocyanate such as fresh polyether.
Der Vorteil der unter b) erwähnten Methode ist darin zu sehen, daß das Lösungsmittel bei tiefer Temperatur siedet und somit bereits bei Raumtemperatur entfernt werden und daß es außerdem wiederholt Verwendung finden kann. Außerdem hat das Abscheiden von Diaminen den Vorteil, daß dabei eine Reinigung des Umsetzungsproduktes eintritt und dadurch ein besonders hochwertiger Polyätherurethanschaumstoff entsteht. Diese Reinigung ist besonders vorteilhaft, weil bereits bei der Umsetzung der Abfälle innerhalb der alkalischen Flüssigkeit, wie sie in sämtlichen vorstehenden Beispielen angegeben ist, schon verschiedene Zersetzungsprodukte, die sich schädlich auf den Schaumstoff auswirken könnten, in der alkalischen Flüssigkeit verbleiben, während das Umsetzungsprodukt in gereinigter Form sich auf der Flüssigkeitsoberfläche abscheidet. Das Abtrennen des flüssig vorliegenden Reaktionsproduktes in den verschiedenen Arbeitsstufen kann auf übliche Weise durch einfache Trennung der Flüssigkeitsschichten, z. B. im Scheidetrichter, erfolgen. The advantage of the method mentioned under b) is that the solvent boils at low temperature and thus already at room temperature and that it can also be used repeatedly. aside from that the deposition of diamines has the advantage that it purifies the reaction product occurs and a particularly high-quality polyether urethane foam is created. This cleaning is particularly beneficial because it already takes place when the waste is being implemented within the alkaline liquid as in all of the preceding examples is specified, already various decomposition products that are harmful to the Foam may have an effect while remaining in the alkaline liquid the reaction product is deposited in purified form on the surface of the liquid. The separation of the liquid reaction product in the various work stages can in the usual way by simply separating the liquid layers, e.g. B. in the separating funnel.
Claims (4)
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