伯胺基化合物水体系降解密胺树脂回收三聚氰胺的方法

专利2025-06-19  29


本发明属于树脂固体物循环化及资源化利用,具体涉及一种伯胺基化合物水体系降解密胺树脂回收三聚氰胺的方法。


背景技术:

1、密胺树脂,又称密胺甲醛树脂(melamine formaldehyde resin,mfr),是三聚氰胺和甲醛在一定条件下反应,交联,固化形成的热固性树脂产物。密胺树脂具有优异的自熄性,抗电弧性,耐腐蚀性,安全性和良好的力学性能,因此在防火材料,隔热材料,绝缘材料,餐饮行业都具有广泛的应用。但随着社会对塑料制品的依赖与日俱增,密胺树脂的产量也大大提升,这将导致树脂原材料过剩以及大量密胺树脂物的产生。由于密胺树脂属于热固性树脂,化学稳定性高,难以被环境中的光,微生物,和水降解,并且密胺树脂物的堆积还会对自然环境造成严重污染,从而直接影响人类的生活。

2、目前对于密胺树脂的回收方法主要有三种,第一种方法是机械回收,直接将密胺树脂作为原材料进行利用,通过粉碎成颗粒或粉末作为填料,产物附加值低,也没有从根本上解决废弃物的污染问题。第二种方法是热回收,在高温下树脂内部的化学键发生不规则断裂生成热解油,包含多种化学物质,并且在高温下密胺树脂会释放氢氰酸等剧毒物质,树脂内部化学键没有选择性的断裂导致形成复杂的产物,难以分离并利用。第三种方法是化学回收,通过使用特定的溶剂或溶剂催化剂组合在较低的温度下实现对密胺树脂结构中特定化学键的选择性断裂,相对于前两种回收方法,化学回收在绿色的条件下能够实现对密胺树脂的选择性回收。

3、三聚氰胺是一种重要的氮杂环有机化工原料,主要用作制造三聚氰胺甲醛树脂的原料,有机元素分析试剂,也用于有机及树脂的合成,作皮革加工的鞣剂和填充剂。在已有的研究中主要着重于对密胺树脂中三嗪环的化学回收,强碱与强酸体系降解密胺树脂都可以实现对三嗪环的保留,因为三聚氰胺在这两种条件下都会发生严重水解,而且由于对三嗪环外化学键不精确的断裂,得到的产物几乎都含有三聚氰酸一酰胺和三聚氰酸二酰胺,导致三聚氰胺产率低下,得到的往往是含有三嗪环结构的混合物,而且难以完全分离,它们向三聚氰酸的转化需要更高的温度以及更长的时间来完成。使用铵盐、水、有机溶剂体系没有破坏三嗪环以及连接三嗪环的部分,实现了对二胺亚甲基醚(nh2-ch2-o-ch2-nh2)的回收,但也导致三聚氰胺的大量水解。


技术实现思路

1、针对密胺树脂难以回收利用以及降解产物不均一,难分离等问题,本发明提供了一种伯胺基化合物水体系降解密胺树脂回收三聚氰胺的方法。

2、为了达到上述目的,本发明采用了下列技术方案:

3、一种伯胺基化合物水体系降解密胺树脂回收三聚氰胺的方法,包括以下步骤:

4、步骤(a),将密胺树脂材料粉碎后与伯胺基化合物的水体系混合,加热进行反应;

5、步骤(b),反应完成后,将反应液中的所述伯胺基化合物与水除去,得到固体粉末;

6、步骤(c),对所述固体粉末进行精制提纯,得到三聚氰胺。

7、进一步地,所述步骤(a)中伯胺基化合物为具有伯胺基团的任意化合物。

8、更进一步,所述伯胺基化合物为乙二胺、甲胺、乙胺和氨气其中的任意一种,这几种化学品廉价易得,比较常见。

9、进一步地,所述步骤(a)中密胺树脂材料粉碎后的粒径为0.05~5mm,粒径大于5mm会导致溶剂无法进入树脂内部,影响传质传热效果。

10、进一步地,所述步骤(a)中伯胺基化合物水体系中伯胺基化合物与水的质量比为0.1~10:1,比例太小,反应无法进行,比例太大,不能进一步对降解反应产生促进效果。

11、进一步地,所述步骤(a)中伯胺基化合物水体系与密胺树脂的质量比为0.5~20:1,随着伯胺基化合物水体系含量的增加,降解所需要的时间逐渐减小。

12、进一步地,所述步骤(a)中反应的时间为2~18h,反应的温度为60~150℃,反应时间低于2h,反应体系不能使密胺树脂完全被降解,反应时间大于18h,时间的延长对于降解反应没有促进作用。反应温度低于60℃,反应体系不能降解密胺树脂,反应温度高于150℃,温度的升高没有进一步的促进效果。

13、进一步地,所述步骤(b)将反应液中的伯胺基化合物与水除去是指加热挥发或减压蒸馏除去伯胺基化合物和水,除去反应液中伯胺基化合物与水的具体操作为:在伯胺基化合物和水的沸点温度下加热挥发除去伯胺基化合物和水。

14、进一步地,所述步骤(c)中精制提纯是指将所述固体粉末与水混合,加热搅拌直至所述固体粉末全部溶解,降温析出所述三聚氰胺固体结晶,过滤后使水和三聚氰胺固体结晶分离,重复多次溶解析出操作,直至三聚氰胺固体表面无杂质,得到纯化后的三聚氰胺。

15、与现有技术相比本发明具有以下优点:

16、本发明在不使用强酸、强碱和金属离子的条件下,以伯胺基化合物的水体系为降解系统实现了对密胺树脂绿色高效的解聚,对三嗪环外化学键更加精确的断裂,得到单一的产物三聚氰胺,并且三聚氰胺在此体系里不会发生水解。反应结束对产物的获取简单易得,并且产物在提纯后可以得到纯度大于95%的三聚氰胺。



技术特征:

1.一种伯胺基化合物水体系降解密胺树脂回收三聚氰胺的方法,其特征在于:包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的伯胺基化合物水体系降解密胺树脂回收三聚氰胺的方法,其特征在于:所述步骤(a)中伯胺基化合物为具有伯胺基团的任意化合物。

3.根据权利要求2所述的伯胺基化合物水体系降解密胺树脂回收三聚氰胺的方法,其特征在于:所述伯胺基化合物为乙二胺、甲胺、乙胺和氨气中的一种。

4.根据权利要求1所述的伯胺基化合物水体系降解密胺树脂回收三聚氰胺的方法,其特征在于:所述步骤(a)中密胺树脂材料粉碎后的粒径为0.05~5mm。

5.根据权利要求1所述的伯胺基化合物水体系降解密胺树脂回收三聚氰胺的方法,其特征在于:所述步骤(a)中伯胺基化合物的水体系中伯胺基化合物与水的质量比为0.1~10:1。

6.根据权利要求1所述的伯胺基化合物水体系降解密胺树脂回收三聚氰胺的方法,其特征在于:所述步骤(a)中伯胺基化合物的水体系与密胺树脂的质量比为0.5~20:1。

7.根据权利要求1所述的伯胺基化合物水体系降解密胺树脂回收三聚氰胺的方法,其特征在于:所述步骤(a)中反应的时间为2~18h,反应的温度为60~150℃。

8.根据权利要求1所述的伯胺基化合物水体系降解密胺树脂回收三聚氰胺的方法,其特征在于:所述步骤(b)中将反应液中的伯胺基化合物与水除去是指加热挥发或减压蒸馏除去所述伯胺基化合物和水。

9.根据权利要求1所述的伯胺基化合物水体系降解密胺树脂回收三聚氰胺的方法,其特征在于:所述步骤(c)中精制提纯是指将所述固体粉末与水混合,加热搅拌直至固体粉末全部溶解,降温析出三聚氰胺固体结晶,过滤后使水和所述三聚氰胺固体结晶分离,重复多次溶解析出过滤操作,直至三聚氰胺固体表面无杂质,得到纯化后的三聚氰胺。


技术总结
本发明属于树脂固体物循环化利用及资源化领域,具体涉及一种伯胺基化合物水体系降解密胺树脂回收三聚氰胺的方法,针对密胺树脂难以回收利用以及降解产物不均一,难分离等问题,本发明将密胺树脂材料粉碎后与伯胺基化合物的水体系混合,加热进行反应,反应完成后,将反应液中的伯胺基化合物与水除去得到固体粉末,对固体粉末进行精制提纯,得到三聚氰胺,本发明实现了对密胺树脂绿色高效的解聚,对三嗪环外化学键更加精确的断裂,得到单一的产物三聚氰胺,并且三聚氰胺在此体系中不会发生水解,同时产物的获取也简单易得,提纯后可得到纯度大于95%的三聚氰胺。

技术研发人员:邓天昇,杨超慧,侯相林
受保护的技术使用者:中国科学院山西煤炭化学研究所
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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