新型废旧硅橡胶裂解催化剂

陈平 郑小明

(浙江大学化学系催化研究所，杭州31OO28)

摘要：分析了国内常用废旧硅橡胶裂解方法的利弊，介绍了一种新型裂解催化荆BY—H。采用谈催化剂可有效地提高二甲基环硅氧烷混合物的回收率和质量，平均收率可速度旧硅橡胶中聚硅氧烷总量的95％以上；所回收的二甲基环硅氧垸混舍物经精制后用于生产107硅埠腔，其粘度可达5O0 Pa·8，且稳定性好；工艺条件也得到了明显的改善。

    目前，随着有机硅工业生产的迅猛发展及消费量的快速增长。需回收利用的废旧硅橡胶材料也在大幅度增加；合理、有效地处理各种废旧硅橡胶，不仅能降低有机硅产品的成本，在环保上也起到了一定的积极作用。

    由于在废旧硅橡胶中已经硫化的聚有机硅氧烷分子的交联密度不大，因而可通过适当的催化裂解反应。将其中的Si—O—Si链节解聚成二甲基环硅氧烷混合物[(R2SiO) ， =3～10](简称DMc)；经精制处理后再次用于生产各种有机硅制品。目前，国内已有许多厂家从事废旧硅橡胶裂解回收DMc的生产，主要采用以下几种方法。

1 高温热裂解法

国内采用此工艺的厂家极少，主要原因是反应器体积小、很难进行大批量生产，能耗高，而且极不安全。

2 碱催化法
KOH是废旧硅橡胶裂解回收DMC最常用的一种强碱催化剂。以前，国内采用此工艺的厂家较多。工业化生产时间也较长。虽然采用该工艺得到的DMC质量较高，设备腐蚀也小，但该工艺存在以下几方面的问题：一是催化剂消耗量大，生产lt粗DMC需消耗700-750 kgKOH；二是安全性差，由于反应釜内易发生局部反应过剧，从而引发燃烧和爆炸事故；三是适用范围小，采用KOH作为催化荆只适用于解聚按键类边角料和模具胶。不适用于玻璃胶。

3 酸催化法

酸催化法是国内近几年来许多厂家普遍采用的工艺，所使用催化剂是硫酸。采用硫酸催化法裂解废旧硅椽胶在工艺上虽比碱催化法缓和，生产也较安全；但易堵塞管道，产品质量也差些。该工艺一般又可分为浓硫酸催化法和稀硫酸催化法。国内许多小型厂家曾采用浓硫酸催化法，该法的最大优点是所用浓硫酸由于使用量少而几乎可以不计成本消耗，但由于存在设备腐蚀严重、设备更换率大以及废硫酸处理难等问题，实际生产的综合成本也很高；另一方面，浓硫酸催化法的DMC回收率也低，且极不稳定。对于质量好、聚硅氧烷含量的按键类边角料，DMC的平均收率仅40％ ～45％ ；对于同一种废旧硅橡胶。其回收率的波动范围最大可达15％左右。

稀硫酸(50％～85％)催化法是近年来许多厂家普遍采用的工艺。该工艺虽然具有DMC回收率较高、硫酸价廉并能重复使用的优点，但也避免不了设备腐蚀严重、设备更换率大以及废硫酸处理难等问题，且采用该工艺后，催化裂解的周期延长，单釜反应约需10 h以上，因此设备利用率也低。

BY—H催化剂

为了进一步提高裂解的有效回收率和产品DMC的质量，我们对裂解催化剂及其工艺作了系统的研究，发现了一种新型的裂解催化剂BY--H。采用该催化荆可有效地提高DMC的收率和质量，平均收率可达废旧硅橡胶中聚硅氧烷总量的95％ 以上；所回收的DMC经精制后用于生产107硅橡胶，其粘度可达500 Pa·S，且稳定性好，未发现交联现象；由于反应温和，不腐蚀设备、也不堵塞管道，故生产过程很安全；另外．该催化剂配制简单，用量少并能多次回收再用，反应时间缩短，产量太，在工艺上可以套用现有的裂解生产装置，适用于各种废旧硅橡胶(包括按键胶、模具胶、玻璃胶)的裂解。现将使用B —H型催化剂裂解上述三种废旧硅橡胶的平均收率及色谱分析测得的产品DMC中各环体的质量分数分别列于表1和表2中。

此主题相关图片如下：

感谢楼主

学习