PIR-recycling via alkalische splitsing

Aanvrager: RECTICEL
Uitvinders: Dirk De Vos; Thomas Vanbergen 
Patentnummer: WO2024133871A1    
Publicatiedatum: 2024-06-27

De innovatie heeft betrekking op een verbeterde techniek voor het opwerken van polyisocyanuraat (PIR)-materialen die zijn afgeleid van minimaal één polyolverbinding en minimaal één verbinding op basis van methyleendifenyldiisocyanaat.

Harde polyurethaanschuimen (PUR) en polyisocyanuraatschuimen (PIR) worden vaak gebruikt als thermische isolatieplaten in bouw- en constructietoepassingen, zoals muren, daken en vloeren. Deze materialen zijn licht van gewicht en hebben een laag warmtegeleidingsvermogen. 

Ze worden geproduceerd door een exotherme reactie van polyol met isocyanaat in aanwezigheid van een blaasmiddel. Schroot dat ontstaat tijdens de productie of toepassing kan worden gerecycled door het te vermalen tot poeder en het te gebruiken als vulmiddel bij de productie van nieuw schuim. 

Een alternatieve methode voor het recyclen van afvalmateriaal van PUR-schuim wordt beschreven in DE 10019662 A1. In dit proces worden de industriële residuen of het schroot van de PUR-productie onder hoge druk en temperatuur vermalen, gemalen en gemengd met water en een isocyanaat om panelen te maken. Deze panelen kunnen dan worden gebruikt als warmte- of geluidsisolerende platen in de bouw. Het merendeel van het harde PUR- en PIR-schroot is afkomstig van afgedankt PUR-schuim en PIR-schuim. De voornaamste afvalverwerkingsmethoden voor EoL PUR- en PIR-schuim zijn verbranden en storten. Deze verwijderingstechnieken dragen echter niet alleen bij aan milieuvervuiling, maar leiden ook tot economische verliezen door het permanente verlies van waardevolle materialen. Daarom ligt de nadruk op het terugwinnen en hergebruiken van deze materialen. Hoewel de meeste recyclingmethoden voor harde PUR- of PIR-materialen gericht zijn op het terugwinnen van het polyol voor hergebruik in nieuwe materialen, is er nog steeds behoefte aan een chemische recyclingmethode voor PIR-materialen waarmee zowel het polyol als het amine dat afkomstig is van het polyisocyanaat dat in de oorspronkelijke PIR-materialen wordt gebruikt, met succes kan worden teruggewonnen.

Deze benadering is gericht op het creëren van een duurzaam circulair proces dat de afvalproductie tot een minimum beperkt.

De voorgestelde methode houdt in dat MDA uit PIR-materialen wordt teruggewonnen en hergebruikt.

Het proces omvat de volgende stappen: (i) het reageren van PIR-materiaal met ten minste één hydroxide base in een oplossingsmiddel bij een temperatuur tussen 150 en 250 °C, resulterend in een eerste mengsel (M1) dat de MDA-verbinding bevat; ii) het extraheren van de MDA-verbinding uit het eerste mengsel (M1) door middel van een vloeistofextractieproces; iii) in het reactiemengsel (M0) van stap A wordt de hoeveelheid aanwezige ten minste één hydroxide base bepaald door een gewichtsverhouding van de ten minste één hydroxide base tot het totale drooggewicht van het PIR-materiaal, variërend van 0.. 01:1,00 tot 0,20:1,00.

De techniek zorgt voor een snelle oplossing van PIR-materialen, verbeterde reactiesnelheden en een efficiënte terugwinning van amineverbindingen. Dit resulteert in een duurzaam gesloten kringloopsysteem, waarbij afvalproductie wordt geminimaliseerd en teruggewonnen verbindingen opnieuw kunnen worden gebruikt.