李成波，徐 莉，孫 偉

(河南省中原大化集團(tuán)有限責(zé)任公司，河南 濮陽 457004)

三聚氰胺泡綿是以三聚氰胺甲醛樹脂為原料經(jīng)高溫發(fā)泡制成可彎曲的柔性的開放式泡沫，其穩(wěn)定的化學(xué)結(jié)構(gòu)和三維網(wǎng)狀交聯(lián)體系使其具有獨(dú)特的化學(xué)和物理穩(wěn)定性，在弱酸和弱堿環(huán)境下不會老化、分解，無殘存游離甲醛，其衛(wèi)生性可達(dá)到食品衛(wèi)生級要求，且具有卓越的吸聲性、阻燃性、隔熱性、耐濕熱穩(wěn)定性、衛(wèi)生安全性及良好的二次加工性等綜合性能，這些特性使三聚氰胺泡綿產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于建筑業(yè)、車輛制造、工廠建設(shè)、熱力工程、設(shè)備裝置、空調(diào)系統(tǒng)、航天航空航海、電子產(chǎn)品、生物治污工程、日用清潔等領(lǐng)域[1-2]。但在生產(chǎn)三聚氰胺泡綿的過程中產(chǎn)生了大量的邊角料，這些邊角料密度小，質(zhì)量輕，難以降解，堆置時占用大量土地資源，因此三聚氰胺泡綿廢料的資源再利用是一個非常重要的領(lǐng)域。

目前三聚氰胺泡綿廢料處理方法通常采用以下方法：①燃燒回收熱能。三聚氰胺泡沫塑料中主要含有碳、氫、氧和氮元素，與空氣中的氧燃燒，產(chǎn)生大量的熱能，可取代部分煤，作為鍋爐的燃料，但是在焚燒的過程中有可能燃燒不完全，會產(chǎn)生有毒氣體，如HCN、氨氣等，對大氣造成污染。②掩埋。由于泡沫塑料體積大，難以降解，會占用大量的土地資源。③化學(xué)回收。采用醇解、堿解和水解等化學(xué)方法回收，這種方法不僅可以減少廢棄物，實(shí)現(xiàn)泡綿的循環(huán)利用，但是化學(xué)回收步驟復(fù)雜，投入大，工業(yè)實(shí)現(xiàn)難度較大。④直接回收利用。直接回收利用可以變廢為寶，提高材料利用率，減少對環(huán)境的污染[3-4]。本文詳細(xì)研究了直接回收利用方法解決三聚氰胺海綿邊角料問題。

1 試驗(yàn)部分

1.1 主要原料

三聚氰胺泡綿；三聚氰胺泡綿碎料(粉碎至125 μm備用)；膠黏劑A、B、C和實(shí)驗(yàn)室自制氨基樹脂膠D，三聚氰胺碎綿與膠黏劑A、B、C和D按照一定比例壓制后得到的再生綿分別命名為再生綿A、再生綿B、再生綿C和再生綿D；無機(jī)阻燃劑。

1.2 三聚氰胺再生泡綿的制備

三聚氰胺泡綿邊角料經(jīng)粉碎機(jī)粉碎成碎塊，加入膠黏劑攪拌均勻，然后在鋼制方槽中加壓8 h以上制成三聚氰胺再生綿。

1.3 測試與表征

三聚氰胺再生泡綿表觀密度根據(jù)GB/T6343-2009標(biāo)準(zhǔn)測量；根據(jù)GB/T6344-2008在萬能材料試驗(yàn)機(jī)測試再生綿的拉伸強(qiáng)度；根據(jù)GB/T6670-2008在回彈儀上測試再生綿的回彈率；根據(jù)ASTM D1621-2010在萬能材料試驗(yàn)機(jī)上測試泡綿的壓縮性能。根據(jù)GB/T2406.2-2009的標(biāo)準(zhǔn)測量在南京江寧儀器有限公司生產(chǎn)的JF-3測試極限氧指數(shù)[5-9]。

2 結(jié)果與討論

2.1 三聚氰胺再生綿物性指標(biāo)

根據(jù)GB/T6343-2009等國家標(biāo)準(zhǔn)分別測得再生綿A、B、C和D的表觀密度、回彈、拉伸強(qiáng)度和壓縮硬度等物性指標(biāo)。如表1所示，結(jié)果表明回收利用的三聚氰胺再生綿表觀密度偏大，在拉伸強(qiáng)度和壓縮強(qiáng)度等指標(biāo)明顯提高，說明三聚氰胺再生綿的性能相比三聚氰胺泡綿有明顯提高。

表1 再生綿的物性指標(biāo)

2.2 三聚氰胺再生綿的氧指數(shù)分析

氧指數(shù)可以用來評價材料的燃燒性能的一個指標(biāo)，三聚氰胺泡綿在高溫會分解出性質(zhì)穩(wěn)定的氮?dú)?，可以達(dá)到隔絕空氣而起到阻燃的目的。三聚氰胺再生綿的氧指數(shù)都大于27%，表明制備的泡沫塑料都屬于難燃材料，同時以自制氨基膠黏劑的三聚氰胺再生綿的氧指數(shù)最大，歸功于氨基膠黏劑的阻燃程度高。三聚氰胺再生綿的氧指數(shù)：再生綿A33.2，再生綿B36.8，再生綿C35.2，再生綿D38.5。

3 三聚氰胺再生綿的工藝流程

三聚氰胺泡綿邊角料經(jīng)粉碎機(jī)粉碎成為125 μm，經(jīng)碎綿輸送風(fēng)機(jī)加入三聚氰胺再生綿罐，按照一定的比例加入自制的氨基樹脂膠并與三聚氰胺碎綿攪拌均勻，然后在鋼制方槽中加壓8 h以上制成三聚氰胺再生綿。從外觀上來看，利用膠黏劑D得到的再生綿D結(jié)構(gòu)緊致，且性能優(yōu)異，所以就采用膠黏劑D制備三聚氰胺再生綿，其流程簡圖見圖1。

圖1 三聚氰胺再生綿制備工藝流程

該工藝使得物料在生產(chǎn)流程中始終保持理化性質(zhì)，線性均一，實(shí)現(xiàn)三聚氰胺再生綿連續(xù)可控生產(chǎn)，且具有工廠占地面積小，基本投資低，生產(chǎn)成本低，回收再生產(chǎn)過程中沒有三廢產(chǎn)生，達(dá)到保護(hù)環(huán)境，變廢為寶，材料利用率高的目的。

4 三聚氰胺再生綿的應(yīng)用前景

4.1 建筑行業(yè)阻燃保溫材料

傳統(tǒng)有機(jī)保溫材料的阻燃能力有限，造成或者間接造成了多場嚴(yán)重的火災(zāi)，為有效防止建筑外墻保溫系統(tǒng)引發(fā)火災(zāi)事故，住房標(biāo)準(zhǔn)明確規(guī)定民用建筑外保溫材料的燃燒性能宜為A級。將無機(jī)阻燃劑與三聚氰胺碎綿充分混合，加入膠黏劑混合均勻后，加入三聚氰胺再生綿制備容器中壓制成型，同時依靠控制三聚氰胺碎綿和阻燃劑質(zhì)量比例，還能達(dá)到滿足建筑材料燃燒等級為A級的阻燃性能產(chǎn)品。該材料不僅具有阻燃保溫功能，而且還有質(zhì)量輕、壓縮強(qiáng)度高和成本低廉的特點(diǎn)。

4.2 復(fù)合吸音材料

三聚氰胺泡綿是一個充分開孔的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)體系，開孔率高達(dá)99%，使得聲波能夠方便有效地進(jìn)入泡綿的深層并轉(zhuǎn)變?yōu)榫W(wǎng)格振動被消耗和吸收掉，有效地消除反射波。三聚氰胺泡綿可以應(yīng)用于受高強(qiáng)度噪聲影響的工作區(qū)。三聚氰胺再生綿工藝未改變?nèi)矍璋放菥d本身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，所以也具備優(yōu)異的吸聲性能。三聚氰胺再生綿可以與金屬或者塑料覆蓋層組成的復(fù)合層結(jié)構(gòu)可以使工作區(qū)的噪聲減弱，產(chǎn)生極為舒適的聲音效果[13]。

4.3 清潔材料

三聚氰胺泡綿具有微孔結(jié)構(gòu)和回彈性能，同時其硬度近似于玻璃的硬度，清潔污漬類似于軟砂紙打磨，無需使用清潔劑。三聚氰胺再生綿工藝未改變?nèi)矍璋放菥d本身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，所以也可以用再生綿擦洗頑固污漬，用水清洗后干凈如新，不但方便省力，還避免了使用化學(xué)清潔劑帶來的毒副作用，受到消費(fèi)者青睞。

5 結(jié)論與展望

三聚氰胺泡綿具有優(yōu)異的物理化學(xué)性能，廣泛應(yīng)用于多種領(lǐng)域，但是在生產(chǎn)制造泡綿的過程中，往往會產(chǎn)生不少的邊角料，如何使用邊角料，提高材料利用率，減少對環(huán)境的二次污染，如何促進(jìn)節(jié)能循環(huán)型經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，是每一個生產(chǎn)制造三聚氰胺泡綿廠家必須考慮解決的問題。采用三聚氰胺再生綿工藝，有效地解決了三聚氰胺泡綿邊角料的問題，且具有阻燃吸音、耐化學(xué)品和衛(wèi)生等特性，可以應(yīng)用于阻燃保溫、吸音材料和日用化學(xué)品等領(lǐng)域，但是目前三聚氰胺再生綿的應(yīng)用領(lǐng)域還不被市場接受。今后還需要解決以下問題。①加大產(chǎn)學(xué)研投入，解決目前產(chǎn)品存在的問題與不足；②積極開發(fā)新的應(yīng)用領(lǐng)域，拓寬市場。