可再生资源的利用是当前涂料行业可持续发展的一条重要途径[1]。聚酯的回收和利用已有不少报道,废涤纶聚酯在涂料中的应用也有不少研究[2]。废涤纶主要成分为聚对苯二甲酸乙二醇酯,不能直接参与醇酸树脂合成反应,必须先将其降解成低分子聚酯化合物才能参与反应。降解方式有醇解和酸解两种方式[3]。本文采用酸解法降解废涤纶,让其直接参与醇酸树脂合成反应。该方法反应平稳,易于控制,不仅降低了成本,使废涤纶得到循环利用,保护了环境,同时配制涂料与传统涂料相比,性能得以提高。
1·实验部分
1.1原材料
废涤纶(废可乐瓶):废品回收站;季戊四醇:湖北宜化化工股份有限公司;豆油脂肪酸:山东莘县飞翔油脂有限公司,工业级;苯酐:南京金陵石化,工业级;松香:福建上杭东南化工有限公司,工业级;顺酐:常州曙光化工厂,工业级;二甲苯:镇江炼化,工业级;200#汽油,镇江炼化,工业级;100#汽油:扬州华伦化工,工业级。
1.2醇酸树脂的合成
将松香、豆油脂肪酸按一定配比投入反应釜中,搅拌,升温到250℃时,慢慢投入废涤纶,并不断搅拌,恒温1~2h,取样,待液体呈均匀透明状后,冷却到180℃以下,依次加入季戊四醇、苯酐和顺酐,然后慢慢加入回流二甲苯,升温至回流,回流4h后,取样,测定产物的酸价和黏度,当酸价≤10mgKOH/g,黏度达到150~400s(涂-4杯)时,冷却,兑稀。
1.3醇酸树脂的性能指标
醇酸树脂的性能指标见表1。
表1
1.4醇酸调合漆、防锈漆的配方
醇酸调合漆配方(wt%):醇酸树脂53;钛白粉12;轻质碳酸钙25;10%母凝膏4;YB201A0.4;复合催干剂0.5;200#汽油5;841防结皮剂0.1。
醇酸防锈漆配方(wt%):醇酸树脂40;铁红粉20;轻质碳酸钙20;硫酸钡10;10%母凝膏4;YB201A0.3;复合催干剂0.6;200#汽油5;841防结皮剂0.1。
2·结果与讨论
2.1配制醇酸调合漆与传统389醇酸漆性能比较
将配制醇酸调合漆与常规389醇酸漆进行性能比较,其结果见表2。
表2
由表2可以看出:采用废涤纶改性醇酸树脂配制的醇酸调合漆,其性能均能达到传统醇酸漆的指标,且光泽和干燥时间明显提高。这是由于采用废涤纶聚酯与季戊四醇,所得树脂的支化度和相对分子质量大,提高了漆膜干燥后的交联密度,同时提高了树脂的玻璃化温度,从而使醇酸漆具有更好的干燥性能和光泽[2]。
2.2配制醇酸防锈漆与常规防锈漆性能比较
将配制醇酸防锈漆与常规防锈漆进行性能比较,其结果见表3。
表3
由表3可以看出:采用废涤纶改性醇酸树脂配制的醇酸防锈漆,其性能均能达到或超过常规醇酸防锈漆的指标,且其光泽、耐盐水性具有明显优势。
由于废涤纶在酸解过程中,分解不均匀,因此改性醇酸树脂分子中存在少量大分子,易引起树脂微浑浊,在合成反应中加入少量顺酐进行接枝反应,可以增加树脂的溶解性和稳定性。考虑到生产中温度的限制,选择熔点在250℃以下的废涤纶,以免因反应釜温度不到而使涤纶降解不完全。由于改性醇酸树脂中存在少量的大分子聚酯,因而稀释溶剂应考虑添加部分100#芳烃溶剂,增强溶解性。
3·结语
采用废涤纶为原料,所得的改性醇酸树脂及其配制的涂料,各项性能指标均达到国家和行业标准,且在光泽、耐水性和耐盐水性方面有所提高。采用溶剂法的生产工艺,避免了熔融法的二次污染。
参考文献
1·席国喜,魏献军,孙晨.废聚酯再生资源化制备涂料研究进展[J].化工进展,2003,22(05):486
2·吴为亚,张辉.对苯二甲酸型醇酸树脂的制备[J].安徽化工,2008,34(05):34-36
3·沈春林.涂料配方手册[M].北京:化学工业出版社,2006 |