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1~2 h,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4 h 后,取样,测定产物的酸价和黏度,当酸价≤ 10 mgKOH/g,黏度达到150~400 s(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 醇酸树脂的性能指标
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 ;YB201A 0.4 ;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 ;YB201A 0.3 ;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 配制醇酸调合漆与389 醇酸漆性能比较
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。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。
表3 配制醇酸防锈漆与常规防锈漆性能比较
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。