一種環保型水溶性滌綸改性樹脂及其製作方法
2023-10-11 11:02:19
一種環保型水溶性滌綸改性樹脂及其製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種環保型水溶性滌綸改性樹脂，按稱重百分比計由下列組份製備合成：酸化油21～25％、苯甲酸酐2～6％、廢滌綸塊料13～17％、松香3～7％、三羥甲基丙烷13～17％、偏苯三酸酐1～3％、三乙胺6～10％、乙二醇單丁醚3～7％、去離子水1～5％、餘量為自來水；其製作方法是：一、用地溝油製成酸化油；二、按上述稱重百分比，將酸化油和微量矽油加入反應釜中升溫攪伴，並在不同溫度、不同酸值條件下分別按稱重百分比加入上述組份進行脂化、交聯反應、稀釋攪拌，從而得到水溶性絛綸改性樹脂。該樹脂具有反應溫度低、乾燥快、附著力強、硬度高、耐衝擊優良、VOC排放量極低的良好特性，還具有生產工藝簡單安全、貯存穩定性及水溶性優良的優點。
【專利說明】一種環保型水溶性滌綸改性樹脂及其製作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種水溶性樹脂及其製作方法，特別是一種用廢滌綸塊料和地溝油合成的水溶性改性樹脂及其製作方法，屬於精細化工【技術領域】。
【背景技術】
[0002]隨著人們環保意識增強，以及有機溶劑、植物油、植物油酸的價格高漲，可再生資源的利用已成為當前塗料行業可持續發展的一個重要途徑。利用廢滌綸塊料和地溝油生產水溶性塗改性樹脂已成為樹脂生產中的重要研究課題。之前有關廢滌綸塊料、地溝油在樹脂中單獨應用研究也不少，主要開發的是單項利用滌綸廢絲或地溝油生產油溶性樹脂，這種油溶性樹脂雖具有成本低廉，塗膜性能優良等優點，但由於其乾燥速度慢、漆膜硬度低、缺乏光澤和豐滿度，且耐水性、耐侯性較差等缺陷，因而在應用上受到了一定的限制；且單項油溶性樹脂的製備工藝中通常需要高酸價(HV大於等於190mg KOH/g)在270°C高溫條件下進行酸解反應，其能耗高，對反應設備，加熱溫度要求相對較高，造成反應設備周圍溫度長期居高不下，氣味大，導致操作工人工作環境差，實際生產過程中還存在一定的安全隱患。
【發明內容】
[0003]針對目前利用廢滌綸塊料和地溝油生產的單項油溶性樹脂所存在的性能不足和工藝缺陷，本發明提出一種用廢滌綸塊料和地溝油生產的水溶性滌綸改性樹脂及其製作方法。
[0004]本發明的技術方案是:一種環保型水溶性滌綸改性樹脂，按稱重百分比計由下列組份製備合成:
酸化油21~25 %、矽油0.0009%~0.00018%，苯甲酸酐2~6%、廢滌綸塊料13~17%、松香3~7%、三羥甲基丙烷13~17%、偏苯三酸酐I~3%、三乙胺6~10%、乙二醇單丁醚3~7%、去離子水I~5%、餘量為自來水。
[0005]一種環保型水溶性滌綸改性樹脂的製作方法是:
一、採用地溝油製作酸化油:
1、首先將地溝油進行沉澱去除雜質，然後導入加工池中，釆用底部盤管蒸汽加熱，開動攪拌升溫至60 V~90°C，向池內緩慢噴淋佔地溝油總量的7 0Z0~10%、濃度為40%~70%的稀硫酸，開動排風至池內反應物由粘稠狀變黑紅稀溥狀停止噴淋，充分攪拌均勻後停止蒸汽加熱和攪拌，靜置24小時~48小時；
2、將上述加工池內加工後的地溝油抽入反應釜中，開動攪拌升溫，當溫度升至70°C~100°C時，在反應釜內加入0.05%純鹼，再勻速升溫至110°C~130°C，然後分批向反應釜內加入佔加工後地溝油總量10%且濃度為20%的雙氧水，進行脫脂提純，當反應釜內物料酸價達100~150mg KOH/g，顏色呈紅棕色時，降溫至60°C~80°C後將得到酸化油過濾打入半成品貯槽備用。
[0006]二、製備水溶性滌綸改性樹脂:
1、用佔配方總量21%~25%的酸化油和矽油0.00099Π).00018%加入反應釜中升溫攪拌;
2、溫度升至115°C~120°C加入佔配方總量3%~7%松香，繼續升溫至140°C；
3、溫度升至140°C時加入佔配方總量1%~3%的苯甲酸酐和13%~17%的三羥甲基丙烷，再升溫至195°C~200°C，保溫0.5h-l.5h停止攪拌；
4、降溫至130°C投入佔配方總量13%~17%的廢滌綸塊料，緩慢攪拌，繼續升溫到2300C~250°C保溫1.5~2.5小時至反應物透明，酸值低於1mg KOH/g時降溫；
5、當溫度降至180°C時，加入佔配方總量1%~3%的偏苯三酸酐，溫度控制在1700C~180°C之間，保溫0.5小時至酸值到40-60mg KOH/g降溫；
6、當溫度降至140°C時加入佔配方總量3%~7%的乙二醇單丁醚進行酯化、交聯反應；
7、降溫至60°C加入佔配方總量6%~?Ο%的三乙胺進行中和反應20min至酸值小於等於1mg KOH/g時，將物料打入對稀釜中，配成60%基料溶液，最後用佔總配方量1%~5%的去離子水、餘量為自來水兌稀攪拌均勻，得到固體含量為45%~55%，粘度為(塗-4杯)150s水溶性絛綸改性樹脂。
[0007]本發明由上述組份並按照上述製作方法製得的水溶性滌綸改性樹脂，屬於多元醇、多元醇與酸化油(地溝油處理物)、波滌綸塊料(化仟廠棄物)通過溶聚而獲得的低粘度樹脂，該樹脂在有機胺中和中製得的水性樹脂具有反應溫度低、乾燥快、附著力強、硬度高、耐衝擊優良、VOC排放量極低的優點；該樹脂的配方中採用苯甲酸酐、三羥基甲基丙烷加以創新，交聯反應同時進行，其生產工藝安全、工序簡便、工時縮短、貯存穩定性及水溶性優良，相對分子量分布均勻；該樹脂還改變了現有水性樹脂分子鏈上的酯鍵在弱鹼性條件下易水解、塗料貯存不穩定及樹脂應用範圍受限等弊端。
【具體實施方式】
[0008]實施例1
本發明按稱重百分比計由下列組份製備合成:
酸化油23%、矽油0.0005%、苯甲酸酐4%、廢滌綸塊料15%、松香5%、三羥甲基丙烷15%、偏苯三酸酐2%、三乙胺8%、乙二醇單丁醚5%、去離子水3%，餘量為水。
[0009]實施例2
本發明按稱重百分比計由下列組份製備合成:
酸化油21 %、矽油0.00018%、苯甲酸酐2 %、廢滌綸塊料13 %、松香3 %、三羥甲基丙烷13 %、偏苯三酸酐3 %、三乙胺10 %、乙二醇單丁醚7 %、去離子水5 %，餘量為水。
[0010]實施例3
本發明按稱重百分比計由下列組份製備合成:
酸化油25%、矽油0.0009%、苯甲酸酐6%、廢滌綸塊料17%、松香7%、三羥甲基丙烷17%、偏苯三酸酐I %、三乙胺6%、乙二醇單丁醚3%、去離子水I %，餘量為水。
[0011]實施例4 本發明的製作方法是:
一、首先採用地溝油製作酸化油:1、將地溝油沉澱並去除雜物，然後導入加工池中，用底部盤管量汽加熱，開動攪拌並升溫至70°c，向池內緩慢噴淋佔地溝油總量9%、濃度為55%的稀硫酸，開動排風至池內反應物由粘稠狀變黑紅稀溥狀，停止噴淋，充分攪拌均勻，停止蒸汽加熱和攪拌，靜置32小時；
2、將上述加工池內加工後的地溝油抽入反應釜中攪拌升溫至85°C，加入0.05%純鹼於反應釜中，再勻速升溫至120°C，然後分批量向反應釜內加入佔加工後地溝油總量10%且溶度為20%的雙氧水，進行脫脂提純，反應釜內物料酸價達115mg KOH/g，顏色呈紅棕色時，降溫至70°C後得到酸化油。
[0012]二、製備水溶性滌綸改性樹脂:
1、用佔配方總量23%的酸化油和矽油0.0005%加入反應釜中升溫攪拌；
2、溫升至117°C加入佔配方總量5%的松香，繼續升溫至140°C；
3、溫度升至140°C時加入佔配方總量4%的苯甲酸酐和15%的三羥甲基丙烷再升溫至197°C，保溫lh，停止攪拌；
4、降溫至130°C加入佔配方總量15%的廢滌綸塊料，繼續升溫到240°C保溫2小時至酸值低於 1mg KOH/g ；
5、降溫至180°C，加入佔配方總量2%的偏苯三酸酐，在175°C之間保溫0.5小時，至反應物透明，酸值達50mg KOH/g時降溫；
6、降溫至140°C加入佔配方總量5%的乙二醇單丁醚進行酯化、交聯反應；
7、降溫至60°C加入佔配方總量8%的三乙胺進行中和反應20min至酸值小於等於1mgKOH/g,將物料打入反應釜中，配成60%基料溶液，最後用佔配方總量3%的去離子水和20%的自來水兌稀攪拌均勻，得到固體含量為50%，粘度為(塗-4杯/s)150s的水溶性滌綸改性樹脂。
[0013]與現有水溶性樹脂相比，本發明的有益貢獻是:
(1)本樹脂系多元醇、多元醇與酸化油(地溝油加工產品)、廢滌綸塊料(化纖廠廢棄物)縮聚而成、屬低粘度樹脂。該樹脂用有機胺做中和劑製得的水溶性樹脂具有生產反應溫度低、乾燥快、附著力強、硬度高、耐衝擊優良、VOC排放量極低；
(2)本樹脂選用苯甲酸酐、三羥基甲基丙烷並加以創新，酯化、交聯反應同時進行、生產工藝安全、工序簡便、工時縮短、貯存穩定性及水溶性優良、相對分子量分布均勻，改變了現有水溶性樹脂分子鏈上的酯鍵在弱鹼性條件下易水解、塗料貯存不穩定及樹脂應用範圍限制等現象；
(3)本樹脂採用從低溫到高溫階梯升溫過程使酯化反應穩定地向預定的方向進行，提高了樹脂性能，改變了現有水溶性樹脂升溫過快導致苯甲酸酐及低沸點物料來不及反應就流失，生成樹脂相對分子質量分布太寬、樹脂水溶性及其在水溶液中的分散不穩定性現象。
[0014](4)本樹脂選用再生資源廢滌綸塊料(化纖廠生產下腳料)、地溝油(生活垃圾)為水性樹脂生產主要原料，變廢為寶，同時它以水為溶劑既節省了大量有機溶劑、又降低了樹脂成本、減輕了環境汙染，其產品安全可靠、遇火不燃燒，使廢棄物質循環再生利用，為廢棄化纖下腳料和地溝油在塗料中綜合運用開闢了一條新的途徑。
[0015](5)本樹脂選用三乙胺作中和劑，其中和度達80-85%，樹脂的水溶性和貯存穩定性相對較好，漆膜乾燥時間縮短，乾燥時間表幹40min，實幹8小時，硬度提高。
[0016](6)本樹脂主要用於醇酸類油漆，防腐漆，氨基漆、聚氧酯漆、聚酯漆等漆製造基料，在塗料成品檢測實驗中其優點主要體現在乾性、硬度、光澤、柔韌性、附著力、耐候性、耐水性等方面均優於同類油漆樹脂產品。
【權利要求】
1.一種環保型水溶性滌綸改性樹脂，其特徵在於按稱重百分比計由下列組份製備合成: 酸化油21~25 %、矽油0.0009%~0.00018%，苯甲酸酐2~6 %、廢滌綸塊料13~17%、松香3~7%、三羥甲基丙烷13~17%、偏苯三酸酐1~3%、三乙胺6~10%、乙二醇單丁醚3~7%、去離子水I~5%、餘量為自來水。
2.一種製備如權利要求1所述的環保型水溶性滌綸改性樹脂的方法，其特徵在於包括以下步驟: 一、採用地溝油製作酸化油: (O首先將地溝油進行沉澱去除雜質，然後導入加工池中，釆用底部盤管蒸汽加熱，開動攪拌升溫至60V~90°C，向池內緩慢噴淋佔地溝油總量的7%~10%、濃度為40%~70%的稀硫酸，開動排風至池內反應物由粘稠狀變黑紅稀溥狀停止噴淋，充分攪拌均勻後停止蒸汽加熱和攪拌，靜置24小時~48小時； (2)將上述加工池內加工後的地溝油抽入反應釜中，開動攪拌升溫，當溫度升至70°C~100°C時，在反應釜內加入0.05%純鹼，再勻速升溫至110°C~130°C，然後分批向反應釜內加入佔加工後地溝油總量10%且濃度為20%的雙氧水，進行脫脂提純，當反應釜內物料酸價達100~150mg KOH/g,顏色呈紅棕色時，降溫至60°C~80°C後將得到酸化油過濾打入半成品貯槽備用； 二、製備水溶性滌綸改性樹脂: (1)用佔配方總量21%~25%的酸化油和矽油0.00099Π).00018%加入反應釜中升溫攪拌; (2)溫度升至115°C~120°C加入佔配方總量3%~7%松香，繼續升溫至140°C； (3)溫度升至140°C時加入佔配方總量1%~3%的苯甲酸酐和13%~17%的三羥甲基丙烷，再升溫至195°C~200°C，保溫0.5h-l.5h停止攪拌； (4)降溫至130°C投入佔配方總量13%~17%的廢滌綸塊料，緩慢攪拌，繼續升溫到2300C~250°C保溫1.5~2.5小時至反應物透明，酸值低於1mg KOH/g時降溫； (5)當溫度降至180°C時，加入佔配方總量1%~3%的偏苯三酸酐，溫度控制在1700C~180°C之間，保溫0.5小時至酸值到40-60mg KOH/g降溫； (6)當溫度降至140°C時加入佔配方總量3%~7%的乙二醇單丁醚進行酯化、交聯反應； (7)降溫至60°C加入佔配方總量69TlO%的三乙胺進行中和反應20min至酸值小於等於1mg KOH/g時，將物料打入對稀釜中，配成60%基料溶液，最後用佔總配方量1%~5%的去離子水、餘量為自來水兌稀攪拌均勻獲得本發明。
【文檔編號】C08G63/00GK104130380SQ201410333848
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年7月15日 優先權日:2014年7月15日
【發明者】唐偉, 唐紅龍 申請人:鹽城美麗雅漆業有限公司