改性聚酯制造技术

本发明专利技术属于一种聚酯废料的改性以及改性后的聚酯制备的双组分聚氨酯漆。本发明专利技术是以聚酯废料为起始原料，经二甘醇和季戊四醇或二甘醇和丙三醇或二甘醇和季戊四醇和丙三醇和混合物热回流醇解，并馏出乙二醇，减压缩聚而制得的羟值为１４０～２３０ｍｇＫＯＨ／ｇ的聚酯。将改性聚酯用混合溶液兑稀与改性聚酯和甲苯二异氰酸酯的预聚物，或与Ｈ－５聚氨酯漆固化剂混合可制作成双组分漆。本发明专利技术改性聚酯制备的聚氨酯漆，经检测和试用证明，其涂层附着力强、光泽好、硬度高、耐磨、耐温、耐水、耐化学腐蚀。施工和流平性能好，气候适应性强，使用方便，造价低。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于一种聚酯废料的改性以及改性后的聚酯制备的双组分聚氨酯漆。涤纶聚酯生产及产品后加工过程中，有大量废料产生，例如，生产的中间产品、等外品，开停车或发生事故时的半成品，还有涤纶纤维薄膜和聚酯瓶生产过程中产生的废丝、片等，一些高档次废料可经过再造粒或纺丝回收，但此过程仍产生二次废料，这些聚酯废料均为线型对称的带有苯环结构的大分子，具有良好的耐热、耐候、耐磨性及电绝缘性和良好的附着力。但由于聚酯废料是分子量约为2万左右的聚对苯二甲酸乙二醇酯，熔点高达280℃，该聚酯废料在普通的有机溶剂中不溶解，因此不能直接用于涂料生产中。聚氨酯漆是一种综合性能优良的涂料，广泛应用于家俱装饰、建筑装璜、设备防腐及金属、皮革涂饰等方面。该漆的常规制备方法是以邻苯二甲酸酐、己二酸、十一稀酸、顺酐、丙二醇及三羟甲基丙烷等原料合成，这些原料均为紧俏价高的化工产品，使得聚氨酯漆的生产成本很高。本专利技术的目的在于解决上述问题，提供一种聚酯废料再利用的有效途径，降低生产成本，并提高聚氨酯漆的性能的聚氨酯漆的聚酯组分和聚氨酯漆。本专利技术的改性聚酯，是以聚酯废料为起始原料，经二甘醇和季戊四醇或二甘醇和丙三醇或二甘醇和季戊四醇和丙三醇的混合物热回流醇解，并馏出乙二醇，减压缩聚而制得的羟值为140～23mgKOH/g的聚酯。醇解配料重量比为聚酯废料 46.7～49.0％二甘醇 40.6～49.0％季戊四醇 4.2～10.4％催化剂 0.04～0.25％醇解配料重量比为聚酯废料 46.7～47.2％二甘醇 46.5～49.4％丙三醇3.4～6.7％催化剂 0.04～0.25％醇解配料重量比为聚酯废料 47.5～48.2％二甘醇 42.7～44.6％季戊四醇 3.4～6.8％丙三醇2.3～4.6％催化剂 0.04～0.25％醇解为将上述配料加入反应器，在搅拌下加热至230～240℃，回流反应2～3小时。醇解过程中产生的乙二醇不断地通过分馏柱馏出反应体系，使醇解反应顺利进行。缩聚为在残压为5～15mm汞柱压力和200～230℃下缩聚0.5～1小时。催化剂通常用醋酸锌，目的是加速解聚反应进行。也可将醋酸锌和醋酸锂复合使用。本专利技术是用二甘醇和其它多元醇的混台物来解聚聚酯废料，以引入改性基团，达到用于制漆的目的。以聚酯在二甘醇中醇解为例，其反应过程表示如下 二甘醇的沸点高达245℃，易于提高醇解温度，使聚酯废料高分子迅速解聚，并分离出反应生成的乙二醇。由于二甘醇含有醚键，使解聚分子链成为活性有柔性的链段，使其溶解性好。但聚酯废料用二甘醇解聚，只能形成线型对称的对苯结构，分子没有支化度，易结晶，且制备的聚氨酯漆的硬度、冲击强度和耐腐蚀性相对较弱。季戊四醇的加入可改善进一步反应生成的高分子结构，季戊四醇有四个活泼的羟基，可使聚酯废料解聚后的分子链在下一步反应中形成部分交联支化结构，季戊四醇的引入还可以破坏对苯二甲酸在线型分子中的结晶倾向。同理，也可以使用丙三醇达到以上的效果。醇解物的分子量较低，分子量分布加宽，为使聚氨酯漆成膜后有一定的硬度和强度，可使醇解物进一步缩聚，以得到一定分子量和羟值的缩合物。也可以在缩聚前在醇解物中加入2～5％的松香和5～12％的邻苯二甲酸酐，在220～230℃反应1～2小时，然后进行缩聚，以调节羟值，并改善缩聚产物的溶解性和成膜光泽。还可以在缩聚前在醇解物中加入5～11％的己二酸，在215～225℃反应1～2小时，然后进行缩聚，以降低缩聚产物的粘度，提高聚氨酯漆的柔韧性。将上述改性聚酯制备的聚氨酯漆，其为甲乙双组份漆，甲乙组分的重量配比为1∶2.5～4；甲组分重量百分比为改性聚酯 50％～60％混合溶剂 40％～50％按常规还需加入甲组分总量的0.2％的流平剂CAB-35-1；乙组分重量百分比为改性聚酯27.2％～29.4％甲苯二异氰酸酯 20.6％～22.8％混合溶剂47.8％～52.2％乙组分的制法是将甲苯二异氰酸酯用混合溶剂稀释为50％的溶液，升温至70℃，开始加入改性聚酯的混合溶剂溶液，并保温在70～80℃，1～2小时内连续加入完毕，然后在90～120℃下搅拌反应1～2小时，测得NCO含量为6～8.5％时，过滤出料。将上述的改性聚酯制备的聚氨酯漆，其为甲乙比组分漆，甲乙组分的重量配比为1∶1～2；甲组分重量百分比为改性聚酯 50％～60％混合溶剂 40％～50％按常规还需加入甲组分总量的0.2的流平剂CAB-35-1；乙组分选用NCO含量为8～10％的H-5聚氨酯漆固化剂。上述的混合溶剂为二甲苯和环己酮重量1∶1的混合溶剂；混合溶剂也可为重量百分比为二甲苯45～50％、环己酮35～40％、醋酸乙酯8～10％、C9芳烃3～7％的混合溶剂。当把本专利技术聚氨酯漆制成彩色涂料时，只要在甲组分中根据色泽需要加入颜料及填料，并经砂磨机磨细至30微米以内即可。用本专利技术改性聚酯制备的聚氨酯漆，经检测和试用证明，其涂层附着力强、光泽好、硬度高、耐磨、耐温、耐水、耐化学腐蚀。施工性能也好，流平性能好，气候适应性强，使用方便，造价低，适用于高级家俱、宾馆、饭店内壁装饰及民用木器的表面涂装，也适用于各机械设备、化工装置及水泥建筑等的防腐蚀涂装。本专利技术聚氨酯漆与现有S01-3、S22-1、7110等型号的聚氨酯漆的性能比较，见下表检验项目本专利技术S01-3清漆S22-1清漆7110J6表干(h)4 4 4 4实干(h) 222424 24硬度自干≥ 0.7 0.5 0.5烘干≥ 0.9 0.6附着力(级) 1 2 2 2光泽(％) 103 100 100 90柔韧性mm 1 1 1 1耐热性150℃，3h 100℃，3h漆膜无变化 漆膜无变化耐水性浸水1个月 浸水48h， 浸水24小时，允漆膜无变化 漆膜无变化 许轻微失光变白，2h内恢复本专利技术的聚氨酯漆的其它性能指标检验如下检验项目指标 结果原漆外观和透明度 浅黄至棕色透明液体，无机械杂质合格干燥时间h≤表干 4 4实干2222烘干(120℃) 1 1冲击强度(120℃)J焦耳 4.9 4.9耐热性 185℃，5h，漆膜无起层、皱皮、鼓泡、开裂 合格耐油性(70#汽油14天) 漆膜不起泡，不脱落，无锈蚀痕迹 合格耐酸性(20％H2SO4，14天)漆膜不起泡，不脱落，无锈蚀痕迹 合格耐碱性(5％NaOH，14天)漆膜不起泡，不脱落，无锈蚀痕迹 合格耐盐水性(5％NaCl，14天) 漆膜不起泡，不脱落，无锈蚀痕迹 合格固体含量％≥4562粘度S甲组分≥3033乙组分≥1214冷热交替(150℃/15min冷水冷却20个周期)无变化 无变化耐火性(平放点燃的香烟3分钟) 漆膜无变化合格耐沸水性(1小时)漆膜无变化合格以下实施例的主要原料与试剂聚酯废料 工业品二甘醇 CP季戊四醇 CP丙三醇 CP醋酸锌 CP环己酮 CP二甲苯 工业品C9芳烃工业品醋酸乙酯 CP甲苯二异氰酸酯 CP邻苯二甲酸酐 CP松香 CP流平剂CAB-35-1 工业品己二酸 CPH-5聚氨酯漆固化剂 工业品实施例一。称取192克聚酯废料、0.20克醋酸锌本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种由聚酯废料制备的改性聚酯，其特征是其以聚酯废料为起始原料，经二甘醇和季戊四醇或二甘醇和丙三醇或二甘醇和季戊四醇和丙三醇的混合物热回流醇解，馏出乙二醇，减压缩聚而制得的羟值在１４０～２３０ｍｇＫＯＨ／ｇ的聚酯。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：展江宏，龚涛，
申请(专利权)人：中国石油乌鲁木齐石油化工总厂，
类型：发明
国别省市：65[中国|新疆]