Порошковая краска для покрытий ( патент РФ 2178436)

Сущность изобретения заключается в том, что один из компонентов предлагаемой краски - твердая полиэфирная смола - представляет продукт взаимодействия смолистых волокнистых отходов производства лавсана с многоатомными спиртами и отходами дистилляции фталевого ангидрида. Отходы производства лавсана образуются при производстве лавсана и представляют собой первые и последние фракции полимера, выгружаемого из реактора в виде крошки, гранул, пыли, стружки, непрорезы полиэтилентерефталата и при производстве волокна из лавсана в виде волокон, нитей, концов жгута, (путанка). По внешнему виду матированные неокрашенные и окрашенные - обесцвеченные, белые, бежевые, зеленые, черные. Отходы содержат, мас. % летучего вещества - при 105^oC - 0,28-0,41, при 200^oC - 0,25-0,55; двуокись титана - 0,4-0,5; полиэтилентерефтолат - 88,1-93,1; влагу - 5-10; замасливатель - 1,3-1,5; имеют температуру плавления 200-215^oC.

Получение твердой полиэфирной смолы включает две последовательные стадии: алкоголиз вторичного лавсана многоатомными спиртами и поликонденсацию смолы с фталевым ангидридом отходов.

При производстве фталевого ангидрида методом каталитического окисления нафталина последней стадией технологического процесса является очистка фталевого ангидрида от других продуктов, образующихся при окислении нафталина (фталевой и бензойной кислот, малеинового ангидрида, 1,4-нафтохинона и смолистых веществ). Получение чистого фталевого ангидрида производится путем термической обработки с последующей дистилляцией в дистилляционных колонках под вакуумом - 10 мм рт. ст.

Дистилляционная колонка представляет собой вертикальный цилиндрический аппарат с наружным обогревом и насадкой из колец Рашига. Дистилляционная система для перегонки фталевого ангидрида состоит из следующих аппаратов: дистиллятора, дистилляционной колонны, холодильника, обратного холодильника, фазоразделителя, гидрозатвора, сборника фталевого ангидрида, сублимационной ловушки. Обработанный фталевый ангидрид с помощью вакуума передается в дистиллятор. За 1,5-2,0 ч до приемки фталевого ангидрида дистиллятор нагревается пароводяной эмульсией до 160-170^oC, паром нагревается холодильник до 132-138^oC. Разрежение в дистилляторе 630-720 мм рт. ст. (0,8-0,85 атм. ). По окончании герметизации системы и набора вакуума пересасывают массу фталевого ангидрида в дистиллятор. Одновременно с пересасыванием начинают дистилляцию фталевого ангидрида при вакууме 0,8 атм. и 220-230^oC. При этих параметрах ведется отбор "головной" фракции, которая непрерывно подается в куб дистиллятора в количестве 0,5-1,0 м³/ч. При получении данных анализа "головной" фракции до показателю "цветность расплавленного продукта", ГОСТ 7119-77, отбор "головной" фракции прекращают, отбирают основную фракцию фталевого ангидрида. В конце операции дистилляции давление пароводяной эмульсии повышают до 90 атм. , что соответствует температуре 280^oC, после чего прекращают подогрев. По окончании дистилляции остаток смолы в дистилляторе и является отходом дистилляции фталевого ангидрида (ОФА), который непригоден для переработки и дальнейшего использования и по мере накопления вывозится в отвал.

Характеристика отходов дистилляции фталевого ангидрида представлена в табл. 1.

Существенный признак, характеризующий изобретение, - использование ОФА с содержанием фталевого ангидрида не менее 37 мас. %, обеспечивающее получение твердого насыщенного полиэфира, который по совокупности свойств (температура размягчения, кислотное число) обеспечивает получение порошковых эпоксидно-полиэфирных красок и покрытий, удовлетворяющих всем требованиям, предъявляемым к эпоксидно-полиэфирным покрытиям. Возможно использование всех ОФА, которые в условиях реального производства содержат от 37 до 85 мас. % фталевого ангидрида.

Использование ОФА дает возможность квалифицированно утилизировать отход производства, ликвидировать отвал, снизить себестоимость производства порошковой краски, расширить ассортимент дефицитных порошковых красок, организовать производство атмосферостойких эпоксидно-полиэфирных красок, производство которых в Российской Федерации отсутствует.

Новый технический результат заключается в двойном экологическом эффекте: утилизация отходов и экологически чистая безотходная технология получения конечного продукта - полимерного покрытия.

Эпоксидно-полиэфирную порошковую краску получали следующим образом. Синтез твердой полиэфирной смолы проводили в обогреваемом реакторе с мешалкой в среде инертного газа (азот) в две стадии. Отходы лавсана в виде гранул, путанки загружали в реактор, расплавляли и вводили деструктирующий агент (глицерин и диэтиленгликоль или этиленгликоль или их смесь). Процесс алкоголиза осуществляли при 250-260^oC, процесс этерификации отходами дистилляции фталевого ангидрида при 155-160^oC.

Порошковую краску изготовляли известным способом. Предварительно компоненты смешивали в шаровой мельнице. Полученную смесь подвергали оплавлению и гомогенизации в экструдере при 120^oC и после охлаждения измельчали до размера частиц 100 мкм.

В табл. 2 приведены конкретные примеры соотношения компонентов при синтезе полиэфиров, в табл. 3 - примеры состава красок и свойства, полученных из них покрытий. Именно при этих соотношениях компонентов при синтезе полиэфиров и при приготовлении красок наблюдаются максимальные значения физико-механических показателей покрытий. В качестве остальных ингредиентов красок - пигментов, наполнителей, регуляторов розлива, катализаторов отверждения - использовали обычно применяемые для этой цели вещества.

Pages: 1 2 3