Для получения покрытий композиции наносили методом пневмоэлектростатического напыления на стальные пластины, либо на алюминиевую фольгу и отверждали при 200oС в течение 20 мин.

Отходы дистилляции фталевого ангидрида получают при производстве фталевого ангидрида методом каталитического окисления нафталина. Последней стадией технологического процесса является очистка сырого фталевого ангидрида от других продуктов, образующихся при окислении нафталина (фталевой и бензойной кислот, малеинового ангидрида, 1,4-нафтохинона и полимерных смол). Для этого проводят термообработку и дистилляцию. В процессе отделения целевого продукта (фталевого ангидрида) дистилляцией получается ряд отходов кубовых остатков, головной фракции, которые не пригодны для переработки и дальнейшего использования и по мере накопления вывозятся в отвал.

Твердую карбоксилсодержащую полиэфирную смолу получали при мольном соотношении фталевый ангидрид (в расчете на 100%-ный продукт) : гидроксилсодержащий полиэфир, равном 0,31-0,35:1 (табл.2, пример 3, 4). При этом увеличение количества фталевого ангидрида в реакционной смеси приводило к увеличению содержания остаточного фталевого ангидрида в полиэфирной смоле, что увеличивало содержание летучих веществ и снижало молекулярную массу полиэфирной смолы. Меньшее содержание фталевого ангидрида не достаточно, так как твердая карбоксилсодержащая полиэфирная смола имеет низкое содержание карбоксильных групп.

Полученные соотношения позволяют для получения твердой полиэфирной карбоксилсодержащей смолы использовать любые содержащие фталевый ангидрид отходы при условии соблюдения вышеуказанного соотношения.

В табл.3 приведены условия и результаты синтеза твердой карбоксилсодержащей полиэфирной смолы. В качестве вторичного ПЭТФ в процессе алкоголиза использовали бытовые отходы - контейнеры для хранения пищевых продуктов. В процессе этерификации использовали отходы дистилляции фталевого ангидрида: головную фракцию дистилляции фталевого ангидрида (ГДФА) с содержанием фталевого ангидрида 98 мас.%, кубовые остатки дистилляции фталевого ангидрида (КОДФА) с содержанием фталевого ангидрида 42,0 мас.% Западно-Сибирского металлургического комбината.

Из данных табл.3 следует, что соотношение компонентов, технологические параметры синтеза можно варьировать в достаточно широких пределах с сохранением требуемых свойств полиэфирной смолы: температуры размягчения 83-96oС, кислотного числа 40-100 мгКОН/г. Получены полиэфиры светлой цветовой гаммы по сравнению с полиэфирами из отходов лавсана и в широком диапазоне кислотного числа, что позволяет для получения порошковых композиций использовать твердые эпоксидные смолы с различным эпоксидным числом любой марки. Изменение соотношений компонентов более чем указано в табл. 3 нежелательно, т.к. при этом получаются полиэфиры, при использовании которых ухудшаются свойства композиций и покрытий. Наилучшие свойства композиций и покрытий обеспечивает применение полиэфира состава примера 10, 11. Для определения области оптимальных соотношений компонентов в композициях были испытаны полиэфир примера 10 и полиэфир примера 13 (табл.3) с минимальным кислотным числом.

В табл. 4 приведены примеры различных составов и свойств композиций покрытий, полученных при использовании в качестве наполнителя отходов ферросплавного производства (табл.1). Именно при этих соотношениях эпоксидной и полиэфирной смол соотношение эпоксидных групп эпоксидной смолы к карбоксильным группам полиэфирной смолы находятся в диапазоне от 1,7:1 до 1:1,7 и наличие каталитически активных и механически прочных наполнителей шлаков и определяет высокие физико-механические свойства покрытий.

Именно при характеристиках полиэфирных смол, приведенных в табл.3, и соотношении компонентов в композициях, приведенных в табл.4, наблюдается получение покрытий с максимально высокими для данной композиции показателями. Применение этих же компонентов, но в других соотношениях дало менее высокий эффект.

При использовании полиэфирной смолы из вторичного ПЭТФ-контейнеров от хранения пищевых продуктов получены композиции и покрытия белых цветов. При приведенных в табл.4 рецептурах и введении отходов ферросплавов получены покрытия прочностью при ударе до 14,7 Нм, адгезионной прочностью 450-500 Н/м (табл. 4, пример 19-25), что значительно превосходит указанные показатели в прототипе и базовые без отходов ферросплавов (пример 15-17).

В качестве остальных ингредиентов композиций - пигментов, регуляторов розлива, катализаторов отверждения использовали обычно применяемые для этой цели вещества. В составе композиций табл.4, 5 в качестве пигментов использовали диоксид титана, технический углерод, фталоцианиовый голубой, красный железоокисный, желтый железокисный, крон свинцовый лимонный, которые практически на качество краски не повлияли. В качестве наполнителей в образцах сравнения использовали мел. В качестве регулятора розлива - винилин (поливинилбутиловый эфир), катализатора отверждения - оксид цинка, который надежно отверждал эпоксидно-полиэфирные композиции за 20-25 мин при 200oС.

Использование вторичного ПЭТФ бытовых отходов и отходов дистилляции фталевого ангидрида позволяет снизить себестоимость производства твердой полиэфирной смолы для порошковой композиции на 60%, расширить ассортимент исходных материалов для получения порошковых красок, получить краски светлой цветовой гаммы, позволяет квалифицированно утилизировать бытовые и производственные отходы металлургического производства. Использование в качестве наполнителей отвальных металлургических шлаков способствует улучшению физико-механических свойств покрытий, а также снижает себестоимость порошковых композиций.

Предлагаемая эпоксидно-порошковая композиция для защитно-декоративных покрытий промышленно применима, что подтверждается актом испытаний.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Способ получения порошковых композиций для покрытий алкоголизом вторичного полиэтилентерефталата многоатомным спиртом, этерификацией полученного гидроксилсодержащего полиэфира отходом дистилляции фталевого ангидрида до получения твердой карбоксилсодержащей полиэфирной смолы с последующим смешением этой смолы с твердой эпоксидиановой смолой, катализатором отверждения, регулятором розлива, пигментом, наполнителем, гомогенизацией и измельчением полученного продукта, отличающийся тем, что в качестве вторичного полиэтилентерефталата используют бытовые отходы - контейнеры от хранения пищевых продуктов, которые отделяют от посторонних включений, прессуют и дробят перед алкоголизом, этерификацию проводят при мольном соотношении фталевого ангидрида, входящего в состав отхода, и гидроксилсодержащего полиэфира 0,31-0,35: 1 в качестве ускорителя отверждения используют оксид цинка, в качестве регулятора розлива - винилин, а в качестве наполнителя - отходы производства ферросплавов, причем порошковая композиция содержит, мас. %:

Твердая эпоксидиановая смола - 28 - 54
Твердая карбоксилсодержащая полиэфирная смола - 30 - 56
Оксид цинка - 3 - 5
Винилин - 1 - 2
Пигмент - 1,5 - 9

Отход производства ферросплавов - 6 - 9
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве отхода производства ферросплавов используют феррованадиевый шлам.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве отхода производства ферросплавов используют силикатную пыль ферросилиция.

С анализом технологий и оборудования для производства полиэфирных смол Вы можете познакомиться в отчете Академии Конъюнктуры Промышленных Рынков «Анализ оборудования и сырьевой базы для производства полиэфирных смол».

www.newchemistry.ru