由加里•Spilman里克他泊,亚当·爱默生,马特·布朗,迈克尔•克里斯蒂树脂酸盐材料集团有限公司;188金宝搏bet官网黛博拉Hense Stonebridge涂料实验室有限公司;和迈克·杰克逊,专业涂层服务公司。

热塑性材料的重用是一个新的概念和新的实践,然而188金宝搏bet官网,根据美国环保署,¹市政固体废物的回收率(垃圾)在2012年攀升至只有34.5%的家庭垃圾,而不包括工业、危险或建筑废料。这个速度是一个实质性的改进从1980年不到10%的垃圾生成的回收。同时,处理垃圾的垃圾填埋场产生的数量从89%减少到1980年的不到54%的垃圾在2012年。显然有一些最近的觉醒一般利益和整体需要减少浪费。

聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的回收容器在2013年达到31.2%,略高于2012年的30.8%。²宠物总垃圾生成的贡献在2012年2.51亿吨的12.7%。回收和堆肥后,1.64亿吨的垃圾还是丢弃,其中塑料几乎是18%。最后因此废弃塑料的重量在2900万吨左右,数量比玻璃、金属、橡胶、皮革、纺织品、或木头。¹

处女PET材料被用于各188金宝搏bet官网种各样的技术要求苛刻的应用程序除了水瓶;这包括纸涂料,³准备食物包装,⁴电影触摸屏的磨损和耐化学品性,⁵作为旋转涂布的柔性衬底上,喷墨打印电子应用程序。⁶这从而证明成功的以各种形式保护/障碍涂料、和各种类型的包装,以及作为衬底本身。这是由于涤纶的内在属性,具有高强度,部分芳香支柱,随着结晶度的变量。商业PET塑料的成分主要是对苯二甲酸和乙二醇。这也发生在作为许多工业涂料树脂的主要成分为多种基质和应用程序。

根据所保护,底物和环境被保护,回收PET (rPET)可以是一个很好的起点设计高性能防护涂料的长期服务。从超市货架上的水瓶开始,过渡到这样的防护涂料将成为“升级改造”,而不是直接回收的类别,或更常见的练习“时间”。大多数塑料回收分为时间由麦克唐纳和Braungart,合作⁷这意味着降低了材料的质量。升级改造的实践将会是指随着时间的推移提高材料的质量。可以实现这rPET名义消化,后跟一个化学重建过程,带来一种全新的材料所需的特性和性能。它包含的贡献rPET包含在新结构的一个重要部分,但在一个新的功能的作用。再循环。

重建的多元醇树脂酸盐的化学再生材料是一种基于分层的成分选择的过程。188金宝搏bet官网我们试图达到最高的性能可能使用回收材料,随后将从biorenewable选择原料来源,来维持一个最高的“绿色”组成。188金宝搏bet官网整个绿色产品的测量是在这里定义为贡献的回收和biorenewable组件。仅在必要时我们采取合并处女原料成分,前面的选择时已经筋疲力尽,不会使高水平的涂料性能所需的特定功能。这样,绿色的内容最大化,达到或超出预期的性能标准,同时保持成本中性立场。换句话说,绿色的内容不应该,不,验证保费收取客户希望性能以及做一个环保的选择。

内部检查的材料188金宝搏bet官网

用树脂处理最初设计和制造的65多个不同的聚酯多元醇批次用于工业direct-to-metal (DTM)应用程序,这是治愈使用1 k金属衬底高温烘烤。结果治愈电影评价几个性能属性,包括康尼锡和铅笔硬度,附着力,耐化学性,灵活性和抗冲击性。为了最大化的整体性能和评价这一大群材料,我们使用一个简单的算法以类似的加权分数每个性能类别最高(表1)。188金宝搏bet官网

从这个组,所有被评为与上述系统,我们选择顶部三分之一的表演者。这些被屏蔽一个短暂的时间(165小时)在盐雾环境室。筛选进行原始1 k实验从最初的电影资产评估,在冷轧钢材基体1毫升干膜厚度(图1)。

有一个非常有趣的发现组合的所有属性和性能测试。出人意料的良好的性能在初始属性筛选以及杰出的表现观察盐雾环境下基于混合/混合回收系统的电影。rPET的使用以及回收聚(双酚A聚碳酸酯)(rBPA-PC)设计一个多元醇DTM应用程序是一个杰出的从我们的筛选评价一致。我们的下一步是使用外部第三方验证我们的发现涂料实验室。

High-Bake 1 k,高光泽的白色金属夹大衣

第一个评价是进行专业涂料服务,Inc .)在肯塔基州路易斯维尔市的。两种材料188金宝搏bet官网被评估为金属光泽白大衣配方在铝冷轧钢材CRS (CRS)和磷酸铁。使用交联剂是hexamethoxymethyl三聚氰胺(嗯),在15%和25%固体,pTSA催化剂催化0.5%阻塞。唯一的色素是金红石TiO₂在22%聚氯乙烯和色素灰比为0.95。烤是针对金属温度峰值232°C,最后电影的DFT 0.9 - -1.2密耳。与实验描绘商业白色线圈夹大衣是评估一个相同的烘烤时间。数据和结果如表2所示。

SCS实验室的数据表明,实验多元醇可以制定为金属光泽白大衣和执行或比商业涂料控制。数据看起来略优于内部观察,现实世界和商业控制帮助正常化的性能。我们没有获得盐雾从这组板暴露数据,然而,我们也简约与第二个外部实验室提供更广泛的应用程序使用类似的多元醇2 k引物,其中包括一看腐蚀性能。在下一节中提供的数据,尽管目标仍为金属应用,工作否则稍微不同的范围。

Low-Bake, 2 k,白色金属底漆

第二个Stonebridge涂料实验室进行评估,Inc .)在普利茅斯,MI。三种材料进行了评估白DTM在铝涂料配方,CRS, CRS磷酸铁。188金宝搏bet官网交联剂是Desmodur N3300A,使用1.1:1.0甲:哦,催化0.15% DABCO T-12(锡)催化剂对异氰酸酯/树脂总固体量。颜料是R900 TiO₂的颜料灰比1.0和PVC与Atomite (CaCO调整到36%₃)extender。烤30分钟在130°C,最后电影的DFT 1.8 - -2.2密耳。与实验油漆、商业获得了2 k聚氨酯底漆和测试使用相同的烤时间表。搜索2 k聚氨酯DTM底漆涂料才浮出水面,因此一个大光泽差异观察与实验样本。商业底漆选择也包含了~ 3%磷酸锌腐蚀抑制剂。没有这样的添加剂使用多元醇树脂酸盐树脂配方。治愈电影属性如表3所示。

Stonebridge实验室的数据表明,两个实验的多元醇略under-cured设计,制定和催化。然而,其他比铅笔硬度越低(泥),ximp1000 - 7.8实验多元醇再次匹配或超过所选商业控制。虽然商业底漆有点困难,这个硬度是明显的价格支付的减少的灵活性,以三通管。一套完整的板放入盐雾试验暴露在CRS和phosphated-CRS基质。

盐雾性能数据收集514 h后曝光和表4所示。抄写员的腐蚀非常类似的所有面板,用很少的分化。稍微更好的文士蠕变评级给商业底漆phosphated-CRS衬底,尽管文士所有面板在CRS蠕变是非常相似的。一些性能增强商业控制涂层,可以认为来自防腐添加剂,树脂酸盐实验配方的一部分。有趣的是,现场实验的多元醇极显著优于商业控制,无论任何修改优势(图2)。

在重复的评级和测量测试板后,面板被回盐雾箱。在530 h,面板被移走,这次文士区域刮而潮湿,和板再次评价。抓取过程放大性能明显的分化,以及由此产生的观察和测量结果如表5所示。整个组的电池板,文士刮后,控制底漆漆似乎场猛烈的最差表现,文士涂层移除和文士腐蚀。因此数据支持使用多元醇树脂酸盐树脂技术的好处,总体上,表现商业控制暴露在盐雾测试。在树脂酸盐实验样品,有一个组中的多元醇,稍微比其他两种材料性能下降。188金宝搏bet官网较之却缺少的组件回收聚碳酸酯多元醇。另外两个实验包含rBPA-PC多元醇。因此,样本ximp1000 - 7.8,擅长涂层财产评估,结合rBPA-PC,也是最好的表演者接触盐雾测试。

看看CRS面板在图3中显示了数据表中描述的视觉差异。显著的性能改进的是商业控制多元醇的实验用树脂处理多元醇2 k的涂料配方。

结论和未来的工作

这里介绍的工作从不同的外部独立涂料实验室一直显示优势与使用树脂酸盐材料集团的产品和不同的商业材料。188金宝搏bet官网这项工作建立了一个高的一些小说新的多元醇回收内容结合高性能特种涂料的应用程序,在金属表面的保护至关重要。与上述材料相关联的属性测试非常适合今天的保护涂层要求在宝贵的基质。188金宝搏bet官网当我们从水瓶上升周期材料保护188金宝搏bet官网膜,拓宽水瓶材料的来源从宠物包括他人被证明是有利的和有益的。

在以后的文章中对这一主题(第二部分),我们将进一步讨论外部评估混合多元醇保护金属涂料。未来的工作将包括更深入的研究包括冷凝湿度,在热浸镀锌盐雾,chrome-treated铝、碳油渍暴露,QUV曝光。我们将看看1 k和2 k金属底漆。最好的应用程序空间还将审议这项技术的基于固有的性能优势。我们期待着很快发布最新信息。

确认

作者要感谢同事的帮助Shakti Mukerjee, Woo-Sung Bae;和感激的援助Brandie Yambrosic,诺拉Gjokaj。

引用

1城市固体废物产生、回收和处置在美国:2012年的事实和数据;www.epa.gov废物/ nonhaz /市/酒吧/ 2012 _msw_fs.pdf

2 www.plasticsrecycling.org/news -和- media/246 - 2013 - u - s - pet容器-回收-速度- - 31

3邹,y;谢长廷,j.s;Mehnert大肠;Kokoszka,j .掠夺。Org。外套。60 (2),2007年,127 - 131。

4 www.gralex.com/technical-articles/thermoformed-paperboard.html

5 www.v-coat.com/protectuff-gloss-hard-coated-films/

6 Valeton J.J.P.等人。j .板牙。化学。,2010年(20),543 - 546。

7麦克唐纳,w;Branugart m .从摇篮到摇篮:重塑我们做事情的方式,2002年,北角出版社,56-57页。