涂料行业188BET竞彩在解决可持续发展的三大支柱方面继续取得重大进展。这包括保持和增加其对社会的经济贡献,促进我们社区的福祉,并利用可持续的制造实践和采购措施,保护环境,确保子孙后代能够获得资源。为了满足客户对更可持续的涂料的需求,立法导致了对生物可再生成分的高度关注,这提供了更环保的原料选择。然而,回收物在高性能应用方面的研究相对较少。

Resinate开发了一种技术,可以制造基于回收含量的多元醇,在水性系统中赋予关键性能,如硬度、柔韧性和耐化学/耐污性。这使得配方商能够通过将高达75%的可回收含量的多元醇用于聚氨酯分散体和其他高性能涂料应用,从而使绿色涂料更具可持续性。主要应用包括地板、家具和橱柜,以及其他具有挑战性的环境和能量固化工业涂料应用。

回收材料使用的商业案例

从摇篮到摇篮®是一个超越“从摇篮到坟墓”的设计框架,用循环经济中丰富的材料设计可持续产品。188金宝搏bet官网1由于坚固的性能,一种具有从摇篮到摇篮使用的巨大机会的材料是聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)塑料。在过去的半个世纪里,塑料的使用量增加了20倍,预计在未来20年将翻一番。2然而,每年有数百万吨有价值的塑料分子被堆积在垃圾填埋场,结束了材料的生命周期,并以惊人的速度填满垃圾填埋场。考虑到开采、188金宝搏bet官网运输和加工这些材料所消耗的资源,这些材料对能源和环境的影响很大。通过新技术,Resinate已经开发出了从这些预期的废物流中收集仍然有价值的分子的能力,从而为涂料用聚氨酯分散体(pud)制造出经济实惠的高性能多元醇。

不仅仅是回收

区分Resinate对回收方法的不同看法是很重要的:降低回收,这降低了材料的性能和寿命;以及升级循环,这可以提高性能并延长材料的生命周期。例如,当PET瓶被回收时,它要经过许多加工步骤才能成为片状或颗粒状材料。在下行循环方法的情况下,片状或颗粒材料然后被熔化,重新塑造成新的塑料消费品。然而,熔化过程会导致原始材料的性能损失,比如韧性、柔韧性和耐化学性。为了纠正材料的退化,必须将原始材料混合到回收的内容物中。此后每回收一次材料,就会损失更多的性能,这意味着必须添加更多的原始材料。平均来说,这种循环只能重复4到5次,在原始材料的性能性能开始下降之前。虽然通常被称为回收,但这一过程实际上是降级循环,因为它会导致材料性能、价值和最终寿命的下降。

另一方面,升级回收方法涉及提高回收材料的质量和寿命。使用专有技术,Resinate可以对PET进行升级循环,以制造高性能多元醇,并结合生物可再生中间体,以定制特定应用的性能。这就是本文所描述的工作。

科学与创新

Resinate开发了专有的消化/功能化工艺技术,该技术允许回收PET、聚双酚A碳酸酯(PBAC)和其他回收原料流的固有特性被收集并重新组装成含有高达100%回收和可再生成分的多元醇(图1)。该专利技术包括分子设计中的层次结构,这些成分被选择用于与寡聚中间体集成。这个层次指的是原材料选择的方法和方向。第一选择总是后工业和后消费的回收材料流,第二选择生物可再生组件。然而,如果有必要,该过程足够稳健,可以从石油来源中加入适当的中间体作为最终选择,以满足客户的性能和成本要求。

回收PET、PBAC和其他原料流的固有特性,可收集并重新组装成含有高达100%回收和可再生成分的多元醇。

图1:回收PET、PBAC和其他原料流的固有特性,可收集并重新组装成含有高达100%回收和可再生成分的多元醇。

强大的原料能力

Resinate专利的Recycolysis™工艺可以消化多种PET废物流。每种原料的选择都是为了满足各自应用的特定需求,例如用于高性能涂料的再生水瓶塑料。替代回收PET原料,如地毯、汽车部件和医疗包装,也可以用于不露面的应用,如聚氨酯泡沫。无论原料来源如何,Recycolysis过程允许Resinate生产类似的多元醇,在某些情况下,与由回收水瓶制成的多元醇性能相同。

用升级循环多元醇制备高性能涂料用pud

涂料行业188BET竞彩对“绿色”涂料有各种各样的定义。这包括各种标准,包括环境影响,如更小的碳足迹,低VOC,高回收或可再生含量,以及“更安全”的产品。水性树脂已经成为这一绿色领域发展最快的技术之一。我们公司将所有这些关键的绿色涂料标准结合到我们的高性能多元醇中,以实现新型高度可持续的水基聚氨酯分散体。顺便说一下,最近的工作3.比较各种线性脂肪族或环脂肪族多元醇(14)和芳香酸/脂肪族二醇多元醇(12)表明,邻苯二甲酸和对苯二甲酸基多元醇的水解速度最慢。在进行PUD设计比较时,这当然有助于对苯二甲酸酯基多元醇的整体概况以及所述的性能特性。

我们进一步定义多元醇绿色含量为回收+生物可再生含量的总和。我们开发了三种基于rPET和其他回收/生物可再生成分的聚酯多元醇,总绿色含量高达84%。这些多元醇可以单独使用或作为共混物使用,以达到所需的性能平衡,包括优异的抗污性、硬度和柔韧性(表1)。

基于rPET和其他可回收/生物可再生内容的聚酯多元醇,可单独使用或作为混合物使用,以实现所需的性能平衡

表1:基于rPET和其他可回收/生物可再生内容的聚酯多元醇,可单独使用或作为混合物使用,以实现所需的性能平衡。

制造聚氨酯分散体的一般程序

表2中的信息描述了我们实验室定义的PUD工艺的逐步概述,使用EP和PEP多元醇系列。该工艺与许多已发表的使用NMP作为工艺溶剂的方法非常相似。这些pud中NMP的典型用量为4%,用于多元醇固体,以实现预聚体的可行粘度,并在反转过程中形成小颗粒。该过程不将预聚物转移到水中,而是在同一反应器中反转预聚物,最大限度地减少转移过程中固体的总损失。整个过程采用高剪切cowles型搅拌叶片。在最近的工作中使用的多元醇列在表1中,以及它们各自的性质。所展示的188金宝搏bet官网所有材料都来自回收物,是高度可持续的涂料树脂。

PUD制造工艺

表2:PUD制造工艺。

一旦pud完成全链延伸,冷却至30°C并过滤,然后将样品存储在50°C的烘箱中,以加速存储稳定性数据。我们在铝板上进行了7天环境干燥1密耳干膜的薄膜性能测试,如表3所示。我们还包括了一些混合的pud,这些pud是由完全形成的分散体按指示的比例混合后制成的。由于EP1000-5.6是其中最软的,我们将其与最硬的PEP1035-2.3混合在一起。在同一类材料中还包括一个商业控制PUD,目前可用,因为它也包含NMP。188金宝搏bet官网根据安全数据表,这种商业控制有更高水平的NMP使用比任何树脂材料。188金宝搏bet官网EP1000-6.0与PEP1035-2.3的混合产生了非常好的混合物,具有与著名的商业控制相同的灵活性,耐化学性和抗冲击性,然而,它也有更困难的科尼格和铅笔测量。

制备的pud及其共混物的环境干膜特性

表3:制备的pud及其共混物的环境干膜特性。

作为OEM木材应用的潜在组件,特别是关注厨柜制造商协会的重要领域,家庭化学染色数据如图2所示。对不交联的水运系统来说,对乙醇的抗性是一个常见的挑战。除了最柔软的EP多元醇(EP1000-5.6),整个测试系列的所有结果都是4或5级,这表明厨房使用的成品木材具有良好的性能。根据NMP的残留水平,乙醇的渗透力可能会有所不同,这表明从工艺中完全去除NMP最终可能会提高对这种家用化学品的抗性。

环境干燥PUDs的家庭染色数据,最高评级为5

图2:环境干燥PUDs的家庭染色数据,最高评级为5。

基于用于pud的新型树脂多元醇的专有化学性质,可以选择使用uv固化技术进一步处理薄膜。为此目的,在分散液中加入光引发剂,将薄膜涂在基材上,进行闪光,最后在UV灯下固化,进行短曝光。许多木材应用都受益于这项技术,包括木地板,快速固化可以更快地恢复人流量。一些OEM木材制造商也采用了这种固化技术,主要是由于速度和吞吐量。显然,如果零件不需要风干或烘烤,它们可以更快地加工到最终目的地。表4显示了由EP多元醇制成的两种pud的比较性能。在这种情况下,较软的EP1000-5.6具有更多的剩余柔韧性,因为它开始较软,然而,紫外光固化后获得了更高的柯尼格硬度以及具有很强的耐化学性。EP1000-6.0变得更加脆弱,超过了1英寸的芯轴弯曲灵活性,但在200 MEK两次摩擦后,其质量仅损失了1%。

所选EP多元醇的紫外固化性能

表4:所选EP多元醇的紫外固化性能。

结论

Resinate 188金宝搏bet官网Materials Group, Inc.开发的技术为水性、环境和紫外线固化聚氨酯分散基涂料提供了更高的可持续性选择。这使得配方机能够实现非常高的性能,如硬度、耐化学性和灵活性,同时利用回收流中的替代原料。可定制的性能选项和增强的可持续性为高性能涂料的未来提供了一条非常乐观的道路。

确认

作者希望感谢整个Resinate Materials Group技术团队,特别是David Paul, 188金宝搏bet官网Josh Cupp, Austin Ardanowski, Simone Marshall, Adam Emerson和Rick Tabor。这篇论文的准备,以及开发技术所需的材料和测试的协助,都归功于他们的努力。188金宝搏bet官网

参考文献

1麦克唐纳,w;《从摇篮到摇篮:重塑我们制造东西的方式》。法勒,施特劳斯和吉鲁,2002。

2世界经济论坛。新塑料经济;重新思考塑料的未来。2016年1月。

3.Ramirez-Huerta m;Zvonkina I.J.;Soucek,医学博士J.大衣技术。Res, 132016, 781 - 793。