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有害物質廢料的回收利用--溶劑型涂料和原材料重復利用的解決方案

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點擊次數:707 更新時間:2018年11月08日11:01:42 打印此頁 關閉

涂料的日新月異使涂料行業步入了一個多層面持續精進的新時代,包括客戶需求、成本、環境、涂料的持久性及應用范圍。對于研發團隊來說,創造出成本和產品性能都可以接受的環保涂料總是具有挑戰性的。每一年都會有一些新配方和一些性能更優的產品出來中國涂料在線coatingol.com。在過去十年中,我們行業的配方變化比以往任何時候都要快。而配方的改變往往需要經過一些生產實驗,采用更新的物料來取代原本的原材料和物料存貨。隨著配方的不斷升級更新,一批又一批原材料和物料不再適用被行業淘汰。批次誤差和原材料的過時是油漆和涂料行業革新、產品升級的副產物。


目的


現在有了一種新的工藝,可重新利用失敗產品、廢棄物料、膠凝產品、洗滌溶劑、次品、客戶退貨產品、不可用和不可銷售的原料或各類涂料。利用自身的行業經驗和對不同類型的樹脂、顏料、助劑、溶劑和涂料知識的專業理解,本文作者已成功證明,通過尋找可再生化合物的重復利用途徑,減少工廠生產過程產生的廢物是有可能的,這些可再生廢棄物來自多家制造商或Matawala Group of Industries(馬塔瓦拉工業集團)自身產品線,原本需由塔瓦拉工業集團來進行處理。一旦確定了化學、成分、相容性、樹脂和溶劑性質,就可以確定這些物品的循環利用情況。


本文分享了可以適用于油性漆和溶劑的數據和新工藝。現如今,先進且環保型水性配方并沒有在全球普及,而傳統的溶劑型涂料依然是世界范圍內不可缺少的涂料解決方案。


作者已成功地開發出針對油漆和乳膠漆進行資源回收和重復利用的創新而環保的方法。年復一年,馬塔瓦拉工業集團能夠將越來越多的溶劑型涂料轉化為一種新的可回收產品。我們有幾個項目是從市場、民宅、工廠和郡縣采購乳膠漆罐。這些涂料用于生產泥灰、石膏、車道封閉劑和可再生乳膠漆。本文還將討論涂料工藝對環境的影響,以及該項新工藝帶來的、經濟和生態效益。


流程


溶劑型涂料和樹脂需要考慮的重要事項包括:

  • 溶劑和樹脂的結構、相容性、密度和沸點;

  • 產品分類、批量生產。

溶劑在涂料和樹脂的回收中起著重要的作用,因為它決定了涂料或樹脂的相容性以及它們適用的回收渠道。如果在沒有完全了解產品的情況下開始制造過程,我們就有可能生產出不合適的批次產品。材料可能會變成蛋糕狀的形態,塊狀,碎屑,硬化如巖石塊或失去粘度等各種狀態。成功的資源回收需基于對涂料或樹脂中溶劑的分子結構、沸點、分散能力和密度的研究。


溶劑和樹脂相容性

Hansen溶解度參數值

Hansen溶解度參數值是基于分散鍵(δD)、極性鍵(δP)和氫鍵(δH)。這些信息包括分子間與其他溶劑的相互作用,以及與聚合物、顏料、納米粒子等的相互作用。這些知識使得我們可以理性地認識溶劑與樹脂,例如,可以根據Hansen溶解度參數值很好地匹配溶劑和樹脂。“好”溶劑(有效溶解溶質)或“壞”溶劑(昂貴或有害健康或環境)也可以進行合理的替換。表1以數字的形式直觀地顯示了非極性、極性非質子和極性質子分子的區別--極性分子具有更多的極性鍵,質子溶劑則具有更多的氫鍵。由于使用數值表達,所以可以通過數字來進行直觀比較。例如,乙腈比丙酮有更多的極性,但氫鍵較少。

 

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當我們研究溶劑與樹脂、顏料金屬和填料進行粘結時的詳細特性,我們可以確定這類產品的用途以及將其這些產品分解成新的或類似的產品以供使用。例如,甲苯和苯比礦物酒精更能與二甲苯相容。而二甲苯與礦物酒精也能很好地相容。某些溶劑可以完全溶于另一種溶劑,有些只能部分溶于溶劑,而有些則完全不溶于溶劑。當與樹脂和顏料反應時,溶劑則不再以獨立的形式存在,大多數時候會變得更兼容。使用助劑和顏填料提升兼容性有著重要作用。


沸點

沸點是一個重要的性質,因為它決定了蒸發的速度。在室溫下,少量的低沸點溶劑如乙醚、二氯甲烷或丙酮會在幾秒鐘內蒸發,倘若想要快速蒸發高沸點溶劑如水或二甲基亞砜,則需要更高的溫度,空氣流通或使用真空裝置。

·低沸點鍋爐:沸點低于100℃(水的沸點),

·中沸點鍋爐:100°C至150°C,

·高沸點鍋爐:150°C以上。


密度

大多數有機溶劑的密度比水低,這意味著它們比水輕,并且會在水上形成溶劑層。除了大多數鹵化溶劑之外,如二氯甲烷或氯仿,它們會沉入容器底部,上層為水層。在化學合成過程中,利用分液漏斗分離出存于溶劑和水之間的化合物是非常重要的。


通常用比重來代替密度。比重定義為溶劑的密度除以相同溫度下的水密度。因此,比重是無單位的數值。它很容易地顯示出一個不溶于水的溶劑與水混合時,是否會浮在水面(SG<1.0)或者沉入水底(SG>1.0)。


分類、批量生產

一旦我們將兼容性好的溶劑分類,原料就會根據色澤、顏色、密度和光澤進行分類。根據庫存,將具有相同光澤、顏色和密度的產品混合到一起作為過渡漿狀物。這是一個重要的物料混合檢驗階段,其中漿狀物是由油漆、樹脂、溶劑、顏料或廢物/廢料等等組成。通常會優先考量最終產品的實用性,然后才會制造這些漿狀物。我們根據密度、硬度、光澤度、重量和粘度,重復驗證最終光澤度和樹脂/溶劑/顏料/填料的比例。


最終,我們生產出了地板漆、底漆、泥灰、質感漆、面漆、瀝青涂料等等。這些涂料的配方、配料混合、工藝和其它原材料仍然是整個涂料的重要組成部分。各類產品被納入幾個涂料品牌和市場。通過這一新的回收過程,我們可以節約掉許多原本需要掩埋或混合的重要原料,轉化成再生產品從而最終服務于市場。我們的產品也是在不開采資源的情況下生產的,從而節省了能源,于環境有益。


適用范圍

廢料的回收利用會根據涂料再利用項目的要求,對成本/財務效益以及研究和開發情況進行綜合考慮。


乳膠漆與油性涂料的回收利用

圖1-4顯示了廢料回收和再利用之間的可能性。這一數據來自2015年夏季DNR/DATCP的調查結果(威斯康星州)。

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油性涂料再利用的成本與效益

油漆被重復使用便節省了油漆從頭開始制備的工序和成本。例如,在做油漆的時候,樹脂是用脂肪胺、天然的植物油、正己烷、戊酸、馬來酸和單體。這個過程利用能量、資源、能源和少量的自然混合物。如果我們能夠回收利用這些油漆,我們就可以節省這些原料和能源。


另外,我們對那些無法節約的混合廢料的處理方式是直接投入火中。而對那些新樹脂、溶劑、金屬干燥劑、顏料、添加劑等等也必然會回收利用。我們不得不從越來越多的樹木中提取更多的樹膠,尋找更多的礦產以便獲取礦物質,并從海洋中提取原油來制造特殊的單體和碳氫化合物以獲得溶劑型涂料。這種節約方式比涂料廢料所能提供的混合溶劑具有更多的價值和效用。


專利產品、研究和工藝

多年來,作者通過馬塔瓦拉工業集團進行了詳細的科學研究,并為油性涂料的回收利用向美國專利商標局申請專利,以獨特的視角描述了一種油性漆回收利用的創新工藝。專利涵蓋一種用與乳膠漆回收相同的成本來進行溶劑型產品再造的完整方案。


在發達國家,這些涂料的使用量很小,但對于需要進行基礎設施發展的經濟體國家而言卻大有助益。我司生產瀝青涂料和其它幾種涂料,配方中使用

的是低端樹脂和溶劑。這些低端涂料通常被用作底漆。此外,我們也為木材和金屬開發了幾款底漆。技術數據表已被納入科威特政府部門,其中數據包括醇酸樹脂及其CAS詳細情況,作為新配方的部分內容。這些產品推入市場接受檢驗。


溶劑混合物很可能與其它石油化學品、油類或易燃品有很好的兼容性。溶劑型涂料,如醇酸磁漆、顏料、油墨制品、底漆、油漆稀釋劑、洗滌劑、醇酸樹脂、環氧樹脂、固化劑等,都可以再回收利用,從而節約成本及原材料,保護環境。

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