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有害物质废料的回收利用--溶剂型涂料和原材料重复利用的解决方案,中国涂料在线,coatingol.com
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有害物质废料的回收利用--溶剂型涂料和原材料重复利用的解决方案
2018年11月08日    阅读量:926    新闻来源:PCI, Huzaifa Matawala,CEO,The Matawala Group of Industries (孟买、迪拜、纽约)   |  投稿

涂料的日新月异使涂料行业步入了一个多层面持续精进的新时代,包括客户需求、成本、环境、涂料的持久性及应用范围。对于研发团队来说,创造出成本和产品性能都可以接受的环保涂料总是具有挑战性的。每一年都会有一些新配方和一些性能更优的产品出来中国涂料在线coatingol.com。在过去十年中,我们行业的配方变化比以往任何时候都要快。而配方的改变往往需要经过一些生产实验,采用更新的物料来取代原本的原材料和物料存货。随着配方的不断升级更新,一批又一批原材料和物料不再适用被行业淘汰。批次误差和原材料的过时是油漆和涂料行业革新、产品升级的副产物。


目的


现在有了一种新的工艺,可重新利用失败产品、废弃物料、胶凝产品、洗涤溶剂、次品、客户退货产品、不可用和不可销售的原料或各类涂料。利用自身的行业经验和对不同类型的树脂、颜料、助剂、溶剂和涂料知识的专业理解,本文作者已成功证明,通过寻找可再生化合物的重复利用途径,减少工厂生产过程产生的废物是有可能的,这些可再生废弃物来自多家制造商或Matawala Group of Industries(马塔瓦拉工业集团)自身产品线,原本需由塔瓦拉工业集团来进行处理。一旦确定了化学、成分、相容性、树脂和溶剂性质,就可以确定这些物品的循环利用情况。


本文分享了可以适用于油性漆和溶剂的数据和新工艺。现如今,先进且环保型水性配方并没有在全球普及,而传统的溶剂型涂料依然是世界范围内不可缺少的涂料解决方案。


作者已成功地开发出针对油漆和乳胶漆进行资源回收和重复利用的创新而环保的方法。年复一年,马塔瓦拉工业集团能够将越来越多的溶剂型涂料转化为一种新的可回收产品。我们有几个项目是从市场、民宅、工厂和郡县采购乳胶漆罐。这些涂料用于生产泥灰、石膏、车道封闭剂和可再生乳胶漆。本文还将讨论涂料工艺对环境的影响,以及该项新工艺带来的、经济和生态效益。


流程


溶剂型涂料和树脂需要考虑的重要事项包括:

  • 溶剂和树脂的结构、相容性、密度和沸点;

  • 产品分类、批量生产。

溶剂在涂料和树脂的回收中起着重要的作用,因为它决定了涂料或树脂的相容性以及它们适用的回收渠道。如果在没有完全了解产品的情况下开始制造过程,我们就有可能生产出不合适的批次产品。材料可能会变成蛋糕状的形态,块状,碎屑,硬化如岩石块或失去粘度等各种状态。成功的资源回收需基于对涂料或树脂中溶剂的分子结构、沸点、分散能力和密度的研究。


溶剂和树脂相容性

Hansen溶解度参数值

Hansen溶解度参数值是基于分散键(δD)、极性键(δP)和氢键(δH)。这些信息包括分子间与其他溶剂的相互作用,以及与聚合物、颜料、纳米粒子等的相互作用。这些知识使得我们可以理性地认识溶剂与树脂,例如,可以根据Hansen溶解度参数值很好地匹配溶剂和树脂。“好”溶剂(有效溶解溶质)或“坏”溶剂(昂贵或有害健康或环境)也可以进行合理的替换。表1以数字的形式直观地显示了非极性、极性非质子和极性质子分子的区别--极性分子具有更多的极性键,质子溶剂则具有更多的氢键。由于使用数值表达,所以可以通过数字来进行直观比较。例如,乙腈比丙酮有更多的极性,但氢键较少。

 

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当我们研究溶剂与树脂、颜料金属和填料进行粘结时的详细特性,我们可以确定这类产品的用途以及将其这些产品分解成新的或类似的产品以供使用。例如,甲苯和苯比矿物酒精更能与二甲苯相容。而二甲苯与矿物酒精也能很好地相容。某些溶剂可以完全溶于另一种溶剂,有些只能部分溶于溶剂,而有些则完全不溶于溶剂。当与树脂和颜料反应时,溶剂则不再以独立的形式存在,大多数时候会变得更兼容。使用助剂和颜填料提升兼容性有着重要作用。


沸点

沸点是一个重要的性质,因为它决定了蒸发的速度。在室温下,少量的低沸点溶剂如乙醚、二氯甲烷或丙酮会在几秒钟内蒸发,倘若想要快速蒸发高沸点溶剂如水或二甲基亚砜,则需要更高的温度,空气流通或使用真空装置。

·低沸点锅炉:沸点低于100℃(水的沸点),

·中沸点锅炉:100°C至150°C,

·高沸点锅炉:150°C以上。


密度

大多数有机溶剂的密度比水低,这意味着它们比水轻,并且会在水上形成溶剂层。除了大多数卤化溶剂之外,如二氯甲烷或氯仿,它们会沉入容器底部,上层为水层。在化学合成过程中,利用分液漏斗分离出存于溶剂和水之间的化合物是非常重要的。


通常用比重来代替密度。比重定义为溶剂的密度除以相同温度下的水密度。因此,比重是无单位的数值。它很容易地显示出一个不溶于水的溶剂与水混合时,是否会浮在水面(SG<1.0)或者沉入水底(SG>1.0)。


分类、批量生产

一旦我们将兼容性好的溶剂分类,原料就会根据色泽、颜色、密度和光泽进行分类。根据库存,将具有相同光泽、颜色和密度的产品混合到一起作为过渡浆状物。这是一个重要的物料混合检验阶段,其中浆状物是由油漆、树脂、溶剂、颜料或废物/废料等等组成。通常会优先考量最终产品的实用性,然后才会制造这些浆状物。我们根据密度、硬度、光泽度、重量和粘度,重复验证最终光泽度和树脂/溶剂/颜料/填料的比例。


最终,我们生产出了地板漆、底漆、泥灰、质感漆、面漆、沥青涂料等等。这些涂料的配方、配料混合、工艺和其它原材料仍然是整个涂料的重要组成部分。各类产品被纳入几个涂料品牌和市场。通过这一新的回收过程,我们可以节约掉许多原本需要掩埋或混合的重要原料,转化成再生产品从而最终服务于市场。我们的产品也是在不开采资源的情况下生产的,从而节省了能源,于环境有益。


适用范围

废料的回收利用会根据涂料再利用项目的要求,对成本/财务效益以及研究和开发情况进行综合考虑。


乳胶漆与油性涂料的回收利用

图1-4显示了废料回收和再利用之间的可能性。这一数据来自2015年夏季DNR/DATCP的调查结果(威斯康星州)。

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油性涂料再利用的成本与效益

油漆被重复使用便节省了油漆从头开始制备的工序和成本。例如,在做油漆的时候,树脂是用脂肪胺、天然的植物油、正己烷、戊酸、马来酸和单体。这个过程利用能量、资源、能源和少量的自然混合物。如果我们能够回收利用这些油漆,我们就可以节省这些原料和能源。


另外,我们对那些无法节约的混合废料的处理方式是直接投入火中。而对那些新树脂、溶剂、金属干燥剂、颜料、添加剂等等也必然会回收利用。我们不得不从越来越多的树木中提取更多的树胶,寻找更多的矿产以便获取矿物质,并从海洋中提取原油来制造特殊的单体和碳氢化合物以获得溶剂型涂料。这种节约方式比涂料废料所能提供的混合溶剂具有更多的价值和效用。


专利产品、研究和工艺

多年来,作者通过马塔瓦拉工业集团进行了详细的科学研究,并为油性涂料的回收利用向美国专利商标局申请专利,以独特的视角描述了一种油性漆回收利用的创新工艺。专利涵盖一种用与乳胶漆回收相同的成本来进行溶剂型产品再造的完整方案。


在发达国家,这些涂料的使用量很小,但对于需要进行基础设施发展的经济体国家而言却大有助益。我司生产沥青涂料和其它几种涂料,配方中使用

的是低端树脂和溶剂。这些低端涂料通常被用作底漆。此外,我们也为木材和金属开发了几款底漆。技术数据表已被纳入科威特政府部门,其中数据包括醇酸树脂及其CAS详细情况,作为新配方的部分内容。这些产品推入市场接受检验。


溶剂混合物很可能与其它石油化学品、油类或易燃品有很好的兼容性。溶剂型涂料,如醇酸磁漆、颜料、油墨制品、底漆、油漆稀释剂、洗涤剂、醇酸树脂、环氧树脂、固化剂等,都可以再回收利用,从而节约成本及原材料,保护环境。


来源:PCI, Huzaifa Matawala,CEO,The Matawala Group of Industries (孟买、迪拜、纽约) 

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