CN108610852A

CN108610852A - 一种利用玻纤废丝制备绿色环保涂料的方法

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Publication number: CN108610852A
Application number: CN201810408109.7A
Authority: CN
Inventors: 梁艳; 李昆仑; 赵林; 岳秋林; 李宝君
Original assignee: Hang Chen Bio Tech Ltd Jinan
Current assignee: Hang Chen Bio Tech Ltd Jinan
Priority date: 2018-05-02
Filing date: 2018-05-02
Publication date: 2018-10-02

Abstract

本发明公开了一种利用玻纤废丝制备绿色环保涂料的方法，以清洗、短切后的玻纤废丝为原料，在无机酸作用下对玻璃废丝表面进行浸润剂去除处理，后经过烘干、粉碎得到浸润性良好的涂料助剂。该助剂在于基料及其他助剂协同作用下可得到一种新型绿色环保涂料，该涂料具有较好的甲醛净化性能，在建材领域具有潜在的应用价值。本发明的优点是：本发明所选用原料为玻璃纤维废弃物，采用绿色环保生产工艺，对废丝进行短切、去除浸润剂处理后重新加工生产出高强度、环保、浸润性好、具有甲醛净化功能的绿色环保涂料，所涉及生产工艺绿色环保，生产成本较低，制作工艺简单，在降低玻纤废丝所引起的固体废弃物污染的同时，大大提高了玻纤废丝的产品附加值，具有良好的经济效益、社会效益和环保实用价值。

Description

一种利用玻纤废丝制备绿色环保涂料的方法

技术领域

本发明涉及利用玻纤废丝制备绿色环保涂料的方法，属于涂料助剂加工领域。

背景技术

随着人民生活水平的日益提高，城市化进程的日益加剧，房地产行业呈现突飞猛进增长态势，成为推进国民经济发展的一大助力。在促进国民经济发展的同时，大批新开发的楼盘、大厦间接促生装修行业的迅速崛起。当今社会，在追求美观舒适的生活以外，对于环保问题日益关注促使人们更倾向于选择绿色环保建材。就目前大多数装修建材来说，或多或少都含有对人体有害的物质，如甲醛等。长期处于含甲醛等污染物环境中轻则引起头痛、头晕、乏力、恶心、呕吐、胸闷，重则引起癌症、胎儿畸形，甚至死亡等。

玻璃纤维作为一类具有优异性能的无机非金属材料，在航空航天、汽车工业、电子电器等行业广泛应用，为我们的生活提供了极大的便利。但是玻璃纤维厂家在生产玻璃纤维的同时，不可避免的会产生大量的工业尾料。据不完全统计，我国每年所产生的玻纤废丝高达3-5万吨，因其表面涂覆有不同类型的浸润剂，导致这些玻纤废丝无法在自然环境下自然降解。废弃玻纤的存在对厂家造成了极大的负担，而因放置、处理等问题所产生的经济损失高达5000万元/年。因此，如何提升玻纤废丝的利用率，增加玻纤废丝的附加值成为玻纤企业急需解决的关键问题。

本发明利用废旧的玻璃纤维，去除表面浸润剂之后同其他助剂进行复配，可以很好的将废弃物与实际生产相结合，不仅可以解决玻纤厂废弃物处理的问题，同时又为涂料领域提供了一个极佳的选择。除此以为，玻纤废丝在去除浸润剂后，其净化性及润湿性可大幅度提高，在净化甲醛方面具有潜在的应用价值，可作为一种新型的绿色环保涂料助剂，具有极大的市场竞争力和经济效益。

本发明的创新在于：

本发明以提高废弃物附加值为核心，提供一种利用废弃玻纤作为绿色助剂制备内墙环保涂料的方法。

经我方仔细考察，国内目前没有关于此类的文献资料报道，更未发现国内目前有企业将此技术实现产业化，因此本项目在同行业领域内具有示范性作用，可以带来巨大的经济利益和行业影响力。本技术符合国家绿色生产与可持续发展策略，符合国家越来越重视的资源回收与再利用方针，因此开发前景广阔。

附图说明

图1本发明工艺流程图

图2 处理后样品形貌

具体实施方式

下面结合具体实施例来进一步描述本发明，本发明的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但实施例仅是范例性的，并不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。

实施例1

（1）将玻纤废丝进行喷淋清洗，喷淋压力为1.5 MPa，清洗时间为15 min，清洗后的玻纤废丝于110 °C干燥3 h后进行短切处理，长度为40 mm。

（2）将短切后的玻纤废丝1000 g置于 1000 g 60%的浓盐酸溶液中，超声频率为30kHz，超声时间为30 min，得到混合体系A.

（3）将体系A置于三足离心机中进行脱水处理，转速设置为8000 r/min，离心时间为10min/次，加入大量的水洗涤、离心，直至离心液变为中性（第一次离心液可循环使用），离心后的玻纤废丝于80 °C干燥7 h。

（4）干燥后的玻纤废丝在气流带动下送入气流超微粉碎机，气流速度为1.6 MHZ以上的超速旋转气流，输送压力为2 MPa，粉碎后过300目筛子得固体B。

（5）在一定量的水中加入固体B 500g，加入防腐剂TMTD 0.5g、增稠剂羟乙基纤维素/羧甲基纤维素40 g（质量比为2:3）、表面活化剂失水山梨醇1.5 g、消泡剂正丁醇/磷酸三丁酯0.05 g（质量比2:3）、湿润分散剂焦磷酸钠/磷酸三钠1.5 g（质量比2:1）、流平剂1,2-丙二醇0.5 g、成膜助剂乙二醇/丙二醇/己二醇20 g（质量比2:1:1）及颜料轻质碳酸钙75g，于70±10 ℃水浴搅拌8 h后加入相同体积的25%的硝酸溶液、有机钛酸酯75 g和硝酸钙50 g，剧烈搅拌，得到溶液C。

（6）将得到的溶液C加入氨水，调节pH为6.7±0.3，得到溶液D，将溶液D放入反应釜中，200±20 ℃静置，过滤后放入烘箱，烘箱温度100±10 ℃。

（7）将固体E加入到3 L硅丙乳液当中，得到涂料。按照JC/T 1074-2008（室内空气净化功能涂覆材料净化性能）标准的要求进行甲醛净化功能检测：将涂料涂布于三个面积为1㎡的玻璃板上，以未覆盖涂料的玻璃板为空白，置于含有相同浓度的甲醛密封箱中进行净化率检测。

表一甲醛净化率测定

实施例2

（1）将玻纤废丝进行喷淋清洗，喷淋压力为3 MPa，清洗时间为10 min，清洗后的玻纤废丝于90 °C干燥6 h后进行短切处理，长度为40 mm。

（2）将短切后的玻纤废丝1000 g置于 1300 g 40%的浓硫酸溶液中，超声频率为20kHz，超声时间为50 min，得到混合体系A.

（3）将体系A置于三足离心机中进行脱水处理，转速设置为4000 r/min，离心时间为25min/次，加入大量的水洗涤、离心，直至离心液变为中性（第一次离心液可循环使用），离心后的玻纤废丝于120 °C干燥4 h。

（4）干燥后的玻纤废丝在气流带动下送入气流超微粉碎机，气流速度为2 MHZ以上的超速旋转气流，输送压力为2.5 MPa，粉碎后过300目筛子得固体B。

（5）在一定量的水中加入固体B 500 g，加入防腐剂BCM 0.5 g、增稠剂无机膨润土60 g、表面活化剂AEO-9 1.0 g、消泡剂有机硅类0.4 g、湿润分散剂焦磷酸钠1.5 g、流平剂1,2-丙二醇2 g、成膜助剂己二醇15 g及颜料钛白粉50 g，于70±10 ℃水浴搅拌8 h后加入相同体积的20%的硝酸溶液、有机钛酸酯80 g和硝酸钙52 g，剧烈搅拌，得到溶液C。

（7）将固体E加入到3 L聚乙烯醇树脂当中，得到涂料。按照JC/T 1074-2008（室内空气净化功能涂覆材料净化性能）标准的要求进行甲醛净化功能检测：将涂料涂布于三个面积为1㎡的玻璃板上，以未覆盖涂料的玻璃板为空白，置于含有相同浓度的甲醛密封箱中进行净化率检测。

表二甲醛净化率测定

实施例3

（1）将玻纤废丝进行喷淋清洗，喷淋压力为2 MPa，清洗时间为12 min，清洗后的玻纤废丝于100 °C干燥4 h后进行短切处理，长度为40 mm。

（2）将短切后的玻纤废丝1000 g置于 1200 g 50%的浓磷酸溶液中，超声频率为25kHz，超声时间为40 min，得到混合体系A.

（3）将体系A置于三足离心机中进行脱水处理，转速设置为6000 r/min，离心时间为20min/次，加入大量的水洗涤、离心，直至离心液变为中性（第一次离心液可循环使用），离心后的玻纤废丝于100 °C干燥5 h。

（4）干燥后的玻纤废丝在气流带动下送入气流超微粉碎机，气流速度为3 MHZ以上的超速旋转气流，输送压力为3.5 MPa，粉碎后过300目筛子得固体B。

（5）在一定量的水中加入固体B 500 g，加入防腐剂TPN/TMTD 0.5 g（质量比2:3）、增稠剂羧甲基纤维素50 g、表面活化剂AEO-9/Span-60 2.5 g(质量比1:4)、消泡剂脂肪酸酰胺类0.2 g、湿润分散剂六偏磷酸钠1.2 g、流平剂1,2-丙二醇2 g、成膜助剂乙二醇丁醚20 g及颜料锌钡白75 g，于70±10 ℃水浴搅拌8 h后加入相同体积的30%的硝酸溶液、有机钛酸酯85 g和硝酸钙45 g，剧烈搅拌，得到溶液C。

（7）将固体E加入到3 L环氧树脂当中，得到涂料。按照JC/T 1074-2008（室内空气净化功能涂覆材料净化性能）标准的要求进行甲醛净化功能检测：将涂料涂布于三个面积为1㎡的玻璃板上，以未覆盖涂料的玻璃板为空白，置于含有相同浓度的甲醛密封箱中进行净化率检测。

表三甲醛净化率测定

Claims

1.一种利用玻纤废丝制备绿色环保涂料的方法，其特征是制备方法包括以下步骤；第一步：通过喷淋清洗的方法对玻纤进行清洗，去除表面所附着污染物，并对清洗后的玻纤进行短切处理；第二步：短切处理后的玻纤浸入到无机酸溶液中，使用超声处理3-5h得到体系A，利用超声所产生的空化作用，加速无机酸与玻纤表面浸润剂之间的相互作用，提高浸润剂去除效率；第三步：将浸润剂去除后的体系A置于三足离脱水机中进行脱水处理（首次离心液可收集重复进行浸润剂脱除处理）；将洗涤至中性的玻纤废丝干燥处理后在气流带动下送入气流涡旋式粉碎机内进行粉碎处理，得到固体B；第四步：在一定量的水中加入固体B、防腐剂、增稠剂、表面活性剂、消泡剂、湿润分散剂、流平剂、成膜助剂、颜料，搅拌均匀后水浴加热，加热至所需温度后分别加入硝酸（与上述混合液体积比为1：1），有机钛酸酯和硝酸钙，高压均质，得到均匀的乳状液C；第五步:利用氨水对乳状液C进行pH调控,控制体系pH值稳定在6.5-7.0之间，得到溶液D；第六步：将溶液D放入反应釜中，静置，控制温度，过滤后烘干，得到固体E；第七步：将固体E加入一定量的基料中，得到绿色环保涂料F。

2.如权利1所述，一种利用玻纤废丝制备绿色环保涂料的方法，其特征是：预处理采用喷淋清洗，喷淋压力为1.5～3 MPa，清洗时间为10～15 min；清洗后的玻纤废丝于90～110°C干燥3～6 h后进行短切处理，控制短切长度为35-40 mm。

3.如权利1所述，一种利用玻纤废丝制备绿色环保涂料的方法，其特征是：制备混合物A时，废弃玻璃纤维和无机酸的体积比控制在1:1和1:1.5之间，超声频率为20 kHz到30 kHz，超声时间为30-50min，所选用无机酸为盐酸、磷酸、硫酸中的一种。

4.如权利1所述，一种利用玻纤废丝制备绿色环保涂料的方法，其特征是：利用三足离心机脱水处理过程中，转速控制在4000-8000 r/min,离心10-25 min/次，离心后的中性玻纤废丝于80-120 °C干燥4-7 h。

5.如权利1所述，一种利用玻纤废丝制备绿色环保涂料的方法，其特征是：将干燥后的玻纤废丝在气流带动下送入气流涡旋式粉碎机内进行粉碎处理，气流速度为1.6-3 MHZ，输送压力为1.5-3.5 MPa。

6.如权利1所述，一种利用玻纤废丝制备绿色环保涂料的方法，其特征是：在制备溶液C时，防腐剂为TMTD（四甲基二硫化秋兰姆）、BCM（苯并咪唑氨基甲酸甲酯）、TPN（四氯间苯二甲腈）中的一种或多种，增稠剂为羧甲基纤维素、羟乙基纤维素、无机膨润土中的一种或多种，表面活性剂为AEO-9、Span-60、失水山梨醇中的一种或几种，消泡剂为正丁醇、脂肪酸酰胺类、有机硅类、磷酸三丁酯中的一种或几种，湿润分散剂为焦磷酸钠、磷酸三钠、六偏磷酸钠中的一种或几种，流平剂为1,2-丙二醇，成膜助剂为己二醇、丙二醇、乙二醇、乙二醇丁醚中的一种或几种，颜料为钛白粉、轻质碳酸钙、锌钡白中的一种。

7.如权利1所述，一种利用玻纤废丝制备绿色环保涂料的方法，其特征是：在制备溶液C时，防腐剂、增稠剂、表面活性剂、消泡剂、湿润分散剂、流平剂、成膜助剂、颜料分别占总体系质量的0.1%、8%-12%、0.2%-0.5%、0.01%-0.08%、0.1%-0.3%、0.1%-1%、2%-4%和10%-15%。

8.如权利1所述，一种利用玻纤废丝制备绿色环保涂料的方法，其特征是：在制备溶液C时，水浴温度控制在60 ℃-80 ℃，搅拌8 h，钛酸酯和硝酸钙的质量分别占玻纤质量的15%-20%和10%-15%。

9.如权利1所述，一种利用玻纤废丝制备绿色环保涂料的方法，其特征是：在制备固体E的过程中，反应釜的温度控制在180 ℃-240 ℃；静置时间控制在4-6 h，烘箱的温度控制在100±10 ℃。

10.如权利1所述，一种利用玻纤废丝制备绿色环保涂料的方法，其特征是：在制备固体F的过程中，所选用基料为硅丙乳液、聚乙烯醇树脂、环氧树脂中的一种，固体E应该占基料的比例为15%-20%。