一種廢棄聚苯乙烯改性陽離子聚氨酯乳液的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種廢棄聚苯乙烯改性陽離子聚氨酯乳液的制備方法，屬于聚氨酯改性技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]水性聚氨酯現(xiàn)在廣泛應(yīng)用于皮革涂飾劑、木器漆、膠黏劑、涂料等行業(yè)，已經(jīng)開始逐步取代溶劑型聚氨酯。在這些應(yīng)用中，大多用的都是陰離子水性聚氨酯，在這方面的研報道很多，而陽離子水性聚氨酯方面的研究較少，這主要是因?yàn)殛栯x子水性聚氨酯在制備過程中使預(yù)聚體季銨鹽化的工藝復(fù)雜，加之成本比較高，乳化產(chǎn)品穩(wěn)定性也比陰離子水性聚氨酯差。與陰離子水性聚氨酯相比較，陽離子水性聚氨酯有其獨(dú)特的性能，應(yīng)用價值較大，幵發(fā)新型陽離子水性聚氨酯具有重要的研究意義。現(xiàn)在石油資源日益枯竭、石化產(chǎn)品價格不斷走高，對可再生能源進(jìn)行研究已經(jīng)勢在必行，用生物質(zhì)多元醇代替石化原料來生產(chǎn)聚氨酯是可行的趨勢，生物質(zhì)多元醇主要有植物油、植物纖維素、木質(zhì)素等，據(jù)報道，生物質(zhì)多元醇相比于石油多元醇能耗降低達(dá)到左右，不可再生能源消耗降低了，使用生物質(zhì)聚氨酯能夠少向大氣中排放二氧化碳。
[0003]現(xiàn)有陽離子聚氨酯通過有機(jī)硅進(jìn)行改性，二氧化硅顆粒不易受到分子鏈牽制，導(dǎo)致運(yùn)動困難，發(fā)生團(tuán)聚，而通過丙烯酸進(jìn)行改性，其硬度光澤較低，與此同時在市政固體垃圾、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中存在大量廢棄塑料，因其在自然界難以生物分解形成白色污染。塑料的主要成分是聚合烯烴，已經(jīng)開展的廢棄塑料熱高溫裂解或催化裂解制備不飽和烴的研究較多，很多情況下只側(cè)重于制備可燃?xì)怏w。聚合烯烴結(jié)構(gòu)致密，其裂解屬于隨機(jī)的自由基反應(yīng)，裂解油中含有大量烯烴、芳烴等不飽和烴，通過對其有效的裂解，通過烯烴和不飽和烴進(jìn)行改性制備陽離子聚氨酯很有必要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題:針對目前陽離子聚氨酯通過有機(jī)硅進(jìn)行改性，二氧化硅顆粒不易受到分子鏈牽制，導(dǎo)致運(yùn)動困難，發(fā)生團(tuán)聚，而通過丙烯酸進(jìn)行改性，其硬度光澤較低的問題，提供了一種通過將聚苯乙烯廢棄塑料回收裂解制備裂解油，隨后在裂解油中烯烴和芳烴進(jìn)行開環(huán)和改性，使其氧化交聯(lián)，大大改善陽離子聚氨酯的力學(xué)性能和分散性能。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下所述的技術(shù)方案是:
(1)收集廢棄聚苯乙烯，將其置于40?55°C質(zhì)量濃度為10%的碳酸氫鈉溶液中，浸泡處理25?30min，隨后在20?30r/min下攪拌摩擦10?15min，去除表面污垢，取出并用清水洗滌3?5次，在20?30°C下自然風(fēng)干3?5h;
(2)選取上述晾干的聚苯乙烯，將其氣流粉碎制備得粒徑大小為Icm的聚苯乙烯顆粒，隨后按聚苯乙烯顆粒與二氧化鈦粉末質(zhì)量比5:1，將其置于高壓反應(yīng)釜中，打開排氣閥，對其通氮?dú)馀懦諝?，?0?80r/min下，按10°C/min的速度緩慢升溫加熱至400?450°C，使其裂解反應(yīng)35?40min;
(3)待裂解完成后，收集裂解液并對其抽濾，收集濾液，在60?80°C下干燥6?8h，制備得裂解油，隨后在干燥氮?dú)獗Ｗo(hù)下，按裂解油與二乙醇胺質(zhì)量比5:1，攪拌混合并置于四口燒瓶中，隨后加熱升溫至40?50°C，使其開環(huán)反應(yīng)25?30min，待反應(yīng)完成后，使其自然冷卻至20?30°C，制備得開環(huán)裂解油；
(4)按重量份數(shù)計(jì)，選取35?65份開環(huán)裂解油、5?10份二乙基甲苯二胺、5?10份異佛爾酮二異氰酸酯、3?5份聚丙二醇和22?40份丙酮，依次添加至四口燒瓶中，攪拌混合并置于80°C下反應(yīng)I?2h，待反應(yīng)完成后，使其自然冷卻，降溫至40?50°C，隨后繼續(xù)添加與開環(huán)裂解油質(zhì)量相同的N-甲基二乙醇胺，緩慢升溫至55?60°C，攪拌反應(yīng)I?2h;
(5)待反應(yīng)結(jié)束后，停止加熱使其自然冷卻至30?35°C，用冰醋酸溶液調(diào)節(jié)pH至7.0，在1200?1500r/min下攪拌混合10?15min，隨后繼續(xù)添加開環(huán)裂解油質(zhì)量1/2的去離子水，使其乳化混合45?60min，即可制備得一種廢棄聚苯乙烯改性陽離子聚氨酯乳液。
[0006]本發(fā)明的應(yīng)用方法:按油墨連接料與上述制備的改性陽離子聚氨酯乳液質(zhì)量比1:5?1: 7，將油墨連接料加入聚氨酯乳液中，再向其中加入與油墨連接料質(zhì)量比為1:8?1:10的大豆卵磷脂，攪拌混合均勻后，在三輥機(jī)中經(jīng)粗磨、精磨和出料制得色漿，按質(zhì)量比1:3?1:5，將聚氨酯乳液加入色漿中，磁力攪拌混合均勻后制得聚氨酯油墨。該油墨連接料分散性較好，不易團(tuán)聚。
[0007]
本發(fā)明與其他方法相比，有益技術(shù)效果是:
(1)本發(fā)明制備的改性陽離子聚氨酯，分散性較好，儲存穩(wěn)定期可達(dá)6個月不發(fā)生沉降，且膠膜硬度增強(qiáng)，擺桿硬度可達(dá)0.8?0.9;
(2)本發(fā)明通過廢棄聚苯乙烯進(jìn)行裂解制備，回收資源利用，綠色環(huán)保。
【具體實(shí)施方式】
[0008]首先收集廢棄聚苯乙烯，將其置于40?55°C質(zhì)量濃度為10%的碳酸氫鈉溶液中，浸泡處理25?30min，隨后在20?30r/min下攪拌摩擦10?15min，去除表面污垢，取出并用清水洗滌3?5次，在20?30°C下自然風(fēng)干3?5h;選取上述晾干的聚苯乙烯，將其氣流粉碎制備得粒徑大小為Icm的聚苯乙烯顆粒，隨后按聚苯乙烯顆粒與二氧化鈦粉末質(zhì)量比5:1，將其置于高壓反應(yīng)釜中，打開排氣閥，對其通氮?dú)馀懦諝?，?0?80r/min下，按10°C/min的速度緩慢升溫加熱至400?450°C，使其裂解反應(yīng)35?40min;待裂解完成后，收集裂解液并對其抽濾，收集濾液，在60?80°C下干燥6?Sh，制備得裂解油，隨后在干燥氮?dú)獗Ｗo(hù)下，按裂解油與二乙醇胺質(zhì)量比5:1，攪拌混合并置于四口燒瓶中，隨后加熱升溫至40?50°C，使其開環(huán)反應(yīng)25?30min，待反應(yīng)完成后，使其自然冷卻至20?30°C，制備得開環(huán)裂解油；按重量份數(shù)計(jì)，選取35?65份開環(huán)裂解油、5?10份二乙基甲苯二胺、5?10份異佛爾酮二異氰酸酯、3?5份聚丙二醇和22?40份丙酮，依次添加至四口燒瓶中，攪拌混合并置于80°C下反應(yīng)I?2h，待反應(yīng)完成后，使其自然冷卻，降溫至40?50°C，隨后繼續(xù)添加與開環(huán)裂解油質(zhì)量相同的N-甲基二乙醇胺，緩慢升溫至55?60°C，攪拌反應(yīng)I?2h;待反應(yīng)結(jié)束后，停止加熱使其自然冷卻至30?35 °C，用冰醋酸溶液調(diào)節(jié)pH至7.0，在1200?15001'/111；[11下攪拌混合10?15min，隨后繼續(xù)添加開環(huán)裂解油質(zhì)量1/2的去離子水，使其乳化混合45?60min，即可制備得一種廢棄聚苯乙烯改性陽離子聚氨酯乳液。
[0009]實(shí)例I
首先收集廢棄聚苯乙烯，將其置于40°C質(zhì)量濃度為10%的碳酸氫鈉溶液中，浸泡處理25min，隨后在20r/min下攪拌摩擦1min，去除表面污垢，取出并用清水洗滌3次，在20 °C下自然風(fēng)干3h;選取上述晾干的聚苯乙烯，將其氣流粉碎制備得粒徑大小為Icm的聚苯乙烯顆粒，隨后按聚苯乙烯顆粒與二氧化鈦粉末質(zhì)量比5:1，將其置于高壓反應(yīng)釜中，打開排氣閥，對其通氮?dú)馀懦諝猓?0r/min下，按10°C/min的速度緩慢升溫加熱至400°C，使其裂解反應(yīng)35min;待裂解完成后，收集裂解液并對其抽濾，收集濾液，在60 V下干燥6h，制備得裂解油，隨后在干燥氮?dú)獗Ｗo(hù)下，按裂解油與二乙醇胺質(zhì)量比5:1，攪拌混合并置于四口燒瓶中，隨后加熱升溫至400C，使其開環(huán)反應(yīng)25min，待反應(yīng)完成后，使其自然冷卻至20°C，制備得開環(huán)裂解油；按重量份數(shù)計(jì)，選取65份開環(huán)裂解油、10份二乙基甲苯二胺、10份異佛爾酮二異氰酸酯、5份聚丙二醇和40份丙酮，依次添加至四口燒瓶中，攪拌混合并置于80°C