浅谈废弃PET聚酯回收及制备粉末涂料用聚酯树脂

　　2 废PET聚酯再资源化制备涂料的方法与进展
　　PET废料降解后所得到的单体分子与其他单体分子聚合后可以重新共聚、共键链，用此制备新的涂料，是一项新的工艺突破。目前以废聚酯作原料可制备的涂料主要有聚酯树脂涂料、环氧树脂涂料、醇酸树脂涂料和聚氨酯涂料等。以下介绍聚酯树脂涂料醇酸树脂涂料和聚氨酯三种涂料及其制备。
　　2.1 聚酯树酯涂料制备
　　聚酯树脂通常由二元醇、三元醇和二元酸等混合物缩聚而成，一般是低分子量、无定形、含有支链可交联的聚合物。废PET聚酯发生醇解反应的条件是催化剂与二元醇，经过醇解后获得的单体分子就可以作为聚酯树脂的原材料。以醇解的PET废聚酯为原料，通过高温与甘油和乙二醇反应，经过与钦酸丁酯进行醚键交联，形成共键反应，就可以生成聚酯绝缘漆。国内毕玉遂等团队已经成功尝试，具有较强的市场与经济价值。假如聚酯树脂需要改变性能，可以通过物料比例的改变以达到，如涂膜柔顺性不足，则可以加入三元以上的醇加强其分化度，如果需要加快固化速度，可以加强长链二元醇与支链三元醇，二元酸则可以降低关联度，增强柔韧度，总之，聚酯树脂涂料制备工艺过程中依据产品需要突出的性能，适当调成PET废聚酯与二元醇、三元醇、二元酸的比例以达到。
　　2.2 醇酸树脂涂料制备
　　醇酸树脂是通过缩聚反应由多元醇、多元酸及脂肪酸为主要成分制备的。废聚酯PET的引入，改变了传统单体分子的树脂涂料制备中官能度的效用，影响涂料的附着性与粘力性，性能上有所降低，但通过减少一些导致低官能度的单体分子或增加高官能度共聚单体的用量则可以有效弥补此缺失，也可减少成本和保护环境。国外学者PilatiF等人已经成功适用。此外，加拿大专利发明了改性的醇酸树脂涂料。它是将废聚酯酸解后再醇解成低分子量聚酯，加入烯类单体与醇酸树脂中的双键共聚，以达到改性的目的。其中，用甲基丙烯酸甲酯改性的醇酸树脂能快速干燥，保色性和耐候性都有很大改进。
　　2.3 聚氨酯的涂料制备
　　聚氨酯是由多异氰酸酯与多元醇（包括含轻基的低聚物）反应生成的。废弃PET用于聚氨酯的涂料的制备中既可满足聚氨酯的涂料耐磨性与附着力的标准，是满足高级涂料的要求，而且极大节省聚氨酯的涂料的生产成本，对于节能环保、环境改进等都大有帮助，具有较高的市场研发价值。国内孙永增等人也已成功研发与应用。综合以上聚酯树脂涂料、醇酸树脂涂料和聚氨酯涂料等产品，其主要研发集中于废弃PET再回收利用的工艺条件改进、环保型涂料的运用上、对环境的最少伤害上，但其回收及利用总体上存在反应时间长、工艺复杂等问题。基于此，以下以醇解产物改性制备粉末涂料用聚酯为实验对象，以期为废弃PET聚酯回收及制备粉末涂料用聚酯树脂提出些理论建议。
　　3 醇解产物改性制备粉末涂料用聚酯的具体尝试
　　降解反应与聚合反应是相互互动且逆反的过程。当废旧高分子通过降解反应可以得到分子的全部单体，再通过聚合反应可以实现资源化的重新利用，实现一个循环的资源再利用过程。聚酯PET是废旧高分子材料中的典型代表，废旧聚酯PET经过降解获得全部单体，再聚合重新生产，则可以实现材料再利用。而作为废旧高分子材料的典型代表聚酯PET如果通过复合降解得到的低聚物能重新作为生产聚酯的原料，就可实现材料的再利用。在此基本原理的指导下，醇解产物改性制备粉末涂料用聚酯的具体实验选择PET复合醇解体系作为研究对象，通过红外与微波辅助，以缓解微波醇解反应不易控制、加热不均的缺点。实验以废PET为复合醇解对象，二元醇作为醇解剂，红外和微波作为热源，研究微波功率、微波辐射时间、红外辐照时间、物料配比等对醇挥发率及醇解程度的影响，并通过一定的科技手段完成实验分析。
　　3.1 实验部分
　　实验原料：废聚酯、乙二醇、新戊二醇、酯酸锌、乙酸钾、四氢吠喃、苯酚、l,l,2,2-四氯乙烷；实验仪器：WPSOOTL23-K3型微波炉、766-3型远红外辐射加热箱、Pyris1Dsc差示扫描量热仪、PL-GPC22O凝胶色谱仪、平型乌氏粘度计、85-1磁力搅拌器、电热恒温鼓风干燥箱；实验路线：废PET、二元醇、催化剂通过红外辐射、微波辐射产生醇解产物；实验方法：以二元醇作为醇解剂，将废PET瓶片，二元醇与催化剂投入反应器中，用磁力搅拌机下搅拌，搅拌均匀后，先放入温度为210℃红外加热箱内观察半小时预反应。
　　3.2 实验结果及总结
　　废PET聚酯复合醇解影响因素主要有微波辐射时间、微波功率、红外作用时间、物料配比等，其中微波辐射时间、微波功率为主要影响，红外作用时间、物料配比为次要影响，PET复合醇解反应的降解方式为无规降解，目前合理的工艺条件是红外辐射15 min、微波514W微波1 min，物料配比1：3，但当前仍处初级研发阶段，仍存在透明性低、结晶度高等问题，仍待改进。