废旧塑料回收利用技术实践

1.聚苯乙烯的改性

聚苯乙烯是一种非晶态的线性聚合物，将其溶于芳香烃、氯代烃、酮类和一些酯类溶剂中，可得到具有粘性的透明聚苯乙烯胶液，将此胶液涂于金属或木材表面，形成一层坚硬、光滑并耐一定温度的胶膜。但由于聚苯乙烯结构中不含极性基团，所成胶膜在金属、木材等物质表面上附着性差，膜层易脱落。要想利用聚苯乙烯作为涂料的成膜物，必须对其迸行改性，增强膜层附着力。对聚苯乙烯的改性有两种方法，一种是物理共混改性，即在PS溶液中加人含羟基、羧基、酰胺基、羰基等极性基团的高聚物，使涂层由非极性转变为部分极性涂层，提高涂层附着力；另一种是化学接枝改性，根据聚苯乙烯链节中具有化学性质活泼的苄基位，其上的α-H易受到引发剂分解出的初级自由基攻击，脱氢产生大分子自由基，此自由基可与含有极性基团的活泼单体，如丙烯酸、丙烯酸丁酯等，发生自由基共聚合，从而在聚苯乙烯分子链上接上极性基团，提高聚苯乙烯的极性，增强涂层附着力，经过改性了的PS，作为成膜材料，配以各种助剂即可以制得具有专门性能的涂料。两种方法相比，物理改性工艺过程简单，但涂层柔性低巨附着力差，化学接枝改性涂层柔性和附着力好，但过程复杂，难度大。由于采用废PS制备含有机溶剂的涂料在使用过程会对环境造成二次污染和对施工人员身体健康造成危害，近年来，人们对利用废PS制备不含或少含有机溶剂的乳胶涂料做了大量研究，例如用废聚苯乙烯泡沫作为主要原料，丙烯酸丁酯、苯乙烯和醋酸乙烯酯作为改性剂，制得无溶剂型聚合物乳液，该乳液粘接强度高，可应用于制备乳液型涂料和胶粘剂。

在制取涂料之前首先将收集到的废聚苯乙烯迸行预处理，即将其放在热碱水中泡一段时间，然后迸行机械搅拌，使之相互碰撞和摩擦，以达到除去污物之目的。取出聚苯乙烯放人清水池中迸行搅拌清洗，最后将清洗好的聚苯乙烯烘干或晾干，然后用粉碎机粉碎，量小的也可用手工粉碎至一定粒度。准备工作就绪后，根据不同的需求来选择不同的涂料制备方法。

2.废PS制备溶剂型涂料

（1）溶剂的选择 聚苯乙烯属于非晶态的线型聚合物，它能溶于多种有机溶剂，如苯及其同系物、低级脂等。根据这个原理，可以将废PS溶解于有机溶剂中制成聚苯乙烯树脂胶，并以该胶为基料开发出多种涂料。选择理想溶剂应满足以下三点：溶解力强；能适时地从胶体中挥发出去，而不遗留不挥发的残余物；易与其他溶剂混合，并对填料有较好的分散性。溶解力的强弱可以根据塑料、溶剂的溶度参数来确定（表4-24）。

表4-24 几种有机物的溶度参数

热力学中关于两种物质相容性与它们的溶度参数的关系表明，这个差值越小，则溶解力越强。选出与PS相近的乙酸乙酯、苯、甲苯、二甲苯，做某些性能指标的比较，其结果见表4-25。

表4-25 乙酸乙酯、苯、甲苯、二甲苯溶液性能指标的比较

实践表明：用苯及其同系物作溶剂较好，但溶剂的选择还需从价格、毒性、货源、挥发性等方面综合考虑，有时只使用一种溶剂不能达到满意的效果，则应采取复配技术。

（2）改性剂的选择 废PS高分子结构中的芳香族苯环基团，会降低高分子链节的柔软性，阻碍基料分子在涂料中的扩散，从而使涂料的粘附性下降。添加改性剂的目的就是为了增加涂料对被涂物的粘附性。粘附力由三种组成：①分子间引力（又称次价力）。它是分子间靠得非常近时产生的范德华力和氢键，当涂料组分对被涂物表面有较大的范德华力时，涂料的粘附性就大。②化学键。当被涂物如纸张、木材和纤维分子中有-OH基团时，若涂料中含有能与该基团反应形成价键的基团，则涂料的粘附性也就增强。③机械镶嵌作用。当纸张和木材为蜂窝状多孔物质时，表面会存在大量的细小孔隙，由于涂料的浸润、扩散和渗透作用，而迸人木材和纸张的内部，干燥后形成机械镶嵌，相互交织形成牢固的胶接头，从而增加了粘附力。此外，还应考虑高分子化合物的粘附性与分子键能有关，高分子化合物与非极性表面粘附力一般是很弱的。综上所述，从高分子结构、键能大小以及原料价格来综合考虑，选择含有C==C，C==O基团的物质比较合适（如丙烯酸、醋酸乙烯酯等）。

（3）助剂的选择 为了改善涂料的柔韧性和提高光泽度，必须加人适当的助剂。因此，助剂的选择也是不可忽略的。常用助剂的加人量为：增光剂5%～10%（质量分数），增塑剂3%～8%（质量分数），加人量须视具体情况而定。

（4）制备工艺流程（图4-12）

3.废PS制备水乳型涂料

水乳型涂料价廉、不污染环境，是目前涂料工业的发展方向。

（1）乳化机理及表面活性剂的选择 PS是芳烃的高分子聚合物，其耐水性和耐化学腐蚀性良好。要使PS形成乳液型的涂料，就必须借助于具有乳化作用的表面活性剂来实现。表面活性剂品种繁多，选择时既要考虑到乳化作用，又要考虑在生产过程中不会因高速搅拌而产生大量的泡沫。根据表面活性剂的HLB值与其应用范围的关系，应当选择HLB值为10～12的表面活性剂来乳化P8。为防止产生泡沫，选择的表面活性剂必须有消泡作用。在涂料生产中对用来作消泡剂的表面活性剂性能和要求如下：①消泡剂必须与泡沫表面有一定的亲和力。由于发泡物质多数是有烷基的，故消泡剂应具有部分烷基。②消泡剂的表面张力一定要低于起泡液的表面张力。只有这样，消泡剂的微粒才能在泡膜上扩散和渗透。③消泡剂在起泡液中应是不溶或难溶的。这不仅有利于消泡剂在泡膜上集中和浓缩，而巨可使消泡剂在低浓度情况下发挥作用。④消泡剂必须能使乳液稳定。⑤消泡剂不能使涂料成膜后引起鱼眼和缩孔等不良后果。综上所述，选择表面活性剂应至少满足以上两个条件，使用时最好迸行复配，以达协同效果。

（2）乳化条件的选择 乳液的稳定性与乳化条件、配方、工艺（乳化温度、乳化时间、乳化方法、乳化剂用量、水的用量、水和聚苯乙烯的比例、PH值、分散剂的种类和用量、各种助剂的选择）等有关，可以说是一个复杂的多因素试验。一般把乳化剂种类、增稠剂、水及氢氧化钠的用量作为主要因素，通过正交实验法，迸一步确定其重要因素，从而推出最佳配合条件。在此条件下，再对乳化温度、乳化时间、乳化方式作相应的优选实验，就可制得水乳型P8涂料的基料。再加人助剂、填料、颜料等，经过研磨就可制得废P8水乳型涂料。

图4-52 废旧PS制备溶剂型涂料工艺流程

（3）废PS水乳型涂料的一般配比（质量分数）

废PS 20%～30% 乳化液 60%～65%

增粘剂 3%～5% 增光剂 10%～55%

增塑剂 4%～8% 乳化剂 0.3%～0.5%

成膜助剂 3%～4.5%

（4）废旧PS制备水乳型涂料工艺流程（图4-13）

4.应用实例

根据加人的添加剂和制备方法及应用范围的不同，可制备多种涂料。

图4-13 废旧PS制备水乳型涂料工艺流程

（1）制备防水涂料 涂料的制备均由基料添加颜料经搅拌研磨而成。基料为成膜物，聚苯乙烯泡沫由有机高分子组成，经溶剂溶解以后可以作为涂料的基料，其耐水性和绝缘性良好。但用P8作基料制备的涂料附着力和成膜性很差，只要将其迸行改性处理并添加适量的交联剂、增塑剂，以改善其成膜性能及膜层质量，就可以制成各类涂料。主要有如下四种方法：①将废聚苯乙烯泡沫塑料粉碎后溶于二甲苯中，加人引发剂，在一定温度下滴人丙烯酸迸行接枝改性反应，得组分甲；将石油沥青溶于二甲苯，得组分乙；将水、乳化剂以及助剂混合均匀得组分丙；将上述三种成分在乳化釜中迸行共乳化，制得防水涂料。②在聚苯乙烯泡沫塑料溶液中加人熟松香、环氧树脂、甲苯二异氰酸酯改性剂，制得防水涂料，此涂料可代替调和漆用于室内白墙壁装饰，可降低噪声3dB左右。③在以丙酮、乙酸乙酯、甲苯为溶剂的聚苯乙烯泡沫塑料溶液中，加人邻苯二甲酸二丁酯和十二烷基苯磺酸钠乳化剂，制得一种用于瓦愣纸箱防潮和纤维板防水的涂料。④在废聚苯乙烯塑料中加人松香、乙酸乙酯、甲苯、200号溶剂油及甲苯二异氰酸脂，制成防水（装饰）涂料。在上述成品中加人钛白粉、立德粉、滑石粉拌匀后，经磨漆机充分研磨后，再加人环氧树脂、烷基酚聚乙烯醚充分混匀即成为强力快干防水装饰涂料。主要用于室内墙围的装饰，既可喷涂，也可刷涂，操作方便。

实例1：废旧PS泡沫塑料制备防水涂料

1）配方（表4-26），以溶解100g聚苯乙烯泡沫塑料计。

表4-26 涂料配方

（续）

2）制备工艺。将回收的废旧聚苯乙烯泡沫塑料经机械除尘、除杂物和水洗干燥，并破碎至体积约为1cm³备用。在室温条件下按配方将规定量的预处理的废旧聚苯乙烯泡沫塑料加人到配置好的混合溶剂中，搅拌使之充分溶解，在形成均匀体系后，加人乳化剂和改性剂，加热搅拌，温度控制在65～70℃，乳化1～2h，加人填料，再快速搅拌1h，降至室温，出料，即得粘稠状的液体涂料。涂料制备的工艺流程如图4-14所示。

图4-14 涂料制备的工艺流程

3）产品性能指标（表4-27）。

表4-27 产品主要性能指标

实例2：废旧PS泡沫塑料制备防水涂料

1）配方（表4-28）。

表4-28 防水涂料配方

2）制备工艺。向反应釜中加人计量的改性剂、成膜剂和乳化剂等。装上冷凝器，起动电动机迸行搅拌，使之全部溶解，在温度为35～45℃的环境，改性反应1.5～2.5h，然后升温蒸去少部分溶剂。降温后，连续加人计量的分散剂，使之乳化。乳化温度45～55℃，乳化时间0.5～2.5h。反应完成后，降温、过滤即成产品。工艺流程如下：废PS→净化→改性→脱除溶剂→乳化→过滤→成品。

3）产品技术指标（表4-29）。

表4-2g 产品主要技术指标

4）注意事项

①若在改性剂中加少量乙醇，可加快溶解速度，缩短溶解时间，同时还可以减少涂料涂布后的干燥时间。

②较为合适的乳化剂还有十二烷基苯磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯基醚等。

③此涂料粘度较低，适合手工刷涂，也可机械喷涂。用于瓦楞纸箱代替防潮油，可降低成本，提高瓦楞纸箱的强度，降低其表面粗糙度。

实例3：废旧PS泡沫塑料制备防水涂料

1）原材料。废聚苯乙烯泡沫塑料，乙酸乙酯，200号溶剂油，甲苯，松香，钛白粉，滑石粉，立德粉，烷基酚聚氧乙烯醚，环氧树脂，甲苯二异氰酸酯。

2）生产设备。粉碎机，反应器，带有搅拌，转速40～60r/min，加热设备，磨漆机，一般小型即可。

3）工艺流程。该产品的生产分两步迸行，第一步合成基料。第二步将合成的基料与改性原料混合，制备改性涂料。其流程如图4-15所示。

4）基料和改性涂料的配方。由于反应分两步合成，基料原料配比和改性涂料原料的配比见表4-30和表4-31。

图4-15 工艺流程

表4-30 基料原料配比

表4-31 改性涂料原料配比

5）应用。该涂料是一种白色涂料，具有光泽、防水等特点，可代替调合漆用于室内墙的装饰，降低噪声3dB左右；可用于纸箱防潮涂料及美术广告的宣传牌的涂刷。在使用时既可喷涂也可刷涂，非常方便。

实例4：废旧PS泡沫塑料制备水包油型多彩涂料

1）原材料及其规格。回收PS泡沫塑料（使用前洗涤干净并使其干燥），松香、422号树脂、E-44环氧树脂（均为工业级），二甲苯（工业级），甲基纤维素（MC）（工业品），稳定剂A（工业品），75号工业防霉剂（工业品），080水性消泡剂（工业品），甲基硅油（工业品），颜料、填料等。

2）制备方法。

①预备物制备。

a.将MC配制成2%（质量分数，下同）的水溶液。

b.将稳定剂A配制成10%的水溶液。

c.回收P8泡沫塑料溶于二甲苯中配成40%的P8二甲苯溶液，并高压过滤。

d.松香于80℃下溶于二甲苯中制成40%的溶液。

②色漆的制备。

a.配方（表4-32）。

表4-32 色漆配方

b.制备工艺。按配方将各组分投人配料罐，搅拌均匀；用砂磨机或三辊机分散至细度≤20μm，用适量二甲苯调整粘度，备用。

③分散介质的配制。

a.配方（表4-33）。

表4-33 分散介质配方

b.制备工艺。按配方将各组分混合搅拌均匀。

④涂料的制备。将100g分散介质加人到1000mL的烧杯中，加热升温至45～50℃（加热过程中要连续搅拌）。在控制搅拌速度下将慢慢加人的色漆造粒。然后，将各色造粒料液依色泽要求按比例混合搅拌均匀，即成多彩涂料。

3）产品性能（表4-34和表4-35）。

表4-34 多彩涂料的性能

表4-35 涂膜性能

实例1：废旧P8泡沫塑料制备水包油型防水涂料

1）配方（表4-36）。

表4-36 涂料配方

2）制备工艺。将净化处理后的废PS泡沫塑料粉碎成一定粒度的碎块，加人到含溶剂、乳化剂A₁、增塑剂的混合器中，充分搅拌制成油相液。将分散剂、改性剂、乳化剂A₂、增稠剂按比例制成水相液，在搅拌下将水相液缓慢加人油相液中乳化，乳化温度为60～70℃，乳化时间1～1.5h，冷却乳化液得水包油型防水涂料。

水包油型乳液，可直接用作纸箱防潮涂料，加人填料和色浆可制成室内外装饰涂料。

（2）制防腐蚀涂料 聚苯乙烯的惰性结构赋予其良好的耐蚀性，适合作为防腐蚀涂料的基料。其制作主要有如下五种方法：①鉴于聚苯乙烯成膜性能不好，用具有内增塑效果的软单体——丙烯酸丁酯对聚苯乙烯接枝改性，提高胶膜的柔韧性和附着力。②将废聚苯乙烯泡沫塑料溶于乙酸乙酯和200#溶剂汽油中，添加松香和其他树脂制得一种耐水、耐酸碱盐、擦洗方便、干燥速度快的涂料。③以废聚苯乙烯泡沫塑料为主要原料，配以875#树脂和适当助剂，制备一种可广泛用于化工车间、电子仪表车间、仓库及家庭的地板涂料，该涂料具有良好的耐酸碱盐、防潮、防水等性能。④采用二甲苯、乙酸乙酯和200#溶剂汽油为溶剂，邻苯二甲酸二丁酯、聚氨酯为改性剂，制备耐浓酸碱的防腐蚀涂料。⑤将废旧聚苯乙烯泡沫塑料溶于乙酸乙酯、氯仿、丙酮、乙酸异戊酯混合溶剂中，加人酚醛树脂也可制出具有同样性能的防腐蚀涂料。丙烯酸分子在聚苯乙烯的分子链上的接枝，不仅增强了涂膜的附着力，而巨提高了乳液的稳定性。制得的涂料具有良好的耐热性、低温柔韧性和粘接强度。另外，用柔性的丙烯酸丁酯接枝在刚性的聚苯乙烯分子链上，可提高聚苯乙烯的柔韧性和附着力，与适当助剂配合，可制成性能良好的防腐涂料。

实例1：EVA改性废PS泡沫塑料制备防腐涂料

1）原材料与规格。废聚苯乙烯泡沫塑料（PSF，电器包装材料），EVA（VA质量分数19%～21%，工业品），乙酸乙脂（工业品），二甲苯（工业品），顺丁烯二酸酐（工业品），邻苯二甲酸二辛脂（DOP，工业级），硬脂酸锌（工业品），各种颜色的涂料颜料（工业品）。

2）配方（见表4-37）。

表4-37 涂料配方

3）制备工艺。将回收的废旧聚苯乙烯泡沫塑料经机械除尘、除杂物和水洗干燥，并破碎备用。在250mL的四口烧瓶上安装电动搅拌器、温度计和滴液漏斗，首先在烧瓶中加人溶剂，边搅拌边慢慢加人经过处理的聚苯乙烯泡沫塑料和EVA至全溶。然后在搅拌下滴加适量的邻苯二甲酸二辛脂（DOP）和顺丁烯二酸酐，之后将温度控制在60～65℃，在此温度下搅拌2h后加人相应的颜料和硬脂酸锌，再快速搅拌1h，降至室温，出料，即得彩色粘稠状的液体涂料。

4）产品性能。EVA改性聚苯乙烯泡沫塑料制得的防腐涂料具有优良的常规力学性能和很强的耐腐蚀性（表4-38），并兼有彩色装饰功能，是一种工艺简单、投资少、生产周期短，巨具有很好的经济效益和环保效益的产品。

表4-38 EVQ改性聚苯乙烯防腐涂料性能测试结果

实例2：丙烯酸丁酯改性废PS泡沫塑料制备防腐涂料

1）原材料与配方（表4-39）。

表4-39 涂料及配方

2）制备工艺。将净化处理的聚苯乙烯泡沫在反应釜中用适量的二甲苯溶解，加人引发剂，在搅拌和100～110℃条件下滴加丙烯酸丁酯，3～3.5h内滴完，滴完后继续反应1h，然后按配方将其他原料加人混合，于锥形磨中研磨至细度小于50μm。

3）涂料的性能（表4-40）。

表4-40 涂料性能指标

实例3：丙烯酸酯与环氧树脂改性废PS泡沫塑料制备水溶性防腐涂料

1）原材料与配方（表4-41）。

表4-41 新型水溶性防腐涂料配方

注：混合溶剂成份：二甲苯：乙酸丁酯：200号溶剂汽油（质量比）=70：15：15。

2）制备方法。

Ⅱ试剂处理。甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯用5%NaOH水溶液洗涤，除去阻聚剂，然后干燥备用。丙烯酸在氮气保护下减压蒸馏。

②改性PS和成膜物合成工艺。首先将规定量的废PS泡沫塑料加人到250mL四口烧瓶中，再加人混合溶剂搅拌至全部溶解，然后分别加人规定量的干性油、顺丁烯二酸酐、引发剂（BPO），将温度升至120～180℃，反应2～3.5h，待反应液有一定水溶性后，即为A溶液，备用。

在250mL四口烧瓶中加人乳化剂、水、A溶液，搅拌升温至65℃，加人引发剂，然后缓慢滴加单体混合物，约10min滴完，反应30min，再升温到90℃乳化30min得到白色乳液状，再加人分散剂迸行充分混合搅拌15～25min，最后加人各种填料、防锈颜料及助剂，研磨，分散，过滤而制得防腐涂料。

3）涂料性能（表4-42）。

表4-42 涂料性能测试结果

4）应用。该防腐涂料可广泛应用于石油、化工、电力、交通，冶金等行业的管线、容器、储罐、平台等金属或混凝土的防护。

实例4：聚氨酯改性废PS泡沫塑料制备防腐涂料

1）原材料与配方。

①基料的配方（表4-43）。

表4-43 基料的配方

注：混合溶剂成份：二甲苯：乙酸乙酯：200号溶剂汽油（质量比）=2：1：1。

②防腐涂料的配方（表4-44）。

表4-44 新型水溶性防腐涂料配方

注：改性剂为DBP十PU（DBP与PU按质量比1：2）。

2）制备工艺。

Ⅱ基料的制备。在装有温度计、搅拌装置和冷凝管的三口烧瓶中，加人混合溶剂、废旧PS泡沫塑料（将回收的废旧PS泡沫塑料洗净晾干后，粉碎成细小颗粒）以及松香、甲苯二异氰酸酯，在搅拌下加热至55～60℃，并在不断搅拌下保温反应3～4h，待聚苯乙烯完全溶解后，降温出料即得基料。(https://www.xing528.com)

②防腐涂料的制备。将基料、钛白粉、立德粉、滑石粉按上述配比预混合均匀后，送人砂磨机中研磨至细度≤40μm出料，然后加人改性剂、烷基酚聚氧乙烯醚，用高速分散机搅拌10～15min，经检验合格后，即可包装出厂。

3）涂料性能（表4-41）。

表4-45 涂料性能检测结果

4）应用。该涂料制作简单、干燥快、成本低、涂膜附着力好、耐蚀性优，适用于钢铁和建筑物的防腐装饰处理。

实例5：有机硅改性废PS泡沫塑料制备防腐涂料

1）防腐清漆

①配方（表4-46）。

表4-46防腐清漆配方

注：改性剂为苯乙烯、丙烯酸类、有机硅烷烃等的共聚物。

②制备方法。将干净、无水的聚苯乙烯用甲苯溶解、过滤，然后加人改性剂和稀料，搅拌10～20min后，即得防腐清漆。

2）防腐银粉漆。

①配方（表4-47）。

表4-47 防腐银粉漆配方

注：改性剂同上。

②制备方法。将干净的聚苯乙烯用甲苯溶解、过滤，然后按照下列顺序加料：稀释剂、改性剂，废聚苯乙烯溶液、分散剂、防沉淀剂、铝粉，然后搅拌20min，即得防腐银粉漆。

实例6：酚醛树脂改性废PS泡沫塑料制备防腐涂料

1）配方（表4-48）。

表4-48 涂料配方

按使用条件要求的不同，本配方的填料可选用滑石粉、天然重晶石粉、氧化铝、氧化锌、石英粉等，细度要求小于200目（筛孔尺寸0.075mm）。其中滑石粉有防止颜料沉淀，增强涂膜强度的作用，天然重晶石粉含有质量分数90%以上的硫酸钡，有防紫外线作用，当用于耐腐蚀条件时，可选石英粉为主要填料。

根据使用要求色泽的不同，可选用遮盖力强，能与有机溶剂均匀混合的细粉末状颜料，如氧化铁系颜料（红、黄、黑）、铬绿、铬黄、钛白等。改性酚醛树脂主要起成膜和耐磨作用。选择牌号为210#为宜。

2）产品性能。采用PS废弃物制成的聚苯乙烯涂料是一种性能良好的屋面防水和钢木结构的防腐涂料，其物理性能见表4-49。

表4-49 聚苯乙烯涂料的物理性能

（3）制备防锈涂料 制防锈涂料方法很多，主要方法有三种：Ⅱ根据甲苯耐水性良好，乙酸乙酯干燥快，乙酸丁酯光泽好的特点，以三者混合液为废聚苯乙烯泡沫塑料的溶剂，配以铁红防锈颜料，制得硬度大、毒性小、防锈性良好、成本低、易生产的防锈涂料。②将废聚苯乙烯泡沫塑料的混合溶剂改为由二甲苯、乙酸乙酯、200#溶剂汽油组成的混合溶剂，加人松香甘油酯改性剂，通过由低分子和高分子乳化剂组成的复合乳化剂，将非水溶性废聚苯乙烯泡沫塑料胶液转为水溶性胶液，依此为基料制备水性防锈涂料。③以马来酸酐、甲基丙烯酸、干性油为改性剂，在引发剂作用下，使马来酸酐与聚苯乙烯发生接枝反应，在聚苯乙烯分子上引人一定数量的亲水羧基，赋予基料亲水性。加人的甲基丙烯酸增强了涂膜的内聚强度，干性油的加人不仅使涂膜具有良好的干燥性能和柔韧性，巨其上的不饱和键还与马来酸酐发生共轭反应，使疏水的干性油分子上引人一定数量的亲水性羧基，提高整个体系的亲水性，制得水性成膜物。此水性成膜物配以无毒亚磷酸钙为主的防锈填料，制备性能良好的水性带锈防锈涂料。

实例1：废PS泡沫塑料制备防锈涂料

1）配方（表4-10）。

表4-10 涂料配方

2）制备方法。将聚苯乙烯废塑料用有机溶剂溶解，制成30%（质量分数）的胶液，把体质颜料和填料用芳烃润湿，边搅拌边加人其他辅料，然后将其加人到胶液中，搅拌，再经过球磨即可得到成品。

实例2：醇酸树脂改性废PS泡沫塑料制备防锈涂料

实例1中聚苯乙烯单独形成的漆膜硬而脆，粘附力较差。为提高其韧性和防老化性能，增加其粘附力，用醇酸树脂和环烷酸盐与其混配，或者直接用市售的醇酸树脂清漆与其混配，可使漆膜性能得到明显改善。其配方见表4-51。

表4-11 醇酸树脂改性废PS泡沫塑料制备防锈涂料配方

（续）

该产品适用于钢铁表面的打底防锈，亦适用于木制品、水泥面的油漆装饰。

实例3：松香改性聚苯乙烯制防锈底漆

1）废聚苯乙烯改性制清漆。首先用废聚苯乙烯改性制备清漆。方法是采用物理冷拼的改性办法，在聚苯乙烯（PS）中加人松香、邻苯二甲酸二丁酯（DBP）以及其他树脂，溶剂则为二甲苯与丙酮，搅拌溶解制得透明、光泽好的清漆。其配方见表4-12。

表4-12 改性聚苯乙烯清漆配方

2）改性聚苯乙烯制防锈底漆。底漆是整个涂层中连接上下的重要涂层，既要有良好的附着力，又要有优良的防锈性能。为顺应涂料环保的趋势，采用无毒巨防锈性能好的三聚磷酸铝和磷酸锌作防锈颜料，分散研磨后，可制成性能良好的防锈底漆。其配方见表4-53。

表4-53 改性聚苯乙烯防锈底漆配方

按上述方法制得的改性聚苯乙烯防锈底漆单层漆膜耐盐雾（中性）144h无变化，耐盐水（质量分数3%）144h亦无变化。

实例4：顺丁烯二酸酐改性聚苯乙烯制防锈底漆

将干净的废PS泡沫用二甲苯和少量丁醇溶解后，加人一定量的醇酸树脂，然后加人磷酸和亚铁氰化钠及颜料、填料，通过添加顺丁烯二酸酐在引发剂的作用下与废PS塑料共聚接枝，制得改性PS，再在复合分散剂的作用下和防锈处理液复配成防锈涂料。顺丁烯二酸酐和分散剂的用量分别占改性PS量的1.2%～1.6%（质量分数，下同）和0.8%～1.2%为宜。共聚接枝的反应温度控制在130℃左右，反应时间控制在3h左右较为理想。这种防锈涂料的原理是将铁锈转化为颜料和保护膜，具有屏蔽、渗透和润湿新锈层的多重功能，使一些难于化学清洗的钢材构件和船舶、桥梁等湿地建筑和构件得到较好的防锈防腐保护。

本工艺制备的防锈涂料具有工艺简单、成本低廉、无二次污染、产品综合性能优等特点，可直接涂于有一定锈蚀的钢铁表面，有渗透、防锈、防腐的三重功效，还可用于家具面漆，具有一定的推广和实用价值。

（4）制备道路标志涂料 道路标志涂料要有好的耐候、耐水、耐腐蚀、耐磨等性能，聚苯乙烯胶液恰好具备这些性能，很适合制备道路标志涂料。其制备方法主要有以下三种：Ⅱ以废聚苯乙烯泡沫塑料、191热固性不饱和聚酯树脂和白色硅酸盐水泥为复合成膜物，掺人质轻、均匀度和透明度良好的高折射率玻璃微球及其他助剂，制成夜间反光性强、耐磨、附着力强、干燥迅速和成本低的反光型道路标志涂料。②以反应性单体苯乙烯代替上述体系中的溶剂，在成膜过程中，单体苯乙烯在引发剂作用下参与聚合反应，整个过程基本上无“三废”排放，制备出的涂料干燥快、固含量高，对路况及气候适应性强。③利用丙烯酸树脂良好的耐久性、耐热性及紫外光照射不分解等特性，以丙烯酸树脂为基料，配以废聚苯乙烯泡沫塑料制备标线涂料。

实例1：不饱和聚酯改性废聚苯乙烯制备反光型道路标志涂料

1）基本配方（表4-54）。

表4-14 涂料配方

2）制备方法。将聚苯乙烯泡沫塑料、不饱和聚酯树脂、水泥、填料、表面处理剂、增韧剂、促迸剂、颜料、催干剂、玻璃微珠混合搅匀得到一种基料，在基料中加人混合溶剂、引发剂、消泡剂，搅匀即可制得路标涂料。其生产工艺流程如图4-16所示。

图4-16 路标涂料生产工艺流程

3）主要性能指标（表4-11）。

表4-55 主要性能指标

4）施工方法。在干燥洁净的地面上，用刷、刮、辊等方法涂覆，然后在涂膜上均匀地撒布相当于树脂用量15%（质量分数）的玻璃微珠。

实例2：丙烯酸酯改性废聚苯乙烯制备路标涂料

1）基本配方

①改性废苯乙烯共聚物配方（表4-56）。

表4-56 改性废苯乙烯共聚物配方

②改性废聚苯乙烯路标涂料配方（表4-57）。

表4-57 改性废聚苯乙烯路标涂料配方

2）制备方法。

①改性废聚苯乙烯共聚物的合成。在装有搅拌器、回流冷凝管、温度计的反应釜中，加人丙烯酸丁酯、部分溶剂和引发剂，通氮气，加人丙烯酸，在75～85℃下回流3～4h，然后加人废聚苯乙烯，补加剩余的混合溶剂，再加人顺丁烯二甲酸酐，在85～95℃下回流5～6h，得到改性的废聚苯乙烯共聚物，其质量分数在40%左右。

②改性废聚苯乙烯路标涂料的制备。按配方要求将颜填料、混合溶剂、改性剂、催化剂、沉淀剂等助剂混合均匀，研磨。然后和成膜剂、溶剂混合，搅拌均匀，即可制得路标涂料。其生产工艺流程如图4-17所示。

3）涂料性能（表4-58）。

图4-57 改性废聚苯乙烯路标涂料生产工艺流程

表4-58 涂料性能

（续）

（5）制防火涂料 聚苯乙烯属易燃物质巨发烟量大，可采用反应型和添加型两类阻燃剂相结合的方法，在引发剂过硫酸钾作用下，在溶于混合溶剂的聚苯乙烯泡沫塑料的分子链上接枝上三氯乙烯单体，同时在配制涂料过程中加人含P、Cl、B等不同阻燃元素的添加剂，构成防火涂料。

实例1：利用废聚苯乙烯改性乳液制备防火涂料

1）制备方法。

①将废旧的PS洗净后，凉干，加工成碎片。

②用定量的丙烯酸丁酯、丙烯酸、苯乙烯、三氯乙烯，把PS碎片完全溶解并过滤。

③用定量的水溶解定量的乳化剂，在搅拌情况下，加人PS的丙烯酸等的混合溶液，迸行预乳化。

④在装有搅拌器、温度计、冷凝器、滴液漏斗的四口瓶中，加人适量的水及定量的保护胶、乳化剂，加热升温到83～85℃，加人部分引发剂，开始滴加乳化好的P8乳化料，迸行乳液聚合反应，同时滴加引发剂。物料加完后，保温1h，降温到40℃以下，过滤得乳白色微带蓝光的粘稠乳液备用。

⑤将制得的乳液加人到已研磨到一定细度的颜、填料及防火添加剂的浆料中，缓缓搅拌下，加人适量的成膜助剂、增稠剂等，再过滤，制得防火乳胶涂料。

2）关键技术。

①改性剂的选择及用量。PS为聚芳烃类化合物，本身极性低，结晶化程度高，主要通过范德华力与底材附着，相对附着力低，巨成膜温度高，常温下施工不能达到理想效果。因此，对PS改性时，在考虑阻燃的同时，还必须加人能在PS大分子链上引发极性基团的改性剂。采用丙烯酸为极性改性基团，可以提高其附着力，同时加人软单体丙烯酸丁酯，可以降低最终产物的最低成膜温度，改善PS的脆性。改性剂的调整及生产工艺的不同，决定了PS性能的迥异。不同物料配比对改性后的PS性能的影响情况见表4-59。

表4-59 不同物料配比对改性后的P8性能的影响

从表4-59可以看6出，1号配方是对PS改性的最佳配置。

②防火体系的选择。PS本身易燃巨发烟量大，为使涂层具有阻燃性，并在其他组分作用下实现涂层的难燃化，采用了反应型和添加型两类阻燃剂相结合的方法，通过引发剂过硫酸钾的作用，在PS的大分子链上嵌人三氯乙烯单体。同时在配制涂料过程中加人含磷、氯、硼等不同阻燃元素的阻燃添加剂，构成复合阻燃体系。添加氢氧化铝、钼酸铵、碳酸氢钠等防火协同剂和消烟剂，使涂层在高温遇火时形成具有一定膨胀率的高强度炭化层，起到了较好的防火隔热效果。聚苯乙烯燃烧时产生的黑烟，是由一种具有石墨结构的碳微粒组成，在涂料中加人抑烟剂，阻止碳微粒的生成，便可起到抑烟作用。为测试抑烟效果，向100g配方1中加人各种抑烟剂，效果见表4-60。

表4-60 各种抑烟剂的抑烟效果

表4-60结果表明，3号、6号两组配置较为理想，3号配置的阻燃性和抑烟性都较理想，巨成本比6号配置低，故宜采用3号配置。

③防火添加剂配比对涂料防火性能的作用。用实际含固量为100g的乳液与不同用量的阻燃剂迸行配比试验，观察阻燃效果，结果见表4-61。

表4-61 不同用量阻燃剂的阻燃效果

测试结果：1号20min变黑，180min背面变黑，210min背面着火，离开火源自熄，黑烟多；2号25min变黑，190min边缘着火，270min背面着火；3号15min变黑，170min背面变黑，240min背面着火；4号30min变黑，280min边缘着火，300min背面变黑，330min背面燃烧，黑烟较少；5号30min变黑，300min背面变黑，320min背面燃烧，黑烟多。可见4号配方阻燃效果最好。

实例2：利用废聚苯乙烯防水涂料制备防火涂料

1）配方（表4-62）。

表4-62 改性废聚苯乙烯防火涂料配方

2）制备方法。

Ⅱ废聚苯乙烯防水涂料的制备。将甲苯、乙酸乙酯、丙酮分别取15mL、12mL、3mL加人100mL的烧杯中，并加人5mL无水乙醇混合均匀。将烧杯置于35℃水浴中，边搅拌边加人1g乳化剂（十二烷基苯磺酸钠）和1g增塑剂（邻苯二甲酸二丁酯）。当十二烷基苯磺酸钠完全分散成白色小颗粒状悬浊液后，边搅拌边匀速加人经清洗、干燥、破碎好的废聚苯乙烯泡沫塑料。当17g泡沫塑料完全溶解后形成白色胶状粘稠物时加人松节油稀释，搅拌均匀后形成流动性好的白色胶状产品即为防水涂料。

②防火涂料的制备。先称取一定量的季戊四醇、磷酸二氢铵、双氰胺、氢氧化铝放人研杯中，将其充分研磨巨混合均匀，直到细度小于30μm，然后加5mL液状石蜡湿法研磨，在35℃的恒温水浴中，加人防水涂料，充分搅拌使其混合均匀即为防火涂料。

（6）制备乳胶漆

实例1：利用废PS泡沫塑料制备水乳型建筑涂料

1）涂料配方（表4-63）。

表4-63 涂料配方

图4-18 废泡沫塑料制备乳液涂料工艺流程

2）制备方法。

①工艺流程（图4-18）。

②操作步骤。

a.预处理。分选、洗涤、晾干、粉碎统称为预处理过程。将分选好的聚苯乙烯放到热碱水中浸泡一段时间，然后迸行搅拌使之相互碰撞和摩擦，以除去污垢。取出聚苯乙烯放人清水池中迸行搅拌清洗，过清水3～4次，然后将清洗好的聚苯乙烯烘干或晒干。最后用粉碎机粉碎，颗粒直径为2cm左右，将粉碎好的泡沫塑料放好备用。

b.溶解与改性反应。按一定比例量取苯、二甲苯配制成混合溶剂。在室温条件下，将一定量的预处理后的废聚苯乙烯泡沫塑料加人到配制好的混合溶剂中，边加边搅拌使之充分溶解。待完全溶解后，加人适量的增塑剂邻苯二甲酸丁酯，用水浴加热并不断搅拌。在75～80℃的温度下滴加剩余的增塑剂，1～1.1h内滴完，继续反应0.5h，得组分一。

c.组分二的制备。按配方比例称取六偏磷酸钠、CMC（纤维素钠）、滑石粉、钛白粉、轻质碳酸钙、十二烷基苯磺酸钠、2nO，然后混合均匀，加人一定量的水、OP-10、丙二醇，搅拌使之分散均匀，得组分二。

d.制备涂料。在乳化釜中，搅拌条件下，将组分一慢慢加人到组分二中，充分混合，用质量分数为25%的氨水调PH值到7～9，乳化一定时间制得乳液涂料。

3）产品性能（表4-64）。

表4-64 产品主要性能指标

实例2：利用废PS泡沫塑料制备建筑外墙涂料

1）涂料配方（表4-65）。

表4-65 涂料配方

（续）

2）制备方法。将净化处理的PS泡沫塑料粉碎至一定粒度，在反应釜中用苯和二甲苯的混合溶剂溶解，加人引发剂，在搅拌和75～80℃下滴加改性剂，3～3.5h内滴完，继续反应1h，然后升温将苯蒸出，得组分一。

按配方将水、助剂、乳化剂在分散釜中高速分散均匀，得组分二。

在乳化釜中，在搅拌条件下，将组分一慢慢加人组分二中，用氨水将乳液PH值调至7～9，乳化一定时间后即得产品。

3）产品性能（表4-66）。

表4-66 产品主要性能指标