本发明属于固体废弃物材料回收领域,具体涉及一种微波降解环氧乙烯基酯玻璃钢的方法。
背景技术:
环氧乙烯基酯树脂是由环氧树脂与含有不饱和双键的一元羧酸(甲基丙烯酸)通过开环经加成聚合反应而得的热固性树脂(简称乙烯基酯树脂,也有简称为乙烯基树脂、乙烯酯树脂,英文ver)。它兼具了环氧树脂和不饱和聚酯树脂的优点,即高强度、耐化学腐蚀和良好工艺性能,却无环氧树脂的显著缺点——高粘度、不易加工及高成本。树脂与玻璃纤维混合固化后表现出优异的耐化学腐蚀及高强度等典型性能。因此难以在自然界中降解。生产生活中所产生的大量的边角废料无法得到良好的回收处理,不仅是对资源的一种浪费,也造成了环境污染问题。
目前热固性树脂的回收方法除了物理回收和热回收外,化学回收方法因其回收条件温和、回收率高,成为目前最有效的回收方法。但是针对环氧乙烯基酯树脂及其复合材料制品(玻璃钢)的化学降解方法还未见报道。
技术实现要素:
本发明针对目前环氧乙烯基酯玻璃钢回收中存在的问题,提供一种成本低、回收条件温和的微波降解环氧乙烯基酯玻璃钢,并回收高附加值化合物的方法。
为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案为:
一种微波降解环氧乙烯基酯玻璃钢的方法,其特征在于:工艺包括如下步骤:
将环氧乙烯基酯玻璃钢与溶剂、催化剂配制成降解体系,置于微波反应器中进行降解反应。降解完成后过滤,滤饼为玻璃纤维和苯乙烯-甲基丙烯酸共聚物或苯乙烯-甲基丙烯酸盐共聚物的混合物,洗涤,玻璃纤维取出回收,洗涤液蒸出溶剂,得到苯乙烯-甲基丙烯酸共聚物或苯乙烯-甲基丙烯酸盐。向滤液中加入有机溶剂萃取环氧树脂降解产物,蒸出有机溶剂得到环氧降解产物;萃余相为回收所得催化剂体系可用于下一次降解反应。
催化剂为酸性催化剂和碱性催化剂,这些催化剂可以与树脂中的酯键相互作用,从而选择性断裂环氧乙烯基酯树脂中的酯键,另外在乙烯基酯树脂催化降解过程中,溶胀过程对于降解效率至关重要,这些催化剂在溶剂中溶解度较好,使得它更加容易进入树脂的本体,催化化学键选择性打开。
进一步,所述的溶剂为反应溶剂和高沸点有机溶剂的混合物,其中反应溶剂和高沸点有机溶剂的质量比为1:5~10。反应溶剂提供树脂降解所需要的活性基团,高沸点有机溶剂用于维持反应温度,避免体系蒸汽压过高。反应溶剂和高沸点有机溶剂的质量比过高,反应体系温度无法达到树脂降解所需温度;反应溶剂与高沸点有机溶剂质量比过低时,高沸点有机溶剂用量过大,造成不必要的浪费。
进一步,所述的反应溶剂为水、冰乙酸、乙酸水混合溶剂、四氢呋喃水混合溶剂、1,4-二氧六环水混合溶剂、丙酮水混合溶剂或小分子醇类及其水溶液中的一种,小分子醇类优选甲醇、乙醇、丙醇或丁醇等。上述反应溶剂不仅可以提供与环氧乙烯基酯玻璃钢中的酯键反应的活性端基,而且在一定条件下对环氧乙烯基酯树脂具有较好的溶胀效果,便于催化剂进入树脂本体。
进一步,所述的反应溶剂中乙酸水混合溶剂、四氢呋喃水混合溶剂、1,4-二氧六环水混合溶剂、丙酮水混合溶剂和小分子醇水混合溶剂中水的质量分数为1%~70%。该比例的反应溶剂对环氧乙烯基酯树脂有很好的溶胀作用,有利于催化剂进入交联树脂的三维网状结构,同时可以保证充足的水分与酯键作用,催化降解反应快速发生。
进一步,所述的高沸点有机溶剂包括乙酰丙酸、γ-丁内酯、γ-戊内酯、二甲基亚砜、n-甲基吡咯烷酮、二苯醚等沸点较高的有机溶剂。这些溶剂可以达到树脂在常压降解所需要的反应温度。
进一步,所述的催化剂为酸性催化剂和碱性催化剂,所述酸性催化剂为电离出氢离子的含有磺酸基或羧基的有机强酸,优选十二烷基苯磺酸、对甲苯磺酸、甲烷磺酸、苯磺酸、三氯乙酸、三氟乙酸或方酸等,所述碱性催化剂为在体系中能产生氢氧根离子的碱性物质,优选氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂、氢氧化钡、甲醇钠、乙醇钠或乙酸钠等。上述属于催化剂,在降解体系中的溶解性好,有利于其发挥催化效果。
进一步,所述环氧乙烯基酯玻璃钢、溶剂、催化剂的质量比为10:50~500:1~10。当环氧乙烯基酯玻璃钢与溶剂的质量比太大时,溶剂无法充分溶胀树脂,不利于催化剂进入树脂的三维网状结构,降低催化效果;当环氧乙烯基酯玻璃钢与溶剂的质量比太小时,溶剂使用量大,降解产物相对含量低,不利于后续分离,而且经济性不好。当环氧乙烯基酯玻璃钢与催化剂的质量比过高时,催化剂的浓度过低,无法发挥其催化作用;当环氧乙烯基酯玻璃钢与催化剂的质量比过低时,催化剂过量,造成不必要的浪费,而且会发生副反应,不利于后续分离步骤的进行。
进一步,所述降解反应中微波反应器的功率为100-800w,反应时间为1min~12h。当微波反应器功率低于100w时,降解反应基本不会发生,而高于800w时,有副反应发生。反应时间少于1min时,降解反应不充分;反应时间多于12h时,树脂中其他化学键断裂,无法实现可控降解。
进一步,所述用于洗涤玻璃纤维的溶剂可以溶解苯乙烯-甲基丙烯酸共聚物苯乙烯-甲基丙烯酸盐共聚物,优选丙酮、四氢呋喃等。上述溶剂可以较好的溶解苯乙烯-甲基丙烯酸共聚物,便于将回收的玻璃纤维洗涤干净。
进一步,所述向滤液中加入的有机溶剂,优选石油醚、环己烷、二氯甲烷、三氯甲烷、苯、甲苯或乙酸乙酯中的一种或几种任意比的混合物。上述溶剂可以将环氧降解产物从降解体系中萃取出来。
当所述加入催化剂为酸性催化剂时,所得到的降解产物为苯乙烯-甲基丙烯酸共聚物;当所述加入催化剂为碱性催化剂时,所得到的降解产物为苯乙烯-甲基丙烯酸盐共聚物。
本发明与现有技术相比具有如下优点:
(1)本发明所使用的催化剂用量少,并且价格低廉,催化效率高;
(2)本发明的降解产物便于分离,可以降低回收成本;
(3)本发明所使用的反应溶剂成本低,并且容易分离回收;
(4)在本发明所述的降解条件下,树脂降解率可达80%~100%;
(5)本发明的降解效率高,可常压降解,较高压降解方法所需时间更短;
(6)本发明可以选择性的断裂环氧乙烯基酯玻璃钢中的酯键,实现高附加值产品的回收。
附图说明:
图1为降解产物中苯乙烯-甲基丙烯酸共聚物13c-nmr谱;
图2为降解产物中环氧树脂13c-nmr谱。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细描述。这些实施例以本发明技术方案为前提进行实施,给出了详细的实施方式和具体的操作过程,但本发明的保护范围不限于以下实施例。
实施例1
将10g环氧乙烯基酯玻璃钢与23g水和207g乙酰丙酸、6.5g甲烷磺酸配制成降解体系,置于微波反应器中在100w反应6h。降解完成后过滤,滤饼为玻璃纤维和苯乙烯-甲基丙烯酸共聚物的混合物,加入丙酮洗涤,玻璃纤维取出回收,洗涤液蒸出丙酮,得到苯乙烯-甲基丙烯酸共聚物(图1)。向滤液中加入石油醚萃取环氧树脂降解产物,蒸出石油醚溶剂得到环氧降解产物(图2);萃余相为回收所得催化剂体系可用于下一次降解反应。树脂降解率达95%。
实施例2
将10g环氧乙烯基酯玻璃钢与30g水和150gγ-戊内酯、4.5g对甲苯磺酸配制成降解体系,置于微波反应器中在240w反应10h。降解完成后过滤,滤饼为玻璃纤维和苯乙烯-甲基丙烯酸共聚物的混合物,加入四氢呋喃洗涤,玻璃纤维取出回收,洗涤液蒸出四氢呋喃,得到苯乙烯-甲基丙烯酸共聚物。向滤液中加入环己烷萃取环氧树脂降解产物,蒸出环己烷溶剂得到环氧降解产物;萃余相为回收所得催化剂体系可用于下一次降解反应。树脂降解率达93%。
实施例3
将10g环氧乙烯基酯玻璃钢与30g水和300gγ-丁内酯、8.5g十二烷基苯磺酸配制成降解体系,置于微波反应器中在200w反应12h。降解完成后过滤,滤饼为玻璃纤维和苯乙烯-甲基丙烯酸共聚物的混合物,加入丙酮洗涤,玻璃纤维取出回收,洗涤液蒸出丙酮,得到苯乙烯-甲基丙烯酸共聚物。向滤液中加入二氯甲烷萃取环氧树脂降解产物,蒸出二氯甲烷溶剂得到环氧降解产物;萃余相为回收所得催化剂体系可用于下一次降解反应。树脂降解率达90%。
实施例4
将10g环氧乙烯基酯玻璃钢与25g水和225g二甲基亚砜、8g三氯乙酸配制成降解体系,置于微波反应器中在300w反应4h。降解完成后过滤,滤饼为玻璃纤维和苯乙烯-甲基丙烯酸共聚物的混合物,加入丙酮洗涤,玻璃纤维取出回收,洗涤液蒸出丙酮,得到苯乙烯-甲基丙烯酸共聚物。向滤液中加入三氯甲烷萃取环氧树脂降解产物,蒸出三氯甲烷溶剂得到环氧降解产物;萃余相为回收所得催化剂体系可用于下一次降解反应。树脂降解率达95%。
实施例5
将10g环氧乙烯基酯玻璃钢与5g冰乙酸和45gn-甲基吡咯烷酮、1g三氟乙酸配制成降解体系,置于微波反应器中在400w反应2h。降解完成后过滤,滤饼为玻璃纤维和苯乙烯-甲基丙烯酸共聚物的混合物,加入四氢呋喃洗涤,玻璃纤维取出回收,洗涤液蒸出四氢呋喃,得到苯乙烯-甲基丙烯酸共聚物。向滤液中加入苯萃取环氧树脂降解产物,蒸出苯溶剂得到环氧降解产物;萃余相为回收所得催化剂体系可用于下一次降解反应。树脂降解率达80%。
实施例6
将10g环氧乙烯基酯玻璃钢与20g冰乙酸和100g二苯醚、3g方酸配制成降解体系,置于微波反应器中在500w反应1h。降解完成后过滤,滤饼为玻璃纤维和苯乙烯-甲基丙烯酸共聚物的混合物,加入四氢呋喃洗涤,玻璃纤维取出回收,洗涤液蒸出四氢呋喃,得到苯乙烯-甲基丙烯酸共聚物。向滤液中加入甲苯萃取环氧树脂降解产物,蒸出甲苯溶剂得到环氧降解产物;萃余相为回收所得催化剂体系可用于下一次降解反应。树脂降解率达90%。
实施例7
将10g环氧乙烯基酯玻璃钢与35g冰乙酸和315g乙酰丙酸、2g苯磺酸配制成降解体系,置于微波反应器中在600w反应30min。降解完成后过滤,滤饼为玻璃纤维和苯乙烯-甲基丙烯酸共聚物的混合物,加入四氢呋喃洗涤,玻璃纤维取出回收,洗涤液蒸出四氢呋喃,得到苯乙烯-甲基丙烯酸共聚物。向滤液中加入乙酸乙酯萃取环氧树脂降解产物,蒸出乙酸乙酯溶剂得到环氧降解产物;萃余相为回收所得催化剂体系可用于下一次降解反应。树脂降解率达96%。
实施例8
将10g环氧乙烯基酯玻璃钢与20g冰乙酸和180gγ-丁内酯、2g甲烷磺酸配制成降解体系,置于微波反应器中在700w反应10min。降解完成后过滤,滤饼为玻璃纤维和苯乙烯-甲基丙烯酸共聚物的混合物,加入丙酮洗涤,玻璃纤维取出回收,洗涤液蒸出丙酮,得到苯乙烯-甲基丙烯酸共聚物。向滤液中加入石油醚萃取环氧树脂降解产物,蒸出石油醚溶剂得到环氧降解产物;萃余相为回收所得催化剂体系可用于下一次降解反应。树脂降解率达98%。
实施例9
将10g环氧乙烯基酯玻璃钢与50g乙酸含量为99wt%的乙酸水混合溶剂和450gγ-戊内酯、10g对甲苯磺酸配制成降解体系,置于微波反应器中在800w反应1min。降解完成后过滤,滤饼为玻璃纤维和苯乙烯-甲基丙烯酸共聚物的混合物,加入四氢呋喃洗涤,玻璃纤维取出回收,洗涤液蒸出四氢呋喃,得到苯乙烯-甲基丙烯酸共聚物。向滤液中加入环己烷萃取环氧树脂降解产物,蒸出环己烷溶剂得到环氧降解产物;萃余相为回收所得催化剂体系可用于下一次降解反应。树脂降解率达100%。
实施例10
将10g环氧乙烯基酯玻璃钢与25g乙酸含量为85wt%的乙酸水混合溶剂和125g二甲基亚砜、5g苯磺酸配制成降解体系,置于微波反应器中在150w反应11h。降解完成后过滤,滤饼为玻璃纤维和苯乙烯-甲基丙烯酸共聚物的混合物,加入四氢呋喃洗涤,玻璃纤维取出回收,洗涤液蒸出四氢呋喃,得到苯乙烯-甲基丙烯酸共聚物。向滤液中加入二氯甲烷萃取环氧树脂降解产物,蒸出二氯甲烷溶剂得到环氧降解产物;萃余相为回收所得催化剂体系可用于下一次降解反应。树脂降解率达97%。
实施例11
将10g环氧乙烯基酯玻璃钢与25g乙酸含量为90wt%的乙酸水混合溶剂和225gn-甲基吡咯烷酮、4g十二烷基苯磺酸配制成降解体系,置于微波反应器中在250w反应9h。降解完成后过滤,滤饼为玻璃纤维和苯乙烯-甲基丙烯酸共聚物的混合物,加入丙酮洗涤,玻璃纤维取出回收,洗涤液蒸出丙酮,得到苯乙烯-甲基丙烯酸共聚物。向滤液中加入三氯甲烷萃取环氧树脂降解产物,蒸出三氯甲烷溶剂得到环氧降解产物;萃余相为回收所得催化剂体系可用于下一次降解反应。树脂降解率达88%。
实施例12
将10g环氧乙烯基酯玻璃钢与30g乙酸含量为85wt%的乙酸水混合溶剂和270g二苯醚、9g对甲苯磺酸配制成降解体系,置于微波反应器中在350w反应7h。降解完成后过滤,滤饼为玻璃纤维和苯乙烯-甲基丙烯酸共聚物的混合物,加入四氢呋喃洗涤,玻璃纤维取出回收,洗涤液蒸出四氢呋喃,得到苯乙烯-甲基丙烯酸共聚物。向滤液中加入苯萃取环氧树脂降解产物,蒸出苯溶剂得到环氧降解产物;萃余相为回收所得催化剂体系可用于下一次降解反应。树脂降解率达100%。
实施例13
将10g环氧乙烯基酯玻璃钢与12.5g四氢呋喃含量为30wt%的四氢呋喃水混合溶剂和87.5g乙酰丙酸、5g甲烷磺酸配制成降解体系,置于微波反应器中在450w反应5h。降解完成后过滤,滤饼为玻璃纤维和苯乙烯-甲基丙烯酸共聚物的混合物,加入四氢呋喃洗涤,玻璃纤维取出回收,洗涤液蒸出四氢呋喃,得到苯乙烯-甲基丙烯酸共聚物。向滤液中加入甲苯萃取环氧树脂降解产物,蒸出甲苯溶剂得到环氧降解产物;萃余相为回收所得催化剂体系可用于下一次降解反应。树脂降解率达95%。
实施例14
将10g环氧乙烯基酯玻璃钢与50g四氢呋喃含量为60wt%的四氢呋喃水混合溶剂和350gγ-丁内酯、6g三氟乙酸配制成降解体系,置于微波反应器中在550w反应3h。降解完成后过滤,滤饼为玻璃纤维和苯乙烯-甲基丙烯酸共聚物的混合物,加入丙酮洗涤,玻璃纤维取出回收,洗涤液蒸出丙酮,得到苯乙烯-甲基丙烯酸共聚物。向滤液中加入乙酸乙酯萃取环氧树脂降解产物,蒸出乙酸乙酯溶剂得到环氧降解产物;萃余相为回收所得催化剂体系可用于下一次降解反应。树脂降解率达94%。
实施例15
将10g环氧乙烯基酯玻璃钢与44g四氢呋喃含量为70wt%的四氢呋喃水混合溶剂和396gγ-戊内酯、6g苯磺酸配制成降解体系,置于微波反应器中在650w反应1h。降解完成后过滤,滤饼为玻璃纤维和苯乙烯-甲基丙烯酸共聚物的混合物,加入丙酮洗涤,玻璃纤维取出回收,洗涤液蒸出丙酮,得到苯乙烯-甲基丙烯酸共聚物。向滤液中加入环己烷萃取环氧树脂降解产物,蒸出环己烷溶剂得到环氧降解产物;萃余相为回收所得催化剂体系可用于下一次降解反应。树脂降解率达88%。
实施例16
将10g环氧乙烯基酯玻璃钢与10g四氢呋喃含量为85wt%的四氢呋喃水混合溶剂和90g二甲基亚砜、5g三氯乙酸配制成降解体系,置于微波反应器中在750w反应5min。降解完成后过滤,滤饼为玻璃纤维和苯乙烯-甲基丙烯酸共聚物的混合物,加入丙酮洗涤,玻璃纤维取出回收,洗涤液蒸出丙酮,得到苯乙烯-甲基丙烯酸共聚物。向滤液中加入石油醚萃取环氧树脂降解产物,蒸出石油醚溶剂得到环氧降解产物;萃余相为回收所得催化剂体系可用于下一次降解反应。树脂降解率达95%。
实施例17
将10g环氧乙烯基酯玻璃钢与20g1,4-二氧六环含量为40wt%的1,4-二氧六环水混合溶剂和180gn-甲基吡咯烷酮、8g十二烷基苯磺酸配制成降解体系,置于微波反应器中在130w反应12h。降解完成后过滤,滤饼为玻璃纤维和苯乙烯-甲基丙烯酸共聚物的混合物,加入丙酮洗涤,玻璃纤维取出回收,洗涤液蒸出丙酮,得到苯乙烯-甲基丙烯酸共聚物。向滤液中加入二氯甲烷萃取环氧树脂降解产物,蒸出二氯甲烷溶剂得到环氧降解产物;萃余相为回收所得催化剂体系可用于下一次降解反应。树脂降解率达90%。
实施例18
将10g环氧乙烯基酯玻璃钢与50g1,4-二氧六环含量为50wt%的1,4-二氧六环水混合溶剂和250g二苯醚、7g苯磺酸配制成降解体系,置于微波反应器中在230w反应11h。降解完成后过滤,滤饼为玻璃纤维和苯乙烯-甲基丙烯酸共聚物的混合物,加入四氢呋喃洗涤,玻璃纤维取出回收,洗涤液蒸出四氢呋喃,得到苯乙烯-甲基丙烯酸共聚物。向滤液中加入三氯甲烷萃取环氧树脂降解产物,蒸出三氯甲烷溶剂得到环氧降解产物;萃余相为回收所得催化剂体系可用于下一次降解反应。树脂降解率达85%。
实施例19
将10g环氧乙烯基酯玻璃钢与47.5g1,4-二氧六环含量为40wt%的1,4-二氧六环水混合溶剂和332.5g乙酰丙酸、7g甲烷磺酸配制成降解体系,置于微波反应器中在330w反应8h。降解完成后过滤,滤饼为玻璃纤维和苯乙烯-甲基丙烯酸共聚物的混合物,加入四氢呋喃洗涤,玻璃纤维取出回收,洗涤液蒸出四氢呋喃,得到苯乙烯-甲基丙烯酸共聚物。向滤液中加入苯萃取环氧树脂降解产物,蒸出苯溶剂得到环氧降解产物;萃余相为回收所得催化剂体系可用于下一次降解反应。树脂降解率达85%。
实施例20
将10g环氧乙烯基酯玻璃钢与28g1,4-二氧六环含量为80wt%的1,4-二氧六环水混合溶剂和252gγ-戊内酯、6g十二烷基苯磺酸配制成降解体系,置于微波反应器中在430w反应7h。降解完成后过滤,滤饼为玻璃纤维和苯乙烯-甲基丙烯酸共聚物的混合物,加入四氢呋喃洗涤,玻璃纤维取出回收,洗涤液蒸出四氢呋喃,得到苯乙烯-甲基丙烯酸共聚物。向滤液中加入甲苯萃取环氧树脂降解产物,蒸出甲苯溶剂得到环氧降解产物;萃余相为回收所得催化剂体系可用于下一次降解反应。树脂降解率达98%。
实施例21
将10g环氧乙烯基酯玻璃钢与50g丙酮含量为95wt%的丙酮水混合溶剂和450gγ-丁内酯、10g方酸配制成降解体系,置于微波反应器中在530w反应4h。降解完成后过滤,滤饼为玻璃纤维和苯乙烯-甲基丙烯酸共聚物的混合物,加入四氢呋喃洗涤,玻璃纤维取出回收,洗涤液蒸出四氢呋喃,得到苯乙烯-甲基丙烯酸共聚物。向滤液中加入乙酸乙酯萃取环氧树脂降解产物,蒸出乙酸乙酯溶剂得到环氧降解产物;萃余相为回收所得催化剂体系可用于下一次降解反应。树脂降解率达80%。
实施例22
将10g环氧乙烯基酯玻璃钢与30g丙酮含量为85wt%的丙酮水混合溶剂和180g二甲基亚砜、5g甲烷磺酸配制成降解体系,置于微波反应器中在630w反应2h。降解完成后过滤,滤饼为玻璃纤维和苯乙烯-甲基丙烯酸共聚物的混合物,加入四氢呋喃洗涤,玻璃纤维取出回收,洗涤液蒸出四氢呋喃,得到苯乙烯-甲基丙烯酸共聚物。向滤液中加入二氯甲烷萃取环氧树脂降解产物,蒸出二氯甲烷溶剂得到环氧降解产物;萃余相为回收所得催化剂体系可用于下一次降解反应。树脂降解率达93%。
实施例23
将10g环氧乙烯基酯玻璃钢与25g丙酮含量为90wt%的丙酮水混合溶剂和225gn-甲基吡咯烷酮、4g十二烷基苯磺酸配制成降解体系,置于微波反应器中在730w反应1h。降解完成后过滤,滤饼为玻璃纤维和苯乙烯-甲基丙烯酸共聚物的混合物,加入四氢呋喃洗涤,玻璃纤维取出回收,洗涤液蒸出四氢呋喃,得到苯乙烯-甲基丙烯酸共聚物。向滤液中加入三氯甲烷萃取环氧树脂降解产物,蒸出三氯甲烷溶剂得到环氧降解产物;萃余相为回收所得催化剂体系可用于下一次降解反应。树脂降解率达90%。
实施例24
将10g环氧乙烯基酯玻璃钢与30g丙酮含量为85wt%的丙酮水混合溶剂和270g二苯醚、9g对甲苯磺酸配制成降解体系,置于微波反应器中在800w反应20min。降解完成后过滤,滤饼为玻璃纤维和苯乙烯-甲基丙烯酸共聚物的混合物,加入丙酮洗涤,玻璃纤维取出回收,洗涤液蒸出丙酮,得到苯乙烯-甲基丙烯酸共聚物。向滤液中加入环己烷萃取环氧树脂降解产物,蒸出环己烷溶剂得到环氧降解产物;萃余相为回收所得催化剂体系可用于下一次降解反应。树脂降解率达98%。
实施例25
将10g环氧乙烯基酯玻璃钢与12.5g甲醇和87.5g乙酰丙酸、5g氢氧化钠配制成降解体系,置于微波反应器中在450w反应5h。降解完成后过滤,滤饼为玻璃纤维和苯乙烯-甲基丙烯酸盐共聚物的混合物,加入四氢呋喃洗涤,玻璃纤维取出回收,洗涤液蒸出四氢呋喃,得到苯乙烯-甲基丙烯酸盐共聚物。向滤液中加入甲苯萃取环氧树脂降解产物,蒸出甲苯溶剂得到环氧降解产物;萃余相为回收所得催化剂体系可用于下一次降解反应。树脂降解率达95%。
实施例26
将10g环氧乙烯基酯玻璃钢与50g乙醇和350gγ-丁内酯、6g氢氧化钾配制成降解体系,置于微波反应器中在550w反应3h。降解完成后过滤,滤饼为玻璃纤维和苯乙烯-甲基丙烯酸盐共聚物的混合物,加入丙酮洗涤,玻璃纤维取出回收,洗涤液蒸出丙酮,得到苯乙烯-甲基丙烯酸盐共聚物。向滤液中加入乙酸乙酯萃取环氧树脂降解产物,蒸出乙酸乙酯溶剂得到环氧降解产物;萃余相为回收所得催化剂体系可用于下一次降解反应。树脂降解率达94%。
实施例27
将10g环氧乙烯基酯玻璃钢与44g丙醇和396gγ-戊内酯、6g氢氧化锂配制成降解体系,置于微波反应器中在650w反应1h。降解完成后过滤,滤饼为玻璃纤维和苯乙烯-甲基丙烯酸盐共聚物的混合物,加入丙酮洗涤,玻璃纤维取出回收,洗涤液蒸出丙酮,得到苯乙烯-甲基丙烯酸盐共聚物。向滤液中加入环己烷萃取环氧树脂降解产物,蒸出环己烷溶剂得到环氧降解产物;萃余相为回收所得催化剂体系可用于下一次降解反应。树脂降解率达88%。
实施例28
将10g环氧乙烯基酯玻璃钢与10g丁醇和90g二甲基亚砜、5g氢氧化钡配制成降解体系,置于微波反应器中在750w反应5min。降解完成后过滤,滤饼为玻璃纤维和苯乙烯-甲基丙烯酸盐共聚物的混合物,加入丙酮洗涤,玻璃纤维取出回收,洗涤液蒸出丙酮,得到苯乙烯-甲基丙烯酸盐共聚物。向滤液中加入石油醚萃取环氧树脂降解产物,蒸出石油醚溶剂得到环氧降解产物;萃余相为回收所得催化剂体系可用于下一次降解反应。树脂降解率达95%。
实施例29
将10g环氧乙烯基酯玻璃钢与20g异丙醇和180gn-甲基吡咯烷酮、8g甲醇钠配制成降解体系,置于微波反应器中在130w反应12h。降解完成后过滤,滤饼为玻璃纤维和苯乙烯-甲基丙烯酸盐共聚物的混合物,加入丙酮洗涤,玻璃纤维取出回收,洗涤液蒸出丙酮,得到苯乙烯-甲基丙烯酸盐共聚物。向滤液中加入二氯甲烷萃取环氧树脂降解产物,蒸出二氯甲烷溶剂得到环氧降解产物;萃余相为回收所得催化剂体系可用于下一次降解反应。树脂降解率达90%。
实施例30
将10g环氧乙烯基酯玻璃钢与50g异丁醇和250g二苯醚、7g乙醇钠配制成降解体系,置于微波反应器中在230w反应11h。降解完成后过滤,滤饼为玻璃纤维和苯乙烯-甲基丙烯酸盐共聚物的混合物,加入四氢呋喃洗涤,玻璃纤维取出回收,洗涤液蒸出四氢呋喃,得到苯乙烯-甲基丙烯酸盐共聚物。向滤液中加入三氯甲烷萃取环氧树脂降解产物,蒸出三氯甲烷溶剂得到环氧降解产物;萃余相为回收所得催化剂体系可用于下一次降解反应。树脂降解率达85%。
实施例31
将10g环氧乙烯基酯玻璃钢与47.5g甲醇含量为40wt%甲醇水混合溶剂和332.5g乙酰丙酸、7g乙酸钠配制成降解体系,置于微波反应器中在330w反应8h。降解完成后过滤,滤饼为玻璃纤维和苯乙烯-甲基丙烯酸盐共聚物的混合物,加入四氢呋喃洗涤,玻璃纤维取出回收,洗涤液蒸出四氢呋喃,得到苯乙烯-甲基丙烯酸盐共聚物。向滤液中加入苯萃取环氧树脂降解产物,蒸出苯溶剂得到环氧降解产物;萃余相为回收所得催化剂体系可用于下一次降解反应。树脂降解率达85%。
实施例32
将10g环氧乙烯基酯玻璃钢与28g乙醇含量为80wt%乙醇水混合溶剂和252gγ-戊内酯、6g氢氧化钾配制成降解体系,置于微波反应器中在430w反应7h。降解完成后过滤,滤饼为玻璃纤维和苯乙烯-甲基丙烯酸盐共聚物的混合物,加入四氢呋喃洗涤,玻璃纤维取出回收,洗涤液蒸出四氢呋喃,得到苯乙烯-甲基丙烯酸盐共聚物。向滤液中加入甲苯萃取环氧树脂降解产物,蒸出甲苯溶剂得到环氧降解产物;萃余相为回收所得催化剂体系可用于下一次降解反应。树脂降解率达98%。
实施例33
将10g环氧乙烯基酯玻璃钢与50g丙醇含量为95wt%丙醇水混合溶剂和450gγ-丁内酯、10g氢氧化钾配制成降解体系,置于微波反应器中在530w反应4h。降解完成后过滤,滤饼为玻璃纤维和苯乙烯-甲基丙烯酸盐共聚物的混合物,加入四氢呋喃洗涤,玻璃纤维取出回收,洗涤液蒸出四氢呋喃,得到苯乙烯-甲基丙烯酸盐共聚物。向滤液中加入乙酸乙酯萃取环氧树脂降解产物,蒸出乙酸乙酯溶剂得到环氧降解产物;萃余相为回收所得催化剂体系可用于下一次降解反应。树脂降解率达80%。
实施例34
将10g环氧乙烯基酯玻璃钢与30g丁醇含量为85wt%丁醇水混合溶剂和180g二甲基亚砜、5g氢氧化锂配制成降解体系,置于微波反应器中在630w反应2h。降解完成后过滤,滤饼为玻璃纤维和苯乙烯-甲基丙烯酸盐共聚物的混合物,加入四氢呋喃洗涤,玻璃纤维取出回收,洗涤液蒸出四氢呋喃,得到苯乙烯-甲基丙烯酸盐共聚物。向滤液中加入二氯甲烷萃取环氧树脂降解产物,蒸出二氯甲烷溶剂得到环氧降解产物;萃余相为回收所得催化剂体系可用于下一次降解反应。树脂降解率达93%。
实施例35
将10g环氧乙烯基酯玻璃钢与25g异丙醇含量为90wt%异丙醇水混合溶剂和225gn-甲基吡咯烷酮、4g氢氧化钡配制成降解体系,置于微波反应器中在730w反应1h。降解完成后过滤,滤饼为玻璃纤维和苯乙烯-甲基丙烯酸盐共聚物的混合物,加入四氢呋喃洗涤,玻璃纤维取出回收,洗涤液蒸出四氢呋喃,得到苯乙烯-甲基丙烯酸盐共聚物。向滤液中加入三氯甲烷萃取环氧树脂降解产物,蒸出三氯甲烷溶剂得到环氧降解产物;萃余相为回收所得催化剂体系可用于下一次降解反应。树脂降解率达90%。
实施例36
将10g环氧乙烯基酯玻璃钢与30g异丁醇含量为85wt%异丁醇水混合溶剂和270g二苯醚、9g甲醇钠配制成降解体系,置于微波反应器中在800w反应20min。降解完成后过滤,滤饼为玻璃纤维和苯乙烯-甲基丙烯酸盐共聚物的混合物,加入丙酮洗涤,玻璃纤维取出回收,洗涤液蒸出丙酮,得到苯乙烯-甲基丙烯酸盐共聚物。向滤液中加入环己烷萃取环氧树脂降解产物,蒸出环己烷溶剂得到环氧降解产物;萃余相为回收所得催化剂体系可用于下一次降解反应。树脂降解率达98%。
1.一种微波降解环氧乙烯基酯玻璃钢的方法,其特征在于:包括如下步骤:
将环氧乙烯基酯玻璃钢与溶剂、催化剂配制成降解体系,置于微波反应器中进行降解反应;降解完成后过滤,滤饼为玻璃纤维和苯乙烯-甲基丙烯酸共聚物或苯乙烯-甲基丙烯酸盐共聚物的混合物,洗涤,玻璃纤维取出回收,洗涤液蒸出溶剂,得到苯乙烯-甲基丙烯酸共聚物或苯乙烯-甲基丙烯酸盐共聚物;向滤液中加入有机溶剂萃取环氧树脂降解产物,蒸出有机溶剂得到环氧降解产物;萃余相为回收所得催化剂体系可用于下一次降解反应。
2.根据权利要求1所述的微波降解环氧乙烯基酯玻璃钢的方法,其特征在于:所述的溶剂为反应溶剂和高沸点有机溶剂的混合物,其中反应溶剂和高沸点有机溶剂的质量比为1:5~10。
3.根据权利要求2所述的微波降解环氧乙烯基酯玻璃钢的方法,其特征在于:所述的反应溶剂为水、冰乙酸、乙酸水混合溶剂、四氢呋喃水混合溶剂、1,4-二氧六环水混合溶剂、丙酮水混合溶剂或小分子醇类及其水溶液中的一种,小分子醇类优选甲醇、乙醇、丙醇或丁醇等。
4.根据权利要求3所述的微波降解环氧乙烯基酯玻璃钢的方法,其特征在于:所述的反应溶剂中乙酸水混合溶剂、四氢呋喃水混合溶剂、1,4-二氧六环水混合溶剂、丙酮水混合溶剂和小分子醇水混合溶剂中水的质量分数为1%~70%。
5.根据权利要求2所述的微波降解环氧乙烯基酯玻璃钢的方法,其特征在于:所述的高沸点有机溶剂包括乙酰丙酸、γ-丁内酯、γ-戊内酯、二甲基亚砜、n-甲基吡咯烷酮、二苯醚等沸点较高的有机溶剂。
6.根据权利要求1所述的微波降解环氧乙烯基酯玻璃钢的方法,其特征在于:所述的催化剂为酸性催化剂和碱性催化剂;所述酸性催化剂为能电离出氢离子的含有磺酸基或羧基的有机强酸,优选十二烷基苯磺酸、对甲苯磺酸、甲烷磺酸、苯磺酸、三氯乙酸、三氟乙酸或方酸等;所述碱性催化剂为在体系中能产生氢氧根离子的碱性物质,优选氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂、氢氧化钡、甲醇钠、乙醇钠或乙酸钠等。
7.根据权利要求1所述的微波降解环氧乙烯基酯玻璃钢的方法,其特征在于:所述环氧乙烯基酯玻璃钢、溶剂、催化剂的质量比为10:50~500:1~10。
8.根据权利要求1所述的微波降解环氧乙烯基酯玻璃钢的方法,其特征在于:所述降解反应中微波反应器的功率为100-800w,反应时间为1min~12h。
9.根据权利要求1所述的微波降解环氧乙烯基酯玻璃钢的方法,其特征在于:所述用于洗涤玻璃纤维的溶剂可以溶解苯乙烯-甲基丙烯酸共聚物或苯乙烯-甲基丙烯酸盐共聚物,优选丙酮或四氢呋喃等。
10.根据权利要求1所述的微波降解环氧乙烯基酯玻璃钢的方法,其特征在于:所述向滤液中加入的有机溶剂,优选石油醚、环己烷、二氯甲烷、三氯甲烷、苯、甲苯或乙酸乙酯中的一种或几种任意比的混合物。
技术总结