




環(huán)保脫漆劑常見組分,脫漆原理及配方技術(shù)工藝
環(huán)保脫漆劑廣泛應(yīng)用于金屬、塑料表層各種油漆、油墨的脫落、清洗,禾川化學(xué)引進(jìn)國外配方破譯技術(shù),專業(yè)從事脫漆劑成分分析、配方還原、研發(fā)外包服務(wù),為脫漆劑相關(guān)企業(yè)提供一整套配方技術(shù)解決方案。
一.背景
?涂料可以保護和裝飾物品,但在使用過程中,涂膜會被損傷,或逐漸老化,或者由于美學(xué)上的原因需要返修、更新。對于家用電器、機械設(shè)備、家具、車船等涂裝或修理時,都需要將陳舊或破損的涂層清除,再進(jìn)行噴涂。在航空業(yè)中,無論民用還是軍用飛機,出于美觀和安全的需要,也需定期脫漆,修整返新。人們常采用脫漆劑這種化學(xué)方法。脫漆是漆膜破壞后重新涂裝前的表面預(yù)處理工藝。雖然各種重防腐涂料的研究與應(yīng)用日趨成熟,涂層遭到破壞的可能性有所降低,但仍然不可避免地會出現(xiàn)新漆膜不合格或者在使用過程中漆膜因劃傷、老化等因素失效,露出金屬基材而致金屬腐蝕,所以必須脫除舊漆膜(脫漆),重新涂裝。
脫漆方法多采用化學(xué)脫漆法,即用脫漆劑與漆膜接觸并發(fā)生物理化學(xué)作用,使漆膜脫離附著層。 脫漆劑是由芳香族化合物,高溶解力溶劑配合而成液體,具有極強的溶解漆膜的能力,脫漆劑速度快,效率高,可去除的涂層種類范圍較寬,適用于醇酸、硝基、聚脲醛橡膠型乙烯、環(huán)氧、聚酯、聚氨酯等各種油漆,外墻涂料,粉末噴涂,涂層的脫除,去漆能力極強本品與國外同類產(chǎn)品相比,脫漆效果相同,脫漆時間可節(jié)省20%左右。
禾川化學(xué)技術(shù)團隊具有豐富的分析研發(fā)經(jīng)驗,經(jīng)過多年的技術(shù)積累,可以運用尖端的科學(xué)儀器、完善的標(biāo)準(zhǔn)圖譜庫、強大原材料庫,徹底解決眾多化工企業(yè)生產(chǎn)研發(fā)過程中遇到的難題,利用其八大服務(wù)優(yōu)勢,最終實現(xiàn)企業(yè)產(chǎn)品性能改進(jìn)及新產(chǎn)品研發(fā)。
樣品分析檢測流程:樣品確認(rèn)—物理表征前處理—大型儀器分析—工程師解譜—分析結(jié)果驗證—后續(xù)技術(shù)服務(wù)。有任何配方技術(shù)難題,可即刻聯(lián)系禾川化學(xué)技術(shù)團隊,我們將為企業(yè)提供一站式配方技術(shù)解決方案!
二、脫漆劑
?目前我國脫漆劑的發(fā)展很快,仍存在一些問題,如毒性大,脫漆效果不夠理想,污染嚴(yán)重等。高質(zhì)量、高技術(shù)含量、高附加值產(chǎn)品較少。 在制備脫漆劑的過程中一般會添加石蠟,雖然它可以阻止溶劑的過快揮發(fā),但是在脫漆后,石蠟常常殘留在需脫漆物體的表面,因此還需要徹底地清除石蠟,由于需脫漆表面的情況各不相同,使得去除石蠟非常困難,這就給下一步的涂裝帶來了很大的不便。另外,隨著科技的進(jìn)步和社會的發(fā)展,人們的環(huán)保意識越來越強,對脫漆劑的要求也越來越高。多年來,涂料界一直努力減少溶劑的使用。但是溶劑對于脫漆劑十分重要,因而溶劑的篩選十分重要。
2.1脫漆劑的種類
?脫漆劑分為酸性脫漆劑、堿性脫漆劑、溶劑型脫漆劑、氯代型脫漆劑和水性脫漆劑。
1)堿性脫漆劑
?堿性脫漆劑一般由堿性物質(zhì)(常用氫氧化鈉、純堿、水玻璃等)、表面活性劑、緩蝕劑等組成,使用時一般需要加熱,一方面堿使涂料中的某些基團皂化而溶于水,另一方面熱蒸汽蒸煮涂膜,使之失去強度并使其與金屬間的附著力降低,加之表面活性劑的浸潤、滲透和親和作用,最終使舊涂層被褪掉。
2)酸性脫漆劑
?酸性脫漆劑是以強酸如濃硫酸、鹽酸、磷酸和硝酸等組成的脫漆劑。由于濃鹽酸、硝酸易揮發(fā)產(chǎn)生酸霧,同時對金屬基材有腐蝕作用,濃磷酸褪漆時間長,對基材也有腐蝕作用,因此,上述 3 種酸較少用于褪漆。濃硫酸與鋁、鐵等金屬發(fā)生鈍化反應(yīng),因此對金屬腐蝕很小,同時對有機物具有強烈的脫水、炭化和磺化作用而使其溶于水中,所以濃硫酸常常用于酸性脫漆劑。
3)普通溶劑型脫漆劑
?普通溶劑型脫漆劑以普通有機溶劑混合液加石蠟等組成的脫漆劑,如 T-1、T-2 、T-3 脫漆劑。T-1脫漆劑是由乙酸乙酯、丙酮、乙醇、苯系物、石蠟組成的; T-2 是由乙酸乙酯、丙酮、甲醇、苯系物等溶劑和石蠟組成的,脫漆作用較強; T-3 是由二氯甲烷、有機玻璃、乙醇、石蠟等混合而成的,毒性小,脫漆效果好。它們對醇酸漆、硝基漆、丙烯酸漆和過氯乙烯漆等具有脫漆效果。但這類脫漆劑中的有機溶劑揮發(fā)性大,易燃并有毒,所以應(yīng)在通風(fēng)良好的場所施工。
4)氯化烴溶劑脫漆劑
?氯化烴溶劑脫漆劑解決了環(huán)氧類和聚氨酯類涂層的脫漆問題,使用方便,脫漆效率高,對金屬腐蝕性小。主要由溶劑 ( 傳統(tǒng)的脫漆劑多選用亞甲基氯化物作為有機溶劑,現(xiàn)代脫漆劑一般均用高沸點溶劑,如二甲基苯胺、二甲基亞砜、碳酸丙烯酯以及 N- 甲基吡咯烷酮,結(jié)合醇類以及芳族溶劑,或者與親水性的堿性或酸性體系相結(jié)合配制而成 ) 、助溶劑 ( 如甲醇、乙醇和異丙醇等 ) 、活化劑 ( 如苯酚、甲酸或乙醇胺等 ) 、增稠劑 ( 如聚乙烯醇、甲基纖維素、乙基纖維素和氣相法二氧化硅等 ) 、阻揮發(fā)劑 ( 如石蠟、平平加等 ) 、表面活性劑 ( 如 OP-10 、 OP-7 和烷基苯磺酸鈉等 ) 、緩蝕劑、滲透劑、潤濕劑和觸變劑等組成。
5)水性脫漆劑
目前在國內(nèi),科研人員已成功地研制出以苯甲醇代替二氯甲烷為主溶劑的水性脫漆劑。除了苯甲醇,它還包括增稠劑、阻揮發(fā)劑、活化劑和表面活性劑等。它的基本組成為(體積比):20%~40%的溶劑組分和40%~60%的含表面活性劑的酸性水基組分,與傳統(tǒng)的二氯甲烷型脫漆劑相比,它的毒性更小,且脫漆速度相當(dāng)。能脫去環(huán)氧類涂料、環(huán)氧鋅黃底漆,尤其對于飛機蒙皮漆有良好的脫漆效果。
2.2脫漆劑原理
主溶劑的選擇是脫漆劑配方中最重要的一步,關(guān)系到整個脫漆劑的成效。通常遵循以下三個規(guī)律:“極性相似相溶”原則、溶劑化原則、溶解參數(shù)原則。一般來說,三噁烷類脫漆劑只能脫除醇酸漆及聚氨酯漆等;N-甲基-2-吡咯烷酮能脫除丙烯酸漆和聚氨酯漆;鹵代烴類脫漆劑能脫除環(huán)氧漆、氨基漆、醇酸漆、丙烯酸漆、聚氨酯漆等;r-丁內(nèi)脂類及有機酸類脫漆劑能脫除雙組分環(huán)氧漆和聚氨酯漆。
主溶劑應(yīng)具有溶解涂料樹脂漆膜的能力,通過分子滲透、膨溶來溶解漆膜,破壞漆膜與底材的粘附力和漆膜的空間結(jié)構(gòu),一般選用苯、烴、酮及醚類,并以烴類為好。分子量較小的鹵代烴,其滲透性強,能夠迅速滲透到涂層中去,而取得快速的脫漆效果。特別是二氯甲烷,其分子小,而滲透大分子及鏈段間隙的能力很強,與有機物的相溶性也好,可使漆膜膨溶或溶解,導(dǎo)致大分子體積增大,產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力,破壞漆膜與底材的附著力,而除掉漆膜[5]。有機漆膜是由高聚物大分子的許多可以活動的鏈段組成的。鏈段之間是有間隙的,主溶劑分子能夠逐漸滲入各鏈段的間隙內(nèi)。當(dāng)滲入線型鏈段時,卷曲的分子鏈段就開始脹大、拉伸,若主溶劑量足夠時,就會由腫脹到溶解,漆膜會成為泥狀物浮起。當(dāng)滲入熱固性體型高聚物時,先是增加鏈段間的距離,使網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)逐漸拉長、拉大,大分子就開始脹大,使漆膜脫落、碎裂。鹵代烴對漆膜的溶解力居中,這使得被剝除的涂層保留在脫漆劑中,而不被溶解,這有助于在沖洗和擦去時漆膜不會重新沉積在物件表面。鹵代烴的用量既不能過高也不能過低,過高會導(dǎo)致漆膜溶解,這相當(dāng)于油漆中的溶劑,待溶劑揮發(fā)后,漆膜又會重新沉積在物體的表面,不利于漆膜的去除,同時耗量大;過低不能使漆膜腫脹和咬起,達(dá)不到去漆的目的,一般的最佳用量為50 %~80 %。
目前,水性脫漆劑以其低毒、低污染,特別是以苯甲醇、苯甲醛、苯甲酸和 N-甲基-2-吡咯烷酮的水性脫漆劑成為脫漆劑新的發(fā)展趨勢。水性脫漆劑,是指那些以水溶性強的有機溶劑為主溶劑的脫漆劑,甚至完全不含有機溶劑的脫漆劑。苯甲醇具有很強的水溶性而且沸點高,成功地解決了揮發(fā)性和水溶性問題,是新型水性脫漆劑的主溶劑中研究最多的。
苯甲醛同樣具有水溶性和高沸點,并且輔以適當(dāng)?shù)幕钚詣梢越鉀Q對基材的腐蝕性問題。N-甲基-2-吡啶烷酮具有水溶性佳,脫漆效果好,脫漆時間短等優(yōu)點,是目前水性脫漆劑中綜合效果最佳的主溶劑,但是由于其價格昂貴限制了其廣泛使用。低碳鏈的乙醇的乙氧基化物為主溶劑,在水性脫漆劑中采用了有機物短鏈二甲酯為主溶劑,這二個配方不僅水含量高達(dá)50 %以上,而且主溶劑均可生物降解,真正達(dá)到了無毒環(huán)保的效果。
2.3脫漆劑常見配方組分
?1)主溶劑
?主溶劑一般可通過分子滲透、膨溶來溶解漆膜,破壞漆膜與底材的粘附力和漆膜的空間結(jié)構(gòu),所以主溶劑一般選用苯、烴、酮及醚類,并以烴類最好。不含二氯甲烷的低毒溶劑型脫漆劑,主要含有酮( 吡咯烷酮) 、酯(苯甲酸甲酯) 和醇醚(乙二醇單丁醚) 等。乙二醇醚對高分子樹脂有很強的溶解能力,滲透性好、沸點較高、價格較為便宜,而且還是優(yōu)良的表面活性劑,因此用其作為主溶劑制備效果好、功能多的脫漆劑(或清洗劑) 的研究很活躍。
苯甲醛分子較小,滲透到大分子鏈段間的作用力強,對極性有機物的溶解力也很強,會使大分子體積增大產(chǎn)生應(yīng)力,當(dāng)其內(nèi)應(yīng)力達(dá)到破壞漆膜與基材之間附著力時,漆膜就會溶脹、脫掉。以苯甲醛為溶劑制備的低毒、低揮發(fā)性脫漆劑能在室溫下有效地脫除金屬基體表面的環(huán)氧粉末涂層,也適用于飛機蒙皮漆的脫除。經(jīng)測試,這種脫漆劑的性能可與傳統(tǒng)的化學(xué)脫漆劑(二氯甲烷型和熱堿型) 相比,而對金屬底材的腐蝕性卻要小得多。
從可再生的角度來看,檸檬烯是一個良好的脫漆劑原料。它是由橙皮、橘皮、檸檬皮提煉得到的一種烴類溶劑,是油脂、蠟、樹脂的優(yōu)良溶劑,其溶解能力介于石油溶劑油與苯之間。它的沸點和燃點較高,使用時安全性較好。酯類溶劑也可以做為脫漆劑的原料。酯類溶劑的特點是毒性較低,有芳香氣味,不溶于水,多用做油性有機物的溶劑。苯甲酸甲酯就是酯類溶劑的代表,有不少學(xué)者希望能將它用于脫漆劑中。
2)助溶劑
?助溶劑可增加對甲基纖維素的溶解,提高產(chǎn)品的黏度和穩(wěn)定性,并協(xié)同主溶劑分子充分滲入漆膜,消減漆膜與底材之間的附著力,從而加快脫漆速率。并可相應(yīng)減少主溶劑的用量,降低成本。助溶劑常選用醇類、醚類和酯類。
3)促進(jìn)劑
?促進(jìn)劑是一些親核性溶劑,主要有有機酸類、酚類、胺類,包括甲酸、乙酸、苯酚等。它的作用是破壞大分子鏈,加速對涂層的滲透和溶脹。有機酸中含有與漆膜組成相同的官能團-OH,它可以與交聯(lián)體系中的氧、氮等極性原子相互作用,解除體系中的部分物理交聯(lián)點,從而增加脫漆劑在有機涂層中的擴散速率,提高漆膜溶脹起皺能力。同時有機酸又可以催化高聚物的酯鍵、醚鍵的水解反應(yīng)而使其斷鍵,造成脫漆后基材失去韌性發(fā)脆等現(xiàn)象。
去離子水屬于高介電常數(shù)的溶劑( 20 ℃時ε=80120) 。當(dāng)要脫漆的表面是極性時,如聚氨基甲酸乙酯,高介電常數(shù)的溶劑對分開帶靜電的表面有積極作用,這樣能使其它溶劑滲透到涂層與基材之間的孔隙中。
過氧化氫會在多數(shù)金屬表面上發(fā)生分解反應(yīng),生成氧氣、氫氣和一個原子態(tài)的氧。氧氣促使已經(jīng)軟化的保護層卷起,讓新的脫漆劑滲透到金屬和涂層之間,因此能加快脫漆速度。酸在脫漆劑配方中也是主要成分,其作用是使脫漆劑pH 值保持在210~510 ,以便同聚氨酯等涂層中的游離胺基起反應(yīng)。使用的酸可以是可溶的固體酸、液體酸、有機酸或無機酸。由于無機酸更容易對金屬產(chǎn)生腐蝕,因此最好使用具有RCOOH 通式、分子量低于1 000的可溶性有機酸,如甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、羥基醋酸、羥基丁酸、乳酸、檸檬酸等羥基酸以及它們的混合物。
4)增稠劑
?如果脫漆劑用于大的結(jié)構(gòu)件,需要粘附在表面使其反應(yīng),這時就需要添加增稠劑,如水溶性高分子化合物,如纖維素類、聚乙二醇等,也可使用無機鹽類,如氯化鈉、氯化鉀、硫酸鈉、氯化鎂等。需要注意的是,無機鹽類增稠劑調(diào)整黏度會隨著其用量的增大而增加,超過此范圍,黏度反而降低,選擇不當(dāng)也會給其它組分帶來影響。
聚乙烯醇是水溶性高分子,具有良好的水溶性、成膜性、粘結(jié)力及乳化性,然而只有少數(shù)有機化合物可以溶解它,多元醇化合物如甘油、乙二醇和低分子量的聚乙二醇、酰胺、三乙醇胺鹽,二甲基亞砜等,在上述有機溶劑中,溶解少量聚乙烯醇也要加熱。聚乙烯醇水溶液與苯甲醇及甲酸的混合物相溶性不好,易分層,同時與甲基纖維素、羥乙基纖維素的相溶性差,但和羧甲基纖維素的相溶性較好。
聚丙烯酰胺是一種線型水溶性高分子,它和其衍生物可以用作絮凝劑、增稠劑、紙張增強劑以及阻緩劑等。由于聚丙烯酰胺分子鏈上含有酰胺基,其特點是親水性高,但它不溶于大多數(shù)有機溶液,如甲醇、乙醇、丙酮、乙醚、脂肪烴和芳香烴。甲基纖維素水溶液在苯甲醇型中對酸較穩(wěn)定,與各種水溶性物質(zhì)有良好的混合性。其用量視施工要求的粘度而定,但增稠效果與用量不成正比,隨著加入量的增大,水溶液凝膠化溫度逐漸降低。苯甲醛型無法通過增加甲基纖維素來達(dá)到明顯的增粘效果。
百度文庫 - 讓每個人平等地提升自我5)緩蝕劑
?為了防止底材(特別是鎂、鋁)腐蝕,應(yīng)加入一定量的緩蝕劑。在實際生產(chǎn)過程中,腐蝕性是一個不能忽視的問題,脫漆劑處理后的物件應(yīng)及時用水沖洗擦干或者用松香水和汽油洗滌,以保證金屬等物件不受腐蝕。
6)揮發(fā)抑制劑
?一般而言,滲透性好的物質(zhì)易揮發(fā),為了防止主溶劑分子的揮發(fā),要在脫漆劑中加入一定量的揮發(fā)抑制劑,減少生產(chǎn)、運輸、貯存及使用過程中溶劑分子的揮發(fā)。將加有石蠟的脫漆劑涂刷于油漆表面時,在表面上形成一層薄薄的石蠟層,使主溶劑分子有足夠的停留時間滲入欲去除的漆膜, 從而提高脫漆效果。單純用固體石蠟往往會引起分散性不好,去漆后的表面會殘留少量的石蠟,影響重新噴涂,為解決這一問題須用松香水或汽油洗滌干凈, 這樣給涂裝作業(yè)中增加了一道工序。 為此必要時加入乳化劑,降低表面張力,使石蠟和液體石蠟得以很好分散,提高其貯存穩(wěn)定性,除漆后表面用水一沖,晾干后就可重新涂裝新的油漆。
7)表面活性劑:
?添加表面活性劑,可以有助于提高脫漆劑的貯存穩(wěn)定性,同時有利于用水沖洗脫漆,常用的有兩性表面活性劑(如咪唑啉類)或乙氧基壬基酚。同時利用表面活性劑分子內(nèi)同時具有親油性和親水性兩種相反性質(zhì)的界面活性劑,能夠影響增溶效果;利用表面活性劑的膠團作用,使幾種成分在溶劑中的溶解度顯著增加。常用的有丙二醇、聚甲基丙烯酸鈉或是二甲苯磺酸鈉。
三、新型脫漆劑參考配方(僅供參考)
成分 | 投料量(g/L) |
二乙二醇丁醚 | 300~400 |
乙酸乙酯 | 100~200 |
石蠟 | 10~30 |
苯酚 | 50~100 |
苯甲醇 | 10~30 |
甲酸 | 30~50 |
甲基纖維素 | 10~30 |
十二烷基苯磺酸 | 10~30 |
辛基酚聚氧乙烯醚 | 10~30 |
苯并三氮唑 | 20~50 |
水 | 余量 |
通過對化工產(chǎn)品的配方分析還原,有利于企業(yè)了解現(xiàn)有技術(shù)的發(fā)展水平,實現(xiàn)知己知彼;有利于在現(xiàn)有產(chǎn)品上進(jìn)行自主創(chuàng)新,獲得知識產(chǎn)權(quán);有利于在生產(chǎn)過程中發(fā)現(xiàn)問題、解決問題。通過對化工產(chǎn)品的配方改進(jìn),配方研發(fā),可以加快企業(yè)產(chǎn)品更新?lián)Q代的速度,提升市場競爭力,因此,對于化工產(chǎn)品的分析、研發(fā)已變得刻不容緩!

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