CN100469461C

CN100469461C - 一种用于喷漆房的漆雾处理方法

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Publication number: CN100469461C
Application number: CNB2005100290912A
Authority: CN
Inventors: 张建鹏
Original assignee: SHANGHAI WINNER ENVIRONMENTAL TECHNOLOGIES Co Ltd
Current assignee: SHANGHAI WINNER ENVIRONMENTAL TECHNOLOGIES Co Ltd
Priority date: 2005-08-25
Filing date: 2005-08-25
Publication date: 2009-03-18
Anticipated expiration: 2025-08-25
Also published as: CN1919475A

Abstract

本发明涉及一种由水溶性阳离子淀粉组成的漆雾凝集剂用于喷漆房的漆雾处理方法。本发明的漆雾处理方法，既可用于水基油漆、也可用于溶剂型油漆处理的漆雾处理，价格低廉，工艺稳定；排污总量少，可保证连续生产；且无二次污染，具有良好环保效果。

Description

一种用于喷漆房的漆雾处理方法

技术领域

本发明涉及一种由水溶性阳离子淀粉组成的漆雾凝集剂用于喷漆房的漆雾处理方法。

背景技术

水帘式喷漆房广泛应用于汽车、冰箱、空调、手机外壳及笔记本配件等的表面喷涂。在自动喷漆机器人及手动喷枪喷涂物件过程中，部分油漆直接作用于喷涂物件的表面，而30％～70％左右的油漆以漆雾形式分别进入排风系统或水幕帘中，形成落漆，不仅严重污染周围的空气和环境，而且会造成下列不良问题：

(1)粘附设备表面，堆积槽底，堵塞循环管路、喷嘴等，从而加大清理难度，增加维修费用；

(2)漆雾粘附在水泵及风机叶片上，使水泵的水量及风机的风量降低，造成喷漆室内循环水量及排风量失去平衡，从而影响净化系统无法正常运行，同时又影响喷涂质量；

(3)降低循环水净化效率，促使循环水腐败发臭，增加了循环水更换次数，影响生产。

为了消除漆雾对喷漆房效率的影响，通常在水帘式喷漆房循环水系统中加入降粘剂、悬浮剂或凝集剂，捕获漆雾颗粒。降粘剂的加入可有效降低油漆的粘度，而悬浮剂或凝集剂主要是使水体中的颗粒聚集成渣，便于固液分离。

美国专利US 5,259,976(1993)公开了一种漆雾凝集剂的组成和方法。它是以阳离子聚合物，如聚丙烯酰胺，作为降粘剂，并采用铝酸钠调节pH值达到漆雾凝集的目的。但该方法仅限于水基油漆的处理。

美国专利US 5,019,138(1991)公开了一种利用有机溶剂，如N-甲基吡咯烷酮，捕获漆雾颗粒的方法，但该法仅限于溶剂型油漆的处理，且有机溶剂价格昂贵，对人体健康和环境也存在着潜在的危害。

随着全球环保呼声的日益高涨，水基型油漆的使用量呈上升趋势，研制既适用于溶剂型油漆，又适用于水基型油漆的漆雾凝集剂成为近年来的全球研究热点之一。

美国专利US4,888,386(1989)公开了一种既可用于水基油漆，也可用于溶剂型油漆处理的漆雾凝集剂，其主要成分是三聚氰胺甲醛树脂，聚乙烯醇和苯乙烯及丙烯酸的共聚物。但这些试剂均是生物难降解的，存在二次污染问题。

美国专利US6,858,093(2005)一种既可用于水基油漆，也可用于溶剂型油漆处理的漆雾凝集剂，它是由生物可降解的壳聚糖、金属盐溶液，蒙脱土等组成。尽管它采用了来源丰富，环境友好的天然高分子壳聚糖作为主要成分之一，但是壳聚糖水溶性差，易降解，稳定性不佳，衍生物产品的链较短，相对分子量较小，且价格昂贵，目前还仅限于基础和应用基础研究，作为一般材料很难在工业上大规模地应用。

淀粉由于其原料易得，成本低廉，化学改性技术日益成熟，将淀粉或改性淀粉作为水处理剂或材料成为近十年来得研究及应用热点。

美国专利US5,236,598(1993)一种变性阳离子马铃薯淀粉用于水帘喷漆房漆雾凝集剂。但其使用条件受所公布的阳离子淀粉为非水溶性物质，需加分散剂配制成阳离子淀粉的悬浊液使用，不可用NaOH调节水帘喷漆房pH值等条件限制，仅可应用于水基油漆处理的漆雾凝集处理。

美国专利US5,702,516(1997)公布了一种非经过化学改性的多孔泡沫淀粉用于漆雾的处理。其发明适用技术领域为利用水溶性的泡沫淀粉作为空气过滤器材质，处理及回收空气中的漆雾颗粒。但并未涉及在水帘喷漆房作为漆雾凝集剂。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提出并公开一种用于喷漆房的、由水溶性阳离子淀粉组成的漆雾凝集剂的漆雾处理方法，具体地说，是一种既可用于水基油漆、也可用于溶剂型油漆处理的漆雾处理方法。

本发明所使用的漆雾凝集剂是由一种水溶性阳离子型淀粉(组分A)、一种金属化合物(组分B)和/或一种聚酰胺型化合物(组分C)共同组成的水相溶剂。

所说的一种水溶性阳离子型淀粉包括：淀粉(来源于玉米，马铃薯等高等植物)与胺类化合物反应生成含氨基和铵基的带正电荷的醚衍生物；淀粉经物理或化学方法引发，与丙烯腈、丙烯酰胺、丙烯酸、苯乙烯等单体进行接枝共聚反应后形成的接枝共聚淀粉，再经阳离子化反应形成的水溶性阳离子型淀粉，取代度DS为0.01～0.7，特别是取代度DS为0.2～0.6的季铵型阳离子淀粉。

其制备方法选用：具本植等.高取代度(0.7)阳离子淀粉干法制备研究，大连理工大学学报，2002，42(3)：290-293.所公开的制备方法，但不限于此制备工艺所获得的阳离子淀粉；

本发明所选用的金属化合物必须具有絮凝性能，能够引起油漆颗粒的絮凝与混凝，一般选用铝系，如聚合氯化铝、硫酸铝；锌系，如氯化锌、硫酸锌；或铁系，如聚合硫酸铁、三氯化铁、硫酸铁；镁系，如氯化镁，硫酸镁以及聚硅铁、聚硅铝等无机复合絮凝剂。

所说的一种聚酰胺型化合物选用聚丙烯酰胺、聚二烯丙基二甲基氯化铵、聚乙烯四胺等。

本发明用于喷漆房的漆雾处理方法包括如下步骤：

1)组分A阳离子淀粉的选用：

本发明所选用的阳离子淀粉为：淀粉(来源于玉米，马铃薯等高等植物)与胺类化合物反应生成含氨基和铵基的带正电荷的醚衍生物，淀粉经物理或化学方法引发，与丙烯腈、丙烯酰胺、丙烯酸、苯乙烯等单体进行接枝共聚反应后形成的接枝共聚淀粉，再经阳离子化反应形成的水溶性阳离子型淀粉，取代度DS为0.01～0.7，特别是取代度DS为0.2～0.6的季铵型阳离子淀粉。

将得到的阳离子淀粉用水稀释为质量百分比为1～20％、最好为3-12％的水溶液；

2)组分B金属化合物絮凝剂的选用：

本发明所选用的絮凝剂包括：铝系，如聚合氯化铝(氧化铝质量百分比含量为1％～32％，盐基度为50％～85％)、硫酸铝(氧化铝质量百分比含量为1％～17％，盐基度为50％～85％。)；锌系，如氯化锌(ZnCl₂质量百分比含量0.5-98％)、硫酸锌(ZnSO₄质量百分比含量0.5-98％)；或铁系，如聚合硫酸铁(全铁质量百分比含量1-11％，盐基度9-14％)、三氯化铁(FeCl₃质量百分比含量5-98％)、硫酸铁(水溶性总铁离子质量百分比含量6-18％)；镁系，如氯化镁(MgCl₂质量百分比含量1-98％)，硫酸镁(MgSO₄质量百分比含量2-98％)以及聚硅铁(Al³⁺/SiO₂摩尔比1：10～20)、聚硅铝(Al³⁺/Si摩尔比1：1～20，盐基度为45％～65％)等无机复合絮凝剂，优选上海问鼎公司生产的干粉聚合氯化铝，其氧化铝含量为28％～30％(质量百分比)，盐基度为50％～85％；

以上溶液使用时需用水稀释为质量百分比1～20％，聚合氯化铝稀释为氧化铝含量1-8％的水溶液；

3)组分C聚酰胺型化合物的选用：

本发明所选用的聚酰胺型化合物包括：分子量大于1000万、原液固体含量0.5～95％的聚丙烯酰胺，原液固体含量20～40％、离子度>50％、分子量4万～300万的聚二甲基二烯丙基氯化铵，或原液固体含量20～50％、离子度>30％、分子量18万～900万的聚乙烯(亚)胺中的一种；优选分子量大于1600万的阴离子聚丙烯酰胺或分子量大于1000万，原液固体含量为40％的阳离子聚丙烯酰胺乳液；

以上溶液使用时均稀释为干粉质量百分比0.05～5％、最好为0.1～1.5％的水溶液；

4)水帘式喷漆房的漆雾处理：

将步骤1)制得的组分A阳离子淀粉和步骤2)制得的组分B金属化合物絮凝剂和/或步骤3)中制得的组分C聚酰胺型化合物通过计量泵分别投加，其中，组分A:组分B:组分C组分＝1:1:1(体积百分比)，将组分A阳离子淀粉投加于水幕帘循环泵的吸入口，组分B金属化合物絮凝剂和/或组分C聚酰胺型化合物投加于水幕帘水池回水口，组分A与落漆量的比为1:5～40(体积百分比)，最好为1:10～20(体积百分比)。

处理水基油漆的漆雾时，将组分A阳离子淀粉投加于水幕帘循环泵的吸入口，组分B金属化合物絮凝剂物投加于水幕帘水池回水口，体积比为，组分A:组分B＝1：1。

处理溶剂型油漆的漆雾时，将组分A阳离子淀粉投加于水幕帘循环泵的吸入口，组分C聚酰胺型化合物投加于水幕帘水池回水口，体积比为，组分A:组分C＝1：1。

通过上述处理，漆雾凝集剂与油漆作用后，将水体中乳化状态的油漆有机相及油漆中颜料、树脂固体从水体中以固态形式分离开来，即形成漆渣。漆渣打捞或形成部位主要集中于喷房的漆渣槽或外拉水池中，漆渣的打捞方式可采用定期人工打捞，人工隔栅或机械隔栅去除，离心分离，直至通过精馏装置回收溶剂。漆渣分离后循环水水体清澈可多次循环。

为达到最佳水处理效果及污水排放要求，水处理系统的pH值应维持在6～9。由于油漆以及漆雾凝集剂本身呈现一定的酸性，故在漆雾凝集剂使用时应通过投加一定量的碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钠、硼砂或石灰等调节pH值。

对漆雾凝集剂进行漆雾处理效果的确认一般通过以下方法进行评定的：

1.模拟水帘式喷房或实际喷房，在喷漆进行一段时间及漆雾凝集剂作用一段时间后，测试人员通过手接触并通过手指轻捻漆渣确认漆渣性能确认循环水溶液的粘性，及水池中上浮或过滤漆渣的粘性。水体粘性越低，说明漆雾凝集剂捕捉有机相能力越强；漆渣粘性越低说明漆雾凝集剂去除油漆粘性性能越好；这种方法尽管较为主观，但在近二十年的漆雾凝集处理方法测定中非常有效；

2.漆渣的悬浮或沉降性能。在非离心分离系统中，客户更希望形成的漆渣上浮，实现捞渣的便捷化，避免漆渣在风道或水泵过滤器及水泵处的堵塞；

3.漆渣形成状态。漆渣形成应是稳定的固态，抗水力冲击性好，不易破碎；越易打捞，其性能相应越好。

4.水体清澈，循环周期长，漆雾凝集剂处理性能越好，可有效避免水体中悬浮颗粒在水帘幕墙壁的沉积，甚至形成挂漆。

有益效果

上述用于水帘式喷漆房漆雾处理的漆雾凝集处理方法具有如下优点：(1)选用资源广，价格低廉，制备工艺成熟的水溶性阳离子型淀粉作为漆雾凝集剂的主要成分，可有效降低成本；(2)本发明的漆雾处理方法中阳离子淀粉是一种水溶性试剂，具有良好的稳定性和分散性，漆雾处理产生的漆渣无粘性，上浮性好，便于打捞；(3)本发明的漆雾处理方法中各组分水溶性阳离子型淀粉与金属化合物及高分子絮凝剂配伍性好，既可适用于溶剂油漆的处理，也可适用于水基油漆的处理；(4)本发明的漆雾处理方法使用于水帘喷漆房后，漆渣经打捞，水体清澈，循环水可连续使用一月到数月，减少排污总量，保证连续生产；(5)本发明的漆雾处理方法中的水溶性阳离子型淀粉可生物降解，无二次污染。

具体实施方式

下面将结合实施例进一步阐明本发明的内容，但这些实施例并不限制本发明的保护范围。

实施例1

采用PPG公司生产的代号为YF-BJBC33039亮银面漆，溶剂型油漆作为喷漆。油漆进入水体时，呈现明显的粘壁效应，水体可清楚的看到油花的漂浮。

加入步骤1)组分A阳离子淀粉一般投加于水幕帘循环泵的吸入口，步骤3)组分C聚酰胺型化合物一般投加于水幕帘水池回水口。组分A与落漆量的比1:12(体积百分比)，组分A：组C＝1:1(体积百分比)。加入后15分钟，漆渣形成明显，块状上浮。用水指轻捻上浮漆渣，不粘手，无油漆底色附着。用烧杯取水池水样，清澈透明。无悬浮细小颗粒。处理时水体pH7.3.

实施例2

采用阿克苏公司生产的代号为820-BSG-338黑色溶剂型油漆底漆作为喷漆。

加入步骤1)组分A阳离子淀粉一般投加于水幕帘循环泵的吸入口，步骤3)组分C聚酰胺型化合物一般投加于水幕帘水池回水口。组分A与落漆量的比1:15(体积百分比)，组分A：组分C＝1:1(体积百分比)。加入后15分钟，漆渣形成明显，块状上浮。用水指轻捻上浮漆渣，不粘手，无油漆底色附着。用烧杯取水池水样，清澈透明。无悬浮细小颗粒。处理时水体pH8.1.

实施例3

采用北京金汇利应用化工有限公司生产的代号为HD-H0???6，水性环氧酯金属防护漆底漆作为喷漆。

分别加入步骤1)组分A阳离子淀粉，步骤2)组分B金属化合物絮凝剂作为漆雾凝集剂.组分A与落漆量的比1:16(体积百分比)，组分A：组分B＝1:1(体积百分比)。加入后15分钟，漆渣形成明显，块状上浮。用水指轻捻上浮漆渣，不粘手，无油漆底色附着。用烧杯取水池水样，清澈透明。无悬浮细小颗粒。处理时水体pH8.6.

实施例4

采用北京金汇利应用化工有限公司生产的代号为HD-J0???8G，水性丙烯酸环氧酯漆面漆作为喷漆。

分别加入步骤1)组分A阳离子淀粉，步骤2)组分B金属化合物絮凝剂作为漆雾凝集剂.组分A与落漆量的比1:18(体积百分比)，组分A：组分B＝1:1(体积百分比)。加入后15分钟，漆渣形成明显，块状上浮。用水指轻捻上浮漆渣，不粘手，无油漆底色附着。用烧杯取水池水样，清澈透明。无悬浮细小颗粒。处理时水体pH7.2.

实施例5

采用天津外星化工涂料有限公司生产的代号为TS73-80G，油性丙烯酸聚氨酯猩红色面漆作为喷漆。

分别加入步骤1)组分A阳离子淀粉投加于水幕帘水池循环泵的吸入口，步骤2)组分B金属化合物絮凝剂投加于水幕帘水池回水口，步骤3)组分C聚酰胺型化合物一般投加于水幕帘水池回水口，作为漆雾凝集剂.组分A与落漆量的比1:20(体积百分比)，组分A：组分B：组分C＝1:1：1(体积百分比)。加入后15分钟，漆渣形成明显，块状上浮。用水指轻捻上浮漆渣，不粘手，无油漆底色附着。用烧杯取水池水样，清澈透明。无悬浮细小颗粒。处理时水体pH7.4.

对比例：

采用PPG公司生产的代号为YF-BJBC33039亮银面漆，属溶剂型油漆。油漆进入水体时，呈现明显的粘壁效应，水体可清楚的看到油花的漂浮。

加入含量为氧化铝含量为2.5％(质量百分比)，盐基度为72％的聚合氯化铝水溶液。分子量大于1000万，含量为0.6％(干粉质量百分比)的阳离子聚丙烯酰胺乳液。

聚合氯化铝水溶液：阳离子聚丙烯酰胺乳液＝1:1(体积百分比)，：阳离子聚丙烯酰胺乳液使用量为落漆量的1/10(体积百分比)，甚至更多量时，油漆分散于水体，无任何变化，漆渣难以形成，油漆粘性不能去除。

对比例说明仅采用组分B聚合氯化铝水溶液金属化合物絮凝剂及组分C阳离子聚丙烯酰胺乳型聚酰胺型化合物不能作为以上油漆的漆雾凝集药剂使用。

Claims

1、一种用于喷漆房的漆雾处理方法，其特征在于，所述的方法具体包括如下步骤：

1)组分A阳离子淀粉的选用：

选用取代度DS为0.01～0.7的水溶性阳离子型淀粉，并用水稀释为质量百分比为1～20％的水溶液；

2)组分B金属化合物絮凝剂的选用：

所述方法选用的絮凝剂包括以下无机复合絮凝剂中的一种：氧化铝质量百分比含量为1％～32％，盐基度为50％～85％的聚合氯化铝，氧化铝质量百分比含量为1％～17％、盐基度为50％～85％的硫酸铝，ZnC1₂质量百分比含量0.5-98％的氯化锌，ZnSO₄质量百分比含量0.5-98％的硫酸锌，或全铁质量百分比含量1-11％，盐基度9-14％的聚合硫酸铁，FeCl₃质量百分比含量5-98％的三氯化铁，水溶性总铁离子质量百分比含量6-18％的硫酸铁，MgCl₂质量百分比含量1-98％的氯化镁，MgSO₄质量百分比含量2-98％的硫酸镁，以及Al³⁺/SiO₂摩尔比1：10～20的聚硅铁，Al³⁺/Si摩尔比1：1～20、盐基度为45％～65％的聚硅铝；

以上溶液使用时需用水稀释为质量百分比1～20％的水溶液；

3)组分C聚酰胺型化合物的选用：

所述方法选用的聚酰胺型化合物包括：分子量大于1000万、原液固体含量0.5～95％的聚丙烯酰胺，原液固体含量20～40％、离子度>50％、分子量4万～300万的聚二甲基二烯丙基氯化铵，或原液固体含量20～50％、离子度>30％、分子量18万～900万的聚乙烯(亚)胺中的一种；

以上溶液使用时均稀释为干粉质量百分比0.05～5％的水溶液；

4)水帘式喷漆房的漆雾处理：

将步骤1)制得的组分A阳离子淀粉和步骤2)制得的组分B金属化合物絮凝剂和/或步骤3)中制得的组分C聚酰胺型化合物通过计量泵分别投加，其中，组分A：组分B：组分C组分的体积百分比＝1：1：1，将组分A阳离子淀粉投加于水幕帘循环泵的吸入口，组分B金属化合物絮凝剂和/或组分C聚酰胺型化合物投加水幕帘水池回水口，组分A与落漆量的体积百分比为1：5～40，最好为1：10～20。

2、如权利要求1所述的漆雾处理方法，其特征在于，当处理水基油漆的漆雾时，其步骤4)为：将组分A阳离子淀粉投加于水幕帘循环泵的吸入口，组分B金属化合物絮凝剂物投加于水幕帘水池回水口，体积比为，组分A：组分B＝1：1。

3、如权利要求1所述的漆雾处理方法，其特征在于，处理溶剂型油漆的漆雾时，步骤4)为：将组分A阳离子淀粉投加于水幕帘循环泵的吸入口，组分C聚酰胺型化合物投加于水幕帘水池回水口，体积比为，组分A：组分C＝1：1。

4、如权利要求1所述的漆雾处理方法，其特征在于，所述方法步骤1)中，组分A阳离子淀粉选用取代度DS为0.2～0.6的季铵型阳离子淀粉。

5、如权利要求1或4所述的漆雾处理方法，其特征在于，所述方法步骤1)中，将组分A阳离子淀粉用水稀释为质量百分比为3-12％的水溶液。

6、如权利要求1所述的漆雾处理方法，其特征在于，所述方法步骤2)中，组分B金属化合物絮凝剂选用上海问鼎公司生产的干粉聚合氯化铝，其质量百分比含量为氧化铝28％～30％，盐基度为50％～85％，并将聚合氯化铝稀释为氧化铝含量2-8％的水溶液。

7、如权利要求1所述的漆雾处理方法，其特征在于，所述方法步骤3)中，组分C聚酰胺型化合物选用分子量大于1600万的阴离子聚丙烯酰胺或分子量大于1000万、原液固体含量为40％的阳离子聚丙烯酰胺乳液中的一种。

8、如权利要求1或7所述的漆雾处理方法，其特征在于，所述方法步骤3)中，组分C聚酰胺型化合物溶液使用时稀释为干粉质量百分比0.1～1.5％的水溶液。

9、如权利要求1或2或3所述的漆雾处理方法，其特征在于，水处理系统的pH值维持在6～9。