CN101553560B - 凝胶状粘合剂去除剂组合物及使用方法 - Google Patents

凝胶状粘合剂去除剂组合物及使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明包括使用环境友好材料从硬基底特别是运载工具上除去粘合剂残留物的方法，所述运载工具如汽车、卡车、公交车、包括飞机的航天飞行器、及类似物。所述方法使用包含一种或多种非卤化有机溶剂、非研磨增稠剂、表面活性剂、和蒸气压调节剂的新型粘合剂去除剂组合物。所述非卤化有机溶剂中的每一种在25℃下的总汉森溶度参数(δt)为约14MPa1/2～约24MPa1/2。本发明提供为了从大面积的飞行器复合材料和铝表面以及其它物质上除去例如压敏粘合剂残留物而特别配制的节约成本、安全、环境友好的粘合剂去除剂组合物。

Description

凝胶状粘合剂去除剂组合物及使用方法
技术领域
本公开内容包括使用环境友好材料从硬基底特别是运载工具上除去粘合剂残留物的的方法，所述运载工具如汽车、卡车、公交车、包括飞机的航天飞行器、及类似物。所述方法使用包含一种或多种非卤化有机溶剂、非研磨增稠剂、表面活性剂、和蒸气压调节剂的新型粘合剂去除剂组合物。所述非卤化有机溶剂中的每一种在25℃下的总汉森溶度参数(″δt″或″HSP″)为约14MPa1/2～约24MPa1/2。本公开内容提供为了从大面积的飞行器复合材料和铝表面以及其它物质上除去例如压敏粘合剂残留物而特别配制的节约成本、安全、环境友好的粘合剂去除剂组合物。
背景技术
用于除去粘合剂残留物的常规方法，例如与从硬表面(例如汽车、卡车、公交车、铁路、船舶、飞行器机身等)除去乙烯基树脂贴花膜有关的常规方法通常费时、昂贵、效率低，并且需要使用对环境有害的材料。例如，使用本领域已知的技术，通常通过经由热气枪小心地施加热并刮削以除去大部分贴花膜和粘合剂来除去乙烯基树脂贴花膜。除去残余的粘合剂残留物的常规方法是用浸渍有溶剂的抹布将其擦去。所述方法可能适用于清洗小面积，但其对于清洗大面积(例如飞机机翼)是不切实际的。
而且，许多可商购的粘合剂去除剂组合物含有氯化有机溶剂例如二氯甲烷或四氯化碳(一种已知的破坏平流层臭氧的CFC)，或者它们是含有大量氢氧化钾或氢氧化钠的碱。存在声称可用于从无吸收性表面除去标签、胶、遮蔽胶带等的几种商业化产品。尽管这种产品可能不含卤化有机溶剂，但是它们是液体，因此它们的使用限于其中可含有液体的小规模涂布。这种粘合剂去除剂组合物对于大规模的工业使用是不理想的。
对于粘合剂残留物从可由复合材料制成的飞机外表面的除去，存在特定的技术问题。例如，将液体涂布到飞机机翼的下侧(表面积最高达2000平方英尺或更大)是不切实际的，因为滴下的液体将污染工作区域。大量的易流动(即液体)有机溶剂是不理想的，因为存在火灾或环境污染的危险、个人防护、并需要有害废物的处理。用于飞机外表面上的粘合剂残留物去除组合物不应该对相邻或下层结构以及罩面漆造成机械损伤。另外，不应该发生相邻或下层基底以及包括底漆涂层的罩面漆的化学侵蚀或降解。为了切合实际，除去粘合剂残留物的任何方法应该理想地以基于水的洗涤步骤(例如用肥皂和水洗涤)结束。而且，粘合剂除去方法应该适用并实用于水平表面、垂直表面、和高架(overhead)表面。迄今为止，碳复合材料在新型飞机上的广泛使用对化学清洗材料产生了未知的限制。在常规铝飞行器表面上使用的大部分清洁剂、剥离剂、以及其它材料与复合材料不相容。
没有已知的节约成本、环境相容、或者实用的方法或材料能用于完成从大型复合材料飞行器表面以目前所需的规模除去粘合剂残留物。需要在除去贴花膜、嵌花(applique)、胶带等之后用于除去残余的粘合剂残留物的快速、安全且有效的方法。
发明内容
本发明公开包括使用环境友好材料从硬基底特别是运载工具上除去粘合剂残留物的方法，所述运载工具如汽车、卡车、公交车、包括飞机的航天飞行器、及类似物。所述方法使用包含一种或多种非卤化有机溶剂、非研磨增稠剂、表面活性剂、和蒸气压调节剂的新型粘合剂去除剂组合物。所述非卤化有机溶剂中的每一种在25℃下的总汉森溶度参数(″δt″或″HSP″)为约14MPa1/2～约24MPa1/2。本发明提供为了从大面积的飞行器复合材料和铝表面以及其它物质上除去例如压敏粘合剂残留物而特别配制的节约成本、安全、环境友好的粘合剂去除剂组合物。
在此所述的各实施方式克服了已知方法和材料的上述缺陷，并且其减少了大量有机溶剂的使用；提供了对相邻或下层结构以及罩面漆的有限的机械损伤，特别是当用于从飞机表面除去粘合剂残留物时更是如此；提供了相邻或下层基底以及包括底漆的罩面漆的有限的化学侵蚀或降解；提供了与最终的任选的基于水的洗涤步骤(例如，使用肥皂和水)或者使用任何其它可接受的清洗溶液进行洗涤的相容性；并提供了在水平表面、垂直表面和高架表面上使用的适用性。
在示例性实施方式中，本发明提供用于将粘合剂残留物从基底除去的方法，所述方法包括提供包含一种或多种非卤化有机溶剂的粘合剂去除剂组合物的步骤，所述非卤化有机溶剂中的每一种在25℃下的总汉森溶度参数为约14MPa1/2～约24MPa1/2。该粘合剂去除剂组合物进一步包括非研磨增稠剂、表面活性剂、和蒸气压调节剂。粘合剂去除剂组合物还可包括能吸收的指示剂染料。根据本发明的方法，粘合剂去除剂组合物涂覆到其上粘附有粘合剂残留物的基底上；在随后的步骤中，等待足够长的时间，在此期间，所述粘合剂残留物结合到所述粘合剂去除剂组合物中；随后除去所述粘合剂去除剂组合物以产生经清洁的基底；并检查所述经清洁的基底。
所述粘合剂去除剂组合物与所述基底接触的时间长度取决于粘合剂残留物的性质、溶剂的相对量和特性等。时间长度应该足以允许溶剂软化粘合剂残留物。合适的时间包括但不限于10分钟、20分钟、30分钟、或更长，但是，所述时间不应太长以至于粘合剂去除剂组合物基本上变干。一般地说，本发明粘合剂去除剂组合物中的蒸气压调节剂的量越大，则所述溶剂的有效蒸气压越低。因此较大量的蒸气压调节剂(例如甘油)允许较长的作用期(incubation period)。
本公开内容还涉及新型粘合剂去除剂组合物。本发明的粘合剂去除剂组合物可具有适于机械化涂覆到水平表面、垂直表面和高架表面(例如在多数飞行器维护中所遇到的水平表面、垂直表面和高架表面)的粘度和操作性能。在本发明的优选实施方式中，粘合剂去除剂组合物在最小的基底损伤或对附近表面或设备的复杂化下有效地除去粘合剂残留物。在实施方式中，粘合剂去除剂组合物中的能吸收的指示剂(示踪剂)染料允许快速可视地评价方法的有效性。本发明的其它特征包括具有改善的可燃性、爆炸、以及健康特性的粘合剂去除剂组合物。在另一方面，本发明的粘合剂去除剂组合物可与常规的废物处理和处置方法相适应。
本发明的方法和粘合剂去除剂组合物克服了现有技术的缺陷。结合用于示例性地说明本发明原理的附图，本发明的其它特征和优点将由下列优选实施方式的更具体描述而明晰。
附图说明
图1-4描述了根据本发明除去粘合剂残留物的示例性方法的各步骤。
具体实施方式
参考附图，在图1中，具有粘附到其上的粘合剂残留物的样品基底通过胶带(18)固定到工作台(10)上，然后用手(12)使用涂抹器(14)涂布粘合剂去除剂组合物(16)的薄涂层(约1cm厚度)。例如，可为铝或石墨环氧树脂复合材料的基底可能先前具有贴花膜，所述贴花膜通过将其刮擦为多个条带、用热气枪对其加热、并然后从该基底剥离各条带而除去。
图2描述了后续步骤，其中，将任选的罩布(drop cloth)(20)放置到经涂布的样品基底上，并允许经过约20分钟以促进粘合剂去除剂组合物(16)渗入到粘合剂残留物中。所述任选的罩布(20)可防止粘合剂去除剂组合物(16)的过度干燥或过早干燥。
图3描述了额外的步骤，其中，用手(12)使用刮削工具(23)将粘合剂去除剂组合物(16)从基底上刮下，以露出基本上不含粘合剂残留物的经清洁的基底(26)。
图4描述了根据本发明的除去粘合剂残留物的最终步骤，其中，使用液体(手工)餐具洗涤剂和自来水的含水溶液、以非研磨擦洗垫(例如尼龙擦洗垫)(28)清洁经清洁的基底(26)。
粘合剂是能够将其它物质或部件通过表面附着而粘合在一起的任何物质。粘合剂通常包含低分子量增塑剂、胶质物(glue)、接合剂(binding agent)、以及其它这类材料，所述材料可包括聚合物、共聚物、或其组合，从本质上来说，粘合剂是导致机械、粘合、以及粘结性质的原因。当这种粘合剂从各种表面除去时(尤其在长期使用后将这种粘合剂从各种表面除去时)，它们通常留下标记、污点、和碎片(例如粘合剂残留物)。虽然许多粘合剂在固定或脱离时不导致基底的机械破坏，但是它们使紧固(fastening)位置处于难看或不可用的状态。
存在几种类型的粘合剂，包括干燥粘合剂、接触粘合剂、热粘合剂、反应性粘合剂、和压敏粘合剂。干燥粘合剂(例如，胶质物如白胶和橡胶胶浆(rubber cement))通常是成分(通常为聚合物)溶解在溶剂中的混合物；随着溶剂蒸发，粘合剂硬化。接触粘合剂必须涂覆到两个表面上并允许在将这两个表面推到一起之前干燥；但是，一旦将所述各表面推到一起，则非常快速地形成粘合性结合，且通常无需施加压力。热粘合剂(也称作热塑性粘合剂或热熔粘合剂)是例如用喷胶枪热涂覆并随着其冷却而硬化的热塑性材料。反应性粘合剂通过与表面材料的化学结合而发挥作用，并且将它们涂布成薄膜，当第二目标是对表面之间的间隙进行填充时，反应性粘合剂的效率低。反应性粘合剂包括双组分环氧树脂和异氰酸酯粘合剂。
压敏粘合剂(例如丙烯酸类、有机硅、以及天然和合成橡胶，及其组合)通过施加轻的压力形成结合而使部件连接。因为该粘合剂足够软以符合基底的微观表面特征而形成结合。因为当向该结合施加应力时粘合剂坚固到足以抵制流动，所以该结合具有强度。一旦粘合剂与被连接的部件紧密靠近时，分子间相互作用例如范德华力产生了牢固的结合。压敏粘合剂可用于永久和可去除的应用。某些高性能永久压敏粘合剂呈现出高粘力值并且每平方厘米的接触面积可粘合数千克的重物，甚至在升高的温度下也是如此。永久压敏粘合剂起初是可除去的并且在若干小时或若干天后将粘着形成为永久粘合。某些可去除的粘合剂设计成重复地粘贴和扯下，并且它们具有低粘附力且通常不能支撑很大重量。压敏粘合剂可以是被涂布并然后辐射反应以提高分子量并形成粘合剂的低粘度聚合物；或者它们可以是加热以使粘度降低至足以进行涂布、然后冷却至其最终状态的高粘度材料。
本发明的示例性实施方式包括用于从基底除去粘合剂残留物(尤其是压敏粘合剂残留物)的多步方法，所述方法包括提供包含一种或多种非卤化有机溶剂、非研磨增稠剂、表面活性剂、和蒸气压调节剂的粘合剂去除剂组合物的步骤，其中所述非卤化有机溶剂中的每一种在25℃下的总汉森溶度参数为约14MPa1/2～约24MPa1/2。所述方法还包括将粘合剂去除剂组合物涂覆到具有粘附其上的粘合剂残留物的基底的步骤。允许经过足够的时间量，在此期间，所述粘合剂残留物软化并变得结合到粘合剂去除剂组合物中。将所述粘合剂去除剂组合物除去以产生经清洁的基底。所述方法还可包括用含水溶液(例如自来水和液体餐具洗涤剂或任何其它溶剂或者清洗溶液)洗涤所述经清洁的基底的步骤。在例如世界上的干旱地区(在该地区，含水溶液的使用是不切实际的)，可使用非水溶液例如非卤化有机溶剂。结合到所述粘合剂去除剂组合物中的粘合剂残留物可能未被水冲洗，因此在涂覆后它们将与所结合的残留物一起被刮擦掉，并然后作为含溶剂的废物处理。
本发明的实施方式还涉及包含一种或多种非卤化有机溶剂、非研磨增稠剂、表面活性剂、和蒸气压调节剂的粘合剂去除剂组合物，其中所述非卤化有机溶剂中的每一种在25℃下的总汉森溶度参数为约14MPa1/2～约24MPa1/2。在本发明的另一实施方式中，所述一种或多种非卤化有机溶剂中的每一种在25℃下的总汉森溶度参数为约18MPa1/2～约20MPa1/2。在另一实施方式中，所述一种或多种非卤化有机溶剂中的每一种在25℃下的总汉森溶度参数为约14MPa1/2～约19MPa1/2。在另一实施方式中，本发明包括包含两种或更多种非卤化有机溶剂的粘合剂去除剂组合物。在某些情况下，可优选二元溶剂体系；即，所述粘合剂去除剂组合物包含两种可具有不同HSP值的非卤化有机溶剂。其中，当使用二元溶剂体系时，各溶剂的HSP值之差可在下列范围内：0＜(HSP溶剂1-HSP溶剂2)≤6。某些较窄的子范围包括0＜(HSP溶剂1-HSP溶剂2)≤2和4＜(HSP溶剂1-HSP溶剂2)≤6。当以无溶剂形式或浓缩形式提供这种粘合剂去除剂组合物时，其可在使用之前用非卤化有机溶剂复原。
粘合剂去除剂组合物中所使用的非卤化有机溶剂可用本领域技术人员所公知的它们的汉森溶度参数描述。为了进行对比，采用汉森溶度参数表征溶剂。三个参数-色散(δd)、极性(δp)、和氢键(δh)-各自代表给定溶剂的不同特性。作为这三个参数的平方和的平方根的总汉森溶度参数(δt)提供了具体有机溶剂的溶解能力的描述。参见″Hansen solubility parameters-A UsersHandbook″，Charles M.Hansen，CRC Press，Boca Raton，Florida(2000)。本发明人已经发现：优选含有具有约14MPa1/2～约24MPa1/2(例如约18MPa1/2～约20MPa1/2或约14MPa1/2～约19MPa1/2)的总汉森溶度参数的非卤化有机溶剂的粘合剂去除剂组合物用于除去压敏粘合剂残留物。
据信，非卤化有机溶剂降低粘合剂去除剂组合物的粘度并溶解到粘合剂残留物中，从而将其软化并使其能够随后除去。所述非卤化有机溶剂可为包括下列物质的任何合适的非卤化溶剂(括号中为总汉森溶度参数，δt/MPa1/2)：正-丁烷(14.1)、异辛烷(14.3)、正戊烷(14.5)、正己烷(14.9)、正庚烷(15.3)、正辛烷(15.5)、油酸(15.6)、二乙醚(15.8)、正-十二烷(16.0)、甲基环己烷(16.0)、异丁酸异丁酯(16.5)、环己烷(16.8)、乙酸异丁酯(16.8)、二异丁基酮(16.9)、甲基异丁基酮(17.0)、乙酸异戊酯(17.1)、甲基异戊基酮(17.4)、N-丁基乙酸酯(17.4)、硬脂酸(17.6)、乙苯(17.8)、碳酸二乙酯(17.9)、邻-二甲苯(18.0)、对-二乙苯(18.0)、二乙酮(18.1)、乙酸乙酯(18.1)、甲苯(18.2)、苯(18.6)、乙酸甲酯(18.7)、甲酸乙酯(18.7)、环己胺(18.9)、苯乙烯(19.0)、甲乙酮(19.0)、二苄醚(19.3)、四氢呋喃(19.4)、环己酮(19.6)、异佛尔酮(19.9)、丙酮(20.0)、乙酸2-乙氧基乙基酯(20.0)、萘(20.3)、二甘醇一丁醚(20.4)、1-癸醇(20.4)、1，4-二噁烷(20.5)、2-硝基丙烷(20.6)、双丙酮醇(20.8)、乙二醇一丁醚(20.8)、醋酸(21.4)、吗啉(21.5)、水杨酸甲酯(21.7)、苯乙酮(21.8)、吡啶(21.8)、苯甲酸(21.8)、喹啉(22.0)、二甘醇单甲醚(22.0)、硝基苯(22.2)、2-丁醇(22.2)、二甘醇单乙醚(22.3)、环己醇(22.4)、苯胺(analine)(22.6)、硝基乙烷(22.7)、异丁醇(22.7)、间甲酚(22.7)、硫酸二乙酯(22.8)、N-甲基-2-吡咯烷酮(22.9)、1-丁醇(23.1)、2-丙醇(23.5)、乙二醇单乙醚(23.5)、和苯甲醇(23.8)。
在优选实施方式中，粘合剂去除剂组合物基本上不含(例如小于1重量％、或者小于0.1重量％、或甚至约0重量％)卤化有机溶剂(例如二氯甲烷、氯仿、和四氯化碳(或其它氯化烃))；且所述粘合剂去除剂组合物易于分散在水中。
本发明的粘合剂去除剂组合物的增稠剂可以是完全分散在水中的任何惰性胶状固体材料，例如热解二氧化硅、纤维素、或纤维素衍生物(例如纤维素醚类，如羟丙基甲基纤维素、羟丙基醚纤维素、羟甲基纤维素、或其组合)。优选的增稠剂是非研磨性的，即，当根据本文所述方法使用时，本发明的粘合剂去除剂组合物优选不导致基底擦伤或损伤。增稠剂的实例为CARBOSIL
Figure G2007800446792D00071
(其为Polymer Technology Group，Inc.(Berkeley，California)的热解二氧化硅的商标)。
本发明的粘合剂去除剂组合物的表面活性剂可为阴离子表面活性剂(例如十二烷基硫酸钠、月桂基硫酸铵、和月桂基硫酸钠(sodium laureth sulfate))和非离子表面活性剂(例如辛基葡糖苷、癸基麦芽糖苷、十六醇、和油醇)的组合，例如通常在液体(手工)餐具洗涤剂中发现的那些。参见例如美国专利No.4556509、5990065和6069122，将其全部引入本文作为参考。表面活性剂的实例是JOY
Figure G2007800446792D00072
(其为宝洁公司(Cincinnati，Ohio)的商标)液体餐具洗涤剂。
例如，合适的阴离子洗涤剂包括：C8-C18烷基硫酸盐、磺酸盐、和羧酸盐，尤其是在烷基中含有10-16个碳的烷基硫酸盐；C9-C15烷基苯磺酸盐，其中烷基是直链或支链，如十二烷基苯磺酸钠；C8-C22烯烃磺酸盐，尤其是在烯基中含有12-22个碳原子的烯烃磺酸盐，如C14-17烯烃磺酸盐；式R(OC2H4)nOSO3M的C8-C18烷基醚乙烯氧基硫酸盐，其中n为1-12且优选1-6，R是含有8-18个碳原子且优选10-16个碳的烷基，且M是阳离子，优选钠或铵，如月桂基三乙烯氧基醚硫酸铵；C10-C20石蜡磺酸盐，尤其是在烷基中含有14-17个碳原子的烷烃磺酸盐，如C14-17石蜡磺酸钠；C6-C12苯基醚多乙烯氧基硫酸盐，尤其是在烷基中具有8-12个碳的磺酸盐，如壬基苯基四乙烯氧基醚硫酸铵；对应于式RO2CH2SO3M的C8-C12烷基磺化乙酸盐(其中R为C8-C18烷基)，尤其是烷基中含有12-16个碳原子的磺化乙酸盐；N-单-C8-C22烷基或烯基(包括由醚或酰氨基中断的烷基或烯基)磺基丁二酸盐，包括N-单-C8-C18酰基异丙醇酰氨基磺基丁二酸二钠、月桂基磺基丁二酸二钠、和N-单油烯基异丙醇酰氨基磺基丁二酸盐；N-C8-C18酰基牛磺酸，尤其是在酰基中含有12-14个碳原子的牛磺酸盐；和O-C8-C18酰基羟乙基磺酸盐，尤其是在酰基中含有12-14个碳原子的羟乙基磺酸盐。
非离子表面活性剂的实例包括：具有8-18个碳原子的乙氧基化脂肪醇；在烷基中具有6-12个碳的乙氧基化烷基酚；具有R1CONR2R3(EtO)x结构的乙氧基化脂肪烷醇酰胺，其中R1CO是含有6-18个碳原子的酰基，R2是H、CH3、或CH2CH2OH基团，R3是CH3、CH2CH2OH、或CH2CHOHCH3基团，且x是0-20的整数；以及乙氧基化羊毛脂衍生物和乙氧基化脱水山梨糖醇，包括在脂肪酸基团中具有10-18个碳原子的山梨糖醇的脂肪酸酯。其它合适的非离子洗涤剂是具有式R1R2R3N→O的三烷基极性胺氧化物(其中R1是C8-C18烷基、烯基、或羟基烷基且R2和R3各自为甲基、乙基、丙基、乙醇、或丙醇或者R2和R3用氮原子连接在一起以形成吗啉基)，例如月桂-肉豆蔻(lauric-myristic)单乙醇酰胺、月桂-肉豆蔻二乙醇酰胺、和月桂基二甲基氧化胺。
据信，蒸气压调节剂向粘合剂去除剂组合物中的加入减少了非卤代有机溶剂的蒸气压并因此增长了干燥时间，从而可获得足够的时间以便在此期间使溶剂软化粘合剂残留物。蒸气压调节剂可溶于非卤化有机溶剂中，它们之间不反应并导致非卤化有机溶剂的蒸气压下降。在实施方式中，所述蒸气压调节剂是在约20托下沸点大于约100℃的非离子型液体，例如在20托下沸点为182℃的甘油(HSP＝36.1)。进一步的实例包括在环境压力(760托)下沸点大于约100℃且HSP大于约30的非离子型液体，例如乙二醇(环境压力下的沸点＝192℃，HSP＝32.9)、丙二醇(环境压力下的沸点＝189℃，HSP＝30.2)、和水(环境压力下的沸点＝100℃，HSP＝47.8)。
本发明的粘合剂去除剂组合物可进一步包含在涂覆时吸收入粘合剂残留物中或者吸附到粘合剂残留物上(这两个表述在本文中可以互换使用)的能吸收的指示剂染料。当本发明的粘合剂去除剂组合物包含能吸收的指示剂染料时，可检查经清洁的基底是否存在残留的能吸收的指示剂染料，该指示剂染料表明是否存在残余的粘合剂残留物。一般地说，仅需要少量的能吸收的指示剂染料，例如小于1重量％、或甚至小于0.1重量％的能吸收的指示剂染料。
当在本发明的方法中使用时，粘合剂去除剂组合物的能吸收的指示剂染料(其实例包括亚甲基蓝和食用色素)吸收入粘合剂残留物中。能吸收的指示剂染料应可溶于粘合剂去除剂组合物的溶剂组分中，且染料应该被吸收入正被除去的粘合剂残留物中(或者被吸附到正被除去的粘合剂残留物上)，以使其可起到残留物去除完全的指示剂的作用。当根据本文所述方法将粘合剂去除剂组合物从基底除去时，所述基底上任何染料的存在表明所有粘合剂残留物还没有被完全除去，因此应该重复所述方法。
许多能吸收的有机和有机金属指示剂染料(尤其是蓝色染料)可用于一般的应用，即，当基底不是蓝色时。当在基底和所吸收的染料之间存在颜色反差时，所述染料是残余的粘合剂残留物的可观察的指示剂。在典型的实施方式中，粘合剂去除剂组合物的其它组分是白色或无色的。因此，指示剂染料可根据具体应用的特殊需求定做。各种颜色的若干有用染料可从EagerPlastics，Inc.(Chicago，Illinois)商购，包括“高鲜红(Hi-Bright Red)”、“宝石红”、“灰玫瑰色(Old Rose)”、“猩红”、“鲜粉红色”、“品红色”、“紫色”、“鲜紫色”、“鲜橙色”、“蜂蜜棕(Honey Brown)”、“浅棕色”、“亮蓝”、“品蓝”、“青绿色”、“鲜黄绿色”、“石灰绿(Lime Green)”、“荧光黄”、“柠檬黄”、“荧光灰(Fluorescent Lime)”、“鳄梨绿”和“阿兹特克金”。能吸收的指示剂染料的进一步实例包括食用色素，例如亮蓝FCF(FD&C Blue No.1)、靛蓝(FD&CBlue No.2)、坚牢绿FCF(FD&C Green No.3)、诱惑红AC(FD&C Red No.40)、赤藓红(FD&C Red No.3)、酒石黄(FD&C Yellow No.5)、和晚霞黄FCF(FD&CYellow No.6)。能吸收的指示剂染料的其它实例可在如下列表中找到：美国食品与药物管理局的公认无毒(″GRAS″)物质的列表、食品添加剂性状表、和着色添加剂性状表。
对本发明粘合剂去除剂组合物的各组分的相对量进行选择，以使得该组合物在本文所述的方法中是有效的。粘合剂去除剂组合物的实例包含小于约75重量％的一种或多种非卤化有机溶剂、约5重量％～约10重量％的非研磨增稠剂、小于约10重量％的蒸气压调节剂、小于约1重量％的能吸收的指示剂染料、和小于约5重量％的其它成分(包括表面活性剂等)。对于大规模工业涂布中的使用，可对各组分的相对量进行选择，以生产具有约500～约1000泊(例如600或700泊)粘度的组合物，在这种情况下，其可容易地使用无空气喷漆枪涂覆到大基底上(例如飞机机翼的下侧)。在这种涂布中，所述粘合剂去除剂组合物应当具有足够高的粘度以粘着到高架或垂直表面上，但其应当足够稀以用于使用无空气泵的喷涂。蒸气压调节剂(例如甘油)的量以足够的量存在以减少所述组合物的蒸气压，从而使其在粘合剂残留物已软化之前不干燥。
本发明的粘合剂去除剂组合物的其它组分可包括添加剂，例如pH调节(即缓冲)剂；金属络合(即螯合)剂，例如EDTA或DTPA；乳化剂；香料等。
在本发明的有利实施方式中，粘合剂去除剂组合物在水中的5重量％悬浮液具有约6～约8的pH值、或者约6～约7的pH值。在优选实施方式中，粘合剂去除剂组合物在水中的5重量％悬浮液具有基本上和自来水的pH值相同的pH值。
在本发明的方法中，其上涂布有粘合剂去除剂组合物的基底可为其上具有粘合剂残留物的任何硬质、光滑表面，所述粘合剂残留物尤其是用于将贴花膜或嵌花粘附到运载工具(例如汽车、卡车、公交车、以及包括飞机的航天飞行器)上的压敏粘合剂。压敏粘合剂应用的其它实例包括电源设备的安全标签、HVAC管道支架的箔带(foil tape)、汽车的内部装饰组件、以及声音/振动阻尼膜。其它进一步的应用实例包括来自地毯和壁纸的残留物。
在有利的实施方式中，基底是环氧树脂石墨复合材料，例如航天飞行器的外表面。这种航天应用还包括嵌花体系(包括飞机嵌花避雷体系)的维护和服务，所述飞机嵌花避雷体系使用以压敏粘合剂施加到关键机翼区域的碳氟化物柔韧性片材的多层。然而胶带通常旨在用于其中具有中等粘合性结合以及易去除性的短期用途。但是嵌花通常旨在作为飞行器的永久部分，并且其必须具有非常强的粘合性结合，而易去除性是第二考虑因素。在飞行器的运行寿命期间，嵌花体系可能必须部分或全部除去并重新安装。嵌花片的除去将大量的粘合剂残留物留在主要为复合材料表面的大表面区域上。在嵌花体系的重新安装之前，必须通过有效、符合人体工程学、环境友好且节约成本的不破坏飞行器的方法来除去这些残留物。本发明提供不损伤、侵蚀、或降解飞机的底漆、油漆、密封剂、铝、或其它材料的凝胶或糊状粘合剂去除剂组合物。
实施例
实施例1-嵌花粘合剂残留物
通过确定一系列溶剂的“软化指数”(S.I.)来形成汉森曲线。所述S.I.是粘合剂残留物对一组选定用以表示一定总汉森溶度参数(δt)范围的标准溶剂的响应的相对度量。虽然在该分析中使用了某些氯化测试溶剂，但是它们不优选用于本发明的粘合剂去除剂组合物中，因为它们具有不理想的废物处理和安全问题。使用经调整的ASTM标准测试方法D 4752-03来确定用于软化来自嵌花体系的残留物的软化指数。
简单地说，将基于丙烯酸类的压敏粘合剂残留物施加到由碳复合材料制成的基底上，然后将预定量的几种测试溶剂涂布到所述粘合剂残留物的部分上。使用刮削工具例如金属刮铲或刮刀以刮削所述粘合剂残留物并同时施加恒定和可再现量的压力。测量除去所述粘合剂残留物并暴露出经清洁的基底所需的刮划(stroke)或刮削运动的相对次数，并记录相对软化指数(即，相对于正在测试的溶剂的刮划数)。参见下表，尤其是“嵌花”栏。S.I.为300的溶剂对所述粘合剂残留物基本没有影响，且较低的S.I.值与更能够软化所述粘合剂残留物的溶剂相关。
表——对于嵌花粘合剂残留物的软化指数与标准溶剂
  测试溶剂   δd   δp   δh   δt   S.I.嵌花   S.I.胶带
  四乙基原硅酸酯   13.9   4.3   0.6   14.6   300   128
  1，1，2-三氯三氟乙烷   14.7   1.6   0.0   14.8   125   175
  己烷   14.9   0.0   0.0   14.9   300   35
  庚烷   15.3   0.0   0.0   15.3   300   35
  异辛烷   15.5   0.0   0.0   15.5   300   68
  癸烷   15.7   0.0   0.0   15.7   300   90
  环己烷   16.8   0.0   0.2   16.8   250   53
  甲基异丁基酮   15.3   6.1   4.1   17.0   33   140
  三乙胺   17.8   0.4   1.0   17.8   60   54
  二甲苯   17.6   1.0   3.1   17.9   42   62
  石脑油(高闪点)   17.9   0.7   1.8   18.0   75   54
  乙酸乙酯   15.8   5.3   7.2   18.2   3   111
  甲苯   18.0   1.4   2.0   18.2   23   25
  甲基正丙基酮   16.0   7.6   4.7   18.3   5   140
  氯仿   17.8   3.1   5.7   18.9   35   35
  甲乙酮   16.0   9.0   5.1   19.1   15   300
  四氯乙烯   18.3   5.7   0.0   19.2   140   24
  四氢呋喃   16.8   5.7   8.0   19.5   3   55
  丙酮   15.5   10.4   7.0   19.9   5   300
  二氯甲烷   18.2   6.3   6.1   20.2   33   30
  二甘醇一丁醚(丁基溶纤剂)   16.0   7.0   10.6   20.4   60   300
  异辛醇   17.0   3.3   11.9   21.0   30   300
  2-丁醇   15.8   5.7   14.5   22.2   70   300
  硝基乙烷   16.0   15.5   4.5   22.7   70   300
  N-甲基-2-吡咯烷酮(trs80)   18.0   12.3   7.2   23.0   60   300
  2-丙醇   15.8   6.1   16.4   23.6   50   300
  苄醇   18.4   6.3   13.7   23.8   60   300
  乙醇   15.8   8.8   19.4   26.5   70   300
  甲醇   15.1   12.3   22.3   29.6   30   300
  乙二醇   17.0   11.0   26.0   33.0   300   300
  甘油   17.4   12.1   29.3   36.2   300   300
  三乙醇胺   17.3   22.4   23.3   36.7   300   300
  水   15.5   16.0   42.3   47.8   300   300
δd＝来自分子内聚作用的贡献
δp＝来自分子极性作用的贡献
δh＝来自氢键(电子共享)作用的贡献
Figure G2007800446792D00131
软化指数随每种所测试的溶剂的总汉森溶度参数(δt，″HSP″)变化的图是该嵌花体系的汉森曲线。对于所测试的嵌花，汉森曲线显示：几乎所有对该残留物有效的溶剂均具有约18-约24的HSP，其中最有效的溶剂集中在约19附近。在本发明的实施方式中，用于航天应用的粘合剂去除剂组合物中所用的各种溶剂均具有约18-约20的HSP。该汉森曲线还显示：粘合剂对HSP值为约14-15(其处于喷气燃料烃组分的范围内)的溶剂具有非常好的耐受性。
用于航天应用的粘合剂去除剂组合物的实例包含与石墨复合材料相容的异丙醇和甲基丙基酮。选择异丙醇(HSP＝23.6)为主要溶剂组分是因为其与较少量的甲基丙基酮(HSP＝18.3)一起呈现出最小的工业卫生问题，而甲基丙基酮对于除去热硬化和老化的粘合剂残留物非常有效。将选定作为增稠剂的热解二氧化硅混合到体积比为90-10的异丙醇和甲基丙基酮的混合物中。加入二氧化硅以产生粘稠度(以加德纳粘度标度(Gardiner Viscosity Scale)表示为约25)足以粘附到垂直表面上的稀糊剂。将约3体积％的甘油共混到该混合物中，以通过减少总蒸气压来延迟主要溶剂的蒸发并且还防止该混合物在长期静置下的完全干燥。加入亚甲基蓝的乙醇/水溶液以产生天蓝色。在这种情况下，该染料优先被粘合剂吸收并从而起到检测残留粘合剂踪迹的检查助剂的作用。将具有结合的液体肥皂和表面活性剂料包的液体餐具洗涤剂加入该混合物中，直到获得光滑均一的凝胶。如果该凝胶在pH敏感或可腐蚀的表面上使用，则可加入2体积％的处于理想pH值范围内的标准缓冲溶液。在这种情况下无需pH改性剂，这是因为剥离剂旨在仅(strictly)用于石墨复合材料和相关的罩面漆。测试该混合物对垂直和高架表面的粘附，并根据需要用二氧化硅或异丙醇进行调节。
实施例2-胶带粘合剂残留物
根据本发明的原理制备用于除去胶带残留物的粘合剂去除剂组合物。使用本文以上描述的方法确定GORILLA TAPE
Figure G2007800446792D00132
的软化指数。参见上表的“胶带”栏。位于俄亥俄州辛辛那提的Gorilla Glue公司的商标GORILLA TAPE
Figure G2007800446792D00133
是具有包含聚烯烃、以及天然和合成橡胶的压敏粘合剂的胶带。
将过量的每种测试溶剂涂布到方格网上，并计算使得从胶带的布衬上落下的粘合剂完全除去的刮削工具均匀刮划的数目。所需的刮划数目是测试溶剂的“软化指数”。软化指数随着用GORILLA TAPE
Figure G2007800446792D00141
测试的每种溶剂的总汉森溶度参数变化的图是该粘合剂体系的汉森曲线，该曲线表明了最有效的溶剂。GORILLA TAPE的汉森曲线显示：几乎所有对于该残留物有效的溶剂均具有约14～约19的HSP值。
选择高闪点脂肪族石脑油(HSP＝18.0)和甲苯(HSP＝18.2)的95-5混合物作为该示例性粘合剂去除剂组合物的主要溶剂体系。选择石脑油是因为其已经普通使用于飞机库的涂漆以及其它飞行器制造过程中。加入甲苯组分以侵蚀老化和可能热硬化的残留物。将热解二氧化硅(增稠剂)搅拌到脂肪族石脑油和甲苯的95-5体积比的混合物中。加入少量的二氧化硅和石脑油以调节粘度，从而产生粘稠度足以粘附到垂直表面上的糊剂。以加德纳粘度标度表示，所述粘稠度通常为约25。将1体积％的甘油共混到该混合物中，以通过减少总蒸气压来延迟主要溶剂的蒸发以防止该混合物在长期静置下的完全干燥，从而延长该物料的使用寿命。加入亚甲基蓝的水/乙醇溶液以赋予浅蓝色。该染料优先被粘合剂吸收并从而也起到检测残留粘合剂残留物的检查助剂的作用。加入并共混具有结合的表面活性剂/液体肥皂料包的商业洗涤剂，以产生均匀的凝胶粘稠度。加入1体积％的pH值为7的缓冲溶液(磷酸二氢钾和磷酸氢二钠)以延迟敏感的包层铝表面的腐蚀。测试该混合物对垂直和高架表面的粘附。根据需要用二氧化硅和石脑油调节粘度。针对在铝上的经老化和硬化的GORILLA TAPE残留物，测试所述粘合剂去除剂组合物，并且显示所述粘合剂去除剂组合物与胶带残留物相结合。
虽然本发明已经参考优选实施方式进行描述，但本领域技术人员应该理解，可进行各种改变且其各要素可以等价物进行替代而不脱离本发明的范围。另外，在不脱离本发明的基本范围的情况下，可进行许多修改以使具体的环境或材料适用于本发明的教导。因此，本发明旨在不限于作为被当作实施本发明的最佳模式而公开的具体实施方式，本发明包括落入所附权利要求书范围内的所有实施方式。

Claims (20)

1.包含一种或多种非卤化有机溶剂、非研磨增稠剂、表面活性剂和蒸气压调节剂的粘合剂去除剂组合物，其中所述非卤化有机溶剂中的每一种在25℃下的总汉森溶度参数为14MPa1/2至24MPa1/2，并且所述非卤化有机溶剂选自正-丁烷、异辛烷、正戊烷、正己烷、正庚烷、正辛烷、油酸、二乙醚、正-十二烷、甲基环己烷、异丁酸异丁酯、环己烷、乙酸异丁酯、二异丁基酮、甲基异丁基酮、乙酸异戊酯、甲基异戊基酮、N-丁基乙酸酯、硬脂酸、乙苯、碳酸二乙酯、邻-二甲苯、对-二乙苯、二乙酮、乙酸乙酯、甲苯、苯、乙酸甲酯、甲酸乙酯、环己胺、苯乙烯、甲乙酮、二苄醚、四氢呋喃、环己酮、异佛尔酮、丙酮、乙酸2-乙氧基乙基酯、萘、二甘醇一丁醚、1-癸醇、1，4-二 
Figure FFW00000056108600011
烷、2-硝基丙烷、双丙酮醇、乙二醇一丁醚、醋酸、吗啉、水杨酸甲酯、苯乙酮、吡啶、苯甲酸、喹啉、二甘醇单甲醚、硝基苯、2-丁醇、二甘醇单乙醚、环己醇、苯胺、硝基乙烷、异丁醇、间甲酚、硫酸二乙酯、N-甲基-2-吡咯烷酮、1-丁醇、2-丙醇、乙二醇单乙醚、苯甲醇或其组合。
2.权利要求1的粘合剂去除剂组合物，其包含两种或更多种非卤化有机溶剂。
3.权利要求1的粘合剂去除剂组合物，其包含两种非卤化有机溶剂，其中汉森溶度参数的差值大于0且小于6MPa1/2。
4.权利要求1的粘合剂去除剂组合物，其中所述非研磨增稠剂为二氧化硅、纤维素、纤维素衍生物、或其组合。
5.权利要求1的粘合剂去除剂组合物，其中所述表面活性剂为阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂的组合。
6.权利要求1的粘合剂去除剂组合物，其中所述蒸气压调节剂溶于所述一种或多种非卤化有机溶剂中且其中所述粘合剂去除剂组合物包含足以减少所述一种或多种非卤化有机溶剂的蒸气压的量的所述蒸气压调节剂。
7.权利要求6的粘合剂去除剂组合物，其中所述蒸气压调节剂是在20托下具有大于100℃的沸点的非离子型液体。
8.权利要求7的粘合剂去除剂组合物，其中所述蒸气压调节剂是甘油。
9.权利要求1的粘合剂去除剂组合物，其进一步包含能吸收的指示剂染料，其中所述能吸收的指示剂染料能吸收入粘合剂残留物中或能吸收到粘合 剂残留物上，并且其中所述能吸收的指示剂染料溶于所述一种或多种非卤化有机溶剂中。
10.权利要求9的粘合剂去除剂组合物，其中所述能吸收的指示剂染料为亚甲基蓝或食用色素。
11.权利要求1的粘合剂去除剂组合物，其中所述粘合剂去除剂组合物在水中的5重量％悬浮液具有6至8的pH值。
12.权利要求1的粘合剂去除剂组合物，其进一步包含选自缓冲剂、金属络合剂、乳化剂、香料、及其组合的添加剂。
13.权利要求1的粘合剂去除剂组合物，其中所述粘合剂去除剂组合物不含卤化有机溶剂。
14.权利要求1的粘合剂去除剂组合物，其中粘度为500至1000泊。
15.粘合剂去除剂组合物，其包含下列组分：按重量计小于75％的一种或多种非卤化有机溶剂；按重量计为5-10％的非研磨增稠剂；按重量计小于10％的蒸气压调节剂；按重量计小于1％的能吸收的指示剂染料和按重量计小于5％的包括表面活性剂的其他成分，其中所述一种或多种非卤化有机溶剂中的每一种在25℃下的总汉森溶度参数为14MPa1/2至24MPa1/2，并且所述非卤化有机溶剂选自正-丁烷、异辛烷、正戊烷、正己烷、正庚烷、正辛烷、油酸、二乙醚、正-十二烷、甲基环己烷、异丁酸异丁酯、环己烷、乙酸异丁酯、二异丁基酮、甲基异丁基酮、乙酸异戊酯、甲基异戊基酮、N-丁基乙酸酯、硬脂酸、乙苯、碳酸二乙酯、邻-二甲苯、对-二乙苯、二乙酮、乙酸乙酯、甲苯、苯、乙酸甲酯、甲酸乙酯、环己胺、苯乙烯、甲乙酮、二苄醚、四氢呋喃、环己酮、异佛尔酮、丙酮、乙酸2-乙氧基乙基酯、萘、二甘醇一丁醚、1-癸醇、1，4-二 烷、2-硝基丙烷、双丙酮醇、乙二醇一丁醚、醋酸、吗啉、水杨酸甲酯、苯乙酮、吡啶、苯甲酸、喹啉、二甘醇单甲醚、硝基苯、2-丁醇、二甘醇单乙醚、环己醇、苯胺、硝基乙烷、异丁醇、间甲酚、硫酸二乙酯、N-甲基-2-吡咯烷酮、1-丁醇、2-丙醇、乙二醇单乙醚、苯甲醇或其组合。
16.将粘合剂残留物从基底上除去的方法，其包括下列步骤：
提供包含一种或多种非卤化有机溶剂、非研磨增稠剂、表面活性剂、蒸气压调节剂、和能吸收的指示剂染料的粘合剂去除剂组合物，其中所述非卤化有机溶剂中的每一种在25℃下的总汉森溶度参数为14MPa1/2至24MPa1/2，并且所述非卤化有机溶剂选自正-丁烷、异辛烷、正戊烷、正己烷、正庚烷、 正辛烷、油酸、二乙醚、正-十二烷、甲基环己烷、异丁酸异丁酯、环己烷、乙酸异丁酯、二异丁基酮、甲基异丁基酮、乙酸异戊酯、甲基异戊基酮、N-丁基乙酸酯、硬脂酸、乙苯、碳酸二乙酯、邻-二甲苯、对-二乙苯、二乙酮、乙酸乙酯、甲苯、苯、乙酸甲酯、甲酸乙酯、环己胺、苯乙烯、甲乙酮、二苄醚、四氢呋喃、环己酮、异佛尔酮、丙酮、乙酸2-乙氧基乙基酯、萘、二甘醇一丁醚、1-癸醇、1，4-二 
Figure FFW00000056108600031
烷、2-硝基丙烷、双丙酮醇、乙二醇一丁醚、醋酸、吗啉、水杨酸甲酯、苯乙酮、吡啶、苯甲酸、喹啉、二甘醇单甲醚、硝基苯、2-丁醇、二甘醇单乙醚、环己醇、苯胺、硝基乙烷、异丁醇、间甲酚、硫酸二乙酯、N-甲基-2-吡咯烷酮、1-丁醇、2-丙醇、乙二醇单乙醚、苯甲醇或其组合；
将所述粘合剂去除剂组合物涂覆到其上粘附有粘合剂残留物的基底上；
经过足够长的时间，在此期间，所述能吸收的指示剂染料吸收入所述粘合剂残留物中或吸收到所述粘合剂残留物上；
除去所述粘合剂去除剂组合物以获得经清洁的基底；和
检查所述经清洁的基底是否存在所述能吸收的指示剂染料。
17.权利要求16的方法，其进一步包括用含水溶液洗涤所述经清洁的基底的步骤。
18.权利要求16的方法，其进一步包括用非水溶液洗涤所述经清洁的基底的步骤。
19.权利要求16的方法，其中所述基底为环氧树脂石墨复合材料。
20.权利要求16的方法，其中所述基底为航天飞行器的外表面。 
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