CN104649397A - 一种漆雾凝聚剂及其制备方法和应用 - Google Patents

一种漆雾凝聚剂及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种漆雾凝聚剂及其制备方法和应用，该漆雾凝聚剂包括A组分与B组分，A组分与B组分的体积比为1:3~3:1，A组分为尿素、天然材料中的酚类化合物共同改性的三聚氰胺甲醛树脂，B组分由以下组成物及重量份组成：高分子絮凝剂90~110份；水溶性硅酸盐20~30份；聚合氯化铝10~20份；十二烷基伯胺盐酸盐5~8份。本发明同时采用高分子量的聚丙烯酰胺与改性木质素用作絮凝剂，提高了絮凝效果，并且改性木质素具有良好的分散性能，对提高造渣效率、加快漆渣去除速度有重要作用。本发明制备的漆雾凝聚剂甲醛含量低、脱粘作用显著、絮凝效果好、造渣效率高、漆渣去除快。

Description

一种漆雾凝聚剂及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于环境污染治理技术领域，尤其涉及一种湿式喷漆室、涂装生产循环水处理中的漆雾凝聚剂及其制备方法和应用。
背景技术
在汽车、家电、家具行业以及一些日用品制造行业中，都有喷漆过程。喷涂工艺中会产生大量的漆雾,有20%～60%的油漆不能被有效利用，称为过喷漆；没有附着到待处理物件表面的过喷漆雾不但形成严重污染,而且造成涂装材料的浪费。在喷涂房中，一般采用循环水漆分离系统，为了维持循环水长期安全运行，过喷漆必须从循环水中分离出来。这就要求漆雾被充分脱粘以方便分离；油漆的失粘过程是在水相中进行的，通常需要向水中加入特定的化学品（通常称为油漆失粘剂或油漆凝聚剂），使水中携带的油漆充分失粘并顺利从水中分离，以防止其粘附于喷漆室墙壁、管泵内壁、风机叶轮、水槽壁等处造成堵塞。
但现有技术中普通的漆雾凝聚剂脱粘不显著、絮凝效果差、造渣效率低、漆渣去除慢，并且有害物质（如甲醛）的含量较高，因此提高漆雾凝聚剂的环保性，提高其脱粘、絮凝效果以及造渣、漆渣去除效率是目前亟需解决的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种甲醛含量低、脱粘作用显著、絮凝效果好、造渣效率高、漆渣去除快的漆雾凝聚剂及其制备方法和应用。
为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为一种漆雾凝聚剂，包括A组分与B组分，所述A组分与B组分的体积比为1:3~3:1，所述A组分为尿素、天然材料中的酚类化合物共同改性的三聚氰胺甲醛树脂，所述B组分由以下组成物及重量份组成：
高分子絮凝剂                           90~110份；
水溶性硅酸盐                           20~30份；
聚合氯化铝                              10~20份；
十二烷基伯胺盐酸盐                5~8份。
上述的漆雾凝聚剂中，优选的，所述天然材料中的酚类化合物为漆酚、腰果酚、木质素中的一种或几种混合物。
上述的漆雾凝聚剂中，优选的，所述高分子絮凝剂为聚丙烯酰胺与改性木质素的混合物，所述聚丙烯酰胺与改性木质素的重量比为1/10～10/1，所述聚丙烯酰胺的数均分子量为110～170万。
上述的漆雾凝聚剂中，优选的，所述水溶性硅酸盐为硅酸钠或硅酸钾。
作为一个总的发明构思，本发明还提供一种上述漆雾凝聚剂的制备方法，将所述A组分和B组分按照体积比1:3~3:1投料，其中所述A组分的制备包括以下步骤：
步骤（1）、将110～130重量份甲醛和45～55重量份固态的甲醛等价物混合，用pH调节剂调节pH为8.0～8.5，搅拌加热；
步骤（2）、加入70～90重量份三聚氰胺，搅拌加热；加入16～22重量份尿素和1～5重量份源于天然材料的酚类化合物，搅拌加热；待溶液透明时降温至45～55℃，缓慢滴加110~115重量份双氧水，反应1~2h，调节pH为2~3；
步骤（3）、加入14～18重量份甲醇与40～52重量份聚醚二元醇，用酸调节pH为4.0～4.5，搅拌加热；然后加碱中和；先常压、后减压脱除过量的甲醇、甲醛和水；
步骤（4）、最后加入56～60重量份异丙醇与80～84重量份异丁醇，搅拌均匀，得到所述A组分；
所述B组分的制备包括以下步骤：将90～110重量份木质素磺酸钠与25～35重量份二乙烯三胺和5～8重量份甲醛进行胺甲基化反应，再加入3～5重量份双氧水，室温下缓慢搅拌2~3h，待静置沉淀后制得所述改性木质素，然后与所述聚丙烯酰胺按配比混合得到所述高分子絮凝剂，最后按配比将所述高分子絮凝剂、水溶性硅酸盐、聚合氯化铝与十二烷基伯胺盐酸盐混合，得到所述B组分。
上述的制备方法中，优选的，所述甲醛的质量分数为37%，所述双氧水的质量分数为30%。
上述的制备方法中，优选的，所述步骤（1）中搅拌加热的温度为65℃；所述步骤（2）中搅拌加热的温度为75～80℃，时间为1h；所述步骤（3）中搅拌加热的温度为60～65℃，时间为0.5h；所述步骤（4）中的搅拌时间为30min。
上述的制备方法中，优选的，所述固态的甲醛等价物是多聚甲醛或1,3,5-三氧杂环己烷中的一种或者两种混合物。
上述的制备方法中，优选的，所述pH调节剂为氢氧化钠、碳酸钠、六次甲基四胺或双吗啉基二乙基醚中的一种或几种混合物。
作为一个总的发明构思，本发明还提供一种上述的漆雾凝聚剂在湿式除漆雾系统的循环水处理中的应用。
与现有技术相比，本发明的优点在于：通过尿素与源于天然材料的酚类化合物对三聚氰胺甲醛树脂进行初步共缩聚改性，既降低了游离甲醛的含量，又提高了脱粘效果；此外还加入过氧化氢对三聚氰胺甲醛树脂进行后处理，进一步降低游离甲醛的含量。同时采用高分子量的聚丙烯酰胺与改性木质素用作絮凝剂，提高了絮凝效果，并且改性木质素具有良好的分散性能，对提高造渣效率、加快漆渣去除速度有重要作用。本发明制备的漆雾凝聚剂甲醛含量低、脱粘作用显著、絮凝效果好、造渣效率高、漆渣去除快。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下文将结合较佳的实施例对本发明作更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体的实施例。
除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本发明的保护范围。
除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
实施例1：
一种本发明的漆雾凝聚剂，包括A组分与B组分，A组分与B组分的体积比为1:1，其中A组分为通过尿素、腰果酚共同改性的三聚氰胺甲醛树脂，B组分由以下组成物及重量份组成：
高分子絮凝剂                           100份；
    硅酸钠                                  28份；
聚合氯化铝                              17份；
十二烷基伯胺盐酸盐                 6份。
其中高分子絮凝剂为聚丙烯酰胺与改性木质素的混合物，聚丙烯酰胺与改性木质素的重量比为1/10，共计110g，聚丙烯酰胺的数均分子量为110万。
一种本实施例的漆雾凝聚剂的制备方法，将上述A组分和B组分按照体积比1∶1投料，其中A组分的制备包括以下步骤：
步骤（1）、将110重量份甲醛(质量分数为37%)和50重量份多聚甲醛混合，用碳酸钠调节pH为8.0～8.5，在65℃下搅拌加热；
步骤（2）、加入72重量份三聚氰胺，在75℃下搅拌加热1h；加入21重量份尿素和5重量份腰果酚，在75℃下搅拌加热1h；待溶液透明时降温至45℃，缓慢滴加111份30%（质量分数）过氧化氢（双氧水），反应2h，调节pH为2.2；
步骤（3）、加入14重量份甲醇与40重量份聚醚二元醇共计54g，用酸调节pH为4.0～4.5，在60℃下搅拌加热0.5h；然后加碱中和；先常压、后减压脱除过量的甲醇、甲醛和水；
步骤（4）、最后加入56重量份异丙醇与80重量份异丁醇共计136g，搅拌30min，得到A组分；
B组分的制备包括以下步骤：将100重量份木质素磺酸钠与32重量份二乙烯三胺和7重量份甲醛进行胺甲基化反应，再加入3.2重量份双氧水(质量分数为30%)，室温下缓慢搅拌3h，待静置沉淀后制得所述改性木质素，然后与聚丙烯酰胺按配比混合得到高分子絮凝剂，最后按配比将高分子絮凝剂、硅酸钠、聚合氯化铝与十二烷基伯胺盐酸盐混合，得到B组分。
一种本实施例中的漆雾凝聚剂在湿式除漆雾系统的循环水处理中的应用：如表1，本发明的漆雾凝聚剂环保、脱粘作用显著、絮凝效果好、造渣效率高、漆渣去除快。
表1
实施例2：
一种本发明的漆雾凝聚剂，包括A组分与B组分，A组分与B组分的体积比为1:1，其中A组分为通过尿素、木质素共同改性的三聚氰胺甲醛树脂，B组分由以下组成物及重量份组成：
高分子絮凝剂                           110份；
    硅酸钾                                  20份；
聚合氯化铝                             10份；
十二烷基伯胺盐酸盐                  8份。
其中高分子絮凝剂为聚丙烯酰胺与改性木质素的混合物，聚丙烯酰胺与改性木质素的重量比为10/1，共计110g，聚丙烯酰胺的数均分子量为170万。
一种本实施例的漆雾凝聚剂的制备方法，将上述A组分和B组分按照体积比1：1投料，其中A组分的制备包括以下步骤：
步骤（1）、将120重量份甲醛(质量分数为37%)和55重量份多聚甲醛，用碳酸钠调节pH为8.0～8.5，在60℃下搅拌加热；
步骤（2）、加入90重量份三聚氰胺，在80℃下搅拌加热1h；加入21重量份尿素和5重量份腰果酚，在80℃下搅拌加热1h；待溶液透明时降温至55℃，缓慢滴加111份30%过氧化氢（双氧水），反应2h，调节pH为2.2；
步骤（3）、加入16重量份甲醇与46重量份聚醚二元醇，用酸调节pH为4.0～4.5，在65℃下搅拌加热0.5h；然后加碱中和；先常压、后减压脱除过量的甲醇、甲醛和水；
步骤（4）、最后加入58重量份异丙醇与82重量份异丁醇，搅拌30min，得到A组分；
B组分的制备包括以下步骤：将90重量份木质素磺酸钠与35重量份二乙烯三胺和8重量份甲醛进行胺甲基化反应，再加入5重量份双氧水(质量分数为30%)，室温下缓慢搅拌3h，待静置沉淀后制得所述改性木质素，然后与聚丙烯酰胺按配比混合得到高分子絮凝剂，最后按配比将高分子絮凝剂、硅酸钾、聚合氯化铝与十二烷基伯胺盐酸盐混合，得到B组分。
一种本实施例中的漆雾凝聚剂在湿式除漆雾系统的循环水处理中的应用：如表2，本发明的漆雾凝聚剂环保、脱粘作用显著、絮凝效果好、造渣效率高、漆渣去除快。
表2

Claims (10)

1.一种漆雾凝聚剂，包括A组分与B组分，其特征在于，所述A组分与B组分的体积比为1:3~3:1，所述A组分为尿素、天然材料中的酚类化合物共同改性的三聚氰胺甲醛树脂，所述B组分由以下组成物及重量份组成：
高分子絮凝剂                           90~110份；
水溶性硅酸盐                           20~30份；
聚合氯化铝                             10~20份；
十二烷基伯胺盐酸盐                       5~8份。
2.根据权利要求1所述的漆雾凝聚剂，其特征在于，所述天然材料中的酚类化合物为漆酚、腰果酚、木质素中的一种或几种混合物。
3.根据权利要求1所述的漆雾凝聚剂，其特征在于，所述高分子絮凝剂为聚丙烯酰胺与改性木质素的混合物，所述聚丙烯酰胺与改性木质素的重量比为1/10～10/1，所述聚丙烯酰胺的数均分子量为110～170万。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的漆雾凝聚剂，其特征在于，所述水溶性硅酸盐为硅酸钠或硅酸钾。
5.一种如权利要求1～4任一项所述的漆雾凝聚剂的制备方法，其特征在于，将所述A组分和B组分按照体积比1:3~3:1投料，其中所述A组分的制备包括以下步骤：
步骤（1）、将110～130重量份甲醛和45～55重量份固态的甲醛等价物混合，用pH调节剂调节pH为8.0～8.5，搅拌加热；
步骤（2）、加入70～90重量份三聚氰胺，搅拌加热；加入16～22重量份尿素和1～5重量份源于天然材料的酚类化合物，搅拌加热；待溶液透明时降温至45～55℃，缓慢滴加110~115重量份双氧水，反应1~2h，调节pH为2~3；
步骤（3）、加入14～18重量份甲醇与40～52重量份聚醚二元醇，用酸调节pH为4.0～4.5，搅拌加热；然后加碱中和；先常压、后减压脱除过量的甲醇、甲醛和水；
步骤（4）、最后加入56～60重量份异丙醇与80～84重量份异丁醇，搅拌均匀，得到所述A组分；
所述B组分的制备包括以下步骤：将90～110重量份木质素磺酸钠与25～35重量份二乙烯三胺和5～8重量份甲醛进行胺甲基化反应，再加入3～5重量份双氧水，室温下缓慢搅拌2~3h，待静置沉淀后制得所述改性木质素，然后与所述聚丙烯酰胺按配比混合得到所述高分子絮凝剂，最后按配比将所述高分子絮凝剂、水溶性硅酸盐、聚合氯化铝与十二烷基伯胺盐酸盐混合，得到所述B组分。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述甲醛的质量分数为37%，所述双氧水的质量分数为30%。
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中搅拌加热的温度为60～70℃；所述步骤（2）中搅拌加热的温度为75～80℃，时间为0.5～1.5h；所述步骤（3）中搅拌加热的温度为60～65℃，时间为0.5～1.5h；所述步骤（4）中的搅拌时间为15-45min。
8.根据权利要求5～7中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述固态的甲醛等价物是多聚甲醛或1,3,5-三氧杂环己烷中的一种或者两种混合物。
9.根据权利要求5～7中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述pH调节剂为氢氧化钠、碳酸钠、六次甲基四胺或双吗啉基二乙基醚中的一种或几种混合物。
10.一种如权利要求1～4中任一项所述的漆雾凝聚剂在湿式除漆雾系统的循环水处理中的应用。
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