CN105431494B - 用于金属表面的水性剥离组合物 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于去除金属表面上的聚合物表面密封剂的水性剥离组合物，所述剥离组合物包含碱化剂、聚合物裂解剂、膨胀剂和浊点升高剂，其中所述聚合物裂解剂为至少一种葡糖酸盐，所述膨胀剂为至少一种选自由二醇醚和具有3至9个碳原子的脂肪族醇构成的组的化合物。本发明的水性剥离组合物能够去除聚合物密封剂，例如聚氨酯密封剂、聚乙烯密封剂、聚乙烯蜡、聚丙烯酸密封剂、聚硅酸盐密封剂等。

Description

用于金属表面的水性剥离组合物

技术领域

本发明涉及一种用于去除金属表面上的聚合物表面密封剂的水性剥离组合物。此外，本发明涉及一种从金属表面去除聚合物表面密封剂的方法。

背景技术

表面技术领域中熟知的是通过电沉积、自催化沉积或像PVD或CVD的其它方法将后处理金属层沉积在基材表面以调节表面特性或特征。意欲通过后处理调节的其中一个主要特征为表面层的耐腐蚀性。

对于抵抗像例如钢材表面、锡表面或锌表面或锌合金表面的金属表面的腐蚀的保护在像例如建筑行业、码头行业、汽车工业和飞机制造业的多个行业中具有极大的商业利益。存在许多已确立的技术，其提供令人满意的腐蚀保护性能，像例如通过漆涂层、蜡或聚合物密封剂的保护涂层。基于基材的预期最终用途，可以选择改善耐腐蚀性的适当的方法。

例如，改善金属表面的耐腐蚀性的众所周知的技术为通过防腐蚀漆保护表面。

另一增加表面层的耐腐蚀性的方法为用抑制腐蚀的聚合物层涂覆金属表面。WO2010/056386公开了这样的方法，其中使金属表面与增加耐腐蚀性的溶液接触，所述溶液包含聚乙烯基膦酸和/或聚丙烯酸和/或此类酸的共聚物。

US 2007/0014924 A1也公开了用抑制腐蚀的聚合物层涂覆金属表面的方法。在此，待被保护的表面与包含单体树脂、聚合物树脂或它们的组合的密封剂组合物接触之前，使所述表面与包含有机磷化合物的底漆组合物接触。

在多种行业中使用的其它密封剂为例如聚氨酯密封剂、聚乙烯密封剂像例如PE-蜡、聚丙烯酸密封剂或者还可为无机密封剂，像例如聚硅酸盐密封剂。

在锌沉积于表面的领域中，锌层的耐腐蚀性通常随着使表面钝化而增加。通过钝化，金属表面变得较少受诸如空气或水的环境因素的影响。熟知的锌涂层钝化为铬酸盐转化涂层，其也被用于使铝、镉、铜、银、镁和锡合金的表面钝化。通常，此类转化涂层另外地保护免受密封剂的腐蚀。虽然密封表面改善耐腐蚀性并且也对基材的摩擦系数具有某些影响或可以产生特定的外观，但是存在从基材表面去除此类密封剂(如果需要的话)的普遍问题。在电镀故障或电镀缺陷的情况下，需要除去此类密封剂的情形可以重做表面，以避免丢弃全部基材。

另外，在电镀过程中，待被金属化的或应施加密封剂的基材应被附接到电镀设备的圆盘(puck)或槽口(crack)中。此类圆盘或槽口与密封剂自然地接触，随着时间的推移，所述密封剂可以在电镀设备上形成厚的硬皮和块状物。如果密封剂不能被彻底地去除，密封剂或至少槽口和部分密封剂会污染整个电镀过程，这继而导致电镀故障和电镀缺陷。

现有技术中已知不同方法以从用于重做的基材中去除密封剂残余物以及从电镀设备中去除密封剂残余物。一种从基材或设备表面去除密封剂的方法为通过喷砂清洁法进行机械去除，所述喷砂清洁法为费力的并且还可能破坏基材或电镀设备。另一去除密封剂残余物的方法为使用有机溶剂。然而，此类溶剂通常包含挥发性的有机化合物，其可能引起环境问题。

发明内容

在其它方面，因此本发明的目标是提供一种用于去除基材表面、尤其是金属基材表面上的聚合物密封剂的组合物。此外，本发明的一个方面是提供一种用于从所述表面去除聚合物表面密封剂的方法。

令人惊讶地，发现本发明关于组合物的目标通过独立权利要求1所述的水性剥离组合物而得以实现。

独立权利要求1提供了一种用于去除金属表面上的聚合物表面密封剂的水性剥离组合物，所述剥离组合物包含碱化剂、聚合物裂解剂、膨胀剂和浊点升高剂(cloud pointbooster)，其中所述聚合物裂解剂为至少一种谷氨酸盐，并且其中所述膨胀剂为至少一种选自以下的化合物：二醇醚和具有3至9个碳原子的脂肪族醇。

本发明提供的水性剥离组合物能够去除钢铁、电镀钢铁或电镀塑料的金属表面，像例如锌表面或锌合金表面、钢表面、钝化的或铬酸化(chromated)的锌表面或锌合金表面和镀铬材料(由例如Cr³⁺或Cr⁶⁺电解质沉积)中的聚合物密封剂。此外，剥离组合物能够去除电镀设备像例如钩或架中的密封剂残余物。此外还发现本发明的水性剥离组合物能够被用作金属基材的浸泡清洗剂或电解清洗剂。还可以实现突出的清洗效果以清洗和去除工业刷洗的、研磨的或抛光的金属表面的糊料。

通过使用本发明的水性剥离组合物，由于避免清洗程序和电镀基质的新鲜组成，总体的表面处理过程可得到增强。此外，电镀不足的基材的重做可是容易的。甚至在电镀过程、像例如锌电镀以及锌钝化中使用的其它处理溶液持续更久，所述溶液为例如钝化溶液、清洗溶液以及密封剂溶液。凭借此，可减少电镀故障，这基于密封剂残余物从一个电镀槽至另一电镀槽的转移。

根据本发明的实施方式，水性剥离组合物中包含的浊点升高剂为至少一种烷基苯磺酸盐。优选地，浊点升高剂为至少一种根据式I的烷基苯磺酸盐或根据式II的萘基磺丙基二醚：

其中R₁和R₂各自独立地来自H或支链或未支化的C₁至C₁₃烷基，并且M为至少一种选自Li、Na、K的金属；

其中m＝1-11，n＝1-17并且N为至少一种选自Li、Na、K的金属。

根据术语“浊点升高剂”，化合物意指影响组合物的浊点的化合物。液体组合物的浊点为这样的温度，在该温度下，溶解的固体不再完全可溶，沉淀成第二相，使液体产生浑浊的外观。

根据本发明的另一实施方式，水性剥离组合物中包含的碱化剂可以选自由碱金属氢氧化物和碱土金属氢氧化物构成的组，像例如氢氧化锂、氢氧化钠、氢氧化铷、氢氧化镁、氢氧化钙或氢氧化钡。

根据本发明的另一实施方式，剥离组合物具有≥13的pH值。因此，碱化剂可以以提供适当pH值的浓度包含在水性剥离组合物中。关于本发明，pH值被测量为真实的pH值并且不受任何测量失效、像例如通过使用玻璃电极测量强碱溶液pH值发生的碱失效的影响。因此，pH值应被定义为≥0.1mol/l的OH^--活度(溶液中的OH^-浓度)。

根据本发明的另一实施方式，碱化剂可以以≥30g/l至≤300g/l的浓度，优选≥50g/l且≤250g/l的范围的浓度包含在组合物中。

根据本发明的另一实施方式，聚合物裂解剂为至少一种由以下组成的组中的葡糖酸盐：葡糖酸钠、葡糖酸锂、葡糖酸钾或其混合物。根据本发明的优选实施方式，聚合物裂解剂的浓度范围为≥1g/l且≤100g/l，优选≥10g/l且≤80g/l。聚合物裂解剂充当聚合物链的分裂剂，从而将聚合物链裂化成较小片段。

根据本发明的实施方式，水性剥离组合物中包含的膨胀剂为由以下组成的组中的二醇醚：二乙二醇单乙醚、二乙二醇单丁醚、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单丙醚、乙二醇单异丙醚、乙二醇单丁醚、乙二醇单苯醚、乙二醇单苄醚和二乙二醇单甲醚或其混合物。

根据本发明的实施方式，水性剥离组合物中包含的膨胀剂为具有3至9个碳原子的脂肪族醇，像例如异丙醇、二甲基庚醇或壬醇。

根据本发明的另一实施方式，水性剥离组合物中包含的膨胀剂为至少一种以上提及的二醇醚和具有3至9个碳原子的脂肪族醇的混合物。

膨胀剂引起聚合物密封剂表面的膨胀，这使得聚合物链能够通过聚合物裂解剂更好的裂化。

在本发明的优选实施方式中，膨胀剂的浓度范围为≥1g/l且≤200g/l，优选≥5g/l且≤150g/l。为了减少挥发性有机化合物的污染，本发明的水性剥离组合物中的膨胀剂的浓度可以优选≤100g/l，更优选≤80g/l，例如≤50g/l。

根据本发明的另一实施方式，水性剥离组合物还可以包含表面活性剂。在更优选的实施方式中，可以任选地包含在组合物中的表面活性剂为非离子表面活性剂，优选聚糖苷并且最优选根据式III的聚糖苷：

其中m＝1-5，并且n＝5-15。

表面活性剂可以以≤100g/l的浓度，优选≥0.5g/l至≤90g/l的浓度范围包含在本发明的剥离组合物中。

任选地包含在剥离组合物中的表面活性剂也影响组合物的表面张力。在优选实施方式中，组合物在20℃具有≤35mN/m，优选≥25mN/m至≤35mN/m的表面张力。在此，优选的是表面张力通过气泡压力张力计测量。

根据本发明的另一实施方式，本发明的剥离组合物可以以两部分的预混合物的形式提供给使用者，其中一部分混合物至少包含膨胀剂和浊点升高剂，而另一部分混合物至少包含聚合物裂解剂。通过以待在客户端混合的两种分开的组合物的形式装运和递送本发明的组合物，可以增加组合物的稳定性。在客户端，将两种组分与水(优选去离子水)混合。因此，这两种组分可以作为浓缩物被装运以降低装运成本。

本发明还涉及独立权利要求12要求保护的一种用于去除金属表面的聚合物表面密封剂的方法。因此，提供了一种用于去除金属表面的聚合物表面密封剂的方法，所述方法包括使应去除聚合物表面密封剂的表面与根据本发明的水性剥离组合物接触的步骤。

在本发明的方法的优选实施方式中，使应去除聚合物表面密封剂的表面与所述水性剥离组合物在≥10℃且≤100℃的范围内，优选≥50℃且≤80℃的范围内的温度下接触。

根据本发明的方法，可以使应去除聚合物表面密封剂的表面与水性剥离组合物接触≤60min的时间，优选≤45min且≥15s的时间。

本发明的方法以及本发明的剥离组合物可以用于去除由以下组成的组中的聚合物表面密封剂：聚氨酯密封剂、聚乙烯密封剂、聚乙烯蜡、聚丙烯酸密封剂、聚硅酸盐密封剂等。

为了使本发明的水性剥离组合物与应去除聚合物表面密封剂的表面接触，可以将待被清洗的基材浸渍到本发明的剥离组合物中或者可以通过适当的装置，像例如喷雾嘴将组合物喷洒到待被清洗的表面上。在接触应去除聚合物表面密封剂的表面后，可以通过去离子水漂洗表面。

当通过将基材浸渍到组合物中使应去除聚合物表面密封剂的表面与本发明的剥离组合物接触时，优选使用撇渣器或适当的表面溢流/上溢(overflow)以去除漂浮在来自处理槽的水性剥离组合物上的密封剂残余物。

此外，为了去除来自用于容纳剥离组合物的处理槽的沉淀物，可以使用过滤器同时使用泵以搅动槽中的剥离组合物。

此外优选的是，当待被清洗的基材与所述剥离组合物接触时，搅动剥离组合物。为了这样做，当待被清洗的基材浸渍到剥离组合物中时，还可以移动待被清洗的基材。

本发明另外地通过下述实施例进行解释，然而本发明的思想不以任何方式受限于这些实施方式。

具体实施方式

实施例1

通过向1000ml自来水中添加50g作为碱化剂的KOH、11g作为聚合物裂解剂的葡糖酸钾、5g作为膨胀剂的乙二醇单乙醚、20g通式II的浊点升高剂(RALUFON NAPE 14-90，获得自Raschig GmbH，德国)和8g通式III的表面活性剂来提供水性剥离组合物。

用来自碱性锌浴的10μm锌电镀的、用PERMA PASS 3082(钝化剂，商购自EnthoneInc.，USA)钝化的、用ENSEAL 135(基于聚氨酯的密封剂，商购自Enthone Inc.，USA)密封的以及在烘箱中交联的软钢板S235JR+AR在30℃的温度下保持45分钟出现于实施例1的溶液中。在从溶液中移出钢板并将钢板在自来水下漂洗后，将钢板浸渍到硫酸铜溶液中。在从硫酸铜溶液中移出板、漂洗并干燥后，完全的黑色转化层显示成功去除密封剂。

Claims (12)

1.一种用于去除金属表面上的聚合物表面密封剂的水性剥离组合物，所述剥离组合物包含30g/l至300g/l的选自碱金属氢氧化物和碱土金属氢氧化物的碱化剂、1g/l至100g/l的聚合物裂解剂、1g/l至200g/l的膨胀剂、1g/l至100g/l的浊点升高剂、和0.5g/l至90g/l的表面活性剂，其中，所述聚合物裂解剂为至少一种葡糖酸盐，所述膨胀剂为至少一种选自由二醇醚和具有3至9个碳原子的一元醇构成的组的化合物，所述浊点升高剂为根据式II的萘基磺丙基二醚：

其中，m＝1至11，n＝1至17，并且M为至少一种选自由Li、Na、K构成的组的金属；

所述表面活性剂为非离子表面活性剂，所述非离子表面活性剂包括根据式III的聚葡糖苷：

其中，m＝1至5，并且n＝5至15。

2.如权利要求1所述的剥离组合物，所述组合物具有≥13的pH值。

3.如权利要求1所述的剥离组合物，其中，所述组合物在20℃具有≤35mN/m的表面张力。

4.如权利要求3所述的剥离组合物，其中，所述组合物在20℃具有在≥25mN/m至≤35mN/m范围中的表面张力。

5.如权利要求1所述的剥离组合物，其中，所述碱化剂的浓度在≥50g/l且≤250g/l的范围中。

6.一种用于从金属表面去除聚合物表面密封剂的方法，所述方法包括使应去除所述聚合物表面密封剂的所述表面与权利要求1至5中任一项所述的水性剥离组合物接触的步骤。

7.如权利要求6所述的方法，其中，使应去除所述聚合物表面密封剂的所述表面与所述剥离组合物在≥10℃且≤100℃范围内的温度下接触。

8.如权利要求6所述的方法，其中，使应去除所述聚合物表面密封剂的所述表面与所述剥离组合物在≥50℃且≤80℃范围内的温度下接触。

9.如权利要求6至8中任一项所述的方法，其中，使应去除所述聚合物表面密封剂的所述表面与所述剥离组合物接触≤60min的时间。

10.如权利要求6至8中任一项所述的方法，其中，使应去除所述聚合物表面密封剂的所述表面与所述剥离组合物接触≤45min且≥15s的时间。

11.如权利要求6所述的方法，其中，所述聚合物表面密封剂为由聚氨酯密封剂、聚乙烯密封剂、聚丙烯酸密封剂、聚硅酸盐密封剂构成的组中的密封剂。

12.如权利要求6所述的方法，其中，所述聚合物表面密封剂为聚乙烯蜡。