CN108778444A - 湿式涂装室循环水处理剂以及湿式涂装室循环水的处理方法 - Google Patents

湿式涂装室循环水处理剂以及湿式涂装室循环水的处理方法 Download PDF

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Abstract

以单剂型药剂高效地对包含溶剂型涂料的湿式涂装室循环水进行不粘着化处理，使用较少的药剂添加量而且除了用于调节pH的碱剂以外不需要第二种药剂。将盐基度为60％以上的铝盐和碱剂添加在包含溶剂型涂料的湿式涂装室循环水中，在pH7以上优选7.5以上的条件下进行溶剂型涂料的不粘着化。也能够使用预先配制的铝盐粉末和碱剂粉末的粉末混合品简便地进行处理。

Description

湿式涂装室循环水处理剂以及湿式涂装室循环水的处理方法
技术领域
本发明涉及一种对包含溶剂型涂料的湿式涂装室循环水中的涂料进行不粘着化处理的湿式涂装室循环水处理剂以及湿式涂装室循环水的处理方法。
背景技术
在汽车、电气设备、金属制品等涂装工序中进行喷雾涂装，会产生大量的未涂覆于被涂物的过喷漆(剩余涂料)。除涂覆效率高的静电涂装以外，其产生量达到使用涂料的50％至60％左右。因此，需要从涂装工序的环境中去除剩余涂料并加以回收。通常，采用基于水洗的湿式涂装室进行剩余涂料的捕集，循环使用水洗水。为了防止涂料在循环水中残留并蓄积，对循环水中的剩余涂料进行凝集分离。
涂料大致分为作为溶剂仅使用稀释剂等有机溶剂的溶剂型涂料以及使用水的水性涂料。相比于水性涂料，溶剂型涂料的耐候性、耐剥落性等优异，多被特别用于汽车用顶涂透明涂装中。使用溶剂型涂料时，由于被捕获至循环水中的剩余涂料的粒子的粘着性高，因此，会附着于各个设备而产生严重污染、或者凝集成大的固体而容易形成阻塞。
因此，在对包含溶剂型涂料的湿式涂装室循环水进行凝集处理时，对溶剂型涂料进行不粘着化很重要。
在湿式涂装室循环水的处理中，使用铝类无机凝集剂是公知的。专利文献1提出了使用单宁与阳离子单体的共聚物和聚氯化铝的混合物对包含水性涂料以及溶剂型涂料的湿式涂装室循环水进行处理。专利文献2提出了以水性涂料为对象联用无机凝集剂和高分子助凝剂。
作为溶剂型涂料的不粘着化剂，存在使用粘土矿物、酚醛树脂、单宁等的例子。但是，这些不粘着化剂需要联用添加阳离子型的药剂来进行不粘着化。在专利文献3中，提出了将酚醛树脂和烷基胺/表氯醇缩合物等阳离子型聚合物以规定的比例添加在湿式涂装室循环水中的方法。
虽然像专利文献3所记载的那样，作为溶剂型涂料的不粘着剂，已知酚醛树脂等阴离子型的药剂，但是，需要进行繁杂的加药控制，以便联用这些药剂与阳离子型的药剂，控制两种药剂的添加量而保持循环水的离子平衡。
专利文献1：USP5614103；
专利文献2：日本特开昭52-71538号公报；
专利文献3：专利第4069799号公报。
发明内容
本发明的目的在于，解决上述以往的问题点，提供能够以单剂型药剂高效地对包含溶剂型涂料的湿式涂装室循环水进行不粘着化处理的湿式涂装室循环水处理剂以及湿式涂装室循环水的处理方法，而不需要进行繁杂的加药控制。
本发明人等为了解决上述课题进行了专心研究，结果发现：与以往常用作铝类无机凝集剂的聚氯化铝(盐基度为50％左右)、硫酸铝相比，盐基度为60％以上的高碱性的铝盐对溶剂型涂料的不粘着化效果优异，如果为该高碱性铝盐，则不需要联用其他药剂，仅通过用碱剂将pH调节为7以上，优选7.5以上，就能够获得较高的对溶剂型涂料的不粘着化效果。
即，本发明的技术方案如下。
[1]一种湿式涂装室循环水处理剂，其是包含溶剂型涂料的湿式涂装室循环水的处理剂，其特征在于，其包含盐基度为60％以上的铝盐。
[2]如[1]所述的湿式涂装室循环水处理剂，其特征在于，所述铝盐为碱性氯化铝，铝与氯的质量比Al/Cl为1.0以上。
[3]如[1]或[2]所述的湿式涂装室循环水处理剂，其特征在于，其包含所述铝盐以及碱剂。
[4]如[3]所述的湿式涂装室循环水处理剂，其特征在于，其为所述铝盐的粉末和碱剂的粉末的粉末混合品。
[5]如[4]所述的湿式涂装室循环水处理剂，其特征在于，调节所述铝盐的粉末与所述碱剂的粉末的混合比例，以使所述混合品添加到所述湿式涂装室循环水中时的pH达到7以上。
[6]如[4]或[5]所述的湿式涂装室循环水处理剂，其特征在于，所述碱剂的粉末为碳酸钠粉末。
[7]如[1]至[6]中任一项所述的湿式涂装室循环水处理剂，其特征在于，所述铝盐为高碱性氯化铝。
[8]一种湿式涂装室循环水的处理方法，其是包含溶剂型涂料的湿式涂装室循环水的处理方法，其特征在于，将盐基度为60％以上的铝盐添加在该湿式涂装室循环水中，将该湿式涂装室循环水的pH调节至7以上。
[9]如[8]所述的湿式涂装室循环水的处理方法，其特征在于，所述铝盐为碱性氯化铝，铝与氯的质量比Al/Cl为1.0以上。
[10]如[8]或[9]所述的湿式涂装室循环水的处理方法，其特征在于，在所述湿式涂装室循环水中添加所述铝盐和碱剂。
[11]如[10]所述的湿式涂装室循环水的处理方法，其是将所述铝盐的粉末与碱剂的粉末的混合物添加在所述湿式涂装室循环水中的方法，其特征在于，调节该铝盐的粉末与该碱剂的粉末的混合比例，以使添加该混合物后的该湿式涂装室循环水的pH达到7以上。
发明效果
根据本发明，能够以单剂型药剂有效地对包含溶剂型涂料的湿式涂装室循环水进行不粘着化处理，而不需要进行繁杂的加药控制。
在本发明中，用来实现不粘着化的药剂仅为盐基度为60％以上的铝盐以及根据需要使用的碱剂即可，不需要像以往那样对联用阴离子型药剂和阳离子型药剂的两种药剂以规定的比例进行加药控制。另外，处理时的pH也为7以上，优选7.5以上即可。
附图说明
图1是表示实施例中使用的实验装置的示意图。
具体实施方式
下面，详细地对本发明的实施方式进行说明。
[作用机制]
在本发明中，作为用来实现溶剂型涂料的不粘着化的药剂，使用盐基度为60％以上的铝盐优选碱性氯化铝。本发明中的盐基度是按照JISK1475-1996测定的值。碱性氯化铝用通式[Al2(OH)nCl6-n]m(0＜n＜6，m≤10)表示，盐基度能够作为(n/6)×100(％)计算。而且，当使用碱性氯化铝时，铝与氯的质量比Al/Cl优选为1以上，特别优选为1.2以上。另外，铝与氯的质量比Al/Cl的上限为2以下，优选为1.9以下。此处，铝和氯分别能够采用发光分光分析法和离子色谱法等测定。与一般PAC(盐基度＝50％)、低碱性的PAC(盐基度＝34％)、硫酸铝相比，盐基度为60％以上的PAC(聚氯化铝)等铝盐特别是Al/Cl为1以上的碱性氯化铝，对溶剂型涂料的不粘着化效果优异。对于这种盐基度为60％以上的铝盐，Cl相对于Al2O3的含量少，在能够削减腐蚀离子的混入量的方面也有利。需要说明的是，一般PAC、低碱性的PAC的Al/Cl为0.4～0.8左右。
本发明中使用的盐基度为60％以上的铝盐对溶剂型涂料的不粘着化效果优异的作用机制的详细情况并不明确，认为酸性铝盐因pH上升而析出，在絮凝化时，只要pH为7.5以上，就会生成大量来自高碱性铝盐的Al(OH)3的絮凝物，其有效地对不粘着化发挥作用。
相同铝盐的不粘着化效果也因盐基度的差异而不同，这被认为是由析出的絮凝物的粒径造成的。例如，据推测，当使用盐基度为50％的PAC时，在pH为7.0条件下，析出的絮凝物的平均粒径为10μm左右，相对于此，如果是盐基度为60％的铝盐，在pH7.0条件下就会生成平均粒径为2μm的细絮凝物，从而更有效地降低溶剂型涂料的粘着性。
[铝盐]
本发明中使用的铝盐为盐基度60％以上的高碱性的铝盐(以下，有时也称为“高碱性铝盐”)。能够特别优选使用盐基度为60％以上的碱性氯化铝(以下，有时称为“高碱性氯化铝”)。当使用高碱性氯化铝时，铝与氯的质量比Al/Cl优选为1以上，特别优选为1.2以上。而且，铝与氯的质量比Al/Cl的上限为2以下，优选为1.9以下。既可以联用两种以上盐基度不同的铝盐，也可以混合使用。
[碱剂]
在本发明中，根据需要将碱剂与高碱性铝盐一起联用，从而将湿式涂装室循环水的pH调节至7以上，优选7.5以上。湿式涂装室循环水的pH小于7时，有时不能充分获得高碱性铝盐对溶剂型涂料的不粘着化效果。
作为碱剂，能够使用氢氧化钠(苛性钠)、氢氧化钾、氢氧化钙(消石灰)、碳酸钠中的一种或两种以上。
在这些碱剂中，如后面所述，以粉末形式提供的消石灰、碳酸钠能够与高碱性铝盐的粉末一剂化为粉末混合品，这样处理性优异。
[药剂添加量]
湿式涂装室循环水中高碱性铝盐的添加量可根据湿式涂装室循环水中的溶剂型涂料的浓度、粘着性适当决定，只为获得充分的不粘着化效果。高碱性铝盐的添加量过少时，不能得到充分的不粘着化效果，而过多也不能得到与添加量相称的效果，还会产生药剂成本、凝集污泥产生量的增加等，因此，不优选。通常，相对于湿式涂装室循环水，作为Al2O3换算的添加量，优选添加5～60mg/L左右。相对于湿式涂装室循环水中的溶剂型涂料固体成分，优选添加至Al2O3换算的添加量达到0.5～5重量％左右。
根据需要添加碱剂，以使湿式涂装室循环水的pH达到7以上，优选7.2以上，更优选7.5以上。常规水处理中使用铝盐的凝集处理时的pH区域约为6～7，但在本发明中，高碱性铝盐并不以凝集为目的，而用于让析出的铝絮凝物使溶剂型涂料不粘着化，因此调节至pH7以上，优选pH7.2以上，更优选pH7.5以上。基于不粘着化的效果方面考虑，对pH的上限没有特别的限制，但从药剂成本、装置的耐碱性的观点出发，通常为8.5以下。
[添加方式、添加位置]
作为高碱性铝盐和碱剂的添加方式，没有特别的限制，它们既可以分别添加，也可以预先混合并进行一剂化来添加。
对药剂的添加位置也没有特别的限制，既可以添加在湿式涂装室循环水的循环液中，也可以添加在循环水槽中，但从相对于剩余涂料以高浓度添加药剂的观点出发，优选添加在循环线中。在分别添加高碱性铝盐和碱剂的情况下，优选在相同的加药点或相邻的加药点添加。
无论是将高碱性铝盐、碱剂以两剂型药剂的方式分别添加的情况，还是预先进行一剂化来添加的情况，均既可以粉末的形式添加，又可以使其溶解在水中制成液体的形式添加。特别是，在预先混合高碱性铝盐和碱剂而进行一剂化后再添加的情况下，也能够将高碱性铝盐粉末与碱剂的粉末混合，以粉末混合品的形式添加。即，本发明的湿式涂装室循环水处理剂也可以为高碱性铝盐粉末和碱剂粉末的粉末混合品。在该情况下，在湿式涂装室循环水中添加时，预先调节铝盐粉末与碱剂粉末的混合比例以使pH为7以上，优选为7.2以上，更优选为7.5以上，从而能采用单剂型粉末药剂以良好的作业性对溶剂型涂料进行不粘着化处理。
粉末混合品中的高碱性铝盐粉末与碱剂粉末的混合比例根据处理对象的湿式涂装室循环水的水质适当决定。当使用碳酸钠作为碱剂时，将高碱性铝盐与碳酸钠的混合比例适当设定在以重量比计为1：0.1～1的范围。
在这种粉末混合品的情况下，为了防止吸湿、粉末之间的粘附等，也能够配合粘土矿物、碳酸钙等无机材料。
根据本发明，通过仅添加高碱性铝盐和用于调节pH的碱剂，就能够高效地进行不粘着化处理，而不需要调节离子性。由于包含通过本发明而不粘着化的溶剂型涂料的铝絮凝物上浮至循环水槽的水面，因此能够用手将其回收、或者利用带有浮标且采用能够抽吸水表面的泵的公知的油泥回收装置排出至体系外。
实施例
下面，举出实施例更具体地说明本发明。
[使用药剂]
在以下的实施例及比较例中，使用作为处理药剂的以下药剂。需要说明的是，以下，盐基度是通过JISK1475-1996规定的方法测定的。另外，Al2O3换算浓度和Cl离子浓度是分别采用发光分光分析法和离子色谱法测定的。另外，铝与氯的质量比Al/Cl是基于Al2O3换算浓度和Cl离子浓度算出的值。
药剂1：PAC水溶液(大明化学株式会社制PAC“Taipac6010”；盐基度：50.0％；Al2O3换算浓度：10重量％；Cl离子浓度：8.2重量％；Al/Cl质量比：0.6；比重：1.2)
药剂2：高碱性氯化铝水溶液(盐基度：62.7％；Al2O3换算浓度：23重量％；Cl离子浓度：7.6重量％；Al/Cl质量比：1.6；比重：1.3)
药剂3：酚醛树脂的碱水溶液(群荣化学株式会社制酚醛树脂“Resitop4324”20重量％、48％苛性钠10重量％以及纯水70重量％的混合液；比重1.1)
药剂4：高碱性氯化铝粉末(盐基度：62.7％；Al2O3换算含量：46重量％；Cl离子浓度：15.2重量％(换算浓度)；Al/Cl质量比：1.6)和碳酸钠粉末的混合品(调节碳酸钠的量以使溶解后的pH达到试验条件的pH)
药剂5：烷基胺/表氯醇缩合物的水溶液(烷基胺/表氯醇缩合物浓度：50重量％；比重1.15)
药剂6：PAC水溶液(东信化学株式会社制PAC“W-PAC”；盐基度：约33.6％；Al2O3换算浓度：10重量％；Cl离子浓度：11.5重量％；Al/Cl质量比：0.5；比重：1.2)
药剂7：硫酸铝水溶液(Al2O3换算浓度：8重量％；比重1.3)
[试用涂料]
作为试用涂料，使用溶剂型汽车用透明涂料。
[试验方法]
试验方法如下所述。
使用图1所示的实验装置实施试验。该实验装置的构成为，通过泵P使循环水槽1内的循环水以100L/min循环，使循环水从循环水槽上部的被涂料喷涂的水幕板2上流下。3为涂料喷雾装置，11为循环配管，12为用于将循环水排出至系统外的排出配管，13为排气配管，V1、V2为阀，F为排气风扇。
将以下药剂分别以规定浓度添加在湿式涂装室循环水中后，用硫酸或苛性钠调节至规定的pH，使装置运行(但是，在实施例2中，仅通过添加药剂4来调节pH)。然后，以10g/min喷射2分钟试用涂料，接着停止装置。
停止装置后，立即通过手指触摸方式考察上浮至循环水槽的水面的油泥的粘着性(刚停止时的不粘着性)，以下述基准评价。
将该油泥取到容器中，同样地通过手指触摸方式评价放置24小时后的油泥的粘着性(干燥后不粘着性)。
＜评价基准＞
◎：不粘着
○：不粘着，但用手指捏时容易凝固
△：稍有粘着
×：严重粘着
比较例1：未添加药剂
比较例2：添加6.3mL药剂1(Al2O3换算浓度为15mg/L)
比较例3：在添加3.4mL(纯树脂15mg/L)或5.1mL(纯树脂22.5mg/L)药剂3的同时，联用添加0.2g药剂5
比较例4：添加6.3mL药剂6(Al2O3换算浓度15mg/L)
比较例5：添加7.2mL药剂7(Al2O3换算浓度15mg/L)
实施例1：添加2.5mL药剂2(Al2O3换算浓度15mg/L)
实施例2：作为药剂4，添加高碱性氯化铝粉末/碳酸钠粉末混合比(g)为1.63/0、1.63/0.13或1.63/0.49(Al2O3换算浓度均为15mg/L)的混合物
将比较例1～5和实施例1、2的结果示于表1～7。
[表1]
比较例1(未添加药剂)
[表2]
比较例2(添加药剂1)
[表3]
比较例3(添加药剂3+药剂5)
[表4]
比较例4(添加药剂6)
[表5]
比较例5(添加药剂7)
[表6]
实施例1(添加药剂2)
[表7]
实施例2(添加药剂4)
[考察]
根据上述试验结果，可知如下结论。
在Al2O3换算浓度一致和调整了pH的试验中，仅有盐基度高的氯化铝盐具有不粘着效果，另外，因为在它们当中将pH设为7.0以上更有利于不粘着，所以将pH设为7.5以上将会有效地发挥不粘着性效果(表2、4～7)。
将高碱性氯化铝以材料纯组分添加时，使用比表3所示的现有技术的树脂(药剂3+药剂5)更少的添加量，发挥了优异的不粘着效果。
即使以pH7.0条件下的刚停止时的不粘着性进行比较，高碱性氯化铝的刚停止时的不粘着性也比以往更优异，而且不易受pH的影响。
在作为药剂4的粉末混合品的情况下，还能够在考虑循环水的腐败导致的pH降低等的基础上，改变高碱性氯化铝与碳酸钠的配合比率，增加碳酸钠的量。
使用特定的实施方式对本发明进行了详细说明，但是，本领域技术人员知晓，在不脱离本发明的意图与范围的情况下能进行各种变更。
本申请是基于2016年3月31日申请的日本专利申请2016-071912号提出的，通过引用将其全文内容援引至此。

Claims (11)

1.一种湿式涂装室循环水处理剂，其是包含溶剂型涂料的湿式涂装室循环水的处理剂，其特征在于，其包含盐基度为60％以上的铝盐。
2.如权利要求1所述的湿式涂装室循环水处理剂，其特征在于，所述铝盐为碱性氯化铝，铝与氯的质量比Al/Cl为1.0以上。
3.如权利要求1或2所述的湿式涂装室循环水处理剂，其特征在于，其包含所述铝盐以及碱剂。
4.如权利要求3所述的湿式涂装室循环水处理剂，其特征在于，其为所述铝盐的粉末和碱剂的粉末的粉末混合品。
5.如权利要求4所述的湿式涂装室循环水处理剂，其特征在于，调节所述铝盐的粉末与所述碱剂的粉末的混合比例，以使所述混合品添加到所述湿式涂装室循环水中时的pH达到7以上。
6.如权利要求4或5所述的湿式涂装室循环水处理剂，其特征在于，所述碱剂的粉末为碳酸钠粉末。
7.如权利要求1～6中任一项所述的湿式涂装室循环水处理剂，其特征在于，所述铝盐为高碱性氯化铝。
8.一种湿式涂装室循环水的处理方法，其是包含溶剂型涂料的湿式涂装室循环水的处理方法，其特征在于，将盐基度为60％以上的铝盐添加在该湿式涂装室循环水中，将该湿式涂装室循环水的pH调节至7以上。
9.如权利要求8所述的湿式涂装室循环水的处理方法，其特征在于，所述铝盐为碱性氯化铝，铝与氯的质量比Al/Cl为1.0以上。
10.如权利要求8或9所述的湿式涂装室循环水的处理方法，其特征在于，在所述湿式涂装室循环水中添加所述铝盐和碱剂。
11.如权利要求10所述的湿式涂装室循环水的处理方法，其是将所述铝盐的粉末与碱剂的粉末的混合物添加在所述湿式涂装室循环水中的方法，其特征在于，调节该铝盐的粉末与该碱剂的粉末的混合比例以使添加该混合物后的该湿式涂装室循环水的pH达到7以上。
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