CN110387158B - 用稀释液减压蒸馏残液制备的铁红防锈漆及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于光电行业稀释液减压蒸馏残液的回收和再利用方法,尤其是涉及一种用光电行业稀释液减压蒸馏残液制备的铁红防锈漆及其制备方法。利用光电行业蚀刻过程使用的废稀释液减压蒸馏残液和包装物泡沫中的聚苯乙烯树脂作为主要组分生产制备铁红防锈漆,使废稀释液残液中的光刻胶成分得到完全的回收再利用,避免了光刻胶的资源浪费,使废稀释液中有效成分的再生回用率比之前单纯采用减压蒸馏回收的方法进一步提高。本发明提供的制备铁红防锈漆的方法相对于其他生产工艺,生产工艺简单、原料成本低廉、节约资源环境友好,铁红防锈漆的性能优良,具有良好的经济效益和社会环境效益。
Description
技术领域
本发明属于光电行业稀释液减压蒸馏残液的回收和再利用方法,尤其是涉及一种用光电行业稀释液减压蒸馏残液制备的铁红防锈漆及其制备方法。
背景技术
现有的薄膜晶体管液晶显示器TFT-LCD(Thin Film Transistor-Liquid CrystalDisplay)的制备工艺主要包括:清洗-涂胶-曝光-显影。光刻胶是一种主要由树脂、感光化合物、添加剂、溶剂组成的组合物,各组分含量大约为:(1)树脂含量10~40%;(2)感光剂含量1~6%;(3)溶剂含量50~90%,又叫稀释剂,由丙二醇甲醚醋酸酯、甲氧基丙烯酸甲酯或乙酯等有机溶剂组成。添加剂含量一般在1%以下。线性酚醛树脂为成膜树脂,通过涂布工艺在喷溅金属的玻璃基材表面形成树脂涂层,利用光刻工艺,在涂层上“印制”线路。感光剂(photo-active compound,简称PAC)采用邻重氮萘(diazo-naphthoquinone,简称为DNQ)磺酸酯,利用PAC在感光和非感光部分不同的反应,得到所需的图形。溶剂和添加剂,溶剂作用是得到均匀的稀释液体,以便涂布时有良好的流动性,形成表面均一平整的膜;添加剂含量很小,目地是改善附着性,增加感度,改善表面成膜性等。工业上所使用的光刻胶剥离液主要是有机胺和极性有机溶剂的组合物,还含有少量以水分为代表的轻组分,通过溶胀和溶解方式剥离除去光刻胶。上述有机胺可包括单乙醇胺(MEA),二甲基乙酰胺(DMAC),N-甲基甲酰胺(NMF),N-甲基二乙醇胺(MDEA)等。上述极性有机溶剂可包括二乙二醇甲醚(DGME),二乙二醇单丁醚(BDG),二甲亚砜(DMSO),羟乙基哌嗪(NEP)等。在涂胶工艺中,有直接刮涂Slit方式(Spin less)和刮涂、甩胶相结合的Slit+Spin方式。上述两种方式由于涂胶量的限制,都需要使用大量的稀释液(剥离液)和光刻胶对涂胶设备进行冲洗工作。后续还需要光刻蚀和去除光刻胶步骤,这样在TFT-LCD的生产过程中,光刻胶剥离液大量使用的同时也产生大量光刻胶剥离液废液。该废液中除了含有少量高分子树脂(或PR胶)和水之外,大部分是有再利用价值的有机组分,尤其是含有良好溶解性的有机溶剂或碱性溶液。从资源循环的观点出发,循环再生这些溶剂不仅可以减少对环境的危害,还能降低企业的生产成本。
在传统的光电行业废有机溶剂、废稀释液的减压蒸馏回收利用工艺中,约85%的有效成分得到了回收,还有约15%的光刻胶和稀释液组成的残液仍然没有得到有效回收。由于废稀释剂中含有聚异戊二烯、线性酚醛树脂等光刻胶的树脂成份3-4%。当稀释剂被蒸出,残留在蒸余残液中的光刻胶中树脂成份都留在残液中,此时稀释剂的蒸馏残液除有机溶剂外,树脂份可高达10%以上。按照每年1000万吨废稀释液的产量计算,约有150万吨光刻胶和非稀释液组成的残液处于浪费的情况,这一数据随着光电行业的发展,仍在进一步增长中。
目前,针对光电行业所产生的废稀释液进行减压蒸馏产生的残液还没有引起普遍关注和回收利用的研究。
发明内容
鉴于以上背景技术所存在的问题,需要提供一种对光电行业所产生的废稀释液进行减压蒸馏产生的残液进行回收再利用于制备铁红防锈漆的方法,以及由该方法得到的铁红防锈漆产品。所述制备铁红防锈漆的方法相对于其他生产工艺,至少具有生产工艺简单、原料成本低廉、节约资源等优点。所述铁红防锈漆应具备与其他方法制备的相同产品基本一致的性能、能被广泛应用于工业生产实践。
为实现上述目的,在本发明的第一方面,发明人提供了一种稀释液减压蒸馏残液制备的铁红防锈漆,按照质量百分比计,包括:稀释液减压蒸馏残液80-83.3%,有机硅油2.35-2.82%,聚苯乙烯树脂树脂与芳烃溶剂油按1:2化成的PS胶水1.5-1.8%,所述稀释液减压蒸馏残液为光电行业蚀刻过程使用光刻胶与稀释剂所产生的废稀释液经减压蒸馏后剩余的残液,所述芳烃溶剂沸点为130-135℃。
在本发明的第二方面,发明人提供了一种制备本发明第一方面所述的铁红防锈漆的方法,包括以下步骤:
制备添加剂:将铁红粉、聚苯乙烯树脂与芳烃溶剂油按1:2化成的PS胶水、滑石粉、有机澎润土和有机硅油混合均匀,得到添加剂;
制备铁红防锈漆:将所述添加剂与稀释液减压蒸馏残液以芳烃混合溶剂油或200号溶剂油稀释,研磨,并控制粘度为涂-4粘度90-95,得到所述铁红防锈漆成品。
区别于现有技术,上述技术方案至少具有以下有益效果:
开创性地利用光电行业蚀刻过程使用的废稀释液减压蒸馏残液生产制备铁红防锈漆,使废稀释液残液中的光刻胶成分得到完全的回收再利用,避免了光刻胶的资源浪费,使废稀释液中有效成分的再生回用率比之前单纯采用减压蒸馏回收的方法进一步提高。采用聚苯乙烯树脂为主要组分的包装物泡沫作为原料之一,将生成铁红防锈漆的成本大大降低。本发明提供的制备铁红防锈漆的方法相对于其他生产工艺,生产工艺简单、原料成本低廉、节约资源环境友好,铁红防锈漆的性能优良。
具体实施方式
以下详细说明本发明第一方面的用稀释液减压蒸馏残液制备的铁红防锈漆和第二方面用稀释液减压蒸馏残液制备铁红防锈漆的方法。
首先说明发明第一方面的用稀释液减压蒸馏残液制备的铁红防锈漆。用稀释液减压蒸馏残液制备的铁红防锈漆,其中,按照质量百分比计,包括:稀释液减压蒸馏残液80-83.3%,有机硅油2.35-2.82%,聚苯乙烯树脂与芳烃溶剂油按1:2化成的PS胶水1.5-1.8%,所述稀释液减压蒸馏残液为光电行业蚀刻过程使用光刻胶与稀释剂所产生的废稀释液经减压蒸馏后剩余的残液,所述芳烃溶剂沸点为130-135℃。
铁红防锈漆(又称氧化铁红防锈漆)的组分结构分成溶剂与成膜物质二部份。成膜物质中又包含油基树脂与合成树脂。其中,铁红防锈漆中的溶剂组分不但要能在铁红防锈漆中溶解成膜物质,并且该溶剂组分要能保证铁红防锈漆在涂刷或喷涂工件后的成膜过程中保持溶解的状态,即使漆膜具有流平性,然后在成膜完成后该溶剂组分挥发干净。本发明中引入聚苯乙烯树脂与芳烃溶剂油按1:2化成的PS胶水,其中,聚苯乙烯树脂来自回收的包装物泡沫主要组分,芳烃溶剂油为用轻芳烃溶剂油,二者化成含废聚苯乙烯树脂树脂33.3%的PS胶水,这样做大大提高了光刻胶成膜后漆膜的硬度与耐酸碱腐蚀的性能,并且聚苯乙烯树脂可以为稀释液减压蒸馏残液补充成膜物质,沸点在130-135℃的轻芳烃(苯、甲苯、二甲苯混合液)作为光电行业稀释液减压蒸馏残液中溶剂的补充液。为了增强铁红防锈漆中其他不挥发物质的延展性和流平性,降低表面张力的作用,加入有机硅油作为表面助剂。
光电行业蚀刻过程后产生的废稀释液中,按重量百分比计大约含有:丙二醇甲醚醋酸酯84±0.5%、3-甲氧基丙烯酸甲酯7±0.5%、3-乙氧基丙酸乙酯3±0.5%、水2±0.5%和光刻胶4±0.5%,该废稀释液经减压蒸馏,溶剂大部分被蒸出,水分也被蒸出,因此,得到的废稀释液减压蒸馏残液中含有有机溶剂85-90%、光刻胶10-15%。
优选地,按照质量百分比计,所述稀释液减压蒸馏残液中含有有机溶剂85-90%,光刻胶10-15%。
进一步地,制备铁红防锈漆除了具有必需的成膜物质和溶剂之外,还需要有着色剂和触变性助剂。铁红防锈漆的着色剂优选采用铁红粉。为了防止铁红防锈漆在后期的喷涂或刷涂过程中溶剂的外溢,加入有机膨润土作为触变性助剂,使成膜物质和溶剂结合的更好。并且,适量的有机膨润土和有机硅油使成膜物质占成品铁红防锈漆的比例不低于20%。更进一步地,本发明加入滑石粉作为悬浮剂,增强了铁红防锈漆应用过程的上色光泽度和铁红防锈漆的稳定性和遮盖力。
优选地,按照质量百分比计,包括所述稀释液减压蒸馏残液80-83.3%,铁红粉8.35-10%、聚苯乙烯树脂与芳烃溶剂油按1:2化成的PS胶水1.5-1.8%、滑石粉3.34-4%、有机膨润土1.15-1.38%和有机硅油2.35-2.82%。
其次说明本发明第二方面的用稀释液减压蒸馏残液制备铁红防锈漆的方法。制备本发明第一方面所述的铁红防锈漆的方法,包括以下步骤:
制备添加剂:将铁红粉、聚苯乙烯树脂与芳烃溶剂油按1:2化成的PS胶水、滑石粉、有机膨润土和有机硅油混合均匀,得到添加剂;
制备铁红防锈漆:将所述添加剂与稀释液减压蒸馏残液以芳烃混合溶剂油或200号溶剂油稀释,研磨,并控制粘度为涂-4粘度,得到所述铁红防锈漆成品。
所述稀释液减压蒸馏残液为光电行业蚀刻过程产生的废稀释液经减压蒸馏回收之后剩余的残液,其中含有有机溶剂85-90%、光刻胶10-15%。进一步地,由于化学溶剂部分组分沸程太接近,不利于铁红防锈漆喷涂工件表面成膜物质流平,容易出现漆膜“病态”。为此,需要添加200号溶剂汽油,使溶剂沸程扩展到142-200℃。
进一步地,所述稀释和研磨步骤在防爆不锈钢砂磨机中进行。
进一步地,所述制备添加剂步骤采用移动式防爆变频高速分散机对铁红粉、聚苯乙烯树脂与芳烃溶剂油按1:2化成的PS胶水、滑石粉、有机膨润土和有机硅油进行混合。
为详细说明技术方案的技术内容、构造特征、所实现目的及效果,以下结合具体实施例详予说明。
本发明采用的光蚀刻使用后的废稀释液中,按重量百分比计,主要成分为:丙二醇甲醚醋酸酯(沸点:145-146℃)占84%;3-甲氧基丙烯酸甲酯(沸点:142-143℃)占7%;3-乙氧基丙酸乙酯(沸点:165-166℃)占3%;水占2%(蒸馏时水蒸出,残液不含水);光刻胶占4%。经减压蒸馏,上述溶剂大部份被蒸出,回收利用。留在塔底的“蒸馏残液”其有机溶剂占85-90%;光刻胶占15-10%。
本发明中采用的原料组分均来自市售产品。
试验采用的仪器设备:YJB2.2移动式防爆变频高速分散机;SB40-1防爆不锈钢砂磨机。
细度测定方法:参照GB/T 6753.1-2007《色漆、清漆和印刷油墨研磨细度的测定》中的方法进行测定。
粘度测定方法:参照GB/T 1723-1993《涂料粘度测定法》中规定的方法进行测定。
耐盐水性测定方法:参照GB/T 1763-1993《漆膜耐化学试剂性测试方法》中规定的方法进行测定。
附着力测定方法:参照GB/T 1720-1979《漆膜附着力测试方法》中规定的方法进行测定。
实施例1
本实施例提供一种用稀释液减压蒸馏残液生产铁红防锈漆的方法
(1)制备添加剂:
以添加剂的重量百分比计,将铁红粉50%、聚苯乙烯树脂与芳烃溶剂油按1:2化成的PS胶水9%、滑石粉20%、有机澎润土6.9%、有机硅油添加剂14.1%,用YJB2.2移动式防爆变频高速分散机搅拌均匀,得到添加剂。
(2)制备铁红防锈漆:
将稀释液减压蒸馏残液800kg和添加剂160kg置于SB40-1防爆不锈钢砂磨机中,以200号溶剂油兑稀,研磨到细度为≤35μm以下,并控制漆料粘度达到涂-4粘度95-98秒,得成品。
实施例2
本实施例提供一种用稀释液减压蒸馏残液生产铁红防锈漆的方法
(1)制备添加剂:
以添加剂的重量百分比计,将铁红粉50%、聚苯乙烯树脂与芳烃溶剂油按1:2化成的PS胶水9%、滑石粉20%、有机澎润土6.9%、有机硅油添加剂14.1%,用YJB2.2移动式防爆变频高速分散机搅拌均匀,得到添加剂。
(2)制备铁红防锈漆:将稀释液减压蒸馏残液800kg和添加剂200kg置于SB40-1防爆不锈钢砂磨机中,以200号溶剂油兑稀,研磨到细度为≤35μm以下,并控制漆料粘度达到涂-4粘度95-98秒,得成品。
实施例3
本实施例提供一种用稀释液减压蒸馏残液生产铁红防锈漆的方法
(1)制备添加剂:
以添加剂的重量百分比计,将铁红粉50%、聚苯乙烯树脂与芳烃溶剂油按1:2化成的PS胶水9%、滑石粉20%、有机澎润土6.9%、有机硅油添加剂14.1%,用YJB2.2移动式防爆变频高速分散机搅拌均匀,得到添加剂。
(2)制备铁红防锈漆:将稀释液减压蒸馏残液800kg和添加剂180kg置于SB40-1防爆不锈钢砂磨机中,以200号溶剂油兑稀,研磨到细度为≤35μm以下,并控制漆料粘度达到涂-4粘度95-98秒,得成品。
实施例4
本实施例提供一种用稀释液减压蒸馏残液生产铁红防锈漆的方法
(1)制备添加剂:
以添加剂的重量百分比计,将铁红粉50%、聚苯乙烯树脂与芳烃溶剂油按1:2化成的PS胶水9%、滑石粉20%、有机澎润土6.9%、有机硅油添加剂14.1%,用YJB2.2移动式防爆变频高速分散机搅拌均匀,得到添加剂。
(2)制备铁红防锈漆:将稀释液减压蒸馏残液800kg和添加剂160kg置于SB40-1防爆不锈钢砂磨机中,以芳烃混合溶剂油兑稀,研磨到细度为≤35μm以下,并控制漆料粘度达到涂-4粘度95-98秒,得成品。
实施例1-4提供的铁红防锈漆的技术指标如表1所示。
表1实施例1-4提供的铁红防锈漆的技术指标
从表1的技术指标对比中可以看出,添加剂用量的增加,有助于铁红防锈漆喷涂、刷涂或辊涂后干燥时间的缩短和粘度的降低(实施例2),在对稀释液减压蒸馏残液和添加剂进行研磨前,用200号溶剂油稀释的干燥时间和黏度都低于用芳烃混合溶剂油进行稀释的铁红防锈漆(实施例1-3),但是总体上,采用本发明提供的技术方案制备的铁红防锈漆喷涂、刷涂或辊涂后的漆膜外观、附着力、细度和耐盐水性都很优良,达到工业使用的铁红防锈漆质量标准。
需要说明的是,尽管在本文中已经对上述各实施例进行了描述,但并非因此限制本发明的专利保护范围。因此,基于本发明的创新理念,对本文所述实施例进行的变更和修改,或利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换,直接或间接地将以上技术方案运用在其他相关的技术领域,均包括在本发明的专利保护范围之内。
Claims (4)
1.用稀释液减压蒸馏残液制备的铁红防锈漆,其特征在于,按照质量百分比计,包括:稀释液减压蒸馏残液80-83.3%,铁红粉8.35-10%,有机硅油2.35-2.82%,聚苯乙烯树脂与芳烃溶剂油按1:2化成的PS胶水1.5-1.8%,滑石粉3.34-4%,有机膨润土1.15-1.38%,所述稀释液减压蒸馏残液为光电行业蚀刻过程使用光刻胶与稀释剂所产生的废稀释液经减压蒸馏后剩余的残液,所述稀释液减压蒸馏残液中含有有机溶剂85-90%,光刻胶10-15%,所述芳烃溶剂油沸点为130-135℃。
2.制备权利要求1所述的铁红防锈漆的方法,其特征在于,包括以下步骤:
制备添加剂:将铁红粉、聚苯乙烯树脂与芳烃溶剂油按1:2化成的PS胶水、滑石粉、有机膨润土和有机硅油混合均匀,得到添加剂;
制备铁红防锈漆:将所述添加剂与稀释液减压蒸馏残液以芳烃混合溶剂油或200号溶剂油稀释,研磨,并控制粘度为涂-4粘度90-95,得到所述铁红防锈漆成品。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述稀释和研磨步骤在防爆不锈钢砂磨机中进行。
4.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述制备添加剂步骤采用移动式防爆变频高速分散机对铁红粉、聚苯乙烯树脂与芳烃溶剂油按1:2化成的PS胶水、滑石粉、有机膨润土和有机硅油进行混合。
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