CN110484126B - 用稀释液减压蒸馏残液制备的大红透明漆及其制备方法 - Google Patents

用稀释液减压蒸馏残液制备的大红透明漆及其制备方法 Download PDF

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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大红透明漆及其制备方法。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大红透明漆，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，废稀释液中有效成分的再生回用率比单纯采用减压蒸馏回收的方法进一步提高。本发明提供的大红透明漆可用于高档实木、木皮家具的家具厂施工，漆膜的干燥时间短，透明度好，光泽度高，丰满度好，附着力强，耐腐蚀性强，同时原料便宜易得，产品价格低廉，生产成本至少低于传统大红透明漆的20％，能够广泛用于工艺品的生产。

Description

用稀释液减压蒸馏残液制备的大红透明漆及其制备方法
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大红透明漆及其制备方法。
背景技术
现有的薄膜晶体管液晶显示器TFT-LCD(Thin Film Transistor-LiquidCrystalDisplay)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150万吨光刻胶和废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大红透明漆的方法，以及由该方法得到的大红透明漆产品。所述制备大红透明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。所述大红透明漆应具备与其他方法制备的大红透明漆基本一致甚至更优的性能、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大红透明漆，按照质量百分比计，包括：稀释液减压蒸馏残液78-80％，有机硅油2.35-10％，聚苯乙烯树脂与芳烃溶剂油按1:2化成的PS胶水1.5-9％，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大红透明漆的方法，包括以下步骤：将配比量的稀释液减压蒸馏残液、硅酸盐钙铝粉、聚苯乙烯树脂与芳烃溶剂油按1:2化成的PS胶水和有机硅油混合均匀，加入200号溶剂油进行稀释，得到所述大红透明漆成品。
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大红透明漆，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，充分回收利用了包装物泡沫资源，将生成大红透明漆的成本大大降低。本发明提供的制备大红透明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，大红透明漆的性能优良。
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大红透明漆和第二方面用稀释液减压蒸馏残液制备大红透明漆的方法。
首先说明发明第一方面的用稀释液减压蒸馏残液制备的大红透明漆。用稀释液减压蒸馏残液制备的大红透明漆，其中，按照质量百分比计，包括：稀释液减压蒸馏残液78-80％，有机硅油2.35-10％，聚苯乙烯树脂与芳烃溶剂油按1:2化成的PS胶水1.5-9％，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℃。
大红透明漆组分结构主要为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，大红透明漆中的溶剂组分不但要能在大红透明漆中溶解成膜物质，并且该溶剂组分要能保证大红透明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，聚苯乙烯树脂可以为稀释液减压蒸馏残液补充成膜物质，芳烃溶剂主要采用沸点在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。有机硅油一般都是二甲基硅油，它是一种不同聚合度链状结构的聚有机硅氧烷混合物，具有卓越的疏水性和较小的表面张力。为了增强大红透明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，上述废稀释液中的溶剂和水分被蒸出，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％。
本发明除保留减压蒸馏残液中的全部光刻胶外还加入以聚苯乙烯树脂为组份的包装物泡沫对大红透明漆所需的成膜物质进行补充，即用轻芳烃溶剂油化成的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。同时添加入有机硅油，使成膜物质中树脂和干性油脂占成品大红透明漆的比例不低于20％
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，制备大红透明漆除了具有必需的成膜物质和溶剂之外，还需要有着色效果和透明的外观。硅酸盐钙铝粉(褐红色的钙铝榴石，化学式为Ca3Al2(SiO4)3)因透光性、色散性好，常用于制备光学玻璃，在大红透明漆的着色和透明效果方面发挥作用，更进一步地，本发明加入硅酸盐钙铝粉，增强了大红透明漆应用过程的上色光泽度和大红透明漆的稳定性和表面压应力。
优选地，按照质量百分比计，包括所述稀释液减压蒸馏残液78％，硅酸盐钙铝粉3％、聚苯乙烯树脂与芳烃溶剂油按1:2化成的PS胶水9％和有机硅油10％。
其次说明本发明第二方面的用稀释液减压蒸馏残液制备大红透明漆的方法。制备本发明第一方面所述的大红透明漆的方法，包括以下步骤：将配比量的稀释液减压蒸馏残液、硅酸盐钙铝粉、聚苯乙烯树脂与芳烃溶剂油按1:2化成的PS胶水和有机硅油混合均匀，加入200号溶剂油进行稀释，调粘度到涂-4粘度，得到所述大红透明漆成品。
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，不利于大红透明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，所述混合步骤需经高速搅拌，在YJB2.2移动式防爆变频高速分散机内完成搅拌混合。
优选地，所述混合步骤转速为1000r/min，所需混合时间1-1.5h。
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，上述溶剂和水大部份被蒸出，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％。
试验采用的仪器设备：YJB2.2移动式防爆变频高速分散机。
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大红透明漆的方法
将稀释液减压蒸馏残液78％、透明硅酸盐钙铝粉3％、聚苯乙烯树脂与芳烃溶剂油按1:2化成的PS胶水9％、有机硅油添加剂10％置于YJB2.2移动式防爆变频高速分散机在转速所述混合步骤转速为1000r/min，混合1h，兑入200号溶剂油，调粘度到涂-4粘度30-35秒，得到大红透明漆成品。
实施例2
本实施例提供一种用稀释液减压蒸馏残液生产大红透明漆的方法
将稀释液减压蒸馏残液79％、透明硅酸盐钙铝粉3％、聚苯乙烯树脂与芳烃溶剂油按1:2化成的PS胶水9％、有机硅油10％置于YJB2.2移动式防爆变频高速分散机在转速所述混合步骤转速为1000r/min，混合1h，兑入200号溶剂油，调粘度到涂-4粘度30-35秒，得到大红透明漆成品。
实施例3
本实施例提供一种用稀释液减压蒸馏残液生产大红透明漆的方法
将稀释液减压蒸馏残液80％、透明硅酸盐钙铝粉3％、聚苯乙烯树脂与芳烃溶剂油按1:2化成的PS胶水9％、有机硅油10％置于YJB2.2移动式防爆变频高速分散机在转速所述混合步骤转速为1000r/min，混合1h，兑入200号溶剂油，调粘度到涂-4粘度30-35秒，得到大红透明漆成品。
实施例4
本实施例提供一种用稀释液减压蒸馏残液生产大红透明漆的方法
将稀释液减压蒸馏残液78％、透明硅酸盐钙铝粉3％、聚苯乙烯树脂与芳烃溶剂油按1:2化成的PS胶水4％、有机硅油10％置于YJB2.2移动式防爆变频高速分散机在转速所述混合步骤转速为1000r/min，混合1h，兑入200号溶剂油，调粘度到涂-4粘度30-35秒，得到大红透明漆成品。
实施例5
本实施例提供一种用稀释液减压蒸馏残液生产大红透明漆的方法
将稀释液减压蒸馏残液78％、透明硅酸盐钙铝粉3％、聚苯乙烯树脂与芳烃溶剂油按1:2化成的PS胶水6％、有机硅油添加剂10％置于YJB2.2移动式防爆变频高速分散机在转速所述混合步骤转速为1000r/min，混合1h，兑入200号溶剂油，调粘度到涂-4粘度30-35秒，得到大红透明漆成品。
实施例6
本实施例提供一种用稀释液减压蒸馏残液生产大红透明漆的方法
将稀释液减压蒸馏残液78％、透明硅酸盐钙铝粉3％、聚苯乙烯树脂与芳烃溶剂油按1:2化成的PS胶水8％、有机硅油添加剂10％置于YJB2.2移动式防爆变频高速分散机在转速所述混合步骤转速为1000r/min，混合1h，兑入200号溶剂油，调粘度到涂-4粘度30-35秒，得到大红透明漆成品。
实施例7
本实施例提供一种用稀释液减压蒸馏残液生产大红透明漆的方法
将稀释液减压蒸馏残液78％、透明硅酸盐钙铝粉3％、聚苯乙烯树脂与芳烃溶剂油按1:2化成的PS胶水9％、有机硅油添加剂10％置于YJB2.2移动式防爆变频高速分散机在转速所述混合步骤转速为1000r/min，混合1.5h，兑入200号溶剂油，调粘度到涂-4粘度30-35秒，得到大红透明漆成品。
实施例1-7提供的大红透明漆的技术指标如表1所示。
表1实施例1-7提供的大红透明漆的技术指标
Figure BDA0002131466910000081
Figure BDA0002131466910000091
从表1的技术指标对比中可以看出，聚苯乙烯树脂与芳烃溶剂油按1:2化成的PS胶水用量越少，大红透明漆喷涂、刷涂或辊涂之后的干燥时间越短、粘度越小(实施例4)，但同时其附着力也相对较低，通过实施例1-3之间的对比，说明聚苯乙烯树脂与芳烃溶剂油按1:2化成的PS胶水用量可以对大红透明漆进行成膜物质的补充，提升其附着力和粘度，但其外观仍然可以达到大红透明漆的使用标准。是总体上，采用本发明提供的技术方案制备的大红透明漆喷涂、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，达到工艺品使用的大红透明漆质量标准。
本发明提供的大红透明漆可用于高档实木、木皮家具的家具厂施工，漆膜的干燥时间短，透明度好，光泽度高，丰满度好，附着力强，耐腐蚀性强，同时原料便宜易得，产品价格低廉，生产成本至少低于传统大红透明漆的20％，能够广泛用于工艺品的生产。
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大红透明漆，其特征在于，按照质量百分比计，包括：稀释液减压蒸馏残液78-80%，有机硅油2.35-10%，聚苯乙烯树脂与芳烃溶剂油按1:2化成的PS胶水1.5-9%，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，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%，所述芳烃溶剂沸点为130-135℃。
2.根据权利要求1所述的大红透明漆，其特征在于，按照质量百分比计，包括所述稀释液减压蒸馏残液78%，硅酸盐钙铝粉3%、聚苯乙烯树脂与芳烃溶剂油按1:2化成的PS胶水9%和有机硅油10%。
3.制备权利要求2所述的大红透明漆的方法，其特征在于，包括以下步骤：将配比量的稀释液减压蒸馏残液、硅酸盐钙铝粉、聚苯乙烯树脂与芳烃溶剂油按1:2化成的PS胶水和有机硅油混合均匀，加入200号溶剂油进行稀释，调粘度到涂-4粘度，得到所述大红透明漆成品。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述混合步骤转速为1000r/min，混合时间1-1.5h。
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