CN112585223A - 涂膜去除剂组合物及用于去除涂膜的方法 - Google Patents

涂膜去除剂组合物及用于去除涂膜的方法 Download PDF

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Abstract

提供了水基涂布型涂膜去除剂组合物以及涂膜去除方法，该组合物降低涂膜去除作业过程中的火灾、健康问题等风险，并且能够表现出与溶剂基去除剂相当或更好的去除性能。本发明涉及一种涂膜去除剂组合物以及该组合物的用途，该组合物含有水、具有芳香族基团的醇、具有芳香族基团的醚和至少一种纤维素衍生物，该组合物的pH为5至9，并且满足关于粘度、粘度的温度变化率(5℃/25℃)和触变比的条件(i)至(viii)。

Description

涂膜去除剂组合物及用于去除涂膜的方法
技术领域
本发明涉及一种在去除钢结构、建筑、车辆和飞机上的旧涂膜的步骤中使用的涂膜去除剂组合物，以及涉及一种涂膜去除方法。
背景技术
为了美观、设计和防锈目的，对钢质公路桥梁和其他钢结构进行涂漆；然而，因为它们会随着时间的流逝恶化，因此它们需要重新涂漆。这种重新涂漆工作是定期进行的，因此，往往是昂贵的。为了降低此类钢结构的寿命周期成本(LCC)，传统上使用的典型涂层系统被重型防腐涂层系统取代；然而，为了应用重型防腐涂层系统，需要全面去除旧涂膜。过去应用的典型涂层系统含有有毒物质，诸如铅、铬和PCB，并且使用物理方法(诸如喷砂和电动工具处理)进行去除会产生含有有害物质的粉尘，这会给工人带来健康问题，对周围环境造成影响，并导致其他社会问题。另一方面，在使用涂膜去除剂的化学去除方法中，将涂膜去除剂施加到要去除的涂膜上，并且使旧涂膜软化和溶胀，并以湿润状态去除。因此，这种方法作为不产生包含有害物质的粉尘的有效方法而引起关注。
同样，为美观、设计和建筑物保护目的对建筑物进行涂漆。常规上，含石棉的涂膜经常用于建筑物，并且在重新涂漆或建筑物拆除期间含石棉的粉尘的产生已受到关注。在该领域中，注意力集中到可以去除旧的涂膜而不会产生粉尘的涂膜去除剂。
涂膜去除剂可大致分为使用诸如二氯甲烷的氯化溶剂的溶剂型涂膜去除剂(专利文献1)和使用杂环化合物的溶剂型涂膜去除剂(专利文献2)。使用氯化溶剂的溶剂型涂膜去除剂具有去除性能高且不着火的优点。然而，它们的问题在于，由于在相对较短的时间内挥发，效果不会持续很长时间。此外，氯化溶剂对健康有危害，尤其是致癌危险，并且存在法律限制；氯化溶剂的使用受到限制。含有杂环化合物即N-甲基-2-吡咯烷酮作为主要成分并用粘土矿物类增稠剂增稠的溶剂型涂膜去除剂是通过除了溶剂之外还混合二元酸酯、脂肪酸酯、苯甲醇等而获得的去除剂。由于这种溶剂比氯化溶剂具有更高的沸点和更慢的挥发速率，因此预期具有长效作用。然而，N-甲基-2-吡咯烷酮也存在健康风险问题。另外，由于使用这些溶剂的去除剂具有闪点，因此从防火的角度出发，越来越需要将去除剂制成水基去除剂。
专利文献3公开了一种W/O型乳液组合物，包含：含有乙基纤维素和可溶胀该乙基纤维素的溶剂的油相；以及含有水溶性聚合物的水相。该W/O型乳液组合物通过含有乙基纤维素和水溶性聚合物来确保优异的乳液稳定性；然而，该组合物用作化妆品，并且该发明不涉及涂膜去除。
在专利文献4中，掺入了萜烯、芳烃和氨，这会由于这些材料的蒸发而引起气味问题，并且由于吸入氨而导致健康问题。此外，氨的引入使溶液具有高度碱性，这引起废水处理问题。
引用列表
专利文献
专利文献1：JPH5-171076A
专利文献2：JPH5-279607A
专利文献3：日本专利第3549995号
专利文献4：JPH10-330660A
发明内容
技术问题
无水、非氯的溶剂基涂膜去除剂可确保较高的去除性能；然而，由于该去除剂仅由有机溶剂组成，因此该去除剂具有闪点，并且存在着火危险。另外，有迹象表明，用作主要溶剂的N-甲基-2-吡咯烷酮也可能危害健康。
本发明的主要目的是提供一种水基涂布型涂膜去除剂组合物以及去除涂膜的方法，该组合物能够降低涂膜去除工作期间的着火、健康危害等的风险，并且能够确保等于或大于溶剂基去除剂的去除性能。
问题的解决方案
本发明提供以下涂膜去除剂组合物和去除涂膜的方法。
条目1.一种涂膜去除剂组合物，其包含水、具有芳香族基团的醇、具有芳香族基团的醚和至少一种纤维素衍生物；
所述涂膜去除剂组合物具有5至9的pH且满足以下所有条件(i)至(viii)：
(i)在5℃和0.1s-1的剪切速率下的粘度η1为80000mPa·s至500000mPa·s；
(ii)在5℃和1000s-1的剪切速率下的粘度η2为200mPa·s至1000mPa·s；
(iii)在25℃和0.1s-1的剪切速率下的粘度η3为20000mPa·s至200000mPa·s；
(iv)在25℃和1000s-1的剪切速率下的粘度η4为200mPa·s至1000mPa·s；
(v)在0.1s-1的剪切速率下的温度变化率(5℃/25℃)η1/η3为1.5至5.0；
(vi)在1000s-1的剪切速率下的温度变化率(5℃/25℃)η2/η4为0.85至2.0；
(vii)在25℃下的触变比η3/η4为50至1000；和
(viii)在5℃下的触变比η1/η2为100至1000。
条目2.根据条目1的组合物，其中，基于所述涂膜去除剂组合物的总量，所述具有芳香族基团的醇和所述具有芳香族基团的醚的总和为30质量％至85质量％。
条目3.根据条目1或2的组合物，其中，所述纤维素衍生物是选自甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、丁基纤维素和丙基纤维素中的至少一种。
条目4.根据条目1至3中任一项的组合物，其中，基于所述总量，所述纤维素衍生物的量为0.8质量％至3质量％。
条目5.一种用于去除涂膜的方法，包括将根据条目1至4中任一项的涂膜去除剂组合物施涂到涂膜上，以及去除涂膜。
本发明还包括以下实施例。
条目A.一种用于去除涂膜的组合物，所述组合物包含水、具有芳香族基团的醇、具有芳香族基团的醚和至少一种纤维素衍生物；
所述组合物具有5至9的pH且满足以下(i)至(viii)的全部：
(i)在5℃和0.1s-1的剪切速率下的粘度η1为80000mPa·s至500000mPa·s；
(ii)在5℃和1000s-1的剪切速率下的粘度η2为200mPa·s至1000mPa·s；
(iii)在25℃和0.1s-1的剪切速率下的粘度η3为20000mPa·s至200000mPa·s；
(iv)在25℃和1000s-1的剪切速率下的粘度η4为200mPa·s至1000mPa·s；
(v)在0.1s-1的剪切速率下的温度变化率(5℃/25℃)η1/η3为1.5至5.0；
(vi)在1000s-1的剪切速率下的温度变化率(5℃/25℃)η2/η4为0.85至2.0；
(vii)在25℃下的触变比η3/η4为50至1000；和
(viii)在5℃下的触变比η1/η2为100至1000。
条目B.以下组合物作为涂膜去除剂的用途：
所述组合物包含水、具有芳香族基团的醇、具有芳香族基团的醚和至少一种纤维素衍生物；
所述组合物具有5至9的pH且满足以下(i)至(viii)的全部：
(i)在5℃和0.1s-1的剪切速率下的粘度η1为80000mPa·s至500000mPa·s；
(ii)在5℃和1000s-1的剪切速率下的粘度η2为200mPa·s至1000mPa·s；
(iii)在25℃和0.1s-1的剪切速率下的粘度η3为20000mPa·s至200000mPa·s；
(iv)在25℃和1000s-1的剪切速率下的粘度η4为200mPa·s至1000mPa·s；
(v)在0.1s-1的剪切速率下的温度变化率(5℃/25℃)η1/η3为1.5至5.0；
(vi)在1000s-1的剪切速率下的温度变化率(5℃/25℃)η2/η4为0.85至2.0；
(vii)在25℃下的触变比η3/η4为50至1000；和
(viii)在5℃下的触变比η1/η2为100至1000。
条目C.以下组合物用于生产涂膜去除剂的用途：
所述组合物包含水、具有芳香族基团的醇、具有芳香族基团的醚和至少一种纤维素衍生物；
所述组合物具有5至9的pH且满足以下(i)至(viii)的全部：
(i)在5℃和0.1s-1的剪切速率下的粘度η1为80000mPa·s至500000mPa·s；
(ii)在5℃和1000s-1的剪切速率下的粘度η2为200mPa·s至1000mPa·s；
(iii)在25℃和0.1s-1的剪切速率下的粘度η3为20000mPa·s至200000mPa·s；
(iv)在25℃和1000s-1的剪切速率下的粘度η4为200mPa·s至1000mPa·s；
(v)在0.1s-1的剪切速率下的温度变化率(5℃/25℃)η1/η3为1.5至5.0；
(vi)在1000s-1的剪切速率下的温度变化率(5℃/25℃)η2/η4为0.85至2.0；
(vii)在25℃下的触变比η3/η4为50至1000；和
(viii)在5℃下的触变比η1/η2为100至1000。
本发明的有益效果
本发明的涂膜去除剂组合物具有优异的涂膜去除性能，并且由于其中所含的水而可以大大降低着火的危险。此外，该组合物中使用的纤维素衍生物除了具有乳化性能外，还具有改善粘度的作用；因此，该组合物在施涂后不容易流下。此外，由于该组合物在其渗透通过涂膜后在施涂表面上形成膜，因此防止了组合物干燥，从而减少了去除时间。
具体实施方式
本发明的涂膜去除剂组合物是乳液组合物，优选为油包水型乳液组合物，其包含(i)水、(ii)构成油相的具有芳香族基团的醇和具有芳香族基团的醚、和(iii)具有乳化和增稠作用的纤维素衍生物。
在本发明中，已经进行了各种研究以改善低温下的水基涂膜去除剂的去除性能。本发明人发现，当将具有芳香族基团的醚添加到具有芳香族基团的醇中时，低温下的去除性能得到改善，其中具有芳香族基团的醇被用作在大约中性pH(即5至9的pH)下的主要溶剂。还发现即使添加通常用于溶剂型涂膜去除剂中的N-甲基-2-吡咯烷酮、二元酸酯的混合物或酮基溶剂代替上述芳香族化合物醚基溶剂，去除性能，特别是在低温下的去除性能，也没有得到改善。发现具有以下优选粘度范围的涂膜去除剂组合物在用刷子、滚筒、无气喷涂器等的情况下具有优异的作业性能，并且在施涂到竖直表面后不会流下来而是保持试剂。然而由于要被添加用以溶解诸如石蜡的蜡的芳香烃溶剂或萜烯会抑制粘度增加，并且诸如氨的碱会水解纤维素衍生物，因此使用上述材料的涂膜去除剂组合物具有超出优选的粘度范围的粘度。
本发明的涂膜去除剂组合物满足以下所有条件(i)至(viii)：
(i)在5℃和0.1s-1的剪切速率下的粘度η1为80000mPa·s至500000mPa·s，优选100000mPa·s至400000mPa·s，更优选150000mPa·s至300000mPa·s；
(ii)在5℃和1000s-1的剪切速率下的粘度η2为200mPa·s至1000mPa·s，优选250mPa·s至700mPa·s，更优选300mPa·s至600mPa·s；
(iii)在25℃和0.1s-1的剪切速率下的粘度η3为20000mPa·s至200000mPa·s，优选30000mPa·s至150000mPa·s，更优选35000mPa·s至100000mPa·s；
(iv)在25℃和1000s-1的剪切速率下的粘度η4为200mPa·s至1000mPa·s，优选250mPa·s至700mPa·s，更优选300mPa·s至600mPa·s；
(v)在0.1s-1的剪切速率下的温度变化率(5℃/25℃)η1/η3为1.5至5.0，优选1.5至4.0，更优选1.7至3.5；
(vi)在1000s-1的剪切速率下粘度的温度变化率(5℃/25℃)η2/η4为0.85至2.0，优选0.85至1.5，更优选0.9至1.2；
(vii)在25℃下的触变比η3/η4为50至1000，优选100至700，更优选150至500；和
(viii)在5℃下的触变比η1/η2为100至1000，优选200至800，更优选400至700。
当粘度、粘度的温度变化率(5℃/25℃)和触变比在上述范围内时，涂膜去除剂组合物在可以施涂涂膜去除剂的温度范围内施涂后不会流下，从而确保优异的施涂作业性能。可以施涂涂膜去除剂的温度范围是例如-5℃至50℃，并且优选是0℃至40℃。本发明的涂膜去除剂可以适合在冬天的低温范围和夏天的高温范围之间的温度范围内使用。
具有芳香族基团的醇不包含酚羟基。具有芳香族基团的醇的实例包括苯甲醇、2-苯乙醇、1-苯乙醇、2-苯氧基乙醇和2-苯氧基丙醇。在一个优选的实施方案中，具有芳香族基团的醇是油相的主要成分。可以仅使用一种具有芳香族基团的醇，或者可以组合使用两种或更多种具有芳香族基团的醇。
具有芳香族基团的醚的实例包括：烷氧基苯，诸如苯甲醚(甲氧基苯)、乙氧基苯、丙氧基苯和丁氧基苯；1,2-亚甲二氧基苯；1,2-乙烯基二氧苯；二苯醚；和二苄醚。然而，这些实例不包含对应于具有上述芳香族基团的醇的化合物。可以仅使用一种具有芳香族基团的醚，或者可以组合使用两种以上具有芳香族基团的醚。通过掺入具有芳香族基团的醚，可以提高涂膜在低温下的去除性能。尽管这些具有芳香族基团的醚具有低的闪点，但是它们形成为水基组合物，这可以降低着火的风险。
用于本发明的纤维素衍生物的实例包括：烷基醚化纤维素，诸如甲基纤维素、乙基纤维素、丁基纤维素和丙基纤维素；羟烷基醚化纤维素，诸如羟丙基纤维素、羟乙基纤维素和羟丙基甲基纤维素；等等。烷基醚化纤维素和羟烷基醚化纤维素中的烷基的实例包括直链或支链C1-6烷基。可以仅单独使用一种纤维素衍生物，也可以组合使用两种以上纤维素衍生物。
基于涂膜去除剂组合物的总量，具有芳香族基团的醇的量优选为20质量％至70质量％，并且更优选为30质量％至60质量％。
基于涂膜去除剂组合物的总量，具有芳香族基团的醚的量优选为5质量％至30质量％，并且更优选为5质量％至20质量％。
基于涂膜去除剂组合物的总量，具有芳香族基团的醇和具有芳香族基团的醚的质量之和优选为35质量％至80质量％，并且更优选为40质量％至70质量％。
(a)具有芳香族基团的醇与(b)具有芳香族基团的醚的质量比(a)/(b)优选为20:1，更优选为10:3。
基于涂膜去除剂组合物的总量，纤维素衍生物的量优选为0.8质量％至2.5质量％，并且更优选为1.0质量％至2.0质量％。当纤维素衍生物的量在上述范围内时，该组合物具有优异的乳化稳定性和粘度。
基于涂膜去除剂的总量，水的量优选为10质量％至60质量％，并且更优选为25质量％至55质量％。
在本发明中，可以仅单独使用一种纤维素衍生物，或者可以组合使用两种以上纤维素衍生物。每个温度和每个剪切速率下的粘度都可以用流变仪测量。可以基于在每个温度和每个剪切速率下测得的粘度来计算触变比和粘度变化率。
本发明的涂膜去除剂组合物中所含的纤维素衍生物不被水解的pH范围为约5至9，优选为约5至8，更优选为约6至8。因此，不希望向本发明的涂膜去除剂组合物添加诸如氨的胺类、诸如碱金属氢氧化物的碱性化合物，以及诸如有机酸和无机酸的酸性化合物。
诸如噻唑啉的防腐剂、诸如固体石蜡的蒸发抑制剂、诸如乙二胺四乙酸的螯合剂和诸如脂肪酸酰胺的流变控制剂可以适当地添加到本发明的涂膜去除剂组合物中。
被施涂本发明的涂膜去除剂组合物的对象包括：诸如公路桥梁的钢结构的涂膜；以及诸如外墙的建筑表面的涂膜。本发明的涂膜去除剂组合物可用于去除主要包含三聚氰胺、丙烯酸、邻苯二甲酸、漆、氯化橡胶、尿烷、环氧树脂或氟树脂的涂膜。
本发明的涂膜去除剂组合物的施涂量优选为约0.5kg/m2至2kg/m2，更优选为约0.5kg/m2至1kg/m2。例如，本发明的涂膜去除剂组合物可以施涂到涂膜上，并且可以在施涂后12至48小时，优选约16至24小时使用诸如刮刀的手动工具来去除涂膜。涂膜去除剂组合物在涂膜上的施涂可以通过使用喷雾器、滚筒、刷子等进行。将涂膜去除剂组合物施涂到涂膜上并在预定时间段后去除的步骤中的温度可以为例如-5℃至50℃，优选0℃至40℃。优选保持这样的温度，并且执行将涂膜去除剂组合物施涂到涂膜上和去除涂膜。
从被涂对象上去除涂膜。因此，通过将涂膜装在处理袋等中，可以容易地丢弃涂膜，因此不会散布有害物质。
实施例
下面参考实施例具体描述本发明。然而，本发明不限于这些实施例。
在下述实施例和比较例中，使用以下纤维素衍生物。
纤维素衍生物
Metolose 60SH-4000：信越化学工业株式会社生产的羟丙基甲基纤维素。
Metolose 90SH-4000：信越化学工业株式会社生产的羟丙基甲基纤维素。
实施例1至7和比较例1至5
乳化测试和粘度测量
根据表3中所示的比例制备实施例1至7和比较例1至5的涂膜去除剂组合物。在制备后24小时后通过目视检查确认液体状态，从而评价乳化状态(乳化评价)。评价标准如下。
A：保持乳白色。
C：液体经历层分离，并且是清澈透明的。
使用流变仪测量在实施例1至7和比较例1至5中获得的每种涂膜去除剂组合物的粘度。具体而言，使用由Anton Paar GmbH生产的MCR302流变仪根据JIS Z8803：2011来测量粘度。
此外，使用pH试纸测量实施例1至7和比较例1至5的每种涂膜去除剂组合物的pH。结果，在所有实施例中，pH均为7。
涂膜去除测试
将由此在乳化试验中制备的每种去除剂组合物施涂于两种测试板(涂覆物品A和涂覆物品B)，并使测试板在限定温度下静置。在经过预定时间后，用刮削器摩擦每个测试板的表面，以检查是否可以去除涂层。限定温度为5℃，预定时间为24小时。评价标准如下。
“涂覆物品A”表示“用于钢质公路桥梁的涂层和防腐手册”中描述的用途中的“一般环境中的一般外表面”的物品。“涂覆物品B”表示“用于钢质公路桥梁的涂层和防腐手册”中描述的用途中的“在稍微苛刻的腐蚀性环境中的一般外表面”的物品。
A：涂膜很容易被去除。
B：涂膜通过施加强力被去除。
C：涂膜未被去除。
涂覆物品A和涂覆物品B描述如下。所有涂料组合物均由关西涂料株式会社生产。
表1
涂覆物品A
Figure BDA0002944205430000101
表2
涂覆物品B
Figure BDA0002944205430000111
将表1或表2所示的涂料组合物依次施涂到用于一般结构的轧制钢板(SS400)的平板(0.3×210×300mm)上，以形成涂覆物品A和涂覆物品B的测试片。在用刷子将每种涂膜去除剂组合物施涂到所得涂膜上后，将每个测试片在5℃的恒温浴中静置24小时。之后，进行评估以检查是否可以去除涂膜。表3示出了结果。表4示出实施例1至7和比较例1至5中的在5℃和0.1s-1剪切速率下的粘度η1，在5℃和1000s-1剪切速率下的粘度η2，在25℃和0.1s-1剪切速率下的粘度η3，在25℃和1000s-1剪切速率下的粘度η4，在1000s-1剪切速率下的温度变化率η1/η3，在1000s-1剪切速率下的温度变化率η2/η4，在25℃下的触变比η3/η4，在5℃下的触变比η1/η2。
表3
Figure BDA0002944205430000121
表4
Figure BDA0002944205430000131

Claims (5)

1.一种涂膜去除剂组合物，包含水、具有芳香族基团的醇、具有芳香族基团的醚和至少一种纤维素衍生物；
所述涂膜去除剂组合物具有5至9的pH且满足以下(i)至(viii)中的全部：
(i)在5℃和0.1s-1的剪切速率下的粘度η1为80000mPa·s至500000mPa·s；
(ii)在5℃和1000s-1的剪切速率下的粘度η2为200mPa·s至1000mPa·s；
(iii)在25℃和0.1s-1的剪切速率下的粘度η3为20000mPa·s至200000mPa·s；
(iv)在25℃和1000s-1的剪切速率下的粘度η4为200mPa·s至1000mPa·s；
(v)在0.1s-1的剪切速率下的温度变化率η1/η3为1.5至5.0；
(vi)在1000s-1的剪切速率下的温度变化率η2/η4为0.85至2.0；
(vii)在25℃下的触变比η3/η4为50至1000；和
(viii)在5℃下的触变比η1/η2为100至1000。
2.根据权利要求1所述的组合物，其中，基于所述涂膜去除剂组合物的总量，所述具有芳香族基团的醇和所述具有芳香族基团的醚的总和为30质量％至85质量％。
3.根据权利要求1或2所述的组合物，其中，所述纤维素衍生物是选自甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、丁基纤维素和丙基纤维素中的至少一种。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的组合物，其中，基于所述总量，所述纤维素衍生物的量为0.8质量％至3质量％。
5.一种用于去除涂膜的方法，包括将根据权利要求1至4中任一项所述的涂膜去除剂组合物施涂到涂膜上，以及去除所述涂膜。
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