CN1149606A - 塑料表面涂料水性去漆方法及其去漆组合物 - Google Patents
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Abstract
使用包含特定醇类及硷类之去漆组合物水溶液将塑料表面涂料去除。去漆组合物水溶液先与表面有涂料之废塑料粉碎料混合搅拌再加热至60-130℃，本发明之方法去漆率高达约95％。再生料纯度高、物性，特别是耐冲击特性好。而且由于使用水性去漆组合物，符合环境保护及工业安全的要求。
Description
本发明系有关于一种塑料表面涂料去漆方法及所使用之去漆组合物，特别是有关于使用以特定醇类及硷的水溶液配方的去漆技术。
传统废塑料表面涂料去除之方法有压出过滤、有机溶剂去除、喷砂去漆法及低温去漆法等。
请参阅第1图。第1图为压出过滤法之示意图。其方法为在压出机中装入不同网目之过滤网，将塑料熔融通过滤网。由于涂料层不易熔融被阻绝于滤网外，达到过滤分离之效果。然而，此种方法由于滤网孔隙有限，且有些涂料也会熔融随着塑料一起通过滤网，使得再生料的品质无法提升为其缺点。
有机溶剂去漆方法，乃使用二氯甲烷、甲苯、二甲苯、二甲基甲酰胺、乙酸丁酯及市售之去漆剂来将塑料表面之涂料去除。然而这些有机溶剂除了会溶解涂料外，亦会侵蚀塑料，影响再生料之物性，而有机溶剂对于人体健康有很大危害。
喷砂去漆法乃喷砂于塑料表面以达去漆之效果。但由于塑料件之曲屈，凹凸不平，故只能小量操作，无法大量生产，故无法发挥废塑料回收再利用之经济效益。
低温去漆法是在液态氮低温(约-150℃)操作，其使得漆层的高分
子材料在Tg(玻璃转化温度)以下时，物性会变成脆化，只需少许外力施加，会使漆层脆化龟裂及脱落，然在含有漆层的塑料件上，两者皆属高分子材料，漆层及塑料件均易严重龟裂，故不合去漆要求。
有鉴于以上已知技术之缺点，本发明之目的是要提供一种塑料表面涂料之水性去漆方法及所使用的去漆组合物。利用这种水性去漆方法及去漆组合物可解决以上已知技术所遭遇之问题及缺点。
为了达成上述本发明之目的，本发明之塑料表面涂料去除技术是使用包括40-90wt％选自甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、仲丁醇、及叔丁醇及其混合物的醇类及少于10wt％选自氢氧化钾、氢氧化钠、氨水的硷类水性去漆组合物。
此水性去漆组合物先与表面具有涂料之塑料粉碎料搅拌混合，然后再加热至60-130℃以将塑料粉碎料上之涂料去除。通常塑料粉碎料之用量为去漆组合物之20-60重量％。与塑料粉碎料分离之涂料水性去漆组合物以及塑料粉碎料再利用例如过滤之方法作固液分离。分离后之塑料碎料经水洗、干燥、或再压出造粒即可使用。而水性去漆组合物则可通过例如蒸馏方法回收再使用。
依照本发明之一特征，本发明之方法特别适用于将在ABS、PP、PE、PS及PVC塑料表面上之氨基甲酸乙酯-丙烯酸系及纤维素系涂料去除。
依照本发明之另一特征，涂料已经去除之塑料经过滤、水洗、干燥等制程，可经压出造粒过程或直接包装为再生塑料粒。若塑料颗粒的尺寸小于5mm，可省去压出造粒的过程，直接包装成再生塑料粒。若大于5mm则需要压出造粒为更小尺寸的再生塑料粒，以便于射出成形等后段加工的操作。
依照本发明之又一特征，由于塑料本身与水性去漆剂不会相容，在本发明中适当的去漆操作条件下，去漆剂不会侵蚀攻击塑料，而且不经压出造粒再一次的热处理，故能维持一定的物性品质；再生塑料粒可单独使用或与新料掺配使用，皆可达到预期目标，提升再生料的就用层次。
依照本发明之再一特征，醇类可经蒸馏纯化制程，再生重覆合作，达到经济效益，涂料污泥经化学分析无毒性物质析出，可依一般废弃物掩埋处理，其量少，仅为原塑料重量之2％。
以下通过实施例及附图详细说明本发明，但这些实施例之目的只为例示本发明而并非用来限定本发明之范围。附图的简单说明
图1为已知技术压出过滤法之示意图；
图2为本发明之化学去漆法之原理示意图；
图3为本发明之水性去漆法之详细流程图；以及
图4为本发明之去漆及配料简单流程图。
现请参阅图2。依照本发明，当表面具有涂料之塑料，例如回收保险杆浸渍于本发明之水性去漆组合物中时，首先涂料面漆会分解并分散于溶液中，接着涂料底漆亦分解、分散于溶液中而能达到塑料与涂料充分分离之效果。
再请参阅第3图。表面具有涂料之粉碎塑料粒先送至反应槽1加入本发明之去漆剂，经搅拌步骤2后经加热步骤3加热至60-130℃以将塑料粒表面之涂料溶解分散在去漆剂之中。之后经冷却步骤4冷却至室温后作固液分离5。固液分离5可用过滤法。分离出之固体粉碎塑料粒经水洗步骤6、干燥步骤7及包装8后即为成品9，可经压出造粒过程或直接包装为再生塑料粒。
固液分离后之滤液51为去漆剂以及溶解出之涂料的混合物。此滤液51先经搅拌步骤52，加热步骤53后蒸馏54。蒸馏回收之去漆剂55回收至反应槽1再使用。蒸馏之残渣541再经过滤步骤542。过滤出的污泥546经固化547后作掩埋处理。而滤液543则再经中和步骤544排放之。
以下藉由实施例详细叙述本发明。
实施例1
以重量比：水45.0％，甲醇500％及氢氧化钾5.0％的比率调配出去漆组合物。
将机车上的ABS塑料外壳粉碎(其上附着的涂料为氨基甲酸乙酯-丙烯酸系涂料)并与去漆组合物混合。混合比率为去漆组合物100重量份，ABS塑料废料25-50重量份。
将所得混合物在65-75℃和搅拌速度30-120rpm下搅拌4-8小时，并依照图3之流程得到去除涂料的ABS塑料再生料。
去漆率(％)以热分解气相色层分析测试，结果示于表1。而ABS塑料再生料之物性(拉力强度、伸长率、抗折强度、抗折弹性系数、耐冲击强度及热变形温度)依照ASTM测试，测试结果示于表1。
实施例2
以重量比：水45.0％，乙醇50.0％及氢氧化钾5.0％的比率调配出去漆组合物。
将汽车上的PP塑料保险杆粉碎(其上附着的涂料为纤维素系涂料)并与去漆组合物混合。混合比率为去漆组合物100重量份，PP塑料废料25-50重量份。
将所得的混合物在75-85℃温度和搅拌速度30-120rpm下搅拌4-8小时，并依照图3之流程得到去除涂料的PP塑料再生料。
去漆率(％)以热分解气相色层分析测，结果示于表2。而PP塑料再生料的物性(拉力强度、伸长率、抗折强试、抗折弹性系数、耐冲击强度及热变形温度)依照ASTM测试，测试结果示于表2。
实施例3
以重量比：水35.0％，正丙醇60.0％及氨水5.0％的比率调配出去漆组合物。
将机车上的ABS塑料外壳粉碎(其上附着的涂料为氨基甲酸乙酯-丙烯酸系涂料)并与去漆组合物混合。混合比率为去漆组合物100重量份，ABS塑料废料25-50重量份。
将所得的混合物在95-105℃温度和搅拌速度30-120rpm下搅拌4-8小时，并依照图3之流程得到去除涂料的ABS塑料再生料。
去漆率(％)以热裂解气相色层分析测试，结果示于表1。而ABS塑料再生料的物性(拉力强度、伸长率、抗折强度、抗折弹性系数、耐冲击强度及热变形温度)依照ASTM测试，测试结果示于表1。
实施例4
以重量比：水25.0％，异丙醇70.0％及氢氧化钠5.0％的比率调配出去漆组合物。
将汽车上的PP塑料保险杆粉碎(其上附着的涂料为纤维素涂料)并与去漆组合物混合。混合比率为去漆组合物100重量份，PP塑料废料25-50重量份。
将所得混合物在80-90℃温度和搅拌速度30-120rpm下搅拌4-8小时，并依照图3之流程得到去除涂料的ABS塑料再生料。
去漆率(％)以热分解气相色层分析测试，结果示于表2。而ABS塑料再生料之物性(拉力强度、伸长率、抗折强度、抗折弹性系数、耐冲击强度及热变形温度)依照ASTM测试，测试结果示于表2。
实施例5
以重量比：水25.0％，正丙醇70.0％及氢氧化钾5.0％的比率调配出去漆组合物。
将机车上的ABS塑料外壳粉碎(其上附著的涂料为氨基甲酸乙酯-丙烯酸系涂料)并与去漆组合物混合。混合比率为去漆组合物100重量份，ABS塑料废料25-50重量份。
将所得混合物在115-125℃温度和搅拌速度30-120rpm下搅拌4-8小时，并依照图3之流程得到去涂料的ABS塑料再生料。
去漆率(％)以热分解气相色层分析测试，结果示于表1。而ABS塑料再生料之物性(拉力强度、伸长率、抗折强度、抗折弹性系数、耐冲击强度及热变形温度)依照ASTM测试，测试结果示于表1。
实施例6
以重量比：水15.0％，仲丁醇80.0％及氢氧化钠5.0％的比率调配出去漆组合物。
将汽车上的PP塑料保险杆粉碎(其上附着的涂料为纤维素涂料)并与去漆组合物混合。混合比率为去漆组合物100重量份，PP塑料废料25-50重量份。
将所得混合物在95-105℃温度和搅拌速度30-120rpm下搅拌8-16小时，并依照图3之流程得到去除涂料的ABS塑料再生料。
去漆率(％)以热分解气相色层分析测试，结果示于表2。而ABS塑料再生料之物性(拉力强度、伸长率、抗折强度、抗折弹性系数、耐冲击强度及热变形温度)依照ASTM测试，测试结果示于表2。
实施例7
以重量比：水15.0％，叔丁醇50.0％及氨水5.0％的比率调配出去漆组合物。
将机车上的ABS塑料外壳粉碎(其上附着的涂料为氨基甲酸乙酯-丙烯酸系涂料)并与去漆组合物混合。混合比率为去漆组合物100重量份，ABS塑料废料25-50重量份。
将所得混合物在80-90℃温度和搅拌速度30-120rpm下搅拌8-16小时，并依照图3之流程得到去除涂料的ABS塑料再生料。
去漆率(％)以热分解气相色层分析测试，结果示于表1。而ABS塑料再生料的物性(拉力强度、伸长率、抗折强度、抗折弹性系数、耐冲击强度及热变形温度)依照ASTM测试，测试结果示于表1。
表1压出过滤及水性去漆的废ABS塑料物性比较
*热裂解气相色层分析
| 新料 | 压出过滤 | 水性去漆实例(1) | 实例(3) | 实例(5) | 实例(7) | 测试方法 | |
| 拉力强度(Y.P.)kgf/cm2 | 380 | 340.5 | 361.5 | 368.5 | 366.8 | 364.8 | ASTMD 638 |
| 拉力强度(B.P.)kgf/cm2 | 327.4 | 308.5 | 314.9 | 306.8 | 329.7 | 312.3 | ASTMD 638 |
| 伸长率％ | 11.8 | 3.8 | 5.8 | 5.5 | 5.2 | 5.9 | ASTD638 |
| 抗折强度kgf/cm2 | 625 | 586 | 630 | 610 | 620 | 615 | ASTD790 |
| 抗折弹性系数kgf/cm2 | 21350 | 20549 | 20970 | 20900 | 20640 | 20530 | ASTMD 790 |
| 耐冲击强度fi-lb/in | 4.9 | 1.7 | 3.5 | 3.6 | 3.4 | 3.5 | ASTMD 256 |
| 热变形温度(HDT)℃ | 84 | 85.5 | 85 | 86 | 86 | 85.5 | ASTMD 648 |
| 去漆率％ | 62 | 95 | 96 | 94 | 95 | PGC* |
表2压出过滤及水性去漆的废PP塑料再生物性比较
| 新料 | 压出过滤 | 实例(2) | 实例(4) | 实例(6) | 测试方法 | |
| 拉力强度(Yield point)kg/cm2 | 272 | 240 | 265 | 250 | 240 | ASTM 7638 |
| 拉力强度(Break point)kgf/cm2 | 188 | 150 | 176 | 165 | 160 | ASTM 7638 |
| 伸长率％ | 600 | 45 | 50 | 50 | 50 | ASTM 7638 |
| 抗折强度kgf/cm2 | 353 | 303 | 320 | 318 | 308 | ASTM D 790 |
| 抗折弹性系数kgf/cm2 | 11470 | 10080 | 11350 | 10750 | 10650 | ASTM D 790 |
| 耐冲击强度ft-lb/in | 1.52 | 0.85 | 1.42 | 1.32 | 1.30 | ASTM D 256 |
| 热变形温度(HDT)℃ | 86 | 86.5 | 86 | 87 | 86 | ASTM D 256 |
| 去漆率％ | 65 | 98 | 98 | 98 | PGC* |
*热裂解气相色层分析
将本发明中去漆后的塑料料与传统的压出过滤去漆的塑料料作一比较(如表一及表二所示)。水性去漆的ABS比压出过滤的ABS的物性较佳，尤其耐冲击强度；PP的情况亦然，尤其是PP的去漆效果比ABS更佳，这是因为PP材料本身不具有极性的官能基，与漆类的接着能力较差所致。
将以上实施例中的去漆后的塑料，经过水洗、干燥等过程。若粉碎料的颗粒尺寸大于5mm，需经过压出造粒，以便后段的配料及射出加工等制程。粉碎料的颗粒尺寸本就小于5mm，即可不经压出造粒制程，直接进入配料及射出加工等制程(如第四图所示)。
Claims (10)
1.一种将塑料表面涂料去除的水性去漆方法，包括以下步骤：
(a)将表面具有涂料的塑料粉碎料与一水性去漆组合物混合，其中
该水性去漆组合物包括40-90wt％选自甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、仲丁醇、及叔丁醇或其混合物的醇类以及少于10wt％选自氢氧化钾、氢氧化钠、氨水的硷类，而且该塑料粉碎料的量为水性去漆组合物的20-60重量百分比；
(b)将该塑料粉碎料与水性去漆组合物之混合物加热至60-130℃以将塑料粉碎料上的涂料去除。
2.如权利要求1的去漆方法，另包括以下步骤：
(c)将已去除涂料之塑料粉碎料与水性去漆组合物及涂料作固液分离；之后
(d)回收水性去漆组合物。
3.如权利要求1的去漆方法，其中该塑料粉碎料选自ABS(丙烯、丁二烯、苯乙烯共聚体)、PP(聚乙烯)、PS(聚苯乙烯)及PVC(聚氯乙烯)。
4.如权利要求1的去漆方法，其中该塑料粉碎料上附着的涂料为氨基甲酸乙酯-丙烯酸系涂料及纤维素系涂料。
5.如权利要求1的去漆方法，其中硷类之重量比小于10wt％。
6.如权利要求1的去漆方法，其中该塑料粉碎料之量组为水性去漆组合物的25-50重量％。
7.如权利要求2的去漆方法，其中固液分离之方法为过滤。
8.如权利要求2的去漆方法，其中通过蒸馏回收水性共聚组合物。
9.一种用于将塑料表面涂料去除的水性去漆组合物包括：
(a)40-90wt％选自甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、仲丁醇及叔丁醇或其混合物的醇类。
(b)少于10wt％选自氢氧化钾、氢氧化钠及氨水的硷类。
10.如权利要求9的水性去漆组合物，它是适用于将附着在选自ABS(丙烯腈、丁二烯、苯乙烯共聚物)、PP(聚丙烯)、PE(聚乙烯)、PS(聚苯乙烯)及PVC(聚氯乙烯)上之氨基甲酸乙酯-丙烯酸系涂料及纤维素系涂料去除。
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