CN117105373A - 漆雾絮凝剂及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明属于漆雾絮凝剂生产技术领域，具体涉及漆雾絮凝剂及其制备方法和应用。现有漆雾絮凝剂絮凝效果、去除COD、防腐和防锈效果差，因此，本发明提供一种漆雾絮凝剂，其原料成分包括A剂和B剂；其中，按重量份计，A剂包括1~5份氨基化合物、1~5份醛类化合物、30~60份膨润土、10~20份聚合氯化铝；B剂包括0.5~1.5份聚丙烯酰胺、0.3~1份杀菌剂、20~40份防锈添加剂、2~6份消泡剂；所述A剂和B剂均包括300份水。本发明还提供所述漆雾絮凝剂的制备方法及应用。本发明絮凝剂用于废水中漆雾去除率＞95%，且能降低SS固体悬浮物，同时降低55%以上的COD，能广泛用于处理废水中的油漆。

Description

漆雾絮凝剂及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于漆雾絮凝剂生产技术领域，具体涉及漆雾絮凝剂及其制备方法和应用。

背景技术

在涂装作业中，大约有20~60%的油漆没有附着到工件表面，这部分漆称之为过喷漆。过喷漆形成漆雾弥散在涂装车间，严重影响车间操作环境和工人身体健康。所以涂装行业常常采用喷漆室循环水系统来捕捉漆雾，但被捕捉的漆雾具有粘性，容易附着到管道，水槽，水泵等位置，久而久之会影响整个水循环漆雾捕捉系统的稳定运行。循环水中含有较高浓度油漆成分，其中包含树脂、有机溶剂、填料（固体颗粒物）等物质。该循环水属于高浓度的有机废水，不能直接排放，如果不及时分离掉循环水中的油漆成分，水质易腐败，且对循环水后续的使用造成影响，使循环水对漆雾的捕捉效率降低，并缩短循环水的使用周期。

为了循环水漆雾捕捉系统更稳定的运行，过喷漆必须从循环水中分离出来。通常采用油漆絮凝技术对循环水进行处理，降低废水中的油漆成分含量。现有的油漆絮凝剂一般分为凝剂A、B剂，利用物理和化学的方法对含油漆的废水絮凝，A剂（分解、破粘）和B剂（凝聚、上浮或沉淀）搭配使用，有着不同的特点以及不同的作用，油漆絮凝剂A剂对于喷漆废水中的漆雾有着吸附、分解的作用，分解后的漆雾没有粘性。而油漆絮凝剂B剂则对于分解后的漆渣有着凝聚的作用。循环水经油漆絮凝剂处理后，就可以经人工捞渣或刮渣机将浮于水面上的漆打捞出去，维持循环水的正常运行。

然而，现有的絮凝剂存在以下缺点：1）絮凝效果：絮凝效果能达到95%以上的很少；且絮凝出来的漆渣不能保证消粘效果，给刮渣或打捞带来难度。2）未考虑到去除COD：只关注到将油漆絮凝捞渣出来，没考虑到降低循环水中的COD。油漆中含有大量的有机溶剂，例如醋酸丁酯、二甲苯，很多油漆中还含有水溶性的有机成分，例如溶纤剂二乙二醇丁醚，丙二醇丁醚等，这些成分都是造成循环水COD偏高的关键因素。现有的油漆絮凝剂主要将油漆中的树脂絮凝出来，其他成分依然存在于循环水中。3）未考虑到防腐：高COD的循环废水，长时间使用后容易腐败发臭，影响作业环境，缩短循环水使用周期。4）未考虑到防锈：很多油漆絮凝剂中含有大量的三价铁离子，钠离子等，这些离子的存在会加速金属设备、管道、泵阀的锈蚀。

因此，基于现有絮凝剂的缺点，亟需开发一种絮凝效果更好、更环保、性能更高的漆雾絮凝剂以用于实际生产应用中。

发明内容

针对现有漆雾絮凝剂絮凝效果差、未考虑到去除COD、防腐、防锈的技术问题，本发明提供一种新的漆雾絮凝剂及其制备方法和应用，该絮凝剂通过物理吸附去除循环水中的油漆，将其与水分离后打捞清理，使循环水变澄清透明，便于重复利用。

本发明首先提供漆雾絮凝剂，其原料成分包括A剂和B剂；

其中，按重量份计，A剂包括1~5份氨基化合物、1~5份醛类化合物、30~60份膨润土、10~20份聚合氯化铝；

按重量份计，B剂包括0.5~1.5份聚丙烯酰胺、0.3~1份杀菌剂、20~40份防锈添加剂、2~6份消泡剂；所述A剂和/或B剂还包括300份水。

其中，所述氨基化合物选自三聚氰胺或尿素中的至少一种。

其中，所述醛类化合物为甲醛。

其中，所述杀菌剂为异噻唑啉酮。

其中，所述防锈添加剂选自二乙醇胺或三乙醇胺中的至少一种。

其中，所述消泡剂为聚硅氧烷类消泡剂。

其中，所述聚丙烯酰胺的Mw为1200万~1800万。

其中，A剂与B剂体积比为：（3~8）：（2~5）。

其中，所述A剂是先将氨基化合物和醛类化合物溶于水中反应获得氨醛高分子聚合物，再加入膨润土、聚合氯化铝搅匀后获得。

其中，所述B剂是先将聚丙烯酰胺溶于水中，再依次加入杀菌剂、防锈添加剂、消泡剂，搅匀获得。

本发明还提供了上述漆雾絮凝剂的制备方法，包括以下步骤：

按A剂的原料配比，将氨基化合物和醛类化合物先在70~90℃水中混合溶解后，调节pH为2.5~4.0，反应1~3h，冷却至室温再依次加入膨润土、聚合氯化铝搅匀后，即得A剂；

按照B剂的原料配比，先将聚丙烯酰胺于40~50℃水中溶解后，冷却至室温，依次加入杀菌剂、防锈添加剂、消泡剂，搅匀，即得B剂。

优选地，制备A剂时，pH调节剂选自碳酸钠、碳酸氢钠、盐酸中的至少一种。

本发明还提供了上述漆雾絮凝剂在废水中的应用。

其中，所述应用中，先将A剂加入到pH值为7~9的废水中，搅匀后，再加入B剂搅匀，静置，即可；废水、A剂、B剂的体积比为500：（3~8）：（2~5）。

其中，所述A剂加入后搅拌时间为5~10min，所述B剂加入后搅拌时间为1~5min。

其中，所述废水含有油性漆或水性漆中至少一种。

其中，所述废水含有油漆体积量为0.01~1%。

有益效果：本发明提供一种新的漆雾絮凝剂及其制备方法和应用，本发明的漆雾絮凝剂的漆雾去除率大于95%，能高效吸附、包裹漆雾，形成漆渣，便于分离，防止了挂壁以及堵塞管道。同时，本发明漆雾絮凝剂兼容性高，能处理油性漆和水性的混合油漆，能应对各种复杂工况，解决现有技术难以同时处理油性漆和水性漆的难题。还能降低SS固体悬浮物，可以使循环水从浑浊状态变为澄清；降低55%以上的COD。

具体实施方式

本发明的漆雾絮凝剂提供A、B两种药剂。A剂为消粘剂，通过电中和作用消除漆雾的粘性；B剂为絮凝上浮剂，通过架桥作用将小颗粒絮凝出来，迅速上浮于液面，下层变澄清透明。其中A剂包括：氨基化合物和醛类反应而得的聚合物、膨润土、聚合氯化铝；B剂包含阳离子的聚丙烯酰胺、杀菌剂、防锈添加剂、消泡剂。

所述氨基化合物选自三聚氰胺或尿素中的至少一种。

所述醛类化合物为甲醛。

所述杀菌剂为异噻唑啉酮。

所述防锈添加剂选自二乙醇胺或三乙醇胺中的至少一种。

所述消泡剂为聚硅氧烷类消泡剂。

在本发明漆雾絮凝剂A剂中，采用三聚氰胺或尿素作为氨基化合物与醛类反应，是由于三聚氰胺和尿素是最常见的氨基化合物，也是合成氨基/醛树脂的重要原材料，这两种氨基化合物廉价易得，有利于节约成本。

在本发明漆雾絮凝剂A剂中，需要先将氨基化合物和醛类化合物先在水中混合溶解后反应，这是由于单独的氨基化合物和醛类化合物起不到电中和作用，不能消除循环水中油漆的粘性，在水中聚合后转变为脲醛树脂或三聚氰胺甲醛树脂，形成微颗粒树脂的悬浮液，提高消粘和电中和的效果。

在本发明漆雾絮凝剂A剂中，由膨润土、聚合氯化铝组成的捕集剂将消粘的漆雾和其他有机溶剂成分吸附捕集，并凝聚呈小颗粒，悬浮于水中。

在本发明漆雾絮凝剂B剂中，聚丙烯酰胺是高效的凝聚剂，用量少，效果好，对上述A剂形成的颗粒物凝聚效果好。聚丙烯酰胺溶液可形成网状结构，链间机械的缠结和氢键共同形成网状节点，将循环水中的细小颗粒物凝聚成大颗粒，方便形成大颗粒的沉淀或漂浮物。

在本发明漆雾絮凝剂B剂中，异噻唑啉酮作为杀菌剂好处在于异噻唑啉酮温和不刺激，非强氧化剂，与微生物接触后，能抑制其生长，导致微生物细胞的死亡，对常见细菌、真菌、藻类等具有很强的抑制和杀灭作用，与其他杀菌剂联合使用的效果也很好，具有较宽泛的pH值适应范围，可自然降解。异噻唑啉酮也是一种广谱杀菌剂，将其作为杀菌剂能提高杀菌效果和杀菌的范围，减少剂量、毒性低、成本低。

在本发明漆雾絮凝剂B剂中，二乙醇胺和三乙醇胺是重要的水性防锈添加剂，使用简单，不需要额外的合成，安全，配合使用，能产生协同效应，减少用量提高缓释效果，而现有的另外的一种重要的水性防锈添加剂——亚硝酸钠，则有较强的致癌性，安全性低。

在本发明漆雾絮凝剂B剂中，采用聚硅氧烷作为消泡剂，由于聚硅氧烷不易溶于水，因此，本发明实验优选采用聚硅氧烷类消泡剂，其是由聚硅氧烷、乳化剂、分散剂及稳定剂组成，它的优点在于能在较低浓度下保持很好的消抑泡效果，抑泡性能突出，在中高温、强碱条件下性能优良，在水中易分散且和起泡介质的相容性好，且聚硅氧烷类消泡剂廉价易得。

下面将结合实施例对本发明的方案进行解释。本领域技术人员将会理解，下面的实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。

其中，聚硅氧烷类消泡剂为佛山南海大田化学有限公司，型号为AT-190/AT-930。

实施例1

A剂：取300g水，加热至90℃，加入2g三聚氰胺，4g甲醛，充分搅拌溶解，用盐酸调节pH至3.0，继续反应2小时，自然冷却至室温，加入60g膨润土，20g聚合氯化铝，搅拌均匀，即得A剂；

B剂：取300g水，加热至50℃，加入聚丙烯酰胺1.5g，搅拌1小时，充分溶解，冷却至室温，依次加入杀菌剂1g异噻唑啉酮，20g三乙醇胺，20g二乙醇胺，6g聚硅氧烷类消泡剂，搅拌1小时，即得B剂。

实施例2

A剂：取300g水，加热至90℃，加入2g三聚氰胺，4g甲醛，充分搅拌溶解，用盐酸调节pH至3.0，继续反应2小时，自然冷却至室温，加入40g膨润土，15g聚合氯化铝，搅拌均匀，即得A剂；

B剂：取300g水，加热至50℃，加入聚丙烯酰胺1.5g，搅拌1小时，充分溶解，冷却至室温，依次加入杀菌剂1g异噻唑啉酮，40g三乙醇胺，4g聚硅氧烷类消泡剂，搅拌1小时，即得B剂。

实施例3

A剂：取300g水，加热至80℃，加入4g尿素，2g甲醛，充分搅拌溶解，用盐酸调节pH至3.0，继续反应2小时，自然冷却至室温，加入60g膨润土，20g聚合氯化铝，搅拌均匀，即得A剂；

B剂：取300g水，加热至50℃，加入聚丙烯酰胺1g，搅拌1小时，充分溶解，冷却至室温，依次加入杀菌剂1g异噻唑啉酮，30g三乙醇胺，2g聚硅氧烷类消泡剂，搅拌1小时，即得B剂。

实施例4

A剂：取300g水，加热至80℃，加入4g尿素，2g甲醛，充分搅拌溶解，用盐酸调节pH至3.0，继续反应2小时，自然冷却至室温，加入40g膨润土，15g聚合氯化铝，搅拌均匀，即得A剂；

B剂：取300g水，加热至50℃，加入聚丙烯酰胺1g，搅拌1小时，充分溶解，冷却至室温，依次加入杀菌剂1g异噻唑啉酮，20g三乙醇胺，2g聚硅氧烷类消泡剂，搅拌1小时，即得B剂。

对比例1

去除A剂中的膨润土和聚合氯化铝，其余组分、操作步骤与实施例1相同。对比例1制备的絮凝剂可以正常将废水中的油漆凝聚出来，但是不能去除废水中的COD。如果只去除A剂中的膨润土，保留聚合氯化铝，COD去除效果会明显下降，COD去除率只有实施例1的20~30%。

对比例2

去除B剂中的聚丙烯酰胺，其余组分和操作步骤与实施例1相同，将完成不了油漆絮凝的过程。

对比例3

A剂中的氨基化合物和醛聚合而成的线性氨醛高分子聚合物，具有很强的电中和性，能快速的中和油漆粒子的电荷，使油漆失去粘性。相比较常见的硅酸钠，硫酸铝钾，铝硅酸盐等无机成分，氨醛高分子聚合物的凝聚效果更好，用量更少。同等用量下，氨醛高分子聚合物是硅酸钠，硫酸铝钾，铝硅酸盐等无机成分油漆去除率2~3倍。

对比例4

将B剂中的聚丙烯酰胺替换成聚二甲基二丙烯基氯化铵或者聚(N,N-二甲基丙烯酰胺)，也可以取得较好的絮凝效果。但是综合考虑用量、成本、安全性、环保性，还是聚丙烯酰胺最合适。聚丙烯酰胺原料易得，价格便宜，价格只有聚二甲基二丙烯基氯化铵或者聚(N,N-二甲基丙烯酰胺)的50%左右，能降低成本。

试验例1

将上述制备的A剂和B剂用于油漆絮凝，具体方法为：取水500mL，加入油漆2mL，pH值调节到7~9，加入8mL A剂，搅拌5min，加入2mL B剂，搅拌1min，静置，油漆形成漆渣上浮。表1为采用不同实施例的A和B剂用于油漆絮凝的效果。

表1不同实施例的A、B剂应用结果

	油漆去除率	COD去除率	SS去除率
				实施例1	98.5%	61.3%	＞99%
实施例2	96.4%	57.4%	＞99%
				实施例3	97.2%	61.0%	＞99%
实施例4	95.7	56.8%	＞99%

Claims (10)

1.漆雾絮凝剂，其特征在于：其原料成分包括A剂和B剂；

其中，按重量份计，A剂包括1~5份氨基化合物、1~5份醛类化合物、30~60份膨润土、10~20份聚合氯化铝；

B剂包括0.5~1.5份聚丙烯酰胺、0.3~1份杀菌剂、20~40份防锈添加剂、2~6份消泡剂；所述A剂和B剂均包括300份水。

2.根据权利要求1所述的漆雾絮凝剂，其特征在于：所述氨基化合物选自三聚氰胺或尿素中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的漆雾絮凝剂，其特征在于：所述醛类化合物为甲醛。

4.根据权利要求1所述的漆雾絮凝剂，其特征在于：所述杀菌剂为异噻唑啉酮。

5.根据权利要求1所述的漆雾絮凝剂，其特征在于：所述防锈添加剂选自二乙醇胺或三乙醇胺中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的漆雾絮凝剂，其特征在于：所述消泡剂为聚硅氧烷类消泡剂。

7.权利要求1~6任一项所述漆雾絮凝剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

按A剂的原料配比，将氨基化合物和醛类化合物先在70~90℃水中混合溶解后，调节pH为2.5~4.0，反应1~3h后，冷却至室温，再依次加入膨润土、聚合氯化铝搅匀后，即得A剂；

按照B剂的原料配比，先将聚丙烯酰胺于40~50℃水中溶解后，冷却至室温，依次加入杀菌剂、防锈添加剂、消泡剂，搅匀，即得B剂。

8.权利要求1~6任一项所述漆雾絮凝剂在废水中的应用。

9.根据权利要求8所述应用，其特征在于：先将A剂加入到pH值为7~9的废水中，搅匀后，再加入B剂搅匀，静置，即可；其中，废水、A剂、B剂的体积比为500：（3~8）：（2~5）。

10.根据权利要求9所述应用，其特征在于：满足以下至少一项：

所述A剂加入后搅拌时间为5~10min，所述B剂加入后搅拌时间为1~5min；

所述废水含有油性漆或水性漆中至少一种；

所述废水含有油漆体积量为0.01~1%。