CN117701057B - 一种清除金属表面油漆层的清洗剂及其生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种清除金属表面油漆层的清洗剂及其生产工艺，属于清洗剂技术领域。该清洗剂按照重量百分比计包括：脱漆助剂6.5‑9wt％、表面活性剂8‑10wt％、螯合剂0.7‑0.9wt％、渗透剂0.14‑0.18wt％、缓冲剂0.5‑0.6wt％和香蕉水7‑10wt％，余量为去离子水；在处理漆层的过程中，香蕉水优先对漆膜进行微溶解，破坏表层致密结构，脱漆助剂分子端部含酯的支状烷烃链在水剂中易附着在溶解层，对漆层进行溶胀，降低漆层和基底的结合性能，并伴随着香蕉水的不断侵蚀，使得漆层脱落，脱漆助剂分子端支状结构和中部聚醚段形成模板作用，将脱离的漆层呈片状带出至清洗剂中，利于对清洗剂后处理再生。
Description
技术领域
本发明属于清洗剂技术领域，具体地，涉及一种清除金属表面油漆层的清洗剂及其生产工艺。
背景技术
油漆是一种能牢固覆盖在物体表面混合物涂料，可对物体起到保护、装饰、标志和其他特殊用途，特别在金属制品中，绝大多数都采用油漆进行防腐防护，但是在金属制品回收再利用时，油漆作为杂质影响金属材料的回收质量，需要进行脱漆处理；
传统脱漆方法采用火烧，产生大量的污染气体，机械脱漆残漆较多，现有技术中主要采用化学脱漆，主要采用有机溶剂对漆层进行溶解达到脱漆效果，该类有机溶剂由醇类、芳烃、酮类和醚类等溶剂组合而成，如中国专利申请201410556218.5，公开一种香蕉水油漆清洗剂，以香蕉水为溶解剂对漆层溶解，脱漆效率高；但是，该类脱漆清洗剂是通过将漆层溶解分散到介质中，脱落的漆层难以从清洗剂中脱出，造成清洗剂的后处理难度大。
发明内容
为了解决背景技术中提到的技术问题，本发明的目的在于提供一种清除金属表面油漆层的清洗剂及其生产工艺。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种清除金属表面油漆层的清洗剂，按照重量百分比计包括：
脱漆助剂6.5-9wt％、表面活性剂8-10wt％、螯合剂0.7-0.9wt％、渗透剂0.14-0.18wt％、缓冲剂0.5-0.6wt％和香蕉水7-10wt％，余量为去离子水；
所述脱漆助剂由以下方法制备：
步骤A1：向四氢呋喃中复配二甲基乙酰胺混匀，通入氮气保护，加入聚醚胺和氯乙酸乙烯酯混合，升温至55-65℃，施加120-180rpm机械搅拌，缓慢加入三乙胺，完全加入后继续恒温搅拌反应，控制三乙胺总加入反应时间为1.5-2.2h，反应结束旋蒸脱除四氢呋喃，冷却后对旋蒸底物水洗、真空干燥，得到中间体；
进一步地，聚醚胺的氨基含量、氯乙酸乙烯酯、三乙胺、二甲基乙酰胺和四氢呋喃的用量比为0.1mol：0.202-0.205mol：10-15mL：30-40mL：80-100mL，三乙胺作为缚酸剂，缓慢加入避免酯结构水解，促进氯乙酸乙烯酯和聚醚胺的活性氨基取代反应，向聚醚胺的分子端部引入具有支状烯酯结构；
优选地，聚醚胺的数均分子量不高于500。
步骤A2：将中间体和乙酸乙酯混溶，再加入烷基硫醇和二甲基苯基膦混匀，水浴控制在35-45℃，施加60-90rpm机械搅拌以及200-280W/m2紫外辐照，恒温辐照搅拌反应3-4h，反应结束减压旋蒸脱除乙酸乙酯，得到脱漆助剂；
进一步地，中间体、烷基硫醇、二甲基苯基膦和乙酸乙酯的用量比为0.1mol：0.4mol：20-30mg：65-80mL，烷基硫醇中的活性基巯基与中间体分子中的不饱和双键点击反应，向端部接枝烷烃链修饰；
优选地，烷基硫醇的碳链长度为C5-C11。
进一步地，表面活性剂选自脂肪醇聚氧乙烯醚。
进一步地，螯合剂选自乙二胺四乙酸。
进一步地，渗透剂选自十二烷基苯磺酸钠。
进一步地，缓冲剂选自柠檬酸钠。
一种清除金属表面油漆层的清洗剂的生产工艺，具体操作为：将缓冲剂预溶于去离子水，再加入其余原料混匀，即制得清洗剂。
本发明的有益效果：
本发明对传统的溶剂型油漆清洗剂进行改良，采用自制脱漆助剂与香蕉水及其他助剂复配，该脱漆助剂由小分子的聚醚胺与氯乙酸乙烯酯取代反应，向聚醚胺分子的端部引入支状烯酯结构，再由烷基硫醇与端部引入的双键点击反应，引入烷烃链修饰；在处理漆层的过程中，香蕉水与漆膜大分子具有良好的相容性，优先对漆膜进行微溶解，破坏表层致密结构，脱漆助剂分子端部含酯的支状烷烃链在水剂中易附着在溶解层，对漆层进行溶胀，降低漆层和基底的结合性能，并伴随着香蕉水的不断侵蚀，使得漆层脱落，脱漆助剂分子端支状结构和中部聚醚段形成模板作用，将脱离的漆层呈片状带出至清洗剂中，利于对清洗剂后处理再生。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本实施例制备清除金属表面油漆层的清洗剂，具体实施过程如下：
1)制备脱漆助剂
步骤A1：取四氢呋喃和二甲基乙酰胺复配预混，通入氮气保护，加入聚醚胺(本实施例采用亨迈斯D230型原料)和氯乙酸乙烯酯混合，升温至55℃，施加120rpm机械搅拌，在50min内缓慢加入三乙胺，完全加入后继续恒温搅拌反应，控制三乙胺总加入反应时间为2.2h，反应中，聚醚胺的氨基含量、氯乙酸乙烯酯、三乙胺、二甲基乙酰胺和四氢呋喃的用量比为0.1mol：0.202mol：10mL：30mL：100mL，反应结束旋蒸脱除四氢呋喃，冷却后对旋蒸底物水洗，去除水相真空干燥，制得中间体。
步骤A2：取中间体和乙酸乙酯投料混溶，再加入烷基硫醇(本实施例中采用正戊硫醇)和二甲基苯基膦混匀，水浴控制在35℃，施加60rpm机械搅拌以及200W/m2紫外辐照，恒温辐照搅拌反应4h，反应中，中间体、烷基硫醇、二甲基苯基膦和乙酸乙酯的用量比为0.1mol：0.4mol：20mg：65mL，反应结束减压旋蒸脱除乙酸乙酯，即制得脱漆助剂。
2)配制清洗剂
按照重量百分比计取原料：
脱漆助剂6.5wt％，由本实施例制备；
表面活性剂10wt％，实施例中均采用脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-9；
螯合剂0.7wt％，实施例中均采用乙二胺四乙酸，工业级原料；
渗透剂0.16wt％，实施例中均采用十二烷基苯磺酸钠，工业级原料；
缓冲剂0.5wt％，实施例中均采用柠檬酸钠，工业级原料；
香蕉水7wt％，实施例中均采用武汉吉业升化工有限公司提供的市售原料；
去离子水，75.14wt％；
将缓冲剂和去离子水搅拌预溶，再加入其余原料继续搅拌混匀，即制得清除金属表面油漆层的清洗剂。
实施例2
本实施例制备清除金属表面油漆层的清洗剂，具体实施过程如下：
1)制备脱漆助剂
步骤A1：取四氢呋喃和二甲基乙酰胺复配预混，通入氮气保护，加入聚醚胺(本实施例采用亨迈斯D400型原料)和氯乙酸乙烯酯混合，升温至65℃，施加180rpm机械搅拌，在30min内缓慢加入三乙胺，完全加入后继续恒温搅拌反应，控制三乙胺总加入反应时间为1.5h，反应中，聚醚胺的氨基含量、氯乙酸乙烯酯、三乙胺、二甲基乙酰胺和四氢呋喃的用量比为0.1mol：0.205mol：15mL：40mL：80mL，反应结束旋蒸脱除四氢呋喃，冷却后对旋蒸底物水洗，去除水相真空干燥，制得中间体。
步骤A2：取中间体和乙酸乙酯投料混溶，再加入烷基硫醇(本实施例中采用正辛硫醇)和二甲基苯基膦混匀，水浴控制在40℃，施加80rpm机械搅拌以及240W/m2紫外辐照，恒温辐照搅拌反应3.5h，反应中，中间体、烷基硫醇、二甲基苯基膦和乙酸乙酯的用量比为0.1mol：0.4mol：25mg：70mL，反应结束减压旋蒸脱除乙酸乙酯，即制得脱漆助剂。
2)配制清洗剂
按照重量百分比计取原料：脱漆助剂9wt％(本实施例制备)、表面活性剂8wt％、螯合剂0.9wt％、渗透剂0.14wt％、缓冲剂0.6wt％、香蕉水9.2wt％和去离子水72.16wt％；
将缓冲剂和去离子水搅拌预溶，再加入其余原料继续搅拌混匀，即制得清除金属表面油漆层的清洗剂。
实施例3
本实施例制备清除金属表面油漆层的清洗剂，具体实施过程如下：
1)制备脱漆助剂
步骤A1：取四氢呋喃和二甲基乙酰胺复配预混，通入氮气保护，加入聚醚胺(本实施例采用亨迈斯D230型原料)和氯乙酸乙烯酯混合，升温至60℃，施加150rpm机械搅拌，在40min内缓慢加入三乙胺，完全加入后继续恒温搅拌反应，控制三乙胺总加入反应时间为1.8h，反应中，聚醚胺的氨基含量、氯乙酸乙烯酯、三乙胺、二甲基乙酰胺和四氢呋喃的用量比为0.1mol：0.203mol：12mL：30mL：90mL，反应结束旋蒸脱除四氢呋喃，冷却后对旋蒸底物水洗，去除水相真空干燥，制得中间体。
步骤A2：取中间体和乙酸乙酯投料混溶，再加入烷基硫醇(本实施例中采用正辛硫醇)和二甲基苯基膦混匀，水浴控制在42℃，施加70rpm机械搅拌以及240W/m2紫外辐照，恒温辐照搅拌反应3.6h，反应中，中间体、烷基硫醇、二甲基苯基膦和乙酸乙酯的用量比为0.1mol：0.4mol：22mg：75mL，反应结束减压旋蒸脱除乙酸乙酯，即制得脱漆助剂。
2)配制清洗剂
按照重量百分比计取原料：脱漆助剂7.2wt％(本实施例制备)、表面活性剂9wt％、螯合剂0.8wt％、渗透剂0.18wt％、缓冲剂0.6wt％、香蕉水8.4wt％和去离子水73.82wt％；
将缓冲剂和去离子水搅拌预溶，再加入其余原料继续搅拌混匀，即制得清除金属表面油漆层的清洗剂。
实施例4
本实施例制备清除金属表面油漆层的清洗剂，具体实施过程如下：
1)制备脱漆助剂
步骤A1：取四氢呋喃和二甲基乙酰胺复配预混，通入氮气保护，加入聚醚胺(本实施例采用亨迈斯D400型原料)和氯乙酸乙烯酯混合，升温至65℃，施加180rpm机械搅拌，在50min内缓慢加入三乙胺，完全加入后继续恒温搅拌反应，控制三乙胺总加入反应时间为2h，反应中，聚醚胺的氨基含量、氯乙酸乙烯酯、三乙胺、二甲基乙酰胺和四氢呋喃的用量比为0.1mol：0.204mol：12mL：40mL：100mL，反应结束旋蒸脱除四氢呋喃，冷却后对旋蒸底物水洗，去除水相真空干燥，制得中间体。
步骤A2：取中间体和乙酸乙酯投料混溶，再加入烷基硫醇(本实施例中采用十一硫醇)和二甲基苯基膦混匀，水浴控制在45℃，施加90rpm机械搅拌以及280W/m2紫外辐照，恒温辐照搅拌反应4h，反应中，中间体、烷基硫醇、二甲基苯基膦和乙酸乙酯的用量比为0.1mol：0.4mol：30mg：75mL，反应结束减压旋蒸脱除乙酸乙酯，即制得脱漆助剂。
2)配制清洗剂
按照重量百分比计取原料：脱漆助剂8.5wt％(本实施例制备)、表面活性剂9wt％、螯合剂0.9wt％、渗透剂0.15wt％、缓冲剂0.6wt％、香蕉水10wt％和去离子水70.85wt％；
将缓冲剂和去离子水搅拌预溶，再加入其余原料继续搅拌混匀，即制得清除金属表面油漆层的清洗剂。
对比例1
本对比例参照现有公开技术，配制油漆清洗剂
具体配方为：香蕉水28份、十二烷基苯磺酸钠13份、氢氧化钠16份、乙氧基化烷基硫酸钠15份、二氯甲烷12份、去离子水100份；
配制方法为：将各原料投加到搅拌器中混匀。
对比例2
本对比例为市售油漆清洗剂，型号为CC-4K，由东莞市润康化工有限公司提供。
为验证以上清洗剂的脱漆能力，采取规格为100×100×2mm镀锌板，表面除酯并对表面进行陶化处理制成坯板，对坯板称重记为M0，采用喷涂法在坯板表面涂覆醇酸树脂漆，控制干膜厚度为50±5μm，室温下干燥72h制成覆漆板，对覆漆板称重记为M1；
将覆漆板分别浸入实施例以及对比例提供的清洗剂，浸入时间分别为3min、5min、8min，之后用去除分别用海绵在表面单向擦拭一次，干燥2h后再次称重记为M2，具体测试数据如表1所示：
表1
由表1数据可知，本发明制备的清洗剂，初始脱漆率与对比例相近，略低于对比例1，最终脱漆率达到93％以上，相较于对比例的清洗剂表现出更为优异的脱漆效果，仅有少量残漆，脱漆时间在10min以内，具有良好的脱漆效率。
基于以上测试数据，取实施例3、实施例4、对比例1和对比例2再次进行脱漆试验，浸入时间均为6min，浸泡后将覆漆板再清洗剂中反复浸提5次，采用网孔为1mm的不锈钢筛网进行筛分，取筛上物干燥2h，称重记为M3， 具体测试数据如表2所示：
表2
| 实施例3 | 实施例4 | 对比例1 | 对比例2 | |
| 回收率/％ | 65.7 | 73.9 | 26.4 | 37.2 |
在测试中实施例3与实施例4脱除的漆层呈片状脱落，脱落漆层的回收率达到65％以上，远高于对比例，更容易从清洗剂中脱除。
在说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种清除金属表面油漆层的清洗剂的生产工艺，其特征在于，按照重量百分比计包括：脱漆助剂6.5-9wt％、表面活性剂8-10wt％、螯合剂0.7-0.9wt％、渗透剂0.14-0.18wt％、缓冲剂0.5-0.6wt％和香蕉水7-10wt％，余量为去离子水；
所述脱漆助剂由以下方法制备：
步骤A1：向四氢呋喃中复配二甲基乙酰胺混匀，通入氮气保护，加入聚醚胺和氯乙酸乙烯酯混合，升温至55-65℃，搅拌并缓慢加入三乙胺，控制三乙胺总加入反应时间为1.5-2.2h，反应结束旋蒸脱除四氢呋喃，冷却后对旋蒸底物水洗、真空干燥，得到中间体；聚醚胺的数均分子量不高于500；
步骤A2：将中间体和乙酸乙酯混溶，再加入烷基硫醇和二甲基苯基膦混匀，水浴控制在35-45℃，搅拌并以200-280W/m2紫外辐照，恒温辐照搅拌反应3-4h，反应结束减压旋蒸脱除乙酸乙酯，得到脱漆助剂；烷基硫醇的碳链长度为C5-C11；
具体操作为：将缓冲剂预溶于去离子水，再加入其余原料混匀，即制得清洗剂。
2.根据权利要求1所述的一种清除金属表面油漆层的清洗剂的生产工艺，其特征在于，聚醚胺的氨基含量、氯乙酸乙烯酯、三乙胺、二甲基乙酰胺和四氢呋喃的用量比为0.1mol：0.202-0.205mol：10-15mL：30-40mL：80-100mL。
3.根据权利要求2所述的一种清除金属表面油漆层的清洗剂的生产工艺，其特征在于，中间体、烷基硫醇、二甲基苯基膦和乙酸乙酯的用量比为0.1mol：0.4mol：20-30mg：65-80mL。
4.根据权利要求1所述的一种清除金属表面油漆层的清洗剂的生产工艺，其特征在于，表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚。
5.根据权利要求1所述的一种清除金属表面油漆层的清洗剂的生产工艺，其特征在于，螯合剂为乙二胺四乙酸。
6.根据权利要求1所述的一种清除金属表面油漆层的清洗剂的生产工艺，其特征在于，渗透剂为十二烷基苯磺酸钠。
7.根据权利要求1所述的一种清除金属表面油漆层的清洗剂的生产工艺，其特征在于，缓冲剂为柠檬酸钠。
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