DE69203802T2

DE69203802T2 - Entlackungsmittel.

Info

Publication number: DE69203802T2
Application number: DE69203802T
Authority: DE
Inventors: Michael Cory; Ziegmund Zoltowski
Original assignee: Brent International PLC
Current assignee: Chemetall Ltd
Priority date: 1991-06-24
Filing date: 1992-06-22
Publication date: 1995-12-14
Anticipated expiration: 2012-06-23
Also published as: DE69203802D1; CA2072061A1; CA2072061C; ES2075627T3; US5250191A; EP0520730A1; GB9113568D0; EP0520730B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Zusammensetzung zum Desadhäsieren und Dispergieren von Lack- Feststoffen, wie sie zum Beispiel aus dem Lack-Overspray in eingeschlossenen Bereichen wie Lack-Spritzkabinen entstehen.
Bei der modernen Lack-Technologie werden zum Lackieren von großen Gegenständen oder Teilen von Gegenständen, zum Beispiel in der Automobilindustrie oder für Gegenstände wie Kühlschränke, oft automatische Spritztechniken angewendet. Bei Lack-Spritzkabinen fällt eine große Menge an Lack-Overspray an, welcher den zu lackierenden Gegenstand nicht kontaktiert, und dieser wird normalerweise mittels eines durch die Kabine fließenden Wasservorhangs oder durch andere, ähnliche Vorrichtungen gesammelt.
Im allgemeinen wird das den Lack-Overspray sammelnde Wasser recycliert, und um zu gewährleisten, daß das Verfahren fortlaufend wirksam arbeitet, muß der Lack gesammelt und aus der Kabine entfernt werden. Um das Filtrieren und die Wasser-Rezirkulation durch das System zu ermöglichen, besteht daher der Bedarf, den zuviel gespritzten Lack zu desadhäsieren, so daß er leicht entfernt werden kann. Darüber hinaus wird vorzugsweise die Koagulation des zuviel gespritzten Lacks gefördert, so daß die Lack-Feststoffe entweder flotieren, so daß sie von der Oberfläche der wäßrigen Flüssigkeit in der Spritzkabine entfernt werden können, oder die Lack-Feststoffe absinken, so daß sie durch Sedimentierung entfernt werden können.
Das Desadhäsierungsverfahren (ebenso bekannt als Lack-Denaturieren oder Lack-Killen) findet in der Wasser-Phase mittels dem Wasser selbst zugegebener Chemikalien statt. Darüber hinaus ist Desadhäsierung erforderlich, da sie verhindert, daß der Lack an den inneren Oberflächen der Kabine und der Rohrleitungen anhaftet, was zu Blockierungen führen kann. Das Sammeln von Lack auf den inneren Oberflächen ist nicht wünschenswert, da die auf den inneren Wänden der Kabine gebildeten Lackablagerungen anfällig sind für das Wachstum von anaeroben Bakterien, welche aufgrund der anaeroben Zersetzung organischer Substanzen korrodierende und übelriechende Substanzen erzeugen.
Vorzugsweise fördert eine zum Gebrauch in einer Lack-Spritzkabine zu verwendende Desadhäsierungs-Zusammensetzung die Auflösung von Lack in Wasser nicht, da dies zu einem möglichen Wasserverunreinigungsproblem führen kann. Vorzugsweise sollte es auch eine Anti- Schaumwirkung geben, die unerwünschter Schaumbildung innerhalb der Kabine entgegenwirkt, und idealerweise sollten Zusammensetzungen, die dem Kabinenwasser zugegeben werden, zur Vermeidung von biologischem Abbau auch "bio-resistent" sein.
In Anbetracht der großen Vielfalt an Lack- und Firniszusammensetzungen, welche bei dieser Art der Anwendung gespritzt werden, ist die Desadhäsierungs-Zusammensetzung vorzugsweise auch gegen eine große Vielzahl von Beschichtungs-Zusammensetzungen wirksam.
Aufgrund der großen Vielzahl von Eigenschaften, die für diese Art der Desadhäsierungs-Zusammensetzung benötigt werden, hat die Technologie noch keinen voll zufriedenstellenden Stand erreicht, obgleich viele Desadhäsierungs-Systeme erhältlich sind. Eine Art der Zusammensetzung, die, insbesondere vor den 80er Jahren, weitverbreitet verwendet wurde, waren Produkte auf der Basis von Atzalkali. Im Zuge der Weiterentwicklung der Lacktechnologie wurden die kaustischen Zusammensetzungen jedoch gegen viele moderne Lack- Zusammensetzungen unwirksam.
Eine weitere, derzeit verwendete Art von Zusammensetzung umfaßt Metallsalze. Da die Metallsalze durch Hydrolyse Hydroxidflocken entstehen lassen, werden die Metallsalze dem Kabinenwasser zusammen mit einem Alkali wie Natriumhydroxid zugegeben, um den pH neutral bis leicht alkalisch zu halten. Die Lackpartikel werden dann auf die Oberfläche der Hydroxidflocken adsorbiert. Derartige Systeme sind von Nachteil, da die Zugabe von Metallionen wie Zink und Aluminium mögliche Verunreinigungsprobleme aufwirft und dadurch auch verunreinigte Schlämme erzeugt werden.
Eine andere Art der Desadhäsierungs-Zusammensetzung, welche weitverbreitet im Einsatz ist, umfaßt zum Beispiel Talk oder Ton, welche kleine Partikel mit großer Oberfläche umfassen, an welche der Lack adsorbieren kann. US 2267426 beschreibt zum Beispiel die Verwendung kolloidaler Suspensionen von Graphit oder Talk zum Ausfällen und Sammeln von zuviel gespritztem Lack. Die Zusammensetzungen werden durch Mischen von trockenem Talk mit Wasser zur Bildung einer Paste mit nachfolgender Zugabe von Leinöl hergestellt. Obwohl derartige Produkte auf Tonbasis ein gutes Lackkillendes System bereitstellen, sind sie von Nachteil, da die disperse Natur der Tonpartikel das Produkt, wenn es in der trockenen Form bereitgestellt wird, in der Handhabung schwierig macht, und wenn es in der breiigen Form geliefert wird, der Feststoffgehalt gewöhnlich weniger als 20 % beträgt. Darüber hinaus wird leicht unerwünschter Schaum gebildet und stabilisiert.
Bei dieser Art von System neigen die Partikel dazu sich abzusetzen, so daß bei einer zur Oberflächensammlung des gekillten Lacks bestimmten Kabine unerwünschter Bodensatz am Boden der Kabine gebildet wird. Diese Schwierigkeiten können durch die Zugabe weiterer chemischer Komponenten zur Zusammensetzung überwunden werden. Es ist jedoch vorzuziehen, die Anzahl der Inhaltsstoffe so gering wie möglich zu halten, da durch das Zirkulieren der wäßrigen Flüssigkeit in der Kabine bestimmte Komponenten in der Mischung verbraucht werden und nachgefüllt werden müssen. Da die Komponenten unterschiedlich schnell verbraucht werden, führt das Erhöhen der Anzahl der Komponenten in der Zusammensetzung zu schwierigem und zeitaufwendigem Nachfüllen und Kontrollieren der Zusammensetzung in dem in der Kabine rezirkulierenden Wasser. Ein Beispiel für diese Art von Zusammensetzung auf Tonbasis wird in US 4380495 beschrieben. Die offenbarte Zusammensetzung umfaßt Tone, Öle, Kautschukmaterial und schaumunterdrückende Mittel.
Ein weiterer Nachteil von Zusammensetzungen auf Tonbasis ist der, daß die Rohrleitungen und Oberflächen leicht verschmutzt werden, da polymere Flockungsmittel oft in beträchtlichen Mengen zugegeben werden. Darüber hinaus sind Produkte auf Tonbasis auf bestimmten Lackarten wie klaren Deckanstrichen nicht wirksam.
Auch Produkte auf Polymerbasis werden als Lack-Denaturierungsmittel verwendet. Sie stellen gute Lack-Flotierungszusammensetzungen bereit, sind jedoch zum Sedimentieren ungeeignet. Oft fördern sie jedoch den Schaum, und das Lack-Killen ist oft unannehmbar schwach. Aufgrund der Klebrigkeit der Polyelektrolyten, die verwendet werden, können die Rohrleitungen und Oberflächen leicht verschmutzt werden. Beispiele für polymere Desadhäsierungs-Zusammensetzungen sind in EP 293129, US 3515575 und US 4853132 zu finden.
In GB-A-2011371 wird zum Sammeln des Lacks eine wäßrige Wachsdispersion in Kombination mit einer alkalischen Lösung verwendet. Die Wachsdispersion kann Tenside enthalten. Sie wird bei pH 13,5 zu alkalischem Wasser zugegeben, um eine homogene Dispersion zu bilden, und dann in einem Lacknebel-Naßabscheider verwendet, d.h. mit Lack kontaktiert, wobei die Wachspartikel als Oberfläche fungieren, auf welcher der Lack durch Alkali angegriffen werden kann. US-A-4687520 beschreibt eine als ein Einkomponenten-Lack- Desadhäsierungsmittel verwendbare Wachsdispersion mit einem organischen Amin und einem nichtionischen Tensid. Die Zusammensetzung wird zu Wasser, das in dem Abscheider rezirkuliert, zugegeben.
In US 4750919 wird ein Verfahren beschrieben, bei welchem die zuviel gespritzten Lackfeststoffe mit einer Öl-in-Wasser-Emulsion in Kontakt gebracht werden, bis die Emulsion mit mindestens 5 Gewichtsteilen Lackfeststoffe pro 100 Gewichtsteile der Kohlenwasserstoff-Flüssigkeit der Emulsion beladen ist. Dieses Dokument beschreibt, wie die Kapazität der Emulsion nicht verbraucht wird, wenn sie auf diese Weise verwendet wird. Die Emulsion, welche die zuviel gespritzten Feststoffe erhalten hat, wird dann aus dem System entnommen und die Emulsion wird durch Einstellen des ph gespalten. Die Schlammschicht, welche Lackfeststoffe, Kohlenwasserstoffflüssigkeit, Lackträger und Wasser enthält, wird entfernt. Die schlammfreie Kohlenwasserstoffflüssigkeit und die Wasserschichten werden mit zusätzlicher Emulsion rekombiniert und durch das Verfahren recycliert. Auf diese Weise bleibt die Emulsion während des gesamten Verfahrens bis nach der Entfernung aus dem System mit den Lackfeststoffen, wo sie zur Entfernung der Lackfeststoffe gespalten wird, stabil.
Wie aus den oben beschriebenen Systemen ersichtlich ist, besteht immer noch der Bedarf nach einer wirksamen, leicht zu handhabenden Lackdesadhäsierungs-Zusammensetzung zur Verwendung bei dieser Art von Verfahren. Die vorliegende Erfindung umfaßt ein Desadhäsierungssystem, welches bei einer großen Vielzahl von Lacken verwendet werden kann und welches eine wirksame Desadhäsierung ergibt.
Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zur Desadhäsierung von Lack bereit, umfassend das Kontaktieren einer Öl-in-Wasser- Emulsion mit einer wäßrigen Lösung, wobei die Öl-in-Wasser- Emulsion destabilisiert wird; danach das Kontaktieren des Lacks mit der die destabilisierte Öl-in-Wasser-Emulsion umfassenden wäßrigen Lösung, so daß der Lack auf die destabilisierten Emuslionspartikel adsorbiert wird.
Auf diese Weise stellt die Erfindung eine verbessertes Verfahren zur Denaturierung von Lack-Overspray bereit, welches leicht zu handhaben ist und über einen breiten Bereich von Lack-Zusammensetzungen wirksam ist. Durch Destabilisierung einer Emulsion werden kleine, suspendierte Feststoffpartikel mit großer Oberfläche (Flocken) bereitgestellt, welche zum Denaturieren von Lack geeignet sind. Die Zusammensetzung ist für den Gebrauch bei Flotierungsverfahren bestimmt, wobei der (die) adsorbierte(n) Lack und Flocken an die Oberfläche des Wassers in der Spritzkabine flotieren und zum Beispiel durch Abkratzen von der Oberfläche entfernt werden.
Die Emulsionen, die zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung geeignet sind, können irgendeine Öl-in-Wasser-Emulsion sein, die durch Zugabe zu einer wäßrigen Flüssigkeit destabilisiert werden kann. Vorzugsweise kann die Emulsion der Spritzkabine entweder als als ölige Mischung mit geringem Wassergehalt, welche spontan emulgiert und dann destabilisiert werden kann, oder als eine konzentrierte Öl-in-Wasser-Emulsion zugegeben werden.
Vorzugsweise basiert die zu emulgierende hydrophobe Öl-Phase auf Wachs oder Paraffin und ist bei Raumtemperatur fest, um nach der Destabilisierung der Emulsion Flocken mit großem Volumen zu erzeugen. Am bevorzugtesten umfaßt die ölige Phase ein Paraffin oder Wachs mit höherem Schmelzpunkt, einem Schmelzpunkt von über etwa 50, vorzugsweise über 60 ºC, am bevorzugtesten über 80. Das Paraffin oder Wachs kann zum Senken des Schmelzpunktes mit einem Mineralöl oder einem natürlich vorkommenden Öl oder Fett gemischt werden. Auch Stearine (hydrierte Fettsäuren) können erfolgreich verwendet werden. Bevorzugte Materialien umfassen Wachse oder Stearine oder Mischungen derartiger Verbindungen mit bis zu 30% an Ölen.
Die hydrophobe Phase umfaßt vorzugsweise ein Wachs, da dieses das Flotieren der Flocken fördert, wodurch ein wirksameres Abscheidungsergebnis erzielt wird. Es wird angenommen, daß das Abscheiden des Lacks von der wäßrigen Flüssigkeit in der Kabine mindestens zum Teil aufgrund der hydrophoben Wechselwirkung zwischen der hydrophoben Phase der Emulsion und der hydrophoben Natur des Lacks stattfindet.
Es ist bevorzugt, die Paraff ine oder Wachse mit höherem Schmelzpunkt mit einem Mineralöl oder natürlichen Öl zu verwenden, da die Destabilisierung wirksamer ist. Ist der Schmelzpunkt der nicht-wäßrigen Phase der Emulsion zu niedrig, kann die Zusammensetzung zu einer Situation neigen, in welcher sich die nichtwäßrige Phase nach der Destabilisierung innerhalb der Lackkabine als eine flotierende Deckschicht auf der wäßrigen Flüssigkeit abscheidet.
Wo eine konzentrierte Öl-in-Wasser-Emulsion zur direkten Zugabe zum Lackkabinenwasser hergestellt wird, beträgt das Verhältnis der Ölphase zur wäßrigen Phase in der Emulsion vorzugsweise 1:5 bis 5:1, am bevorzugtesten 1:2 bis 2:1.
Der Emulgator in der Emulsion kann irgendein Emulgator sein, welcher fähig ist, mit der oben beschriebenen nicht-wäßrigen Phase eine relativ stabile Öl-in-Wasser-Emulsion zu bilden, und welcher die Emulsion befähigt, destabilisiert zu werden. Der Emulgator ist vorzugsweise wasserlöslich und ionisch, so daß die Destabilisierung durch Kontakt mit Ionen der entgegengesetzten Ladung in einer zum Destabilisieren der Emulsion in der wäßrigen Flüssigkeit in der Spritzkabine ausreichenden Menge stattfinden kann.
Die bevorzugten Emulgatoren sind anionischer Natur, so daß sie durch die Wirkung eines Metallions destabilisiert werden können, um ein unlösliches Salz bereitzustellen. Vorzugsweise bildet der anionische Emulgator mit Calcium- und/oder Magnesiumionen ein unlösliches Salz und am meisten bevorzugt werden diese durch die natürliche Wasserhärte von normalem Leitungswasser bereitgestellt. Wo die Wasserhärte zu gering ist, um das gewünschte Ergebnis hervorzubringen, oder wo ein anderes Metallion erforderlich ist, sind zum Beispiel Sulfat, Chlorid, Nitrat, Acetat von Calcium, Aluminium, Magnesium oder Eisen mögliche als Quellen für Metallionen zu verwendende Metallsalze. Auch irgendein anderes Metallsalz, welches wasserlöslich ist und dessen Kation mit dem ausgewählten anionischen Emulgator ein unlösliches Salz ergibt, kann verwendet werden, obgleich offensichtlich bevorzugt ist, ein Metall zu verwenden, von welchem nicht angenommen wird, daß es Wasserverunreinigung oder Verunreinigung des Schlamms hervorruft. So ist die Wasserhärte die bevorzugte Quelle für geeignete Metallionen.
Beispiele für andere bevorzugte anionische Emulgatoren sind Fettsäuresalze von Alkalimetallen, Alkanolamine (Seifen) oder Petroleumsulfonatsalze von Alkalimetallen oder Alkanolaminen.
Alternativ kann die Destabilisierung der Emulsion durch die Verwendung eines kationischen Emulgators und/oder eines kationischen Polymers zur Destabilisierung eines anionischen Emulgators in der Emulsion erzielt werden. Geeignet ist irgendein kationischer(s) Emulgator oder Polymer, welcher(s) den anionischen Emulgator in der Emulsion destabilisiert, Destabilisierungspolymere enthaltender Stickstoff könnte jedoch aufgrund des Gehalts an Stickstoff, welcher ein potentieller Nährstoff für das Wachstum von Bakterien sein könnte, von Nachteil sein. Die Desadhäsierung und Dispergierung von Lack können unter Verwendung dieser Art von Zusammensetzung jedoch wirksam vorgenommen werden.
Alternativ kann das Emulgiermittel für die Emulsion kationisch sein, zum Beispiel eine quartäre Ammoniumverbindung mit kurzer Alkylkette mit vorzugsweise 1 bis 8 Kohlenstoffatomen. Wird diese Art von Emulgiermittel verwendet, kann die Destabilisierung durch die Zugabe von anionischen Substanzen, zum Beispiel anionischen Polymeren, Seifen oder anionischen Tensiden, bewirkt werden.
Die Öl-in-Wasser-Emulsion kann auch durch irgendein anderes Verfahren destabilisiert werden. Zum Beispiel beträgt der pH der wäßrigen Flüssigkeit in der Spritzkabine, besonders wo die Emulsion unter Verwendung eines anionischen Tensids stabilisiert wird, im allgemeinen 6,0 bis 9,0. Um die Emulsion zu destabilisieren, sollte der ph um mindestens 0,5 Einheiten auf mindestens einen pH von 5,5, vorzugsweise auf einen pH von 3,5 bis 4,0 gesenkt werden. Ein pH von unter 3,5 führt zu einer wirksamen Destabilisierung, ist jedoch unerwünscht, da er zu Korrosionsproblemen führen kann.
Die Öl-in-Wasser-Emulsion kann ein Latex sein, d.h. eine Öl-in- Wasser-Polymeremulsion, vorzugsweise mit dem hydrophoben Polymer nur in der dispergierten Phase. Geeignete Latices umfassen Naturkautschuk-Latices, Polymeremulsionen auf Styrol- oder Butadien-Basis, Acrylat- oder Acrylnitril-Basis.
Wo das Verfahren die Bildung einer unstabilen Emulsion und deren darauffolgende Zugabe zu Wasser zur Destabilisierung mit sich bringt, sollte das Emulgiermittel in der Emulsion in einer Menge vorhanden sein, die ausreicht, um eine stabile Emulsion bereitzustellen, welche in der wäßrigen Flüssigkeit in der Lack-Spritzkabine destabilisiert werden kann. Das Gewichtsverhältnis der Ölphase zum Emulgiermittel liegt im allgemeinen im Bereich von 5:95 bis 99:1, vorzugsweise im Bereich von 5:1 bis 1:5. Wo die Lackdesadhäsierungs-Zusammensetzung der wäßrigen Flüssigkeit der Lack- Spritzkabine in Form einer hydrophoben Phase bereitgestellt wird, welche bei Kontakt mit Wasser emulgiert, umfaßt die Zusammensetzung das Öl und das Emulgiermittel in Gewichtsverhältnissen im Bereich von 99:1 bis 5:95, vorzugsweise 5:1 bis 1:5.
Die Öl-in-Wasser-Emulsion kann der in der Lack-Spritzkabine zirkulierenden wäßrigen Flüssigkeit direkt zugegeben werden und wird vorzugsweise in einer Konzentration von 0,2 bis 30 g, vorzugsweise 0,5 g/l bis 20 g/l wäßrige Flüssigkeit in der Lack- Spritzkabine, vorzugsweise 1 g/l bis 10 g/l, verwendet. Wo die Zusammensetzung der Lack-Spritzkabine in Form einer konzentrierten, die hydrophobe Phase und das Emulgiermittel umfassenden Zusammensetzung zur Verfügung gestellt wird, beträgt die Menge vorzugsweise weniger als jene, zum Beispiel 0,2 bis 10 g, vorzugsweise 0,5 bis 5 g/l. In diesem Fall kann die Reihenfolge der Zugabe der Öl- und Emulgiermittel-Mischung und der Zugabe der Destabilisierungskomponente, wie z.B. Metallionen, beliebig sein.
Wie vorstehend erklärt, steigen bei Verwendung der erfindungsgemäßen Zusammensetzung die Flocken und der adsorbierte Lack an die Oberfläche der wäßrigen Flüssigkeit in der Lack-Spritzkabine und können danach durch Abkratzen der Lack-Flocken-Mischung von der Oberfläche der Flüssigkeit entfernt werden. Dieses Flotieren kann durch Belüften der durch die Spritz-Kabine fließenden wäßrigen Flüssigkeit verbessert werden, so daß, da die Luft an die Oberfläche der Flüssigkeit steigt, auch die Flocken an die Oberfläche getragen werden.
Die vorliegende Erfindung umfaßt auch die Verwendung einer destabilisierten Öl-in-Wasser-Emulsion zur Denaturierung von Lack.
Die Erfindung wird unter Hinweis auf die folgenden Beispiele beschrieben:

Beispiele

Die Labortests zur Lack-Desadhäsierung wurden unter Verwendung des folgenden Verfahrens durchgeführt. 1 Liter Leitungswasser wurde bei Raumtemperatur in einen Becher eingebracht und bei 1000 UpM mechanisch gerührt, so daß ein Wirbel erzeugt wurde, der fast bis zum Boden des Bechers reichte. Die Öl-in-Wasser-Emulsion wurde dem Becher zugegeben und in das Wasser eingerührt. Dann wurden der wäßrigen Flüssigkeit im Becher unter Verwendung einer Pipette über einen Zeitraum von 30 Sekunden 2 g Lack zugetropft. Nach der Zugabe des Lacks wurde weitere drei Minuten lang gerührt und dann wurde der Becher fünf Minuten lang stehengelassen. Nach dem fünfminütigen Stehen wurde die Leistung des Lack-Denaturierers nach den Kriterien der Lackdispergierung, Desadhäsierung, Wassertrübung, des Schäumens und der Menge an flotierendem/sedimentierendem Lack bewertet.
Um die Lackdispergierung zu bewerten, wird ein "Floß"-Test verwendet. Bei dem Versuch, aus dem auf der Oberfläche der Flüssigkeit im Becher flotierenden Lack ein quadratisches Floß zu bilden, wurde das flache Ende eines Metallspatels verwendet. Die Mühelosigkeit, mit welcher das Floß gebildet wird, gibt einen Hinweis auf die Lackdispergierung. Ist der Lack sehr hoch dispergiert, bildet sich kein Floß. Da der desadhäsierte Lack im allgemeinen durch Abschöpfen des Lackabfalls von der Oberfläche der Flüssigkeit aus der Lack-Spritzkabine entfernt wird, führt die am meisten zufriedenstellende Lackdispergierung zu dispergierten Lackpartikeln, welche in der Regel die Fähigkeit haben, in eine quadratische Floßform gebracht werden zu können, d.h. der Lack ist ausreichend gut dispergiert, um leicht ein Floß zu bilden.
Die Desadhäsierung wird durch Überwachung verschiedener Faktoren bewertet. Erstens gibt die Menge an Lack, die am Ende des fünfminütigen Stehens am Rührstab haftet, einen Hinweis auf die Desadhäsierung. Wenn eine kleinere Menge an Lack auf dem Rührstab zurückbleibt, war die Desadhäsierung offensichtlich wirksamer. Darüber hinaus wird die Flüssigkeit im Becher am Ende des fünfminütigen Stehens leicht gewirbelt, und die Lackmenge, die an den Seiten des Bechers haftet, wird ebenfalls vermerkt. Das "Sich-Anfühlen" des Oberflächenlacks, wenn man ihn leicht zwischen den Fingern verreibt, gibt ebenfalls einen Hinweis darauf, ob die Desadhäsierung erfolgreich durchgeführt wurde. Dies kann variieren von vollständig klebrig, wenn das Denaturieren erfolglos war, über ein Stadium, in welchem ein Teil des Lacks unter leichtem Fingerdruck zu einer Kugel geformt werden kann (teilweise denaturiert), bis zu einem Stadium, in welchem sich der gesamte Lack oder ein Teil der feinen Dispersion sandig anfühlt (vollständig denaturiert).
Das Schäumen wird am Anfang des fünfminütigen Stehens durch Aufzeichnen der Schaummenge bewertet, welche durch die Rührperiode gebildet wurde. Vorzugsweise kommt es im wesentlichen zu keiner Schaumbildung.
Die Menge flotierendem/sedimentierendem Lack wird durch Überwachung der relativen Anteile an denaturiertem Lack bewertet, welche am Ende des fünfminütigen Stehens flotieren oder sich abgesetzt haben.
Die Korrelation dieser Labortests und des Verhaltens in Lack- Spritzkabinen hängt von der Bauweise und der Funktionsweise der einzelnen Spritzkabine ab. So können bei manchen Systemen Lacke, die nach fünfminütigem Stehen immer noch klebrig sind und zwischen den Fingern nicht zu Kugeln geformt werden können, immer noch gute Floße ergeben, wenn die Dispergierung gut ist. Sie können daher in Kabinen, bei welchen zum Entfernen des denaturierten Lackabfalls ein Oberflächen-Abschöpfsystem verwendet wird, immer noch nützlich sein. Wenn in diesem Stadium viele Sandkörner erzeugt werden, zeigt der "Floß"-Test umgekehrt, daß der Lack schwer in eine Floßform zu bringen ist, und dies weist darauf hin, daß der Lack in der Praxis in einer Lack-Spritzkabine durch die Abschöpfmethode schwer zu entfernen ist.
In Spritzkabinen, in welchen vergleichsweise wenig gerührt wird, sollte der Lack zumindest leicht zu Kugeln zu formen sein oder sich noch besser sandig anfühlen.
Bei den Beispielen ist die Beschreibung der guten Dispergierung und guten Desadhäsierung besonders relevant für Spritzkabinen, in welchen der Lackabfall durch Abkratzen der Lack-Flocken-Mischung von der Oberfläche der Flüssigkeit entfernt wird. So ist eine gute Dispergierung dann gegeben, wenn beim Floß-Test die leichte Bildung eines Floßes möglich ist, und eine gute Desadhäsierung hat dann stattgefunden, wenn der Lack zumindest bis zu dem Stadium desadhäsiert wurde, in welchem er zu Kugeln geformt werden kann.

Beispiel 1

Die hydrophobe Ölphase wurde durch Schmelzen von 0,5 g eines oxidierten mikrokristallinen Wachses mit einem Schmelzpunkt von etwa 105 ºC und Zugabe von 0,3 g eines technischen Paraffinöls mit einem Flammpunkt von 174 ºC (c.c), einer Viskosität von 14,8 cSt (14,8 10&supmin;&sup6; m²/s) bei 40 ºC und 3,5 cSt (3,5 10&supmin;&sup6;m²/s) bei 100 ºC hergestellt. Dann wurden 1,2 g eines Natriumsalzes des Petroleumsulfonat-Tensids Petronate L (Warenzeichen der Witco Co.) zugegeben. Zur Herstellung einer stabilen Öl-in-Wasser-Emulsion wurden danach 50 ml heißes destilliertes Wasser zugegeben. Die Emulsion wurde in den 1 Liter Leitungswasser mit einer Härte von mg Calciumcarbonat pro Liter (28 französiche Härtegrade) enthaltenden Becher geschüttet. Die Emulsion spaltete sich sofort auf, wobei ein großes Volumen an sehr leichten Flocken entstand.
Unter Anwendung des oben beschriebenen Testverfahrens wurden dann fünf Lacke getestet:
a) eine "steinsplitter"-polyestergrundierung, grau, mit hoher Dichte (etwa 1,3 g/ml) (hergestellt von PPG)
b) eine normale Polyestergrundierung mit niedriger Dichte (0,85 g/ml) (hergestellt von PPG)
c) ein klarer Polyurethan-Deckanstrich (hergestellt von BASF)
d) ein roter Acryllack (BASF)
e) ein schwarzer Kohlenteer-Epoxidlack (BASF)
Die Ergebnisse waren in allen Fällen:
- sehr gute Dispergierung
- sehr gute Desadhäsierung
- nahezu 100% Flotation (nur Spuren von Sedimentierung bei der Grundierung und dem roten Acryllack)
- klare Lösungen
- praktisch kein Schaum
Vergleichstest wurden mit einem Produkt auf Bentonit/Ton-Basis in trockener Form mit der folgenden Zusammensetzung, wie in US 4699730 beschrieben, durchgeführt:
10 bis 50 Gewichtsteile Bentonit, 15 bis 50 Gewichtsteile Kaolinton, 0 bis 35 Gewichtsteile Diatomit, 0,3 bis 5 Gewichtsteile Magnesiumsulfat und ein Zusatz umfassend:
67 Gewichtsteile mit 0,5 Gewichtsteilen Polyacrylsäure vom Polyelektrolyttyp gründlich gemischtes Wasser, zu welchem 32,5 Gewichtsteile Magnesiumsulfat zugegeben werden. Dieser Zusatz wurde dem Behälterwasser in einer Menge von 0,1 bis 10 Volumen-zu- Volumen-Prozent, bezogen auf die Menge der wäßrigen Lösung, die in dem im System rezirkulierenden Wasser enthalten ist, zugegeben.
Die erfindungsgemäße Zusammensetzung ergab insgesamt Ergebnisse, die viel besser waren als die Ergebnisse für das Produkt auf Tonbasis. Das Produkt auf Bentonit/Ton-Basis ergab zum Beispiel mehr als 50% Sedimentierung, eine trübe Lösung und bei dem Deckanstrich, bei dem roten Acryllack und bei der "Steinsplitter"- Grundierung schlechte Desadhäsierung.

Beispiel 2

Das Verfahren von Beispiel 1 wurde wiederholt, doch wurde der eine Liter Wasser im Becher deionisiert, und die Destabilisierung fand statt, indem vor der Zugabe der Emulsion 300 ppm Calcium (als Calciumacetat) zugegeben wurden. Die Flockenbildung war ebenso gut wie in Beispiel 1.
Nur der rote Acryllack wurde getestet, mit Ergebnissen, die mit Beispiel 1 nahezu identisch waren.

Beispiel 3

Das Verfahren von Beispiel 2 wurde wiederholt, doch fand die Destabilisierung der Emulsion statt, indem dem Wasser im Becher vor der Zugabe der Emulsion 200 ppm Aluminium (als Aluminiumnitrat) zugegeben wurden. Die Flockenbildung war ebenso gut wie in Beispiel 1.
Nur der rote Acryllack wurde getestet, mit Ergebnissen, die denen von Beispiel 1 sehr ähnlich waren.

Beispiel 4

Das Verfahren von Beispiel 2 wurde wiederholt, doch fand die Destabilisierung der Emulsion statt, indem 100 ppm eines kationischen Polyacrylamids mit hohem Molekulargewicht, auf dem Markt als eine Chemikalie zur Behandlung von Abwasser erhältlich, zugegeben wurden.
Die Flockenbildung war weniger umfangreich als in Beispiel 1, und die Lösung war immer noch etwas trübe.
Nur der rote Acryllack wurde getestet, mit Ergebnissen, die ähnlich denen waren, die in Beispiel 1 erzielt wurden; die Desadhäsierung war sogar besser, doch die Lösung blieb trübe.

Beispiel 5

Die hydrophobe Ölphase war genau wie in Beispiel 1. Das Emulgiermittel in der Emulsion war Natriumstearat (Seife), verwendet in etwa derselben Menge wie das Natriumpetroleumsulfonat von Beispiel 1 (d.h. 1,2 g/l).
Die Ausgangsemulsion wurde auf die gleiche Weise hergestellt wie in Beispiel 1, mit dem zusätzlichen Schritt, daß die Neutralisation der Stearinsäure (1,2 g/l) vor der Zugabe von 50 ml destilliertem Wasser durch Zugabe von 0,6 g Ätzlauge (30%) in der Schmelze vorgenommen wurde.
Die resultierende Öl-in-Wasser-Emulsion wurde unter Rühren zu 1 Liter destilliertem Wasser zugegeben, und die Destabilisierung erfolgte durch Zugabe von Calciumacetat (500 ppm Calcium).
Die Flockenbildung war sehr gut, wie in Beispiel 1.
Alle in Beispiel 1 aufgeführten Lacke wurden getestet.
In allen Fällen waren die Ergebnisse
- sehr gute Dispergierung
- sehr gute Desadhäsierung
- fast 100% Flotation (nur Spuren von Sedimentierung bei der Grundierung und dem roten Acryllack)
- klare Lösungen
- kein Schaum (oder geringfügige Schaumbildung)
Wieder waren die Ergebnisse verglichen mit jenen, die durch das Produkt auf Bentonit/Ton-Basis erzielt wurden, günstig.

Beispiel 6

Bei diesem Beispiel wurde, wie vorstehend beschrieben, eine konzentrierte Emulsion zu 1 Liter Wasser zugegeben. Die Emulsion bestand aus einem Acryl-Acrylnitril-Copolymer in einer anionischen wäßrigen Emulsion (Acryl-Acrylnitril-Latex, im Handel als Acronal 35D von BASF erhältlich)
Diese Emulsion wurde in einer Menge von 2 g/l zugegeben und wurde durch die Zugabe eines in einer Konzentration von 0,3 g/l verwendeten quartären Ammonium-Tensids (Benzalkoniumchlorid, im Handel als Arquad B50 von Akzo erhältlich) destabilisiert. Die getesteten Lacke waren dieselben fünf, die in Beispiel 1 aufgeführt worden sind, und darüber hinaus
- ein Auto-Grundanstrich auf Wasserbasis (hergestellt von IDAC)
- ein Acryl-Klaranstrich (IDAC)
Die Flockenbildung und die Flotation waren sehr gut, und es wurde ein kompaktes und entnehmbares Floß gebildet. In allen Fällen waren die Ergebnisse:
- sehr gute Dispergierung
- ausgezeichnete Desadhäsierung
- nahezu vollständige Flotation, mit sehr kohärentem, kompaktem Schlamm
- klare bis trübe Lösung (beim Anstrich auf Wasserbasis war die Lösung leicht trüb).
- minimaler Schaum

Beispiel 7

Wie in Beispiel 6, doch wurde die Desadhäsierung durch Zugabe von Aluminiumchlorhydrat, 50-prozentige Lösung (im Handel von Albright & Wilson erhältlich), zugegeben in einer Menge von 0,2 g/l, vorgenommen (bei dem Grundanstrich auf Wasserbasis betrug die Zugabemenge 0,4 g/l).
Es wurde dieselbe Anzahl an Lacken getestet wie in Beispiel 6, mit denselben Ergebnissen. Die Lösungen waren klarer und die Flocken waren etwas mehr dispergiert.

Beispiel 8

Eine konzentrierte Emulsion eines carboxylierten Butadiens in einer synthetischen anionischen wäßrigen Emulsion (im Handel als 78P40 von Doverstrand erhältlich) wurde in einer Menge von 2 g/l zu 1 Liter Wasser zugegeben. Daraufhin wurde die Destabilisierung der Emulsion durch Zugabe einer der folgenden Verbindungen vorgenommen:
1) 0,3 g/l eines quartären Ammonium-Tensids (Benzalkoniumchlorid, im Handel als Arquad B50 von Akzo erhältlich) oder eines Tetradecyltrimethylammoniumbromids (im Handel als Querton 14Br40 von Berol Nobel erhältlich).
2) 0,25 g/l einer 50-prozentigen Aluminiumchlorhydrat-Lösung.
Die getesteten Lacke waren roter Acryllack (BASF) und bei (2) auch der Grundanstrich auf Wasserbasis (IDAC).
Die erhaltenen Ergebnisse waren ähnlich denen in Beispiel 7.

Beispiel 9

Ein Styrol-Butadien-Copolymer in einer Fettsäureseife-Emulsion (im Handel als 26W10 von Doverstrand erhältlich) wurde in einer Menge von 2 g/l zu 1 Liter Wasser zugegeben. Die Emulsion wurde destabilisiert durch:
1) Die Zugabe von 0,10 g/l Arquad B50 (wie in Beispiel 8 oben).
2) Erhöhen des pH des Wassers auf 10 - 12, entweder mit Natriumhydroxid oder Kaliumhydroxid.

Beispiel 10

Eine Emulsion eines Naturkautschuk-Latex mit hohem Modul (im Handel als Revultex HR von Revertex erhältlich) wurde in einer Menge von 2 g/l zu 1 Liter Wasser zugegeben.
Die Destabilisierung der Emulsion wurde daraufhin durch Zugabe einer der folgenden Verbindungen vorgenommen:
1) 0,6 g/l quartäre Ammoniumverbindung (Querton 14Br40 in Beispiel 8) oder 0,3 g/l Arquad B50 .
2) Erhöhen des pH des Wassers auf 9 - 10 mit Natriumhydroxid.

Beispiel 11

Eine Emulsion eines carboxylierten Acrylcopolymers (im Handel als Acrymul AM35 von Protex Chemicals erhältlich) wurde, wie in den vorhergegangenen Beispielen, in einer Menge von 2 g/l zu 1 Liter Wasser zugegeben. Die Destabilisierung der Emulsion wurde daraufhin durch Zugabe von 0,5 g/l einer quartären Ammoniumverbindung (Querton 14Br40 wie in Beispiel 8) vorgenommen.
Die Desadhäsierungs-Zusammensetzungen der Beispiele 8 - 11 wurden unter Verwendung von rotem Acryllack (BASF) getestet. Die erzielten Ergebnisse waren gut, ähnlich denen in Beispiel 7.

Claims

1. Verfahren zum Desadhäsieren von Lack, umfassend das Kontaktieren einer Öl-in-Wasser-Emulsion mit einer wäßrigen Lösung, wobei die Öl-in-Wasser-Emulsion destabilisiert wird; nachfolgend das Kontaktieren des Lacks mit einer, die destabilisierte Öl-in-Wasser-Emulsion umfassenden wäßrigen Lösung, so daß der Lack auf die destabilisierten Emulsionspartikel adsorbiert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem die Emulsion ein Emulgiermittel umfaßt, und die Destabilisierung der Emulsion durch Reduzieren der Aktivität des Emulgiermittels vorgenommen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei welchem der Emulgator wasserlöslich ist und die ionische Destabilisierung durch Kontakt mit Ionen der entgegengesetzten Ladung in einer zum Destabilisieren der Emulsion ausreichenden Menge stattfindet.

4. Verfahren nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem die Emulsion ein anionisches Emulgiermittel umfaßt, welches mit Calcium-, Aluminium- und/oder Magnesiumionen ein unlösliches Salz bildet, und die wäßrige Lösung über ausreichend Metall verfügt, um mit dem anionischen Emulgiermittel ein unlösliches Salz zu bilden.

5. Verfahren nach Anspruch 4, bei welchem die wäßrige Lösung Leitungswasser ist, dessen Wasserhärte die Metallionen bereitstellt.

6. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, bei welchem das Emulgiermittel anionisch ist, und die Destabilisierung durch Kontakt mit einem kationischen Emulgiermittel und/oder einem kationischen Polymer in der wäßrigen Lösung vorgenommen wird.

7. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, bei welchem das Emulgiermittel kationisch ist und die Destabilisierung durch Kontakt mit anionischen Polymeren, Seifen oder Tensiden in der wäßrigen Lösung vorgenommen wird.

8. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, bei welchem das Emulgiermittel anionisch ist und die Emulsion durch Senken des ph um mindestens 0,5 Einheiten destabilisiert wird.

9. Verfahren nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem die wäßrige Lösung in einer Lack-Spritzkabine zirkuliert.

10. Verfahren nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem die zu emulgierende hydrophobe Ölphase Wachse und/oder Paraffine und/oder Stearine umfaßt, welche bei Raumtemperatur fest sind.

11. Verfahren nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem die Ölphase einen Schmelzpunkt von über 60, vorzugsweise über 80ºC aufweist.

12. Verfahren nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem die hydrophobe Phase bis zu 30 % Mineralöl oder natürlich vorkommendes Öl umfaßt.

13. Verfahren nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche,

bei welchem die Öl-in-Wasser-Emulsion einen Latex umfaßt.

14. Verfahren nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem das Gewichtsverhältnis der hydrophoben Phase zum Emulgiermittel im Bereich von 5:95 bis 99:1, vorzugsweise von 5:1 bis 1:5 liegt.

15. Verfahren nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem die Öl-in-Wasser-Emulsion eine konzentrierte Emulsion mit einem Verhältnis der hydrophoben Phase zur wäßrigen Phase von 1:5 bis 5:1, vorzugsweise von 1:2 bis 2:1, ist.

16. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 14, bei welchem die Öl-in-Wasser-Emulsion in einem vorausgehenden Schritt durch Kontakt einer emulgierbaren hydrophoben Phase mit wäßriger Lösung gebildet wird.