DE69413294T2

DE69413294T2 - Entlackungsmittel

Info

Publication number: DE69413294T2
Application number: DE69413294T
Authority: DE
Inventors: Michael Kingston Surrey Kt2 5Lb Cory; Ziegmund High Wycombe Buckinghamshire Zoltowski
Original assignee: Brent International PLC
Current assignee: Chemetall Ltd
Priority date: 1993-04-29
Filing date: 1994-04-27
Publication date: 1999-02-25
Anticipated expiration: 2014-04-28
Also published as: EP0622428A3; ES2122166T3; GB9308911D0; EP0622428A2; DE69413294D1; EP0622428B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Zusammensetzung zur Beseitigung der Klebrigkeit und Dispergierung von Lackfeststoffen, die z. B. aus Lack-Overspray in geschlossenen Bereichen, wie z. B. Lack-Spritzkabinen, erhalten werden.
In der modernen Lacktechnik werden oft automatische Spritzverfahren zum Lackieren von großen Gegenständen oder Teilen von Gegenständen, z. B. in der Automobilindustrie oder für Haushaltsgeräte, verwendet. In Lack-Spritzkabinen ist eine große Menge an Lack-Overspray vorhanden, der mit dem zu lackierenden Gegenstand nicht in Berührung kommt, und dieser wird gewöhnlich mit Hilfe eines Wasservorhangs, der durch die Kabine fließt, oder mit Hilfe anderer, ähnlicher Anordnungen in Wasser gesammelt.
Im allgemeinen wird das Wasser, das den Lack-Overspray sammelt, rückgeführt, und um sicherzustellen, daß das Verfahren effizient weiterläuft, muß der Lack gesammelt und aus dem Kabinenwasser entfernt werden. Es besteht somit die Notwendigkeit, die Klebrigkeit des Lack-Oversprays zu beseitigen, damit er leicht entfernt werden kann, um die Rückführung von Wasser durch das System zu ermöglichen. Vorzugsweise wird zusätzlich die Koagulierung des Lack-Oversprays gefördert, so daß die Lackfeststoffe entweder aufschwimmen, so daß sie von der Oberfläche der wäßrigen Flüssigkeit in der Spritzkabine entfernt werden können, oder die Lackfeststoffe sinken ab, so daß sie durch Sedimentation entfernt werden können.
Das Verfahren zur Beseitigung der Klebrigkeit (bekannt als Lackdenaturierung oder Lackneutralisation) findet mit Hilfe von dem Wasser selbst zugegebenen Chemikalien in der Wasserphase statt. Außerdem ist eine Beseitigung der Klebrigkeit erforderlich, da sie Lackbewuchs an den Innenoberflächen der Kabine und von Rohren, der schließlich zu Verstopfungen führt, verhindert. Das Ansammeln von Lack an den Innenoberflächen ist auch deshalb nicht wünschenswert, weil an den Innenwänden der Kabine gebildete Lackablagerungen für das Wachstum von anaeroben Bakterien anfällig sind, die aufgrund anaerober Zersetzung organischer Stoffe korrosive und übelriechende Substanzen bilden.
Vorzugsweise fördert eine Zusammensetzung zur Beseitigung der Klebrigkeit zur Verwendung in einer Lack-Spritzkabine die Auflösung von Lack (oder Lack- Komponenten) in Wasser nicht, da dies ein potentielles Wasserverschmutzungs- Problem zur Folge haben kann. Vorzugsweise sollte auch eine Schaumverhinderungs-Wirkung vorhanden sein, um einer unerwünschten Schaumbildung im Inneren der Kabine entgegenzuwirken, und idealerweise sollten Zusammensetzungen zur Zugabe zu dem Kabinenwasser auch ausreichend "bioresistent" sein, um einen sofortigen biologischen Abbau in dem Kabinenwasser selbst zu vermeiden.
Mit Hinblick auf die große Vielfalt an Farb- und Lackzusammensetzungen, die bei dieser Art von Anwendung gespritzt werden, ist die Zusammensetzung zur Beseitigung von Klebrigkeit vorzugsweise auch gegen eine breite Vielfalt von Beschichtungszusammensetzungen wirksam.
Aufgrund der breiten Vielfalt von Eigenschaften, die für diese Art von Zusammensetzung zur Beseitigung von Klebrigkeit erforderlich sind, hat die Technik noch keinen völlig zufriedenstellenden Stand erreicht, obwohl viele Systeme zur Beseitigung von Klebrigkeit erhältlich sind. Eine Art von Zusammensetzung, die insbesondere vor den 80er Jahren verbreitet verwendet wurde, waren Produkte auf der Basis von Ätzalkali. Mit der Weiterentwicklung der Lacktechnik sind die kaustischen Zusammensetzungen jedoch gegen viele moderne Lackzusammensetzungen unwirksam geworden.
Eine weitere Art von Zusammensetzung, die gegenwärtig verwendet wird, umfaßt Metallsalze. Die Metallsalze werden dem Kabinenwasser zusammen mit einem Alkali, wie z. B. Natriumhydroxid, zugegeben, um den pH neutral bis leicht alkalisch zu halten, da die Metallsalze durch Hydrolyse die Bildung von Hydroxid-Flocken bewirken. Derartige Systeme sind von Nachteil, da die Zugabe von Metallionen, wie z. B. Zink und Aluminium, potentielle Verschmutzungsprobleme bereitet und dadurch auch verunreinigte Schlämme gebildet werden.
Eine andere Art von Zusammensetzung zur Beseitigung von Klebrigkeit, die verbreitet verwendet wird, umfaßt z. B. Talkum oder Ton, die kleine Teilchen mit großer Oberfläche umfassen, an denen der Lack adsorbieren kann. US-A-2267426 beschreibt z. B. die Verwendung von kolloidalen Suspensionen von Graphit oder Talkum zur Ausfällung und Sammlung von Lack-Overspray. Die Zusammensetzungen werden durch Mischen von trockenem Talkum mit Wasser unter Bildung einer Paste gefolgt von der Zugabe von Leinöl hergestellt. Obwohl sie 1 ein gutes Lackneutralisations-System liefern, werden Produkte auf der Basis von Ton manchmal als unvorteilhaft erachtet, da die kleine teilchenförmige Beschaffenheit des Tonteilchens eine Handhabung des Produkts schwierig macht, wenn es in trockener Form geliefert wird, und wenn es in Form eines Schlamms geliefert wird, beträgt der Feststoffgehalt gewöhnlich weniger als 20% und deshalb sind relativ große Mengen erforderlich, um die gewünschte Lackneutralisations- Wirkung zu erzielen. Ein üblicher Nachteil besteht darin, daß ein vollständiges Aufschwimmen oder vollständiges Absinken sehr schwer zu erzielen ist. Der Ton allein ergibt gewöhnlich kein eindeutiges völliges Aufschwimm- oder Absink- Verhalten: je nach der Lackdichte neigt er entweder dazu, aufzuschwimmen oder abzusinken, jedoch nur unvollständig.
Andere Additive können in die Lackdenaturierungs-Zusammensetzung eingeschlossen werden, um zu versuchen, dieses Problem zu überwinden. Ein Beispiel für eine derartige Zusammensetzung ist in US-A-4380495 beschrieben. Die offenbarte Zusammensetzung umfaßt Tonarten, Öle, Kautschukmaterial und Schaumverhinderungsmittel.
Andere Lack-Denaturierungsmittel auf der Basis von Ton sind z. B. in US-A-2362964 beschrieben, worin eine Mischung von Ton, Gummiharz und Benetzungsmittel verwendet wird, um einen Lack, dessen Klebrigkeit beseitigt wurde, zu ergeben, von dem ein Großteil durch Sedimentation abgeschieden wird, wobei der Rest desselben getrennt entfernt werden muß, da er aufschwimmt.
Ein weiterer Nachteil von Zusammensetzungen auf der Basis von Ton besteht darin, daß die Rohre und Oberflächen leicht mit Bewuchs überzogen werden, da oft polymere Flockungsmittel in beträchtlichen Mengen zugegeben werden. Außerdem sind Produkte auf der Basis von Ton für bestimmte Arten von Lacken, wie z. B. klare Deckanstriche, nicht wirksam.
Die Verwendung von modifizierten Tonarten ist ebenfalls bekannt und ist z. B. in US- A-4861491, welches sich auf die Verwendung von organophilen Tonarten bezieht, und US-A-5034136, welches die Verwendung von Tonarten beschreibt, die mit Hilfe verschiedener Verfahren behandelt wurden, um die Kationenaustauschfähigkeit zu verringern, beschrieben.
Produkte auf der Basis von Polymer werden ebenfalls als Lack-Denaturierungsmittel verwendet. Sie liefern gute Lackflotations-Zusammensetzungen und wurden bisher als zum Absinken ungeeignet erachtet. Sie fördern jedoch oft eine Schaumbildung und die Lackneutralisation ist oft unannehmbar schlecht. Aufgrund der Klebrigkeit der Polyelektrolyte, die verwendet werden, kann sich an den Rohren und Oberflächen leicht Bewuchs bilden. Beispiele für polymere Zusammensetzungen zur Beseitigung der Klebrigkeit sind in EP-A-293129, US-A-3515575 und US-A-4853132 und US-A-2585407 zu finden.
In GB-A-2011371 wird eine wäßrige Dispersion von Wachs in Kombination mit einer alkalischen Lösung verwendet, um Lack zu sammeln. Die Wachsdispersion kann Tenside enthalten. Sie wird alkalischem Wasser bei pH 13,5 unter Bildung einer homogenen Dispersion zugegeben und dann in einem Lacknebel-Naßabscheider verwendet, d. h. mit Lack kontaktiert, wobei die Wachsteilchen als Oberfläche dienen, auf der der Lack durch Alkali angegriffen werden kann. US-A-4687520 beschreibt eine Dispersion von Wachs mit einem organischen Amin und einem nicht-ionischen Tensid, die als Einkomponenten-Antiklebemittel für Lack von Nutzen ist. Die Zusammensetzung wird Wasser, das in dem Abscheider rückgeführt wird, zugegeben.
In US 5006261 werden verschiedene Öl-in-Wasser-Polymerlatices als Mittel zur Beseitigung der Klebrigkeit von Lack eingesetzt, indem man sie in einer Lack- Spritzkabine dem zurückgeführten Wasser zusetzt, gegebenenfalls in Anwesenheit von wasserlöslichen Koagulierungsmitteln wie z. B. kationischen Tensiden, kationischen Polymeren und anorganischen Salzen mehrwertiger Metallionen. Der Lackschlamm wird durch Flotation gesammelt.
In US-A-4750919 wird ein Verfahren beschrieben, in dem die Feststoffe des Lack- Oversprays mit einer Öl-in-Wasser-Emulsion kontaktiert werden, bis die Emulsion mit mindestens 5 Gewichtsteilen Lackfeststoffen pro 100 Gewichtsteile der Kohlenwasserstoff-Flüssigkeit der Emulsion beladen ist. Diese Druckschrift beschreibt, wie sich die Kapazität der Emulsion nicht erschöpft, wenn sie auf diese Weise verwendet wird. Nachdem sie die Overspray-Feststoffe aufgenommen hat, wird die Emulsion dann aus dem System entfernt und die Emulsion wird durch Einstellen des pH gebrochen. Die Schlammschicht, die Lackfeststoffe, Kohlenwasserstoff-Flüssigkeit, Lackträger und Wasser enthält, wird entfernt. Die schlammfreie Kohlenwasserstoff-Flüssigkeitschicht und die Wasserschicht werden mit zusätzlicher Emulsion wiedervereinigt und durch das Verfahren rückgeführt. Somit bleibt die Emulsion während des gesamten Verfahrens bis nach der Entfernung aus dem System mit den Lackfeststoffen, wenn sie zur Entfernung der Lackfeststoffe gebrochen wird, stabil.
In EP-A-0520730 wird ein Lack-Denaturierungsmittel beschrieben, in dem eine "Ölin-Wasser-Emulsion" mit einer wäßrigen Lösung z. B. in einer Lack-Spritzkabine kontaktiert und dadurch destabilisiert wird. Wenn dieses Verfahren durchgeführt wird, erzeugt die Destabilisierung eine fein dispergierte Suspension eines leichten Feststoffes in der Wasserphase, der das Aussehen großer Flocken hat. Die Lackteilchen kontaktieren die wäßrige Lösung, die die destabilisierte Öl-in-Wasser- Emulsion umfaßt, so daß der Lack auf den destabilisierten Emulsionsteilchen absorbiert wird. Die Zusammensetzung dient zur Verwendung in Flotationsverfahren, worin der adsorbierte Lack und Flocken auf der Oberfläche des Wassers in der Spritzkabine schwimmen und z. B. durch Abstreifen von der Oberfläche entfernt werden.
Kombinationen der Verwendung von Tonarten und polymeren Materialien werden in US-A-4629572 beschrieben, worin mit Wasser quellbarer Ton und Wasserdispergierbare Kondensationsharze, bei denen es sich um die duroplastischen Harzprodukte der Reaktion von N-haltigen Verbindungen mit Aldehyden handelt, in Kombination als Zusammensetzung zur Beseitigung der Klebrigkeit von Lack verwendet werden. In US-A-5006261 werden ebenfalls Wasserdispergierbare polymere Latices als Antiklebemittel für Lack verwendet und verschiedene Koagulierungsmittel können ebenfalls verwendet werden. Eine Mischung von Ton und Polyamin wird als eines der geeigneten Koagulierungsmittel beschrieben, doch die Verwendung dieses Koagulierungsmittels wird nicht am Beispiel veranschaulicht. Als geeignete polymere Latices wird eine Vielzahl polymerer Materialien beschrieben, von denen eines Polyvinylchlorid ist. Es finden sich jedoch keine konkreten Beispiele für die Verwendung von Polyvinylchlorid. Es wird gesagt, daß es sich bei dem mit Hilfe des in dieser Druckschrift beschriebenen Verfahrens hergestellten Lackschlamm um einen aufschwimmenden Lackschlamm handelt.
Gegenwärtig beziehen sich die meisten der bekannten Systeme zur Beseitigung der Klebrigkeit von Lack auf Flotationsverfahren, worin der Lackschlamm an der Oberfläche des Wassers in einer Lack-Spritzkabine gesammelt und z. B. durch Abstreifen von der Oberfläche entfernt wird. In verschiedenen Fällen ist jedoch ein Verfahren zur Beseitigung der Klebrigkeit von Lack erforderlich, in welchem Lack durch Sedimentation gesammelt werden kann. Es hat sich jedoch als recht schwierig erwiesen, ein Sedimentationsverfahren mit im wesentlichen 100% Sedimentation zu erhalten. Wie oben beschrieben, sind vielfältige Sedimentationsverfahren bekannt. Diese führen jedoch im allgemeinen zu Verfahren, in denen, obwohl ein guter Teil des Lackschlamms durch Sedimentation gesammelt werden kann, ein Teil des Lackschlamms weiterhin aufschwimmt und somit beide Abscheidungsverfahren erforderlich sind. Des weiteren ist es insbesondere bei einem Sedimentationsverfahren zur Beseitigung der Klebrigkeit von Lack wichtig, die Klebrigkeit des Lacks wirksam zu beseitigen, da andernfalls das Rohrsystem am Boden der Lack-Spritzkabine verstopft wird und eine Reinigung des Bodens der Kabine und der Entfernungsrohre äußerst unbequem ist, da der Zeit- und Arbeitsaufwand hoch ist.
In der vorliegenden Erfindung sorgt ein Verfahren zur Beseitigung der Klebrigkeit von Lack, insbesondere in einer Lack-Spritzkabine, worin der Lack durch Sedimentation gesammelt werden kann, für eine wirksame Beseitigung der Klebrigkeit und eine wirksame Sedimentation, wobei die Probleme des Standes der Technik überwunden werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Beseitigung der Klebrigkeit von Lack bereitgestellt, welches das Kontaktieren einer Dispersion, welche eine kontinuierliche wäßrige Phase und eine ein Polymer mit einer Dichte von mehr als 1 g/ml umfassende stabile diskontinuierliche hydrophobe Phase und einen Emulgator umfaßt, mit einer wäßrigen Flüssigkeit, wodurch die Dispersion destabilisiert wird, dann Kontaktieren von Lack mit der die destabilisierte Dispersion umfassenden wäßrigen Flüssigkeit unter Bildung eines Lackschlammes, der sich durch Sedimentation aus der wäßrigen Flüssigkeit abscheidet, und Sammeln des Sediments umfaßt.
In der Erfindung wird die Destabilisierung vorzugsweise in Gegenwart von in der wäßrigen Flüssigkeit dispergierten Wasser-unlöslichen Feststoffteilchen durchgeführt. Das Vorhandensein derartiger Teilchen hat eine vorteilhafte Wirkung auf die Bildung von Flocken in dem Destabilisierungsverfahren und scheint insbesondere die Größe dieser Flocken zu steuern, um sie daran zu hindern, zu voluminös zu werden. Die Feststoffteilchen können in situ durch Mischen von Komponenten, die einen Niederschlag von unlöslicher Verbindung bilden, gebildet werden. Die Feststoffe können z. B. Wasser-unlösliche Salze von mehrwertigen Metallionen sein, die gebildet werden, wenn die mehrwertigen Metallionen in einer wäßrigen Komponente mit den Gegenionen in einer anderen wäßrigen Komponente unter Bildung eines Niederschlags in Wechselwirkung treten. Die Gegenionen können organisch oder anorganisch sein. Vorzugsweise werden die Feststoffteilchen als vorgebildete Komponente, die in einer der wäßrigen Komponenten suspendiert ist, eingeschlossen. Besonders bevorzugte Feststoffe sind Tonteilchen. Ton wird vorzugsweise mit der Dispersion vorgemischt, so daß die Tonteilchen in der wäßrigen kontinuierlichen Phase der Dispersion suspendiert werden.
Die dispergierte hydrophobe Phase umfaßt das Polymer mit hoher Dichte und gegebenenfalls andere hydrophobe Komponenten. In der dispergierten Phase kann/können die hydrophobe(n) Komponente(n) in fester oder flüssiger Form als von Emulgator umgebene Teilchen oder Tröpfchen vorliegen, so daß die dispergierte Phase bis zum Destabilisierungsschritt stabil in der kontinuierlichen Phase suspendiert bleibt. Die Destabilisierung findet statt, indem man ein Destabilisierungsmittel bereitstellt, das mit dem Emulgator in Wechselwirkung tritt, so daß er nicht mehr in der Lage ist, die hydrophobe dispergierte Phase stabil in der kontinuierlichen wäßrigen Umgebung zu suspendieren. Die Teilchen oder Tröpfchen aus hydrophobem Material koagulieren oder agglomerieren dann unter Bildung von Flocken, die leicht in der destabilisierten Dispersion zu sehen sind. Diese Flocken treten dann mit Teilchen oder Tröpfchen von Lackkomponenten in einer Lack- Spritzkabine in Wechselwirkung, wobei sie den Lack sammeln und in einer Sammelkammer sedimentieren, aus der das Sediment entnommen und entsorgt wird, und der Überstand kann rückgeführt werden.
Es wurde festgestellt, daß die vorliegende Erfindung bei der Lackneutralisation besonders wirksam ist, und es wurde eine synergistische Wirkung zwischen den Wasser-unlöslichen Feststoffteilchen und den Wasser-dispergierten Polymerflocken aus der destabilisierten Dispersion festgestellt, so daß der Lackschlamm leicht zu handhabende Lackteilchen, deren Klebrigkeit beseitigt wurde und die eine gute Sedimentation ergeben, umfaßt, so daß der Lackschlamm vom Boden eines Behälters, der die wäßrige Lösung enthält, entfernt werden kann.
Eine hydrophobe Phase, die zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung geeignet ist, kann irgendeine hydrophobe Phase sein, die ein Polymer mit einer Dichte von mehr als 1 g/ml umfaßt und die durch Zugabe zu einer wäßrigen Flüssigkeit destabilisiert werden kann. Das hydrophobe Polymer kann irgendein Polymer mit der erforderlichen Dichte sein, z. B. aliphatische oder aromatische Polymere, gegebenenfalls z. B. mit Halogenen, wie z. B. Chlor und Brom, substituiert. Vorzugsweise liegt die hydrophobe Phase in Form einer Dispersion vor, die entweder feste oder flüssige dispergierte Polymer-Teilchen umfassen kann, am meisten bevorzugt liegt die hydrophobe Phase in Form eines Latex, d. h. einer Dispersion von hydrophober Phase in wäßriger Phase, vorzugsweise umgeben von Tensid (Emulgator), in der dispergierten Phase vor. Bevorzugte Beispiele für geeignete Latices sind aliphatische Polymere, die Chlor oder Brom enthalten. Insbesondere sind Polymere und Copolymere, die Vinylchlorid- oder vorzugsweise Vinylidenchlorid-Latices umfassen, bevorzugt. Die Dichte des Polymers muß dann größer als 1,0 g/ml sein. Vorzugsweise beträgt die Dichte mindestens 1, 2, am meisten bevorzugt mindestens 1,3 g/ml. Vorzugsweise sollte die Dichte nicht mehr als 2,0 g/ml, am meisten bevorzugt nicht mehr als 1,8 g/ml, betragen.
Die hydrophobe Ölphase kann jedoch auch Öl wie z. B. Mineralöl oder in der Natur vorkommendes Öl oder Fett, im allgemeinen in Mengen von bis zu 30 Gew.-% der hydrophoben Phase, umfassen. Wenn die hydrophobe Phase auch derartige Additive umfaßt, sollte die Öl- und Polymer-Mischung vorzugsweise eine Dichte von mehr als 1,0 g/ml aufweisen. In diesem Fall beträgt die Dichte der hydrophoben Phase vorzugsweise mindestens 1,1 g/ml, am meisten bevorzugt mindestens 1,2 g/ml, und vorzugweise nicht mehr als 1,8 g/ml, am meisten bevorzugt nicht mehr als 1,5 g/ml.
Der Lack, dessen Klebrigkeit beseitigt wurde, sollte von dem Flüssigkeitsstrom zu dem geeigneten Absetzbehälter transportiert werden und sollte sich nicht an anderen Stellen der Kabine ablagern. Aus diesem Grunde sollte die Flockenabsetzrate nicht zu hoch sein; diese wird anhand von nur zwei Faktoren erhalten: Flockengröße und Flockendichte. Erstere wird durch die chemische Zusammensetzung des Antiklebemittels (Verhältnis von unlöslichen Feststoffen zu Polymer usw.) gesteuert. Die Flockendichte wird hauptsächlich durch die Dichte des Polymers gesteuert. Der Ton oder andere Feststoffteilchen werden in das Verfahren eingeschlossen, um die Flockengröße zu steuern. Ohne diese ist die Flockengröße der flüssigen Phase in der Regel zu groß, was einen unzureichenden Kontakt mit dem Lack-Overspray und ein zu schnelles Absetzen zur Folge hat.
Bei dem Ton, der in die Zusammensetzung eingeschlossen wird, kann es sich um irgendeinen Ton oder eine Tonmischung handeln. Bevorzugte Beispiele sind eine oder mehrere in Wasser quellbare Tonarten, die aus Kaolin (Porzellanerde), Talkum, Diatomeenerde, Bentonit oder modifizierten Tonarten, wie z. B. denjenigen, die in US-A-5034136 und US-A-4861491 beschrieben sind, ausgewählt sind. Vorzugsweise umfaßt der Ton eine Mischung von mehreren Tonarten. Es wurde festgestellt, daß die am meisten bevorzugte Tonzusammensetzung für den Einschluß in die Zusammensetzung Bentonit, vorzugsweise in einer Menge von 19 bis 60 Gew.-% der trockenen Mischung von Tonarten, am meisten bevorzugt von 30 bis 50 Gew.-%, umfaßt. Es wurde auch festgestellt, daß eine bevorzugte Tonmischung eine Mischung von Talkum, Kaolin, Diatomeenerde und Bentonit umfaßt. Vorzugsweise beträgt die Menge an Talkum in der Mischung 1 bis 20 Gew.- %, am meisten bevorzugt 5 bis 10 Gew.-%. Kaolin und Diatomeenerde sind vorzugsweise in ungefähr gleichen Mengen, im allgemeinen in Mengen von 5 bis 40 Gew.-%, vorzugsweise in Mengen von 10 bis 30 Gew.-%, in der Mischung vorhanden.
In der vorliegenden Erfindung wird auch eine stabile Dispersion bereitgestellt, die eine kontinuierliche wäßrige Phase, eine Polymer mit einer Dichte von mehr als 1,0 g/ml, bei dem es sich um ein Polymer oder Copolymer von Vinylchlorid oder Vinylidenchlorid handelt und das in einer Menge im Bereich von 5 bis 50 Gew.-% der Zusammensetzung vorhanden ist, umfassende diskontinuierliche hydrophobe Phase, einen anionischen Emulgator für die hydrophobe Phase und suspendierte Teilchen von Wasser-unlöslichem Material, Ton einschließend, umfaßt, worin das Gewichtsverhältnis von hydrophober Phase zu suspendiertem teilchenförmigem Material im Bereich von 10 : 1 bis 1 : 10 liegt.
Die Menge an Polymer in der Zusammensetzung kann variieren, beträgt jedoch mindestens 5 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 10 Gew.-% und am meisten bevorzugt mindestens 12 Gew.-%. Die Menge an Polymer in der Zusammensetzung beträgt nicht mehr als 50 Gew.-%, vorzugsweise nicht mehr als 40 Gew.-% und am meisten bevorzugt nicht mehr als 25 Gew.-% der Gesamt-Zusammensetzung.
Bei den bevorzugten Zusammensetzungen zur Verwendung in der Erfindung beträgt das Verhältnis von Ölphase zu wäßriger Phase in der Emulsion in der Dispersion von hydrophober Phase in wäßriger Flüssigkeit, die in die Zusammensetzung zur Zugabe zu dem Lackkabinen-Wasser eingeschlossen wird, vorzugsweise 1 : 10 bis 5 : 1, am meisten bevorzugt 1 : 5 bis 2 : 1.
Im allgemeinen wird der Ton in Form einer Aufschlämmung, die bis zu 20% trockene Feststoffe in Wasser oder einer anderen wäßrigen Flüssigkeit umfaßt, in die Zusammensetzung eingeschlossen. Das Verhältnis der Gesamtmenge an trockenen Ton-Feststoffen in der Zusammensetzung zu hydrophober Phase liegt im allgemeinen im Bereich von 1 : 5 bis 5 : 1, vorzugsweise im Bereich von 1 : 3 bis 3 : 1.
Bei dem Emulgator kann es sich um irgendeinen Emulgator handeln, der in der Lage ist, mit der oben beschriebenen nicht-wäßrigen Phase eine relativ stabile Dispersion zu bilden und die Dispersion zur Destabilisierung befähigt. Vorzugsweise ist der Emulgator wasserlöslich und ionisch, so daß die Destabilisierung der Dispersion durch Kontakt mit Ionen entgegengesetzter Ladung in einer Menge, die ausreicht, um die Aktivität des Emulgators zu verringern, um die Emulsion in der wäßrigen Flüssigkeit in der Spritzkabine zu destabilisieren, stattfinden kann.
Die bevorzugten Emulgatoren sind von anionischer Beschaffenheit, so daß sie durch die Wirkung eines Metallions unter Bereitstellung eines unlöslichen Salzes destabilisiert werden können. 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. Wenn die Wasserhärte zu gering ist, um das erforderliche Ergebnis zu ergeben, oder wenn ein anderes Metallion erforderlich ist, sind mögliche als Metallionen-Quellen zu verwendende Metallsalze z. B. Sulfat, Chlorid, Nitrat, Acetat von Calcium, Aluminium; Magesium oder Eisen. Jedes andere Metallsalz, das wasserlöslich ist und dessen Kation mit dem gewählten anionischen Emulgator ein unlösliches Salz ergibt, kann ebenfalls verwendet werden, obwohl es offensichtlich bevorzugt ist, ein Metall zu verwenden, von dem man nicht annimmt, daß es eine Wasserverunreinigung oder Verunreinigung des Schlammes hervorruft. Somit ist Wasserhärte die bevorzugte Quelle für geeignete Metallionen.
Beispiele für bevorzugte anionische Emulgatoren sind Fettsäuresalze von Alkalimetallen oder von Alkanolaminen (Seifen) oder Petroleumsulfonatsalze von Alkalimetallen oder Alkanolaminen.
Alternativ kann die Dispersionsdestabilisierung durch die Verwendung eines kationischen Emulgators und/oder eines kationischen Polymers zur Destabilisierung eines anionischen Emulgators in der Emulsion erreicht werden. Jeder kationische Emulgator oder jedes Polymer, der bzw. das den anionischen Emulgator in der Emulsion destabilisiert, ist geeignet, doch Stickstoffhaltige destabilisierende Polymere könnten aufgrund des Stickstoffgehalts, der ein potentieller Nährstoff für Bakterienwachstum sein könnte, von Nachteil sein. Die Beseitigung der Klebrigkeit und die Dispergierung von Lack kann jedoch unter Verwendung dieser Art von Zusammensetzung wirksam sein.
Alternativ kann der Emulgator für die Dispersion kationisch sein, z. B. eine quartäre Ammoniumverbindung. Wenn diese Art von Emulgator verwendet wird, kann eine Destabilisierung durch die Zugabe von anionischen Substanzen, z. B. anionischen Polymeren, Seifen oder anionischen Tensiden, erfolgen.
Die Dispersion kann auch mit Hilfe irgendeines anderen Verfahrens destabilisiert werden. Wenn die Dispersion z. B. insbesondere unter Verwendung eines anionischen Tensids stabilisiert wird, liegt der pH der wäßrigen Flüssigkeit in der Spritzkabine im allgemeinen im Bereich von 6,0 bis 9,0. Um die Dispersion zu destabilisieren, sollte der pH um mindestens 0,5 Einheiten auf mindestens pH 5, 5, vorzugsweise auf einen pH von 3,5 bis 4,0, gesenkt werden. Ein pH unter 3,5 hat eine wirksame Destabilisierung zur Folge, ist jedoch nicht wünschenswert, da er zu Korrosionsproblemen führen kann.
Der Emulgator sollte in der Emulsion in einer Menge vorhanden sein, die ausreicht, um eine stabile Emulsion bereitzustellen, die in der wäßrigen Flüssigkeit in der Lack- Spritzkabine destabilisiert werden kann. Im allgemeinen liegt das Gewichtsverhältnis der Ölphase zu Emulgator im Bereich von 5 : 95 bis 99 : 1, vorzugsweise im Bereich von 15 : 1 bis 1 : 1.
Andere fakultative Bestandteile in der Zusammensetzung können z. B. ein zusätzlicher Emulgator, z. B. ein nicht-ionischer, anionischer oder kationischer Emulgator, vorzugsweise anionische Emulgatoren, wie z. B. Petroleumsulfonat mit einem Molekulargewichtsmittel von 400-600, zusätzliche Öle, die zur Beseitigung der Klebrigkeit beitragen können, wie z. B. olefinische Schweröle, die bis zu einem Gewichtsprozentsatz der Gesamt-Zusammensetzung von vorzugsweise nicht mehr als 10%, am meisten bevorzugt nicht mehr als 7,5%, zugegeben werden können, sein. Andere Additive können z. B. Viskositätsverbesserer, Viskositätsstabilisatoren, Biozide und Schaumverhinderungsmittel sein.
Vorzugsweise liegt die Zusammensetzung in Form einer Mischung einer Dispersion von hydrophober Phase in einer kontinuierlichen wäßrigen Phase und Ton vor.
Die Zusammensetzung sollte erstens durch Zugabe von Ton und jeglicher anderer anorganischer Produkte zu Wasser unter Bildung einer Aufschlämmung und zweitens durch Zugabe der Aufschlämmung zu dem Öl-in-Wasser-System, welches entweder in Form einer Dispersion oder einer Emulsion vorliegt, hergestellt werden.
Wenn die Zusammensetzung zusätzliches Öl enthält, werden zunächst das Öl und zusätzlicher Emulgator Wasser zugegeben und jegliches feste teilchenförmige Material, z. B. Ton, wird dann gewöhnlich als wäßrige Aufschlämmung zugegeben, um eine gleichmäßige Dispersion zu bilden. Diese wird anschließend mit der Polymerdispersion gemischt. Jegliche weiteren Additive können in irgendeiner Stufe, z. B. entweder der festen teilchenförmigen Aufschlämmung oder der endgültigen Dispersion zugegeben werden.
Dann wird die Zusammensetzung der Flüssigkeit in der Spritzkabine in relativ geringen Konzentrationen von z. B. etwa 0,4 bis 10 kg/m³ zugegeben.
Wie oben beschrieben, kann es sich bei dem Destabilisator in der wäßrigen Flüssigkeit um verschiedene Additive handeln, die bereits in der wäßrigen Flüssigkeit vorhanden sein können oder als separate Komponente zugegeben werden können.
Wenn anionische Emulgatoren verwendet werden, kann die Wasserhärte ausreichend sein, um die hydrophobe Phase zu destabilisieren: eine Wasserhärte von etwa 200 ppm (ausgedrückt als Calciumcarbonat) ist oft ausreichend.
Das destabilisierende Additiv sollte, falls erforderlich, in der wäßrigen Flüssigkeit in einer Menge vorhanden sein, die ausreicht, um eine Destabilisierung der Emulsion zu bewirken, um die hydrophobe Phase in voluminöse Flocken umzuwandeln.
Die Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung ist auch insofern vorteilhaft, als Lack-Denaturierungsmittel auf Tonbasis bisher mit Schwierigkeiten verbunden waren, da die Viskosität von Tonaufschlämmungen sehr hoch ist und selbst bei einer Konzentration von weniger als 20 Gew.-% an trockenen Feststoffen Schwierigkeiten beim Pumpen auftraten. In der Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung ist dieses Problem abgemildert, da die Zusammensetzung eine ziemlich reduzierte Viskosität aufweist.
Die Zusammensetzungen dieser Erfindung sorgen für eine Lackneutralisation, die hinsichtlich der Beseitigung der Klebrigkeit ausreichend wirksam ist, damit Lack, dessen Klebrigkeit beseitigt wurde, zur Entfernung aus dem System druckfiltriert werden kann. Andere Verfahren des Standes der Technik können zu einer (unvollständigen) Sedimentation des Lackschlamms führen; wenn sie jedoch z. B. bei einem Druck von etwa 3 Atmosphären druckfiltriert werden, werden die Schlämme in der Regel oft klebrig und ihre Handhabbarkeit verschlechtert sich. Die vorliegende Erfindung hat eine Beseitigung der Klebrigkeit zur Folge, die ausreicht, um eine Druckfiltration der sedimentierten Lackfeststoffe bei Drücken von z. B. bis zu 3 Atmosphären zu erlauben.
Die vorliegende Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die begleitenden Beispiele ausführlicher beschrieben.
Es wurde eine Labor-Testvorrichtung aufgebaut, um eine Lack-Sprühkabine zu simulieren.

Beispiel 1

Eine Tonaufschlämmung wurde wie folgt hergestellt:
Talkum 1,8%
Bentonit 9,0%
Kaolin 4,6%
Diatomeenerde 4,6%
Wasser 80%

Beispiel 2

Eine Zusammensetzung zur Beseitigung der Klebrigkeit von Lack wurde wie folgt hergestellt:
Leitungswasser 9%
Emulsion von Vinylidenchlorid-haltigem Copolymer,
Aktivstoffgehalt 50%, spezifisches Gewicht der
Emulsion 1,29 (Diofan 233 D von BASF) 25%
Tonaufschlämmung (Beispiel 1) 60%
Olefinisches Schweröl 4,5%
Anionischer Emulgator (Petroleumsulfonat, Molekulargewichtsmittel 450) 1,5%
Die Zusammensetzung wurde durch Mischen des Öls und von Petroleumsulfonat mit einem Teil des Wassers unter Bildung einer Dispersion von Öl in der wäßrigen Flüssigkeit hergestellt. Talkum, Bentonit, Kaolin und Diatomeenerde wurden gemischt und wie in Beispiel 1 zu einer Aufschlämmung verarbeitet, die der Dispersion von Öl und Emulgator in Wasser zugegeben wurde. Dann wurde die Polymer-Emulsion der Mischung zugegeben.

Beispiel 3

Es wurde ein Labor-Prüfgerät (Lack-Sprühkabinen-Simulationsvorrichtung) aufgebaut. Es wurde eine Sprühdüse vom Flüssigkeit/Luft-Typ eingesetzt, die mit einem Luftdruck von 2 bar einen Durchsatz von etwa 1 ml/Min. lieferte.
Das Gesamt-Fassungsvermögen der Modellkabine betrug 13 Liter. Eine Rückführungspumpe wurde so eingestellt, daß sich eine kontinuierliche Flüssigkeitsschicht entlang einer Krümmung der Modell-Sprühkabine ergab. Ein Maschenfilter wurde vorgesehen, um mitgeführten Lackschlamm daran zu hindern, an den Rohren und der Pumpe anzuwachsen.
Um einen Durchgang durchzuführen, wurde die Zusammensetzung zur Beseitigung der Klebrigkeit der Kabine zugegeben, die Pumpe wurde gestartet, dann wurde die Zusammensetzung zur Beseitigung der Klebrigkeit bei Bedarf dem Modellkabinenwasser zugegeben und die Pumpe wurde etwa 2 Stunden lang laufengelassen. Dann wurden 30 ml Lack in einem Zeitraum von 30 Minuten eingespritzt, die Pumpe wurde etwa weitere 30 Minuten lang laufengelassen und dann gestoppt und die Ergebnisse wurden wie folgt beurteilt:
1) Dispergierung - Es erfolgte eine visuelle Beurteilung der Dispergierung des Lacks, d. h. der Tendenz, in kleinen einzelnen Teilchen zurückzubleiben.
2) Beseitigung der Klebrigkeit - wurde als Tendenz des Lackschlammes, auf der Haut zu schmieren, wenn er leicht zwischen den Fingern verrieben wurde, beurteilt,
3) Absinken gegen Aufschwimmen - Der in der Kabine aufschwimmende Lack wurde gesammelt, in einem Ofen bei 105ºC getrocknet und gewogen. Dann erfolgte ein Vergleich mit der zugegebenen Gesamtmenge an trockener Farbe (plus Antiklebemittel).
4) Schaum - Es erfolgte eine visuelle Beurteilung der auf den Oberflächen der Kabine entwickelten Schaummenge bei laufender Pumpe.
5) Anhaften an Wänden - Es erfolgte eine visuelle Beurteilung der nach dem Entleeren der Modellkabine an den Wänden und an dem Maschenfilter zurückgebliebenen Menge an Material.
Der verwendete Lack war herkömmlicher feuerroter mittelfester Acryl-Deckanstrich, der sich als Lack herausgestellt hat, dessen Klebrigkeit schwer in geeigneter Weise beseitigt werden kann.
Die Wasserhärte betrug in allen Fällen 280 ppm ausgedrückt als Calciumcarbonat.

Beispiel 4

2 g/l der in Beispiel 2 angeführten Zusammensetzung wurden der Modellspritzkabine zugegeben, gefolgt von 0,05 g/l einer quartären Ammoniumverbindung als Destabilisator (Dimethyldidecylammoniumchlorid). Das in Beispiel 3 angeführte Verfahren wurde befolgt.
Die Ergebnisse waren wie folgt:
1) Dispergierung: ziemlich gut bis gut
2) Beseitigung der Klebrigkeit: sehr gut
3) Sinkgut, %: etwa 90%
4) Schaum: ein wenig, schnell zusammenfallend
5) Anhaften an Wänden: keines bis sehr wenig

Beispiel 5

2 g/l der in Beispiel 2 beschriebenen Zusammensetzung wurden der Modellspritzkabine zugegeben, gefolgt von 0,05 g/l Aluminiumacetat.
Unter Befolgung des in Beispiel 3 beschriebenen Verfahrens waren die Ergebnisse wie folgt:
Dispergierung: ziemlich gut bis gut
Beseitigung der Klebrigkeit: sehr gut
Schaum: keiner
Sinkgut, %: etwa 95%
Anhaften an Wänden: keines

Beispiel 6

Eine wie in Beispiel 2 beschriebene Zusammensetzung wurde unter Verwendung einer anderen, Vinylidenchlorid-Copolymer enthaltenden Polymer-Emulsion, Aktivstoff-Gehalt 50%, spezifisches Gewicht der Emulsion 1,28 (Kurofan 208D von BASF), hergestellt.
2 g/l dieser Zusammensetzung wurden der Modellspritzkabine zugegeben, wobei die Salze der Wasserhärte für eine Destabilisierung ausreichend waren, und das in Beispiel 3 beschriebene Verfahren wurde befolgt.
Die Ergebnisse waren wie folgt:
Dispergierung: gut bis sehr gut
Beseitigung der Klebrigkeit: sehr gut
Schaum: keiner
Sinkgut, %: über 95%
Anhaften an Wänden: sehr gering

Beispiel 7 (Vergleichsbeispiel),

2 g/l der wie in Beispiel 2 beschriebenen Zusammensetzung wurden der Modellkabine zugegeben und das in Beispiel 3 beschriebene Verfahren wurde befolgt, wobei demineralisiertes Wasser anstelle von Leitungswasser verwendet wurde, und ohne Zugabe von Destabilisatoren.
Die Ergebnisse waren wie folgt:
Dispergierung: sehr schlecht
Beseitigung der Klebrigkeit: sehr schlecht
Sinkgut, %: weniger als 5%
Schaum: eine ununterbrochene Decke
Anhaften an Wänden: sehr starkes Anhaften

Beispiel 8

Dieses Beispiel wird angeführt, um die Auswirkung eines von Ton verschiedenen unlöslichen Materials (Aluminiumhydroxid) auf die Größe der durch Destabilisierung des Latex auf Polyvinylidenchlorid-Basis hergestellten Flocken zu dokumentieren.
Ein 1 Liter-Becher wurde mit Leitungswasser (Wasserhärte 280 ppm, ausgedrückt als Calciumcarbonat) gefüllt, dann wurden 200 mg 50% Aluminiumchlorhydrat- Lösung zugegeben und der pH durch Zugabe einiger Tropfen 1 M Natriumhydroxid- Lösung auf 7,5 erhöht. Die resultierende Lösung wurde 1 Minute lang gerührt und Aluminiumhydroxid-Flocken wurden sichtbar. Dann wurde dem Becher 1 ml Emulsion auf Polyvinylidenchlorid-Basis (Diophan 233 D) zugegeben. Die Emulsion verwandelte sich umgehend in kleine, voluminöse Flocken. Unter Rühren wurden 1,5 ml herkömmlicher feuerroter mittelfester Acryl-Deckanstrich zugetropft, die Lösung wurde 3 Minuten lang unter Rühren belassen, dann weitere 5 Minuten lang stehengelassen. Die Ergebnisse wurden wie in Beispiel 3 beurteilt und waren wie folgt:
1) Dispergierung: gut
2) Beseitigung der Klebrigkeit: sehr gut
3) Sinkgut, %: etwa 95%
4) Schaum: ein wenig, instabil
5) Anhaften am Rührapparat: keines

Beispiel 9 (Vergleichsbeispiel)

Dieses Beispiel wird angeführt, um die Flockengröße der destabilisierten Polymer- Emulsion zu vergleichen, wenn die Destabilisierung ohne irgendein lösliches Teilchen in Suspension durchgeführt wird.
Ein 1 Liter-Becher wurde mit Leitungswasser gefüllt, dann wurden 50 g Dimethyldidecylammoniumchlorid (wie in Beispiel 4) zugegeben, die Lösung wurde 1 Minute lang gerührt und 1 ml Emulsion auf Polyvinylidenchlorid-Basis (Diophan 233D) wurde dem Becher zugegeben. Unter Rühren wurden 1,5 ml des roten Lacks zugetropft, die Lösung wurde 3 Minuten lang unter Rühren belassen und dann weitere 5 Minuten lang stehengelassen. Die Ergebnisse waren wie folgt:
1) Dispergierung: sehr schlecht (es bildeten sich einige große Polymer/Lack-Klumpen)
2) Beseitigung der Klebrigkeit: sehr gut
3) Sinkgut, %: 100%
4) Schaum: ein wenig, instabil
5) Anhaften am Rührapparat: ein wenig

Claims

1. Verfahren zur Beseitigung der Klebrigkeit von Lack, umfassend das Kontaktieren einer stabilen Dispersion, welche eine kontinuierliche wäßrige Phase, eine ein Polymer mit einer Dichte von mehr als 1,0 g/ml umfassende diskontinuierliche hydrophobe Phase und einen Emulgator umfaßt, mit einer wäßrigen Flüssigkeit, wodurch die Dispersion destabilisiert wird, dann Kontaktieren von Lack mit der die destabilisierte Dispersion umfassenden wäßrigen Flüssigkeit unter Bildung eines Lackschlammes, der sich durch Sedimentation aus der wäßrigen Flüssigkeit abscheidet, und Sammeln des Schlammes.

2. Verfahren nach Anspruch 1, worin die Destabilisierung in Gegenwart von suspendierten Teilchen von wasserunlöslichen Feststoffen, die vorzugsweise anorganisch sind, wobei sie am meisten bevorzugt Tonteilchen umfassen, durchgeführt wird.

3. Verfahren nach irgendeinem vorhergehenden Anspruch, worin das Polymer eine Dichte von mindestens 1,2 g/ml, vorzugsweise mindestens 1,3 g/ml, noch mehr bevorzugt mindestens 1,5 g/ml, aufweist.

4. Verfahren nach irgendeinem vorhergehenden Anspruch, worin die Destabilisierung der Dispersion durch Verringerung der Aktivität des Emulgators erfolgt.

5. Verfahren nach Anspruch 4, worin der Emulgator wasserlöslich und ionisch ist und die Destabilisierung durch Kontakt mit Ionen mit entgegengesetzter Ladung zu dem Emulgator in einer Menge, die ausreicht, um die Dispersion zu destabilisieren, stattfindet.

6. Verfahren nach Anspruch 5, worin die Dispersion einen anionischen Emulgator umfaßt, der mit einem mehrwertigen Metallion, das vorzugsweise aus Calcium-, Aluminium- und Magnesium-Ionen ausgewählt wird, ein unlösliches Satz bildet, und die wäßrige Flüssigkeit mehrwertige Metallionen in einer Menge, die ausreicht, um mit dem anionischen Emulgator ein unlösliches Salz zu bilden, umfaßt.

7. Verfahren nach Anspruch 6, worin die wäßrige Lösung Leitungswasser ist, dessen Wasserhärte die Metallionen liefert.

8. Verfahren nach Anspruch 5, worin der Emulgator anionisch ist und die Destabilisierung durch Kontakt mit einem kationischen Emulgator und/oder einem kationischen Polymer in der wäßrigen Lösung erfolgt.

9. Verfahren nach Anspruch 5, worin der Emulgator anionisch ist und die Dispersion durch Senken des pH um mindestens 0,5 Einheiten destabilisiert wird.

10. Verfahren nach irgendeinem vorhergehenden Anspruch, worin die hydrophobe Phase ein Chlor- oder Bromhaltiges Polymer, vorzugsweise ein Polymer oder Copolymer von Vinylchlorid, oder vorzugsweise Vinylidenchlorid, umfaßt.

11. Stabile Dispersion, welche eine kontinuierliche wäßrige Phase, eine Polymer mit einer Dichte von mehr als 1,0 g/ml, bei welchem es sich um ein Polymer oder Copolymer von Vinylchlorid oder Vinylidenchlorid handelt und welches in einer Menge im Bereich von 5 bis 50 Gew.-% der Zusammensetzung vorhanden ist, umfassende diskontinuierliche hydrophobe Phase, einen anionischen Emulgator für die hydrophobe Phase und suspendierte Teilchen von Ton umfassendem unlöslichem Material umfaßt, worin das Gewichtsverhältnis von hydrophober Phase zu suspendiertem teilchenförmigem Material im Bereich von 10 : 1 bis 1 : 10 liegt.

12. Dispersion nach Anspruch 11, worin das Verhältnis von hydrophober Phase zu suspendiertem teilchenförmigem Material im Bereich von 6 : 1 bis 2 : 5, vorzugsweise bei etwa 4 : 3, liegt.

13. Verfahren zur Herstellung einer Zusammensetzung nach Anspruch 11 oder Anspruch 12, umfassend Zugabe des Emulgators zu einer ersten wäßrigen Zusammensetzung, Zugabe einer wäßrigen Aufschlämmung des unlöslichen teilchenförmigen Materials zu der gebildeten wäßrigen Mischung und anschließende Zugabe des Polymers unter Bildung der hydrophoben dispergierten Phase.

14. Verwendung einer Dispersion nach Anspruch 11 oder Anspruch 12 als Lack- Denaturierungsmittel, vorzugsweise in einem Lack-Sedimentationsverfahren.