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Gegenstand der vorliegenden Erfindung
ist eine Abziehzusammensetzung zum Entfernen von Beschichtungen,
insbesondere organischen Beschichtungen, von Metallsubstraten, besonders
denjenigen, die leicht korrodiert oder beschädigt werden.
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Gegenstand der Erfindung ist ganz
besonders ein Verfahren zum Entfernen einer organischen Beschichtung,
insbesondere einer Anstrichfarbe oder eines Pulvers von einem Substrat,
das ein Weichmetall, wie zum Beispiel Aluminium, Magnesium oder
Zink umfasst, welches Substrat durch die Einwirkung von Wasser und
einem starken Alkali leicht beschädigt oder geätzt werden
kann.
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Im Lauf der Jahre wurde eine Anzahl
von Abziehzusammensetzungen zum Entfernen von Beschichtungen entwickelt,
insbesondere Polyester- und Epoxidpolyester-Pulverbeschichtungen
aus Metallsubstraten, insbesondere Aluminium, und diese umfassen
im Allgemeinen drei Komponenten, nämlich:
- 1.
Eine Komponente, welche die Beschichtung durchdringt und sie quillt
oder löslich
macht;
- 2. einen Beschleuniger, in der Regel ein starkes Alkali, das
zum Aufspalten der organischen Beschichtung wirkt, um zu veranlassen,
dass sie abgezogen wird; und
- 3. einen Haftvermittler.
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Der Haftvermittler, bei dem es sich
in der Regel um einen Alkohol handelt, bringt Komponenten 1 und 2
oben zusammen, um ein stabiles Einphasengemisch zu bilden.
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Eine herkömmliche Abziehzusammensetzung
könnte
zum Beispiel > 50%
Dichlormethan (das Durchdringungsmittel), 1–5% Natriumhydroxid (den Beschleuniger)
und 25–50%
Methanol (den Haftvermittler) umfassen.
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Vor kurzem haben Bedenken bezüglich chlorierter
Lösungsmittel
zu alternativen Durchdringungsmitteln, wie N-Methyl-2-pyrrolidin
(NMP) geführt,
die als Ersatz der chlorierten Lösungsmittel,
wie zum Beispiel Dichlormethan, verwendet werden.
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Ein Problem, das mit dem Abziehen
organischer Beschichtungen von Substraten, die Aluminium, Magnesium
oder Zink umfassen, einhergeht, besteht darin, dass das Substrat ätzanfällig ist,
wenn Wasser in das Abziehbad gelangt. Folglich heben die Anmelder
in
EP 524826 die Wichtigkeit
hervor, das Abziehbad im Wesentlichen wasserfrei zu halten (weniger
als 1 Gew.-%).
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Wasser vom Eindringen in einen Tank
abzuhalten, kann jedoch schwierig sein. So kann zum Beispiel Wasser
von außerhalb
gelagerten nassen Arbeitsstücken,
schlecht abgetropften Arbeitsstücken,
die nach dem Abspülen
in den Tank zurückgegeben
werden, durch Verspritzen beim Druckspülen und selbst durch undichte Anlagen
in den Tank geschleppt werden. Wenn die Wasserspiegel zunehmen,
besteht eine Tendenz für
den Beschleuniger, gewöhnlich
Natrium- oder Kaliumhydroxid, Weichmetalle zu ätzen. Wenn dies an teilweise
abgezogener Arbeit geschieht, so kann dies eine ungleichmäßige Oberfläche ergeben,
die nicht immer durch erneutes Ätzen
fertigbearbeitet werden kann.
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Es ist ein Ziel der vorliegenden
Erfindung, neue Abziehzusammensetzungen herzustellen, die nicht
so wahrscheinlich ätzen
oder unansehnliche Fleckenbildung an den Metallen, insbesondere
denjenigen verursachen, die Aluminium, Magnesium oder Zink umfassen.
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Ein anderes Problem, das mit dem
Abziehen von Komponenten, die Weichmetalle umfassen, mit Beschleunigern
aus starkem Alkali einhergeht, besteht darin, wenn Wasser in größeren Mengen
als 1 Gew.-%, ganz besonders größer als
2 Gew.-%, in den Abziehtank gelangt, die Abziehzusammensetzung ersetzt
werden muss, wenn Ätzen
verhindert werden soll. Dies ist sehr kostspielig.
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Es ist folglich ein weiteres Ziel
der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Entgegenwirken des
Effektes von Wasser in der Abziehzusammensetzung zu entwickeln,
damit ein teurer Ersatz der Abziehzusammensetzung vermieden werden
kann.
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Die Anmelder haben ermittelt, dass
durch sorgfältige
Auswahl des Haftvermittlers und wahlweises Einschließen einer
kieselhaltigen Komponente, wie zum Beispiel eines Silikats oder
einer Kieselsäure,
das Ätzen inhibiert
wird und die Abziehzusammensetzung dazu in der Lage ist, wesentliche
Wassermengen, das heißt über 2 Gew.-%
und selbst über
10 Gew.-% hinausgehend zu tolerieren.
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Ohne zu wünschen, durch Theorie gebunden
zu sein, wird angenommen, dass der Haftvermittler dabei hilft, das
Wasser abzutrennen, wodurch verhindert wird, dass sich das starke
Alkali lokalisiert.
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Wenn es sich bei dem Durchdringungsmittel
um Benzylalkohol handelt, so kann dies unter Verwendung eines Haftvermittlers
erreicht werden, der ein Glycol, einen Glycolether oder Gemische
davon umfasst.
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Es wird angenommen, dass die kieselhaltige
Komponente einen passiven Überzug
vorsieht, der die Ätzwirkung
einer Mischung aus Wasser/starkem Alkali verhindert. Die letztere
Theorie erhält
durch die Tatsache Unterstützung,
dass das Vorliegen einer kieselhaltigen Verbindung in wesentlich
größeren Mengen
als 5 Gew.-% die Wirkung der Mischung aus Wasser/starkem Alkali
tatsächlich
verhindert, wobei die Abziehzusammensetzung daran gehindert wird,
effektiv zu funktionieren.
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Nach einem ersten Aspekt der vorliegenden
Erfindung ist eine Abziehzusammensetzung zum Abziehen einer Beschichtung
von einem Metallsubstrat vorgesehen, das Aluminium-Magnesium oder Zink
umfasst, die Folgendes umfasst: eine Komponente, welche die Beschichtung
durchdringt und sie quillt oder löslich macht; einen Beschleuniger,
der die Beschichtung aufspaltet, damit sie entfernt werden kann
und einen Haftvermittler, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponente,
welche die Beschichtung durchdringt und sie quillt oder löslich macht,
Benzylalkohol in einer Menge von mindestens 25 Gew.-% der Zusammensetzung
umfasst, und der Haftvermittler ein Glycol, einen Glycolether oder
Gemische davon umfasst und genannte Zusammensetzung nicht erheblich
mehr als 10 Gew.-% Wasser umfasst.
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Nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden
Erfindung ist eine derartige Abziehzusammensetzung vorgesehen, die
ferner eine kieselhaltige Komponente umfasst.
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Die kieselhaltige Komponente ist
bevorzugt ein Silikat oder eine Kieselsäure. Das Silikat kann ein natürliches
oder synthetisches Silikat sein. Die bevorzugten Silikate sind die
Metasilikate, noch bevorzugter Natriummetasilikat.
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Bevorzugter liegt die kieselhaltige
Komponente in einer Menge von 0,1 bis 5,0 Gew.-%, noch bevorzugter
0,5 bis 2,0 Gew.-% der Zusammensetzung vor.
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Die Komponente, welche die Beschichtung
durchdringt, umfasst Benzylalkohol und kann zusätzlich jegliche geeignete Komponente
oder jegliches Komponentengemisch, einschließlich chlorierte Lösungsmittel, wie
zum Beispiel Dichlormethan, Pyrollidone, wie zum Beispiel N-Methyl-2-pyrollidon;
Lactone, wie zum Beispiel Butyrolacton, umfassen.
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Der Beschleuniger kann jegliche geeignete
Komponente oder jegliches Komponentengemisch sein und schließt starke
Alkali, wie zum Beispiel Natrium- oder Kaliumhydroxid, Natrium-
oder Kaliummethoxid und Tetramethylammoniumhydroxid ein, ist aber
nicht beschränkt
darauf.
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Der Haftvermittler ist abhängig von
dem gewählten
Durchdringungsmittel und Beschleuniger und schließt Alkohole
und Etherderivate davon ein, wie zum Beispiel Methanol, Glycole,
wie zum Beispiel Monoethylenglycol, Monopropylenglycol, Ethyldiglycol,
N-Methyl-2-pyrrolidin und Gemische davon, ist aber nicht beschränkt darauf.
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Wenn ein Haftvermittler vorliegt,
umfasst die Zusammensetzung in der Regel folgendes (Gewichtsprozent):
| Durchdringungsmittel | 25–80%, bevorzugter
40–75% |
| Beschleuniger | 1–10%, bevorzugter
2–5% |
| Haftvermittler | 20–75%, bevorzugter
25–60% |
und wahlweise eine kieselhaltige Komponente in
einer Menge von bis zu 5%.
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Nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden
Erfindung ist ein Verfahren zum Reduzieren von Metallsubstratätzung vorgesehen,
wenn eine Beschichtung von einem Metallsubstrat in einem Abziehbad
abgezogen wird, das Wasser enthält
und eine Abziehzusammensetzung der Erfindung, worin ein kieselhaltiger
Stoff in das Abziehbad wie folgt eingeführt wird:
Als Teil der
Abziehzusammensetzung;
als Teil einer Nachfüllzusammensetzung;
durch
Zufügen
zusammen mit oder getrennt von einem Beschleuniger aus starkem Alkali
unter Verwendung einer Auflösungskammer,
durch welche die Abziehzusammensetzung gepumpt wird oder
durch
ihr Auflösen
in Spülwasser,
so dass Wasser, das in das Bad zurückgeschleppt wird, den kieselhaltigen Stoff
mitschleppt.
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Nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden
Erfindung ist ein Verfahren zum Reduzieren von Metallsubstratätzung während des
Abziehens einer Beschichtung von einem Metallsubstrat mit einer
Abziehzusammensetzung vorgesehen; die Wasser und ein starkes Alkali
umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass eine kieselhaltige Komponente
in die Abziehzusammensetzung eingeführt wird.
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Die kieselhaltige Komponente, bevorzugt
Natriummetasilikat, kann in das Abziehbad wie folgt eingeführt werden:
- 1. Als Teil der Abziehzusammensetzung;
- 2. als Teil einer Nachfüllzusammensetzung;
- 3. durch Zufügen
zusammen mit oder getrennt von einem Beschleuniger aus starkem Alkali
unter Verwendung einer Auflösungskammer,
durch welche die Lösung
gepumpt wird; oder
- 4. durch ihr Auflösen
in Spülwasser,
so dass Wasser, das in das Bad zurückgeschleppt wird, einen kieselhaltigen
Stoff mitschleppt.
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Nach einem noch weiteren Aspekt der
vorliegenden Erfindung ist die Verwendung einer kieselhaltigen Komponente
als ein Inhibitor des Metallätzens
vorgesehen.
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Nach einem noch weiteren Aspekt der
vorliegenden Erfindung ist die Verwendung einer kieselhaltigen Komponente
bei der Herstellung einer Abziehzusammensetzung oder Nachfüllzusammensetzung
zum Zweck des Inhibierens von Metallätzung vorgesehen.
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Nach einem noch weiteren Aspekt der
vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Verbesserung der Wirkung
einer Abziehzusammensetzung vorgesehen, die mit Wasser kontaminiert
ist, die das Zufügen
eines kieselhaltigen Stoffes zum Reduzieren des Ätzens umfasst.
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Die Erfindung wird weiter lediglich
beispielhaft unter Bezugnahme auf die folgenden Zusammensetzungen
und Tests beschrieben.
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Vergleichsbeispiel
| | Gew.-% |
| Benzylalkohol | 97,5 |
| Kaliumhydroxid | 2,5 |
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Es wurde eine Abziehzusammensetzung,
wie oben, hergestellt und auf 50°C
erhitzt.
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Aluminiumblechtafeln mit einer Beschichtung
aus gehärtetem
Polyesterpulver wurden in die Lösung getaucht.
Die Beschichtung wurde in 10 Minuten entfernt. Nach dem Trocknen
waren die Blechtafeln mit keiner sichtbaren Ätzung anstrichfarbenfrei.
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Als Nächstes wurden teilweise abgezogene
Blechtafeln abgespült
und erneut in die Lösung
eingeführt, wobei
sich auf der Oberfläche
der Blechtafeln Wassertröpfchen
befanden. Als das Abziehen abgeschlossen war, wurde die Blechtafel
abgespült,
getrocknet und untersucht. Es wurde bemerkt, dass Ätzung in
einem den Wassertröpfchen ähnlichen
Muster stattgefunden hatte. Daraus wurde geschlossen, dass während diese
Zusammensetzung ein geeignetes Abziehmedium für Stahl darstellte, sie nicht
an Aluminium und anderen Metallen wie Zink oder Magnesium verwendet
werden konnte.
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Die Lösung wurde dann durch die Inkorporation
von Haftvermittlern modifiziert, die aus Glycolen, Glycolethern
und Pyrrolidonen ausgewählt
wurden, die einen Flammpunkt aufweisen, der weit über 50°C hinausging
und das Wasser mit dem Produkt koppeln würde. Diese schlossen N-Methyl-2-pyrrolidin,
Monoethylenglycol, Monopropylenglycol und Ethyldiglycol ein.
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Es wurden Experimente unter Verwendung
der beispielhaften Lösungen
wie folgt durchgeführt: Beispiel
1
| | Gew.-% |
| Benzylalkohol | 46,5 |
| N-Methyl-2-pyrrolidin | 25 |
| Monoethylenglycol | 25 |
| Kaliumhydroxid | 3,5 |
Beispiel
2
| | Gew.-% |
| Benzylalkohol | 71,5 |
| Monoethylenglycol | 25 |
| Kaliumhydroxid | 3,5 |
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Die oben beschriebenen Abziehtests
wurden wiederholt, und Wasser in Inkrementen von 0,5% zugefügt. Es wurde
bemerkt, dass keine Ätzung
stattfand, bis der Wassergehalt über
2% hinausging.
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Experimente wurden unter Verwendung
dieser Lösungen
durchgeführt,
zu denen ein sich von Metakieselsäure herleitendes Silikat in
der kleinstmöglichen
Wassermenge aufgelöst
wurde.
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Die Formulierungen waren dann: Beispiel
3
| | Gew.-% |
| Benzylalkohol | 46,5 |
| N-Methyl-2-pyrrolidin | 22,5 |
| Monoethylenglycol | 26,0 |
| Kaliumhydroxid | 3,5 |
| Natriummetasilikat | 0,5 |
| Wasser | 1,0 |
Beispiel
4
| | Gew.-% |
| Benzylalkohol | 67,5 |
| Monoethylenglycol | 27,5 |
| Kaliumhydroxid | 3,5 |
| Natriummetasilikat | 0,5 |
| Wasser | 1,0 |
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Die Abziehtests wurden mit Beispielen
3 und 4 wiederholt, und es wurde bemerkt, dass eine ähnliche Abziehleistung
erreicht wurde, aber dass keine Ätzung
stattfand.
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Erweiterte Abziehtests fanden mit
Beispiel 4 statt, um die Verwendung in der Industrie zu simulieren. Ein
Liter Lösung
wurde ununterbrochen zum Abziehen von mit Polyester beschichteten
Aluminiumblechtafeln verwendet. Abhängig von der Verwendung wurde
in entweder täglichen
oder zweimal täglichen
Intervallen die Lösung
zum Entfernen von Schlamm filtriert, mit frischem Material nachgefüllt und
0,5% Wasser eingeführt,
bis 7% Wasser eingeführt
worden waren, als bemerkt wurde, dass sich überschüssiges Wasser aus der Lösung abschied
und daraus geschlossen werden konnte, dass in der Lösung gekoppeltes
Wasser Natriummetasilikat bis zu seiner maximalen Löslichkeit
enthalten würde.
Es wurden akzeptierbare Abziehzeiten und ein Mangel an Ätzung bemerkt.
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Typische Ergebnisse zur Entfernung
von 80-Mikron-Polyesterpulver aus chromatiertem Aluminium werden
unten gegeben:
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Tests wurden dann mit einer gebrauchten
Lösung
aus einer gewerblichen Installation durchgeführt. Diese würde ursprünglich Folgendes
umfasst haben:
| N-Methyl-2-pyrrolidin | 40–60% |
| Glycole | 20–40% |
| Kaliumhydroxid | 2–5% |
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Die Probe enthielt jedoch aufgrund
einer Heizschlangenundichtigkeit und Eindringen von Regenwasser
ca. 15% Wasser. Unbeschichtete Aluminiumblechtafeln wurden 15 Minuten
bei 50 °C
in die Lösung
getaucht, und es wurde Ätzung
beobachtet. 1% Natriummetasilikat wurde in der Lösung aufgelöst, und die Tests wurden wiederholt.
Es fand keine Ätzung
statt.
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Die Testergebnisse ließen erkennen,
dass:
- 1. Metallätzung aus dem Vorliegen von
Wasser in einem Abziehmittel aus Benzylalkohol/starkem Alkali resultierte
und durch Kopplung der Komponenten mit einem Haftvermittler reduziert
wird, der ein Glycol oder einen Glycolether in Mengen von 25 bis
60 Gew.-% umfasst und
- 2. Metallätzung
aus dem Vorliegen von Wasser in derartigen Zusammensetzungen und
in der Tat jeglicher Abziehzusammensetzung resultierte, die ein
starkes Alkali umfasst, kann durch Inkorporation einer kieselhaltigen
Komponente in Mengen von 0,1 bis 5 Gew.-% signifikant reduziert
(inhibiert) werden.
