FI94256B - Etyleeniakryylihappokopolymeeriä sisältävän vesipitoisen konsentraatin käyttö ja menetelmä lakkojen ja muiden orgaanisten pinnoitusaineiden koaguloimiseksi - Google Patents

Description

94256

Etyleeniakryylihappokopolymeeriä sisältävän vesipitoisen konsentraatin käyttö ja menetelmä lakkojen ja muiden or-' gaanisten pinnoitusaineiden koaguloimiseksi 5 Esillä oleva keksintö käsittelee etyleeniakryyli- happokopolymeraattia sisältävän vesipitoisen konsentraatin käyttämistä lakkojen ja muiden orgaanisten pinnoitusaineiden koaguloimiseen.

Keksintö käsittelee erityisesti lakkojen ja muiden 10 orgaanisten pinnoitusaineiden koagulointimenetelmää, jolloin lisätään tällainen vesipitoinen konsentraatti ruis-kulakkalaitosten märkäerottimessa kiertoveteen.

Käytettäessä lakkoja, vahoja tai vastaavia eivesiliukoisia orgaanisia aineita sisältäviä pinnoitusaineita 15 esimerkiksi autoteollisuudessa, ei ole mahdollista saada aineita kokonaan päällystettäville osille. Erityisesti lakattaessa moottoriajoneuvoja syntyy lakanruiskutuskam-miossa niin sanottu "overspray" joka poistetaan veden avulla lakanruiskutuskammiosta ja huuhdellaan ns rauhoi-20 tusaltaaseen. Jotta toisaalta ei häirittäisi vettä kuljettavia johto-, suihku- ja huuhtelusysteemejä esimerkiksi liimautuvilla lakkahiukkasilla eikä toisaalta kuormitettaisi kiertävää vettä mukaanotetuilla aineosilla, täytyy mainittujen aineiden koaguloimiseksi lisätä kiertoveteen . 25 kemikaaleja. Tällöin tulisi ruiskutetut ja vedestä otetut lakkahiukkaset ja niiden agglomeraatit irrottaa ja muodostaa erotettavaksi koagulaatiksi yhdessä työvaiheessa.

Kyseessä olevan laitteiston mukaisesti käytetään joko lakkakoagulointiainetta, jonka avulla lakkakoagulant-30 ti kelluu rauhoitusaltaassa, siis on pinnalla, jolloin on ' · | mahdollista koagulantin kuoriminen veden yläpinnalta, tai jonka avulla koagulantti sedimentoituu, jonka jälkeen se poistetaan karstanauhan avulla altaan pohjalta.

Koagulointia varten, ennen kaikkea autoteollisuu-35 dessa käytettäviä lakkoja varten, on käytettävissä joukko • - 2 94256 neutraaleja ja aikalisiä tuotteita. Koaguloimista varten siis lakkahiukkasten ja niiden agglomeraattien muuttamiseksi poistettavissa olevaksi koagulaatiksi, on tähän asti lisätty kiertovesiin aikalisiä jauhemaisia ja aikalisiä 5 nestemäisiä tuotteita ja jauhemaisia neutraaleja tuotteita.

Siten esitetään GB-PS 1 512 022:ssa aineita, jotka ovat flokkuloivia siis osasia yhteenliittäviä aineita, jotka muodostavat molekyylin välisten siltojen avulla mak-10 romolekyylejä. Nämä lisätään yhdessä selkeyttiminä toimivien epäorgaanisten suolojen kuten rauta(II)kloridin tai alumiinisulfaatin ja orgaanisten kationisten polymeerien kuten polyvinyylipyridiinin tai polyamiinien kanssa vesi-liuoksessa.

15 DE-OS 15 17 409:ssa julkaistaan lisäysaine huuhte lunesteisiin lakka- ja pöhjausaineiden koaguloimista varten. Ne sisältävät vesiliukoisia alkali- ja/tai maa-alka-limetallisuoloja, vaikeasti vesiliukoisia moniarvoisten metallien hydroksideja kuten magnesium-, rauta-, alumiini-20 tai kromihydroksideja ja alifaattisia tai sykloalifaatti-sia amiineja. DE-AS 23 47 068:ssa esitetään lakanpoisto-ja sedimentointlaineita, jotka sisältävät 12 tai useampia hiiliatomeja sisältäviä alifaattisia hiilihappoja tai niiden alkali-, ammonium- tai alkanoliamiinisuoloja ja 25 vaahtoamista vähentäviä aineita. DE-OS 20 06 008:ssa esi tetään Overspray:n poistamiseksi vesiliuoksia, jotka sisältävät alkaleja ja orgaanisia amiineja tai alkanoli-amiineja, joiden organyyliryhmät sisältävät 2-10 C-atomia. Alkanoliamiineja, joita yhdessä metallisuolojen ja poly-30 eetteripolyamiinien kanssa käytetään vesiliuoksessa pois- tamassa lakkaspray-hiukkasia ja puhdistamassa kiertovesiä • l k lakkaruiskutuskammioissa, esitetään myös US-PS 3990986:ssa.

DE-OS 34 12 763:ssa esitetään koaguloitiaineita 35 lakoille ja orgaanisille pinnoitusaineille, erityisesti 3 94256 kaksikomponentti-polyuretaanilakoille, ja ne sisältävät seoksen, jossa on syanamidia, diasyandiamidia ja/tai kal-’ siumsyanamidia yhdessä polyetyleeni-imiinien ja muiden koaguloitumista edistävien aineiden kanssa.

5 Tunnetuilla neutraaleilla ja aikalisillä koaguloin- tiaineilla on haittapuolia myös käytettäessä niitä kaupallisesti saatavissa olevien lakkojen koaguloimisessa: ne vaativat suhteellisen pitkän ajan lakkahiukkasten koagu-loimista varten ja ylimääräisen lakkasumutuksen poistami-10 seksi käytetyn kiertoveden täydellistä käsittelemistä varten. Epäedullisissa tapauksissa tämä johtaa toistensa kanssa liimautuneiden lakkahiukkasten pesemiseen putkistossa heti lakkauskammion jälkeen. Lisäksi sisältävät useimmat tunnetut koagulointiaineet aineita esimerkiksi 15 epäorgaanisia anioneja (kloridi, sulfaatti), jotka rikastuvat kiertoveteen ja vaikuttavat korrosoivasti erilaisissa laitteiston osissa. Koska vesiteknillisistä syistä tarvitaan pidennetty käsittelyaika käsittelyaltaalle, ei ole toivottavaa käyttää nopeasti rikastuvia, erilaisista syis-20 tä laitteiston toimintakykyä vahingoittavia aineita, jotka pakottavat usein tapahtuvaan vedenvaihtoon.

Näitä haittapuolia pyrkii seuraava keksintö helpottamaan ja keksinnön tehtävänä on käyttämällä vesikonsen-traattia, joka sisältää etyleeniakryylihappokopolymeraat-25 tia, ongelmitta suorittaa lakkojen ja muiden orgaanisten pinnoitusaineiden koaguloiminen.

Tällaiset etyleeniakryylihappokopolymeraatit ovat sinänsä tunnettuja. Siten esitetään EP 0 201 702 A2:ssa metalli- ja lakkapinnoille nestemäinen säilöntäaine, joka 30 perustuu etyleeniakryylihappokopolymeraatin vesidispersi-• · oon, joka sisältää 8-25 paino-% akryylihappo-osia ja 92 - 75 paino-% etyleeniosia, laskettuna kopolymeraatin happomuodosta. Tällöin on etyleeniakryylihappokopolymeraa-tin karboksyyliryhmät neutraloitu 50 - 100 mol-%:sesti. 35 Tällaiset vesidispersiot soveltuvat metalli- ja lakkapin-tojen väliaikaiseen säilyttämiseen.

• · 4 94256 Tämän lisäksi esillä oleva keksintö käsittelee sellaisen vesikonsentraatin käyttämistä, joka sisältää 2 -25 paino-% etyleeniakryylihappokopolymeraattia, 8-25 paino-% akryylihappo-osia ja 92 - 75 paino-% etyleeniosia 5 laskettuina kopolymeraatin happomuodosta ja joka esiintyy epäorgaanisena tai orgaanisena emäksen suolana ja joka on tarkoitettu lakkojen ja muiden orgaanisten pinnoitusainei-den koaguloimista varten.

Keksinnön mukaisesti käytettävät vesikonsentraatit 10 ovat toisin kuin tällä hetkellä tunnetut aineet, jotka ovat jauhemaisia aineita tai nestemäisiä dispersioita tai lietteitä, kirkkaita vesipohjaisia nesteitä ilman tavallisten orgaanisten liuottimien lisäämistä. Näin sopivat keksinnön mukaisesti käytettävät vesipitoiset konsentraa-15 tit käytettäviksi koaguloitaessa tavallisesti ongelmallisia lakkoja. Lisäksi voidaan keksinnön mukaisesti käytettävillä vesipitoisilla konsentraateillä saadut ylimääräiset lakkakoagulaatit flotatoida helposti ja lopulta tällaisilla lakkakoagulaateilla on erittäin edullinen olomuo-20 to kiertovedestä erottamista varten.

Kuten aikaisemmin on esitetty sisältävät keksinnön mukaisesti käytettävät etyleeniakryylihappokopolymeraatit 8-25 paino-% akryylihappo-osia ja 92 - 75 paino-% etyleeniosia laskettuina kopolymeraatin happomuodosta. Edul-25 lisesti käytetään sellaisia kopolymeraatteja, jotka sisäl- i tävät 12 - 22 paino-% akryylihappo-osia ja 88 - 78 paino-% etyleeniosia laskettuina kopolymeraatin happomuodosta. Keksinnön mukaisesti käytettävissä konsentraateissa esiintyvät nämä kopolymeraatit epäorgaanisten ja orgaanis-30 ten emästen suolona edullisesti alkalimetalli-, ammo- nium-, amiini- tai alkanoliamiinisuoloina. Sopivia epäor- • » · gaanisia tai orgaanisia emäksiä, joita voidaan käyttää näiden suolojen valmistukseen, ovat esimerkiksi natrium-hydroksidi ja kaliumhydroksidi, ammoniakki ja/tai amiini, 35 esimerkiksi isoforondiamiini tai alkanoliamiini kuten mo- 5 94256 moetanoliamiini, dietanoliamiini, trietanoliamiini, iso-propanoliamiini tai dimetyylietanoliamiini.

Keksinnön mukaisesti käytettävät vesipitoiset kon-sentraatit sisältävät 2-25 paino-%, edullisesti 5-20 5 paino-% tätä etyleeniakryylihappokopolymeraattia. Tällaisten kopolymeraattien valmistaminen esitetään jo aikaisemmin lainatussa EP 0 201 702 A2:ssa. Ne voidaan saada sinänsä tunnetulla tavalla etyleenin jatkuvalla korkeapai-nepolymeroinnilla akryylihapon kanssa radikaaleja muodos-10 tavien initaattoreiden läsnäollessa. Vastaavia etyleeniak-ryylikopolymeraatteja on helposti saatavissa, niitä tarjoaa esimerkiksi toiminimi BASF, Ludwigshafen, tyyppimer-kinnällä PoligenR.

Keksinnön mukaisesti käytettävät vesipitoiset kon-15 sentraatit sisältävät edullisesti lisäksi 0,5-4 paino-% syanamidia ja/tai disyandiamidia ja/tai syanamidisuoloja laskettuna konsentraatin kokonaiskoostumuksesta. Erityisesti vesipitoiset konsentraatit sisältävät sellaisia sya-namidijohdannaisia 2-3 paino-%. Keksinnön mukaisesti on 20 syanamidisuolana erityisesti kalsiumsyanamidi. Tällaisten syanamidijohdannaisten käyttäminen lakkakoagulolntiainels-sa on sinänsä tunnettu DE-OS 34 12 763:sta. Esillä olevan keksinnön tapauksessa käytetään lisäksi tällaisia syan-amidijohdannaisia, jotka vielä parantavat jo sinänsä hyvää 25 keksinnön mukaisesti käytettyjen etyleeniakryyli-happoko-polymeraattien lakkakoagulointlvaikutusta.

Keksinnön mukaisesti käytettävät vesipitoiset kon-senraatit voivat lisäksi sisältää 0,5 - 20 paino-% sinänsä tavallisia koagulointiaineita ja/tai -apuaineita lasket-30 tuina konsentraatin kokonaiskoostumusesta.

: : Muita koaguloivasti vaikuttavia aineita ovat kek- • 4 sinnön hengen mukaisesti vesiliukoiset epäorgaaniset suolat, edullisesti natriumvetykarbonaatti ja/tai magnesium-nitraatti, aikaiimetallihydroksi kuten natrium- tai ka-35 llumhydroksidi ja lisäksi amiinit ja/tai alkanoliamiinit » 6 94256 esimerkiksi monoetanoliamiini, trietanoliamiini tai iso-propanoliamiini.

Muita koagulointiapuaineita ovat keksinnön hengen mukaisesti biotsidit ja/tai pH-arvoa säätävät aineet ja/-5 tai korroosionestoaineet ja/tai vaahtoamista estävät aineet ja/tai liuottavat aineet. Biotsideja ovat esimerkiksi formaldehydi, isotiatsoliini ja niiden johdannaiset kuten pyridiini-N-oksidi ja sen johdannaiset. pH-Säätäjiä ovat esimerkiksi ei-korrodoivat epäorgaaniset tai orgaaniset 10 hapot kuten fosforihappo tai bentsoehappo ja niiden hap pamat suolat, lisäksi aikaisemmin mainitut alkalimetalli-hydroksidit ja/tai amiinipitoiset yhdisteet kuten mono-tai trietanoliamiini. Sopivia korroosionestoaineita ovat esimerkiksi alkanoliamiinit ja vesiliukoiset fosfonaatti-15 suolat esimerkiksi 1-hydroksietaani-l,1-difosfonihappo- natriumsuola. Vaahtoamisenestoaineena käytetään tavallisten tähän tarkoitukseen alalla hyvin tunnettuja aineita ja p lisäksi erityisesti tuotetta Dehydran F, Toiminimi Henkel, Dusseldorf, joka perustuu metallisuolojen yhdis-20 telmään mineraaliöljyssä. Sopivat liuoittavat aineet ovat myös tunnettuja ja niistä voidaan mainita tässä esimerkiksi natriumkumeenisulfonaatti.

Keksinnön mukaisesti käytettävien konsentraattien valmistaminen tapahtuu sekoittamalla yksittäiset,etukäteen ,,, 25 käsitellyt aineosat veden kanssa. Keksinnön mukaisesti on ! edullista, että säädetään vesipitoisen konsentraatin pH-arvo sellaiseksi, että kun konsentraatti laimennetaan vedellä pitoisuuteen 1 %, on pH alueella 7,5 - 10, edullisesti alueella 8-9.

30 Keksinnön mukaisesti käytettävät vesipitoiset kon- sentraatit sopivat kaikkien tavallisten lakkatyyppien ja « « orgaanisten pinnoitusaineiden kuten vahojen ja pohjasuo-jien koaguloimiseen. Kaikissa tapauksissa tapahtuu hyvin nopea koaguloitumisvaikutus siis kiertoveden sisältämät 35 lakkahiukkaset koaguloidaan hyvin nopeasti, ilman että ne * 7 94256 takertuvat laitteistoteknillisiin osiin. Muodostuneet kougulaattihiukkaset tavallisesti kelluvat ja ne siirretään nopeasti kiertoveden virtauksen avulla ilman laitteistojen tukkimista.

' 5 Lisäksi käsittelee esillä oleva keksintö lakkojen ja muiden orgaanisten pinnoitusaineiden koagulointimene-telmää, jolloin kiertoveteen lisätään suihkulakkauslait-teiston märkäerottimessa vesipitoinen konsentraatti, joka on edellä esitelty. Vesipitoiset konsentraatit voidaan 10 sitten lisäyspaikassa suoraan tai vedellä sopivaan pitoisuuteen laimentamisen jälkeen lisätä kiertoveteen suihku-lakkauslaittoston märkäerottimessa. Lisääminen tapahtuu edullisesti paikassa, jossa on kiertoveden voimakas turbulenssi toimivan pumpun avulla, jotta saavutetaan nopea 15 jakautuminen.

Keksinnön mukaisesti käytettävien vesipitoisten konsentraattien annostelu tapahtuu joko jatkuvasti sopivan annostelulaitteiston avulla tai epäjatkuvasti. Edullisesti lisätään keksinnön hengen mukaisesti vesipitoista konsen-20 traattia kiertoveteen määränä 10 - 100 ml kuutiometriä ja käsittelytuntla kohti, edullisesti määränä 30 - 50 ml kuutiometriä ja käsittelytuntla kohti.

Keksintöä valaistaan tarkemmin seuraavana annettavien esimerkkien avulla. Näissä esimerkeissä esitetään lä-. .25 hinnä vesipitoisten konsentraattien valmistamista keksinnön mukaista käyttöä varten.

Esimerkki 1 50 paino-% Etyleeniakryylihappokopolymeraatti-dime- tyyliamiinietanoliamiinisuola 26 paino- 30 %:sena vesipitoisena emulsiona (Poligen . , WE4, BASF, Ludwigshafen) loput vettä ( · 8 94256

Esimerkki 2 45 paino-% Etyleeniakryylihappokopolymeraatti-dime- tyyliamiinietanoliamiinisuola 26 paino-

R

%:sena vesipitoisena emulsiona (Poligen 5 WE4) 2 paino-% disyandiamidia loput vettä

Esimerkki 3 30 paino-% Etyleeniakryylihappokopolymeraatti-dime- 10 tyyliamiinietanoliamilnisuolaa 26 paino- p %:sena vesipitoisena emulsiona (Poligen WE4) 3 paino-% disyandiamidia 8 paino-% trietanoliamiinia 15 3 paino-% 1-hydroksietaani-l,1-difosfonihappoa loput vettä

Esimerkki 4 40 paino-% Etyleeniakryylihappokopolymeraatti-nat- riumsuolaa 26 paino-%:sena vesipitoisena 20 emulsiona (Poligen** WE2, BASF) 2 paino-% Disyandiamidia 5 paino-% bentsoehappoa 10 paino-% isopropanoliamiinia loput vettä 25 Esimerkki 5

Edellä olevien esimerkkien 1-4 mukaisten valmisteiden koagulointitehokkuutta kokeiltiin seuraaviin lakkoihin: A) Yksikomponentti-High-Solid-peittolakka, Firma Her- 30 berts (poltto- ja peittolakka keskipunainen 173-2) B) Yksikomponentti-polyuretaanikivisuojapohja-täyte-lakka, Firma Bollig & Kemper (Heliotherm Stein-schlag-Zwischengrund, harmaa, 05-166-7663)

Kokeet suoritettiin Technikum-ruiskulakkauslaitok- 3 35 sessa, jonka vesisisältö oli 1 m .

9 94256

Kiertoveteen lisätään pumpulla kulloinkin 1 g/1 vesipitoista konsentraattia. Lopuksi suihkutetaan lakka-1 suihkupistoolilla kulloinkin 0,05 paino-% laskettuna kier tovedestä edellä mainittua suihkutettavaa lakkaa samoin * 5 veteen. Koaguloitumisvaikutus oli käytännöllisesti katsoen muutamassa minuutissa havaittavissa: lakka koaguloitui kulloinkin hienojakoisena, ei-liimautuvana muotona. Muodostuneet lakkakoagulantit kelluvat väistämättä ja ne voidaan erottaa ongelmitta kiertovedestä.

10 Esimerkki 6

Esimerkin 2 valmisteen koaguloitumistehokkuutta verrattiin edelleen kaupallisesti saatavissa olevien p koagulointiaineiden - P3 -eroni, Henkel, Dusseldorf-koagulointitehokkuuteen epäorgaanisten suolojen (sooda, 15 fosfaatti) perusteella.

Tulosten arviointia käytettiin kriteerinä seuraa-vassa arviointiskaalassa:

Arviointiskaala lakkakoaguloinnille:

Lakkojen koagulointi: 20 K1 - koaguloitu K2 - poistettavissa oleva (pinta koaguloitu, sisältä vielä tahmea) K3 = ei koaguloitu Lakkakoagulanttien ulkonäkö: . .25 AI hienodispersio A2 - keskidispersio A3 - raakadispersio A4 - kokkareita • < - 94256 9

Kiertoveteen lisätään pumpulla kulloinkin 1 g/i , vesipitoista konsentraattia. Lopuksi suihkutetaan lakka-suihkupistoolilla kulloinkin 0,05 paino-% laskettuna kier- t tovedestä edellä mainittua suihkutettavaa lakkaa samoin 5 veteen. Koaguloitumisvaikutus oli käytännöllisesti katsoen muutamassa minuutissa havaittavissa: lakka koaguloitui kulloinkin hienojakoisena, ei-liimautuvana muotona. Muodostuneet lakkakoagulantit kelluvat väistämättä ja ne voidaan erottaa ongelmitta kiertovedestä.

10 Esimerkki 6

Esimerkin 2 valmisteen koaguloitumistehokkuutta verrattiin edelleen kaupallisesti saatavissa olevien koagulointiaineiden - P3 -eroni, Henkel, Dusseldorf-koagulointitehokkuuteen epäorgaanisten suolojen (sooda, 15 fosfaatti) perusteella.

Tulosten arviointia käytettiin kriteerinä seuraa-vassa arviointiskaalassa:

Arviointiskaala lakkakoaguloinnille:

Lakkojen koagulointi: 20 K1 - koaguloitu K2 » poistettavissa oleva (pinta koaguloitu, sisältä vielä tahmea) K3 = ei koaguloitu Lakkakoagulanttien ulkonäkö: “‘"’25 AI « hienodispersio A2 « keskidispersio A3 - raakadispersio A4 = kokkareita . ···

Claims (10)

94256

1. Sellaisen vesipitoisen konsentraatin käyttö, joka sisältää 2-25 palno-% etyleeniakryylihappokopoly-* 5 meraattia, jossa on 8 - 25 paino-% akryylihappo-osia ja 92 - 75 palno-% etyleenlosla laskettuna kopolymeraatln happomuodosta ja joka on epäorgaanisen tai orgaanisen emäksen suolana, lakkojen ja muiden orgaanisten plnnol-tusalneiden koagulolmlsessa.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen käyttö, tun nettu siltä, että vesipitoinen konsentraattl käsittää 5-20 paino-% kopolymeraattia.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen käyttö, tunnettu siitä, että kopolymeraatti on alkalime- 15 talli-, ammonium-, amiini- tai alkanoliamiinisuolojen muodossa.

4. Patenttivaatimusten 1-3 mukainen käyttö, tunnettu siitä, että vesipitoinen konsentraattl sisältää 0,5-4 paino-% syanamidia ja/tal disyandiamidia 20 ja/tai syanamidisuoloja laskettuna konsentraattien kokona iskoostumukses ta .

5. Patenttivaatimusten 1-4 mukainen käyttö, tunnettu siitä, että vesiliukoinen konsentraattl sisältää lisäksi 0,5 - 20 paino-% sinänsä tavallisia . <25 koagulointiaineita ja/tai apuaineita laskettuina konsentraatin kokonaiskoostumuksesta.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen käyttö, tunnettu siitä, että vesipitoinen konsentraattl sisältää koagulointiaineina vesiliukoisia epäorgaanisia suoloja 30 ja/tai alkalimetallihydroksideja ja/tai amiineja ja/tai alkanoliamiineja.

7. Patenttivaatimuksen 5 mukainen käyttö, tunnettu siitä, että vesipitoinen konsentraattl sisältää apuaineena biosidia ja/tai pH-arvoa säätäviä aineita 35 ja/tai korroosiota estäviä aineita ja/tai vaahtoamista estäviä aineita ja/tai liuottavia aineita. 94256

8. Jonkin patenttivaatimuksen 1-7 mukainen käyttö, tunnettu siitä, että vesipitoisen konsentraatin pH-arvo säädetään siten, että kun vesipitoinen kon-sentraatti laimennetaan vedellä pitoisuuteen 1 %, on pH- 5 arvo alueella 7,5 - 10, edullisesti 8-9.

9. Lakkojen ja muiden orgaanisten pinnoitusainei-den koagulointimenetelmä, tunnettu siitä, että suihkulakkauslaitteiston märkäerottimessa kiertoveteen lisätään patenttivaatimusten 1-8 mukainen vesipitoinen 10 konsentraatti.

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vesipitoinen konsentraatti lisätään kiertoveteen määränä 10 - 100 ml kuutiometriä ja käsittelytuntia kohti, edullisesti määränä 30 - 50 ml kuu- 15 tiometriä ja käsittelytuntia kohti. 94256