CN107502034B - 一种摩擦性水基环保漆层清洗剂及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

一种摩擦性水基环保漆层清洗剂，该清洗剂由主溶剂，助溶剂，活化剂，表面活性剂，摩擦性颗粒，防老化剂，渗透剂，粘稠剂，缓蚀剂，去离子水和乙醇组成。该脱漆剂使用方便、简单，能够有效清除各种普通漆层，对基材无腐蚀等损害，挥发性较小，使用时对人体无毒害，且不含石蜡、煤油等附着物，方便二次喷涂漆层；通过在清洗剂中增加摩擦性颗粒，增加漆层的摩擦力，方便漆层膨胀后进行人工除漆，对于漆膜比较牢固、附着力很强的漆层效果较为显著；清洗剂安全、环保，无氯代烃型有机溶剂，且成本较低。

Description

一种摩擦性水基环保漆层清洗剂及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及一种摩擦性水基环保漆层清洗剂及其制备方法和应用，属于脱漆清洗剂技术领域。

背景技术

在我们日常生活和工业生产中，金属制品无不需要涂料的装饰和防护，涂层，如漆层具有缓蚀、屏蔽和电化学保护等三方面的作用，且施工作业方便，防腐效果好因而被广泛使用。然而在现实生活中，在环境作用和物理机械作用下，随着使用时间的延长涂层往往出现局部或大面积失效，如失光、粉化、脱落、裂纹、划伤、底材锈蚀等降低了基材的使用寿命，或在涂层制备过程中难免出现诸如桔皮、裂纹、粉化等意外缺陷，造成不合格品的出现，这就要求彻底清除涂层，从而重新喷涂。

目前国内外除漆的方法主要有：（1）机械脱漆法：机械脱漆是采用机械摩擦除膜的办法达到清除涂膜，包括手工打磨、喷丸、干冰清洗和高压水(磨料)射流等方法。机械脱漆法，如人工打磨主要是靠刮刀、铁铲，不仅消耗大量的人力物力还很耗费时间，最重要的是在进行脱漆的同时，刮刀、铁铲等金属工具会对脱漆对象造成机械损坏，不仅去除掉了涂层也破坏了基体。此外，面对一些几何形状较为复杂的部件，机械脱漆法是无法全方位的去除表面涂层的，还有很多死角仍然无法达到脱漆效果；（2）激光脱漆法：激光清洗技术是指采用高能激光束照射工件表面，使其表面的附着物或涂层等发生瞬间蒸发或剥离，从而达到洁净化的工艺过程，具有成本低、基体无损伤、干净、操作完全自动化、脱漆无污染，易控制，且价格低廉等优点。然而激光脱漆过程中温度过高，容易使基材变形，对表面含有氧化膜或磷化膜的金属基材造成损伤；（3）化学除漆法：主要有酸性、碱性漆层清洗剂，如酸性清洗剂为浓硫酸、盐酸、磷酸组成的清洗液，化学脱漆剂使用时需要加热，脱漆效率低，使用过程中产生较大的毒性，并容易对基体金属造成严重腐蚀；（4）有机溶剂除漆法：有机溶剂脱漆剂是现在比较普遍的脱漆方法，它是通过有机物溶胀的原理，依靠溶剂渗透到漆膜中，使其膨胀，降低了漆膜与基体的附着力，使漆膜从基材上鼓胀，脱落下来。有机溶剂脱漆剂脱漆速度快，脱漆彻底，所以受到很多厂家的青睐。如传统的氯代烃型有机溶剂虽能够高效地完成脱漆工作，但氯代烃型有机溶剂毒性大、挥发性强、且容易燃烧、化学性质不稳定等，对环境造成极大污染；新型的N-甲基吡咯烷酮NMP分子量特别小，对大多数漆膜来说它的渗透能力是非常强的，能够渗透进绝大多数漆膜的分子链段中，快速的使漆膜胀起，但NMP的价格昂贵，对企业生产成本造成压力；此外，有机溶剂主要以醇醚、酯类、醇类为主，但清洗效果有待提高。

此外，在使用漆层清洗剂时，通常为先用有机溶剂涂覆漆层，待漆层膨胀，炸裂后，使用人工机械的方法，如刮刀除去漆层（难免会划伤基材金属），且对于一些低成本的清洗剂，受清洗剂主溶剂的限制（如NMP的除漆层的效果远高于丙二醇碳酸酯、苯甲醇等），清洗效果有限，当漆层较厚时，除漆效果不佳，有待解决。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出一种安全，环保，成本低，除漆效率高，除漆速度快的摩擦性水基环保漆层清洗剂，方便后期人工除去膨胀漆层，且金属制品的基材不会受到损害。

本发明提供了一种摩擦性水基环保漆层清洗剂，其组分组成包括：

主溶剂25~40wt.%，

助溶剂5~15wt.%，

活化剂9~12wt.%，

表面活性剂 2~3wt.%，

摩擦性颗粒3~6wt.%，

防老化剂2~3wt.%，

渗透剂1~1.5wt.%，

粘稠剂1.5~2wt.%，

缓蚀剂0.5~0.8wt.%，

去离子水和乙醇，体积比3:1，总量为10~25wt.%。

其中主溶剂选自丁二酸二甲酯、苯甲酸甲酯、丙二醇碳酸酯、N-甲基吡咯烷酮、乙二醇丁醚、苯甲醇中的一种或多种，助溶剂选自丁酮、异丙醚、γ-丁内酯、异丁醇、正丙醇中的一种或多种。其中表面活性剂选自十六烷基三甲基溴化铵、司盘、吐温、甜菜碱型中的一种或几种，摩擦性颗粒为0.05-1μm的氧化硅或α-氧化铝颗粒，防老化剂选自酚类防老化剂。其中活化剂选自乙酸、丙醇酸、乳酸中的一种，渗透剂选自磺化琥珀酸二辛酯钠盐，粘稠剂选自羟甲基纤维素、甲基纤维素、水合硅酸镁锂、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇中的一种，缓蚀剂选自聚天冬氨酸或磺化木质素中的一种或两者的混合物。

优选的，该摩擦性水基环保漆层清洗剂，其组分组成包括：

复配主溶剂25~40wt.%，由丙二醇碳酸酯和乙二醇丁醚按重量比2:（1~1.5）组成；

助溶剂：γ-丁内酯，5~15wt.%；

活化剂：乙酸或丙醇酸，9~12wt.%；

表面活性剂2~3wt.%，由十六烷基三甲基溴化铵和SPAN-80按重量比1:(0.5~1) 组成；

摩擦性颗粒：0.05-1μm的氧化硅或α-氧化铝颗粒，3~6wt.%；

防老化剂：酚类防老化剂，2~3wt.%；

渗透剂：磺化琥珀酸二辛酯钠盐，1~1.5wt.%；

粘稠剂：羟甲基纤维素或甲基纤维素或水合硅酸镁锂的一种，1.5~2wt.%；

缓蚀剂：聚天冬氨酸或磺化木质素，0.5~0.8wt.%；

去离子水和乙醇，体积比3:1，总量为10~25wt.%。

在应用时，通过浸泡或刷涂的方式将清洗剂均匀涂覆于待处理漆层表面，或使用一定比例的去离子水稀释清洗剂，使用喷涂的方式涂覆于待处理漆层表面，且可以多次均匀刷涂或喷涂涂覆清洗剂。在使用清洗剂过程中，漆层短时间快速膨胀，炸裂，之后使用纺粘无纺布擦拭除去漆层或去离子水冲洗漆层。清洗剂的使用温度不高于40^oC，除漆过程中伴有超声辅助。

该环保漆层清洗剂的制备方法包括以下步骤：首先将去离子水微热至35^oC，然后缓慢加入粘稠剂，200~300r/min搅拌使其完全溶解，降温，然后依次加入主溶剂、助溶剂、活化剂、缓蚀剂，搅拌获得溶液A；然后向乙醇中表面活性剂、渗透剂、防老化剂，200~300r/min搅拌获得溶液B；然后将溶液B加入到溶液A中，并添加摩擦性颗粒，800-1000r/min搅拌均匀，获得所述清洗剂。

该环保漆层清洗剂可用于去除聚氨酯、环氧树脂、醇酸树脂、聚硅氧烷、吸塑漆层或其他普通常见漆层，涂层厚度为30~200微米。

本发明能达到以下优异的技术效果：

（1）该脱漆剂使用方便、简单，能够有效清除各种普通漆层；

（2）挥发性较小，使用时对人体也无损害，不含石蜡、煤油等附着物，方便二次喷涂漆层；

（3） 通过在清洗液中增加摩擦性颗粒，增加漆层的摩擦力，方便漆层膨胀后进行人工除漆，对于漆膜比较牢固、附着力很强的漆层效果较为显著；

（4）安全、环保，无氯代烃型有机溶剂，成本较低；

（5）对金属基材腐蚀性较小。

附图说明

图1为样品1清洗剂对铁片、铝合金、铜合金基材的腐蚀性测试图。

图2为样品1-4对环氧树脂漆层的除漆效率测试图。

具体实施方式

实施例1

复配主溶剂：丙二醇碳酸酯：乙二醇丁醚=2:（1~1.5），25~40wt.%；

助溶剂：γ-丁内酯，5~15wt.%；

活化剂：乙酸，9~12wt.%；

表面活性剂：十六烷基三甲基溴化铵：SPAN-80=1:(0.5~1)，2~3wt.%;；

摩擦性颗粒：0.05-1μm的氧化硅，3~6wt.%；

防老化剂：酚类防老化剂，2~3wt.%；

渗透剂：磺化琥珀酸二辛酯钠盐，1~1.5wt.%；

粘稠剂：羟甲基纤维素，1.5~2wt.%；

缓蚀剂：磺化木质素，0.5~0.8wt.%；

去离子水：乙醇体积比=3:1，10~25wt.%，标记为样品1。

实施例2

主溶剂：丁二酸二甲酯，25~40wt.%;；

助溶剂：γ-丁内酯，5~15wt.%；

活化剂：丙醇酸，9~12wt.%；

表面活性剂：十六烷基三甲基溴化铵:SPAN-80=1:(0.5~1)，2~3wt.%；

摩擦性颗粒：0.05-1μm的α-氧化铝颗粒，3~6wt.%；

防老化剂：酚类防老化剂，2~3wt.%；

渗透剂：磺化琥珀酸二辛酯钠盐，1~1.5wt.%；

粘稠剂：甲基纤维素，1.5~2wt.%；

缓蚀剂：聚天冬氨酸，0.5~0.8wt.%；

去离子水：乙醇体积比=3:1，10~25wt.% ，标记为样品2。

实施例3

主溶剂：N-甲基吡咯烷酮，25~40wt.%；

助溶剂：正丙醇，5~15wt.%；

活化剂：乳酸，9~12wt.%；

表面活性剂：甜菜碱型表面活性剂，2~3wt.%；

摩擦性颗粒：0.05-1μm的氧化硅，3~6wt.%；

防老化剂：酚类防老化剂，2~3wt.%；

渗透剂：磺化琥珀酸二辛酯钠盐，1~1.5wt.%；

粘稠剂：水合硅酸镁锂，1.5~2wt.%；

缓蚀剂：磺化木质素，0.5~0.8wt.%；

去离子水：乙醇体积比=3:1，10~25wt.% ，标记为样品3。

实施例4

复配主溶剂：苯甲醇=2:（1~1.5），25~40wt.%；

助溶剂：异丙醚，5~15wt.%；

活化剂：乙酸或丙醇酸，9~12wt.%；

表面活性剂：吐温类表面活性剂，2~3wt.%；

摩擦性颗粒：0.05-1μmα-氧化铝颗粒，3~6wt.%；

防老化剂：酚类防老化剂，2~3wt.%；

渗透剂：磺化琥珀酸二辛酯钠盐，1~1.5wt.%；

粘稠剂：甲基纤维素，1.5~2wt.%；

缓蚀剂：聚天冬氨酸或磺化木质素，0.5~0.8wt.%；

去离子水：乙醇体积比=3:1，10~25wt.% ，标记为样品4。

腐蚀性测试：以铁片，铜合金，铝合金为测试基材材料，预先对基材进行机械打磨-丙酮-乙醇-去离子水多次洗涤，冷风机吹干，称重得m₀，然后将上述试样置于除漆层清洗液中，25^oC，浸泡24小时，然后去离子水清洗-丙酮-乙醇-去离子水依次清洗，得m₁。计算公式 V=(m₀-m₁)/A，其中V为金属基材的腐蚀速率，mg/cm²；m₀和m₁分别为清洗前后的样品重量mg，A为样品的表面积cm²。

除漆效率测试：以环氧树脂漆层，聚硅氧烷漆层和吸塑性漆层为样品，厚度50~100μm，温度常温，使用秒表计算第一次出现起皱部位的时间，以及完全起皱时间（秒/s）。

通过清洗剂对铁片、铝合金、铜合金基材的腐蚀性测试，以及清洗剂对不同漆层的除漆效率测试可以得知，本发明的清洗剂对金属基材基本无腐蚀，由于本发明清洗剂中添加了无机摩擦颗粒，对于厚重漆层或不完全起皱的漆层而言，极大的降低了人工擦洗漆层的难度，提高了清洗效率，此外，本发明的清洗剂不含石蜡、煤油等附着物，方便二次喷涂漆层，且清洗剂中含有水，静置时能够密封清洗剂，储存时不易挥发，稳定性较好。且清洗剂本身挥发性较小，使用时对人体无害，清洗剂的成本也较低。

以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。

Claims (6)

1.一种摩擦性水基环保漆层清洗剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：首先将去离子水微热至35^oC，然后缓慢加入粘稠剂，200~300r/min搅拌使其完全溶解，降温，然后依次加入主溶剂、助溶剂、活化剂、缓蚀剂，搅拌获得溶液A；然后向乙醇中表面活性剂、渗透剂、防老化剂，200~300r/min搅拌获得溶液B；然后将溶液B加入到溶液A中，并添加摩擦性颗粒，800-1000r/min搅拌均匀，获得所述清洗剂;

所述清洗剂包括：

主溶剂25~40wt.%，

助溶剂5~15wt.%，

活化剂9~12wt.%，

表面活性剂 2~3wt.%，

摩擦性颗粒3~6wt.%，

防老化剂2~3wt.%，

渗透剂1~1.5wt.%，

粘稠剂1.5~2wt.%，

缓蚀剂0.5~0.8wt.%，

去离子水和乙醇，其体积比为3:1，总量为10~25wt.%；

所述主溶剂选自丁二酸二甲酯、苯甲酸甲酯、丙二醇碳酸酯、N-甲基吡咯烷酮、乙二醇丁醚、苯甲醇中的一种或多种，所述助溶剂选自丁酮、异丙醚、γ-丁内酯、异丁醇、正丙醇中的一种或多种。

2.如权利要求1所述的一种摩擦性水基环保漆层清洗剂的制备方法，其特征在于，所述表面活性剂选自十六烷基三甲基溴化铵、司盘、吐温、甜菜碱型表面活性剂中的一种或几种，所述摩擦性颗粒为0.05-1μm的氧化硅或α-氧化铝颗粒，所述防老化剂选自酚类防老化剂。

3.如权利要求1所述的一种摩擦性水基环保漆层清洗剂的制备方法，其特征在于，所述活化剂选自乙酸、丙醇酸、乳酸中的一种，所述渗透剂选自磺化琥珀酸二辛酯钠盐，所述粘稠剂选自羟甲基纤维素、甲基纤维素、水合硅酸镁锂、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇中的一种，所述缓蚀剂选自聚天冬氨酸或磺化木质素中的一种或两种的混合物。

4.如权利要求1所述方法制备获得的清洗剂的应用，其特征在于使用浸泡或刷涂的方式，将清洗剂均匀涂覆于待处理漆层表面；或使用一定比例的去离子水稀释除漆剂，使用喷涂或淋喷的方式，将清洗剂涂覆于待处理漆层表面。

5.如权利要求4所述的清洗剂的应用，其特征在清洗剂的使用温度不高于40^oC，除漆过程中伴有超声辅助。

6.如权利要求4所述的清洗剂的应用，其特征在于所述清洗剂用于30~200微米厚度的聚氨酯、环氧树脂、醇酸树脂或聚硅氧烷漆层。

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