專(zhuān)利名稱(chēng)：水基醇－羥基羧酸－過(guò)氧化物組合物及其制備方法和用途的制作方法
幾十年來(lái)，強(qiáng)酸和鹵化碳溶劑基組合物被用于從金屬和其它基底上剝離各種保護(hù)涂層。近年來(lái)，由于日益關(guān)注這些脫漆劑對(duì)健康和環(huán)境的不利影響，因此全世界各國(guó)政府立法機(jī)構(gòu)都限制和/或禁止使用這些物質(zhì)。
在美國(guó)專(zhuān)利5215675中，Wilkins等人提出一種基于乳酸乙酯之類(lèi)的水溶性酯和過(guò)氧化氫之類(lèi)的過(guò)氧化物的含水脫漆組合物。
在美國(guó)專(zhuān)利5405548和美國(guó)專(zhuān)利5542986中，Distaso描述了甲酸甲芐基酯或甲酸芐基酯和甲酸在用于剝離各種保護(hù)涂層的水基體系中的應(yīng)用。
但這些已有技術(shù)組合物存在幾個(gè)缺點(diǎn)，即，低溶解力(低效)、高成本、腐蝕性、穩(wěn)定性范圍窄、尤其是強(qiáng)烈的、令人不愉快的刺激氣味。
本發(fā)明涉及一種可有效地從金屬表面，如鋁基合金上去除各種保護(hù)涂層，尤其是環(huán)氧樹(shù)脂、交聯(lián)聚氨酯、和醇酸樹(shù)脂油漆的新的脫漆組合物。
該脫漆劑在去離子水或蒸餾水中包含三種基本組分，即，有或沒(méi)有芳族醚的基于一種或多種高沸點(diǎn)、高閃點(diǎn)、芳族醇的溶劑體系；羥基羧酸；和過(guò)氧化物生成劑。
概括地說(shuō)，成品配方中包含5-50重量份，優(yōu)選25-35重量份的溶劑體系；3-20重量份，優(yōu)選3.5-7重量份的羥基羧酸；和3-30重量份，優(yōu)選5-10重量份的過(guò)氧化物生成劑。脫漆劑中的15-60重量份，優(yōu)選40-50重量份為去離子水或蒸餾水。可根據(jù)具體用途使用其它添加劑，如加溶劑、表面活性劑、偶聯(lián)劑，流變改進(jìn)劑、緩蝕劑、穩(wěn)定劑、和蒸發(fā)抑制劑。
在本發(fā)明中，重量份和重量百分?jǐn)?shù)是指活性組成的重量份和重量百分?jǐn)?shù)。例如，如果使用50％的含水過(guò)氧化氫，且在成品組合物中最好含有10重量份的過(guò)氧化氫生成劑，那么就應(yīng)該使用20重量份的含水過(guò)氧化氫。
本發(fā)明提供了一種有效的脫漆組合物，它沒(méi)有氯化溶劑、對(duì)環(huán)境無(wú)害且對(duì)用戶(hù)溫和。它對(duì)基底是非腐蝕性的或僅稍微腐蝕、非可燃的、無(wú)毒、低氣味、且完全可生物降解。本發(fā)明還提供了用于制備液體或膏(粘稠)型配方，以剝離通過(guò)噴涂法或刷涂法而涂覆的非水平涂覆的基底的材料、工藝和技術(shù)。
本發(fā)明的脫漆組合物優(yōu)選通過(guò)預(yù)混下述物質(zhì)而制成(1)包含羥基羧酸、過(guò)氧化氫生成劑、去離子水或蒸餾水、和所選添加劑的極性相；和(2)包含有機(jī)溶劑體系的非極性相。為了制備液體脫漆劑，在連續(xù)混合條件下，將非極性相慢慢加入極性相中，這樣可形成穩(wěn)定的微乳液。如果需要膏型脫漆劑，就將極性相慢慢分散在非極性相中。
極性相通過(guò)在連續(xù)混合條件下加入3-20重量份的羥基羧酸、5-30重量份的過(guò)氧化物生成劑和15-60重量份的去離子水或蒸餾水而制成。
通常，非極性相占配方的5-50重量份，優(yōu)選25-35重量份。芐醇、芐醇與芐基醚、苯氧基丙醇的混合物、以及苯氧基乙醇與芐基醚的混合物很合適。芳族醇與醚的重量比優(yōu)選為2.5∶1。
為了形成液體脫漆劑，在連續(xù)混合條件下，將非極性相慢慢加入極性相中，直到形成透明的、穩(wěn)定的微乳液型組合物。
為了得到膏(粘稠)型脫漆劑，利用可控分散操作，將極性相慢慢加入非極性相中。
羥基羧酸可由以下通式來(lái)描述HOOC-(CH2)n-(CH2)m-OH式I其中n和m為0-3的整數(shù)，且n和m之和至少為1；n和m之和優(yōu)選等于1。優(yōu)選的羥基羧酸為乙醇酸(羥基乙酸)，但也可使用上式所述的其它羥基羧酸，如羥基丙酸。通常，乙醇酸的用量為3-20重量份，優(yōu)選3.5-7重量份。
過(guò)氧化物生成劑優(yōu)選為過(guò)氧化氫。在包括鋁及其合金的大多數(shù)金屬的表面上，過(guò)氧化氫發(fā)生分解反應(yīng)，生成一種立即能夠產(chǎn)生氧氣和水的初生氧中間體。氧氣可通過(guò)首先將軟化的保護(hù)涂層隆起，然后讓大量脫漆組合物滲入金屬-涂層界面而加速脫漆步驟。盡管可買(mǎi)到濃度最高為70％重量的過(guò)氧化氫，但優(yōu)選的使用濃度為30-35％。這可通過(guò)用去離子水稀釋較高濃度的過(guò)氧化氫而得到。
極性相中含去離子水可提高最終脫漆配方的總體脫漆效果。如果保護(hù)涂層是極性的，如聚氨酯，那么高介電常數(shù)的溶劑，如水(ε＝80.2，于20℃)就可在分離帶電區(qū)域時(shí)產(chǎn)生積極影響，這樣便于配方中的其它溶劑將膜軟化。
去離子水最有利地是包含不超過(guò)約1％重量，優(yōu)選低于約200ppm的溶解無(wú)機(jī)鹽。特別優(yōu)選導(dǎo)電率低于約400mho/cm的蒸餾水或去離子水。如果不能滿(mǎn)足上述水參數(shù)，將會(huì)導(dǎo)致過(guò)氧化物分解，因此抑制了脫漆效果。
可在最終組合物中加入其它添加劑，如偶聯(lián)劑(亞烷基二醇、DMSO)；穩(wěn)定劑(N-乙酰苯胺)；螯合劑(膦酸、檸檬酸、EDTA)；緩蝕劑(苯并三唑、硼酸鹽)；和流變改進(jìn)劑(羥丙基纖維素、羥乙基纖維素、各種樹(shù)膠、煙霧二氧化硅或沉淀二氧化硅)。這些添加劑是本領(lǐng)域熟知的。一般來(lái)說(shuō)，它們的用量為0.1-5.0％重量，優(yōu)選0.2-3.0％重量。
也可使用蒸發(fā)抑制劑，如硅氧烷液體(聚硅氧烷)、水基蠟乳液、或石蠟油。在成品組合物中，通常使用0.1-3.0重量份，優(yōu)選0.2-2.5重量份。也可加入增溶劑-乳化劑，如聚乙氧基化脫水山梨醇酯，尤其是聚乙氧基化脫水山梨醇單月桂酸酯、單棕櫚酸酯、單硬脂酸酯、三硬脂酸酯、單油酸酯、或三油酸聚山梨酸酯。通常使用0.5-5.0重量份。使用基于成品組合物的約0.4-1.0重量份的流變改進(jìn)劑。
非極性相包含一種或多種式II和III的醇，任意選含一種式IV的醚
R1-CH2-O-CH2-R2式II 式III 式IV其中X、Y和Z都是氫原子、或兩個(gè)氫原子和一個(gè)甲基。R可以是乙基、丙基或異丙基；且R1和R2為氫原子和芐基、或都是芐基。
為了更加完整地描述本發(fā)明，可以關(guān)注以下實(shí)施例通常在制造工藝中使用不銹鋼罐和能夠在高達(dá)2000rpm的速度下操作的工業(yè)分散器。首先，所有的金屬內(nèi)表面都通過(guò)與硝酸(40％濃度)接觸2-3小時(shí)而進(jìn)行處理(鈍化)，然后將由醇或醇混合物組成的非極性混合物抽吸到不銹鋼罐中。
通過(guò)在300-400rpm下混合30-45分鐘，將作為蒸發(fā)抑制劑的硅氧烷液體慢慢分散在非極性相中。然后向所得的混合物中，加入增溶劑-乳化劑、流變改進(jìn)劑、和緩蝕劑。增溶劑-乳化劑為聚乙氧基化脫水山梨醇單油酸酯。流變改進(jìn)劑為羥丙基纖維素。緩蝕劑為苯并三唑。
再將上述體系慢慢分散15-30分鐘。單獨(dú)制備出包含羥基羧酸、過(guò)氧化物生成劑、和蒸餾水或去離子水的極性相，然后慢慢加入分散罐中。羥基羧酸為乙醇酸。過(guò)氧化物生成劑為過(guò)氧化氫。組合物的粘度發(fā)生明顯升高。在下一階段，將分散器的速度升至1000-1200rpm，這時(shí)所有的固體物質(zhì)都均勻乳化，然后穩(wěn)定生成一種將在表A中進(jìn)行更詳細(xì)描述的膏型組合物。
如果制備液體組合物，在連續(xù)混合條件下，將非極性相慢慢加入極性相中。極性相和非極性相的組成如上所述。然后加入丙二醇(偶聯(lián)劑)和苯并三唑(緩蝕劑)。表A給出了一系列的膏組合物。
表A
表B給出了一系列的液體型組合物。
表B
p><p>試驗(yàn)十六塊用于商業(yè)和娛樂(lè)飛機(jī)的涂覆有黃色環(huán)氧樹(shù)脂型底漆和灰色線(xiàn)型聚氨酯面漆的相同鋁合金板(5.5×8.5英寸)。在室溫(20℃)下，將十六塊板中的八塊涂覆以膏型組合物薄膜，將剩余的八塊浸漬在液體組合物中。以作為時(shí)間函數(shù)的脫漆涂層百分?jǐn)?shù)來(lái)評(píng)估這些組合物的效果，然后將結(jié)果列于表C表C
以上數(shù)據(jù)清楚地表明，與沒(méi)有乙醇酸和過(guò)氧化氫的對(duì)比例(P-5至P-8、以及L-5至L-8)相比，本發(fā)明的膏配方和液體配方(組合物P-1至P-4、以及L-1至L-4)在脫漆速率和脫漆完整性方面都表現(xiàn)優(yōu)異。
權(quán)利要求
1.一種含水的脫漆配方，包含(a)5-50重量份的式II和III的芳族醇，任意選含式IV的芳族醚，及其混合物
R1-CH2-O-CH2-R2式II 式III 式IV其中X、Y和Z都是氫原子、或兩個(gè)氫原子和一個(gè)甲基，R可以是乙基、丙基或異丙基，且R1和R2為氫原子和芐基、或都是芐基；(b)5-30重量份的過(guò)氧化氫；(c)3-20重量份的式I的羥基羧酸HOOC-(CH2)n-(CH2)m-OH式I其中n和m為0-3的整數(shù)，且n和m之和等于1；和(d)15-60重量份的去離子水或蒸餾水。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的配方，其中所述芳族醇為芐醇或甲基芐醇。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的配方，其中所述芳族醇為1-苯氧基-2-丙醇。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的配方，其中所述芳族醚為芐基醚。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的配方，其中所述過(guò)氧化物生成劑為過(guò)氧化氫。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的配方，其中所述羥基羧酸為乙醇酸。
7.一種脫漆配方，其中包含由以下物質(zhì)組成的混合物(a)5-50重量份的芐醇，(b)5-30重量份的過(guò)氧化氫，(c)3-20重量份的乙醇酸，和(d)15-60重量份的去離子水或蒸餾水。
8.一種具有權(quán)利要求7的組成的膏型脫漆配方，其中包含0.5-5重量份的聚乙氧基化脫水山梨醇酯或其混合物作為增溶劑-乳化劑。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的配方，它還包含0.4-1重量份的選自羥丙基纖維素、羥丙基甲基纖維素、沉淀二氧化硅、及其混合物的流變改進(jìn)劑。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的配方，其中包含0.1-3.0重量份的硅氧烷液體、石蠟油、或水基蠟乳液作為蒸發(fā)抑制劑。
11.根據(jù)權(quán)利要求1的配方，它還包含0.1-0.5重量份的2-巰基苯并噻唑、甲苯并三唑、苯并三唑、或2(3H)-苯并噻唑-乙二酮作為緩蝕劑。
12.根據(jù)權(quán)利要求1的配方，它還包含0.1-1.0重量份的雙(六亞甲基)三氨基-五(亞甲基-膦酸)、檸檬酸、或EDTA作為螯合劑。
13.根據(jù)權(quán)利要求1的配方，它還包含0.1-1.0重量份的苯并三唑作為緩蝕劑和0.1-1.0重量份的雙(六亞甲基)三氨基-五(亞甲基-膦酸)作為螯合劑。
14.一種用于制備膏型脫漆組合物的方法，其中包括，將包含5-50重量份芐醇的第一混合物分散在包含5-30重量份過(guò)氧化氫、3-20重量份乙醇酸、和15-60重量份去離子水或蒸餾水的第二混合物中，所述分散液還包含0.5-5.0重量份的聚乙氧基化脫水山梨醇酯、0.4-1.0重量份的羥丙基纖維素、和0.1-3.0重量份的硅氧烷液體、石蠟油、或乳化蠟(固體)。
15.一種用于制備膏型脫漆劑的方法，其中包括將包含3-20重量份乙醇酸、5-30重量份過(guò)氧化氫、和15-60重量份去離子水或蒸餾水的極性相分散在包含5-50重量份芐醇的非極性相中，得到成品組合物，所述成品組合物還包含0.5-5.0重量份的聚乙氧基化脫水山梨醇酯、0.4-1.0重量份的羥丙基纖維素、和0.1-3.0重量份的硅氧烷液體、石蠟油、或水基蠟乳液。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種用于制備不含氯化溶劑的對(duì)環(huán)境無(wú)害的組合物、以及這種組合物在去除金屬基底上的各種涂層的應(yīng)用,該組合物非可燃、完全可生物降解,且低氣味。該組合物包含由一種或多種高沸點(diǎn)、高閃點(diǎn)芳族溶劑、過(guò)氧化物生成劑、和羥基羧酸組成的水基混合物。它可制備成液體,然后可用于浸漬之類(lèi)的操作;或在最優(yōu)選需要薄膜的場(chǎng)合中時(shí),制備成膏“粘稠型”物質(zhì)。
文檔編號(hào)C09D9/00GK1241200SQ97180811
公開(kāi)日2000年1月12日 申請(qǐng)日期1997年12月18日 優(yōu)先權(quán)日1997年12月18日
發(fā)明者S·威特米爾 申請(qǐng)人:內(nèi)皮爾國(guó)際技術(shù)公司