專利名稱：一種濕式漆凝劑的制備方法及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及環(huán)境污染治理技術(shù)領(lǐng)域，主要應(yīng)用于涂裝行業(yè)濕式噴漆室循環(huán)水處理，具體是指一種濕式漆凝劑的制備方法及其應(yīng)用。
背景技術(shù)：
油漆涂裝是機(jī)電產(chǎn)品采用的最常見、最基本、最有效的表面防護(hù)和裝飾工藝。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)年涂料需求量占年鋼鐵產(chǎn)量的比例為1.35％，在發(fā)達(dá)國(guó)家這一比例為1.8～2％。在家俱行業(yè)和部分塑料加工行業(yè)，涂裝也是必不可少的裝飾工藝。
空氣噴涂是涂裝作業(yè)最常用的涂裝方式之一。在噴涂作業(yè)過程中，采用普通空氣噴槍進(jìn)行涂裝時(shí)，涂料的涂著率僅為40～60％，即有約一半的涂料以漆霧的形式飛濺到空氣中而損失。即使采用靜電噴涂方式進(jìn)行作業(yè)，涂著率也只能達(dá)到80％左右。散失的噴涂漆霧中含有樹脂、顏料、填料、溶劑等，具有易燃、易爆、易粘附、有毒等特點(diǎn)，容易粘附在設(shè)備表面、風(fēng)機(jī)葉片上，造成送排風(fēng)量失衡，凈化效果下降，并嚴(yán)重污染工作場(chǎng)所的空氣質(zhì)量和周圍環(huán)境，這不僅影響涂裝質(zhì)量，而且嚴(yán)重危害對(duì)操作者的健康和生產(chǎn)安全。
為了保護(hù)環(huán)境，保持涂裝施工場(chǎng)所的清潔，在涂裝作業(yè)中常采用密閉容器式噴漆室或建筑式噴漆車間作業(yè)，并配備相應(yīng)的送排風(fēng)系統(tǒng)、濕式除漆霧系統(tǒng)以減少?gòu)U氣(VOC)排放、縮小污染區(qū)，做到漆霧就地處理。濕式除漆霧系統(tǒng)的工作是基于以下原理在噴漆室噴漆線的側(cè)面(排風(fēng)道入口)設(shè)置水簾或水簾-水洗組合系統(tǒng)，被排風(fēng)氣流帶來的過噴漆霧正面與水簾(及噴淋水)撞擊，在水中形成油漆顆粒被水帶走。
由于水是多次反復(fù)循環(huán)使用的，具有粘性的過噴漆在水中不斷積累，這不僅會(huì)降低循環(huán)水去除漆霧的能力、影響排風(fēng)效率，更會(huì)在設(shè)備表面、循環(huán)水管道內(nèi)壁、循環(huán)水噴嘴、文丘里的孔和狹縫、水泵葉輪上產(chǎn)生沉積、堵塞，使水泵循環(huán)量降低，設(shè)備清難度加大。逐漸增加的過噴漆粒子在循環(huán)水池、水簾蓄水池等處形成膠狀沉積，難以清理。除了粘附、沉積外，過噴涂料中的某些成分會(huì)溶解或分散在水中，增加循環(huán)水的TDS和COD，使循環(huán)水加速腐敗，換水周期縮短，并使后續(xù)水處理負(fù)荷增加。
為了減少循環(huán)水中噴漆粒子聚積、提高循環(huán)水的凈化效率并延長(zhǎng)其使用周期，濕式除漆霧系統(tǒng)的循環(huán)水中通常要加入一些化學(xué)品對(duì)水中的過噴漆粒子進(jìn)行處理，使其脫穩(wěn)、失粘形成較大絮凝體上浮或下沉，與水分離，從而提高漆霧吸收能力，維持循環(huán)水長(zhǎng)期安全運(yùn)行。而目前使用的化學(xué)添加劑性能和效率都不是很理想，研制和發(fā)明新型的化學(xué)添加材料是環(huán)境保護(hù)和技術(shù)發(fā)展的迫切需要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足之處，提供一種濕式漆凝劑的制備方法及其應(yīng)用。該制備方法制備的漆凝劑可以有效提高循環(huán)水對(duì)漆霧的吸收能力，維持循環(huán)水長(zhǎng)期安全運(yùn)行。
本發(fā)明通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)所述一種濕式漆凝劑的制備方法包括如下步驟和工藝條件將一種含有硅和金屬離子的無機(jī)高分子物質(zhì)I與一種水溶性低分子縮合物II按100重量份中95∶5～5∶95的比例混合，并添加穩(wěn)定劑配制而成，所述穩(wěn)定劑與所述無機(jī)高分子物質(zhì)I的重量配比為0.2～2∶100；所述無機(jī)高分子物質(zhì)I含有下列結(jié)構(gòu)單元 所述水溶性低分子縮合物II的分子量為1000～100000，其結(jié)構(gòu)單元為 所述無機(jī)高分子物質(zhì)I由下述方法制備而成在20～80℃溫度下，按20～50ml/min的速度將無機(jī)酸類催化劑與硅酸鹽或硅酸酯混合攪拌，攪拌速度50～200rpm，調(diào)整陳化pH值為4.0～6.0，陳化20～200min后加入兩性金屬鹽共聚，最后加入堿化劑堿化至pH值為4.0～6.0，熟化后即可，所述硅酸鹽或硅酸酯與兩性金屬鹽的重量份配比分別為100∶40～450；
所述硅酸鹽或硅酸酯包括偏硅酸鹽、正硅酸鹽或正硅酸酯；所述硅酸鹽或硅酸酯包括SiO2的重量百分比大于20％的硅酸鹽或硅酸酯；所述無機(jī)酸類催化劑包括硫酸、鹽酸、磷酸；所述兩性金屬鹽包括鋅、鐵、鋁、鎂的氯化物、硫酸鹽或它們的混合物；所述堿化劑包括燒堿、純堿；所述水溶性低分子縮合物II由下列兩種或兩種以上物質(zhì)縮聚而成三聚氰胺或雙氰胺、甲醛、尿素、乙二醛；所述穩(wěn)定劑是多羥基有機(jī)物，包括乙二醇、丙三醇以及其它水溶性多元醇(例如丁二醇)。
所述一種濕式漆凝劑的應(yīng)用，使用濃度以循環(huán)水量計(jì)400～3000ppm或以過噴漆量計(jì)1∶5～1∶15，循環(huán)水的pH值為8～10或以CaCO3計(jì)堿度為1000～2000mg/l，接觸反應(yīng)時(shí)間為5～20分鐘。
本發(fā)明所述一種濕式漆凝劑可以在400～3000ppm的低濃度下發(fā)揮減粘、凝聚作用，對(duì)多種溶劑型涂料有很好的減粘、凝聚作用，且不會(huì)產(chǎn)生大量廢棄物和額外的處理費(fèi)用。應(yīng)用時(shí)，應(yīng)當(dāng)調(diào)整循環(huán)水的pH值至8～10或堿度為1000～2000mg/l(以CaCO3計(jì))，才能發(fā)揮絮凝進(jìn)入循環(huán)水中的漆霧(粒子)并使其與水分離的效果。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果本發(fā)明中的無機(jī)高分子物質(zhì)I是一種線性無機(jī)聚合物，其分子鏈由硅氧陰離子構(gòu)成，又具有共聚的陽離子，可以很好地發(fā)揮電中和作用，破壞油漆粒子形成的膠體，使其脫穩(wěn)凝聚。同時(shí)，其線性分子結(jié)構(gòu)提供了優(yōu)異的吸附架橋作用，使失穩(wěn)的凝聚體絮凝為大而密的絮凝體，從而與水分離。本發(fā)明中水溶性低分子縮合物II獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和電荷密度對(duì)油漆的粘性有很好的破壞作用。本發(fā)明制備的漆凝劑可以有效提高循環(huán)水對(duì)漆霧的吸收能力，維持循環(huán)水長(zhǎng)期安全運(yùn)行。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步地詳細(xì)說明。
實(shí)施例一制備無機(jī)高分子物質(zhì)I在20℃下，用42.2克Na2SiO3·9H2O配制SiO2重量百分比含量為4～5％的水溶液，在70rpm攪拌速度下以20ml/min的速度加鹽酸調(diào)整pH值為5.0，陳化40min后，加入重量百分比濃度為23％的AlCl3·6H2O水溶液78.6克共聚，攪拌至全溶，最后加入重量百分比濃度為20％的燒堿溶液堿化pH值至4.5～5.5，熟化3小時(shí)后即可。
制備水溶性低分子縮合物II采用分子量為10000～20000的水溶性低分子縮合物(美國(guó)表面活性劑技術(shù)公司生產(chǎn)，商品名Surteck6253)。
制備漆凝劑將上述制得的無機(jī)高分子物質(zhì)I 50克與水溶性低分子縮合物II 50克混合，稀釋至SiO2重量百分比含量為1～2％，并添加0.1克乙二醇配制而成。
漆凝劑為無色略顯粘稠的液體，保存期60天。
為了驗(yàn)證漆凝劑的使用性能，進(jìn)行如下試驗(yàn)在裝有攪拌裝置的250ml燒杯中加入200ml自來水，調(diào)整pH至9.0～10.0。加入0.5g漆凝劑，在攪拌下加入某品牌的轎車面漆3g。快速攪拌(200～300rpm)1～2min，慢速攪拌(60～90rpm)3～5min，靜置10分鐘觀察。觀察到以下結(jié)果油漆粘性被完全破壞，呈多孔塊狀浮于水面，燒杯壁及攪拌軸沒有明顯的粘附物，水質(zhì)清澈。
如上所述，即可較好地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。
實(shí)施例二制備無機(jī)高分子物質(zhì)I在20℃下，用20g(0.096mol)四乙氧基硅烷與123g水混合，按20ml/min的速度加鹽酸(重量百分比濃度31％)1.0g，得到SiO2重量百分比含量為4.0％的混合物，調(diào)整pH值為5.0，反應(yīng)陳化1.5小時(shí)后，加入144g重量百分比濃度16％的AICl3.6H2O水溶液，加入純堿溶液(重量百分比濃度20％)堿化至pH4.0～5.5，熟化3小時(shí)后即可。
制備水溶性低分子縮合物II采用抗水劑(改性三聚氰胺甲醛樹脂，固含量66％)。
制備漆凝劑將上述制得的無機(jī)高分子物質(zhì)I 30克與水溶性低分子縮合物II 10克混合，稀釋至SiO2重量百分比含量為1％，并添加0.3克丙三醇配制而成。
應(yīng)用例同實(shí)施例一。
如上所述，即可較好地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。
實(shí)施例三制備無機(jī)高分子物質(zhì)I在40℃下，將20克摩爾數(shù)為3.1的水玻璃溶于60克水中，按30ml/min的速度將50克重量百分比濃度10％的硫酸與上述溶液混合攪拌，攪拌速度50rpm，調(diào)整陳化pH值為4.0，陳化20min后，加入11.4克ZnCl2共聚，最后加入氫氧化鈉堿化至pH值4.0～5.0，熟化3小時(shí)后即可。
制備水溶性低分子縮合物II將21克雙氰胺與62.1ml甲醛、4克氯化銨混合，加入8毫升65％的硫酸，攪拌加熱到50℃，保持1小時(shí)，加入4克氯化銨，繼續(xù)反應(yīng)2小時(shí)，冷卻到室溫即可，分子量1000～100000。
制備漆凝劑將上述制得的9.5克無機(jī)高分子物質(zhì)I與0.5克的水溶性低分子縮合物II混合，并添加0.02克乙二醇配制而成。
本實(shí)施例應(yīng)用時(shí)，漆凝劑的使用濃度以循環(huán)水量計(jì)400ppm，循環(huán)水的pH值為8，接觸反應(yīng)時(shí)間為5分鐘。
如上所述，即可較好地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。
實(shí)施例四制備無機(jī)高分子物質(zhì)I在60℃下，按40ml/min的速度將10克磷酸(重量百分比濃度50％)與100克正硅酸乙酯混合攪拌，攪拌速度100rpm，調(diào)整陳化pH值為5.0，陳化200min后加入40克MgCl2共聚，最后加入4克燒堿堿化pH值為4.0～5.0，熟化3小時(shí)后即可。
制備水溶性低分子縮合物II同實(shí)施例三。
制備漆凝劑將上述制得的0.5克無機(jī)高分子物質(zhì)I與9.5克水溶性低分子縮合物II混合，并添加0.01克1，4-丁二醇配制而成。
本實(shí)施例應(yīng)用時(shí)，漆凝劑的使用濃度以循環(huán)水量計(jì)3000ppm，循環(huán)水的pH值為10，接觸反應(yīng)時(shí)間為15分鐘。
如上所述，即可較好地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。
實(shí)施例五制備無機(jī)高分子物質(zhì)I在80℃下，按50ml/min的速度將50克鹽酸(重量百分比濃度31％)與100克正硅酸乙酯混合攪拌，攪拌速度150rpm，調(diào)整陳化pH值為5.0，陳化50min后加入450克FeCl3共聚，最后加入重量百分比濃度為20％的氫氧化鈉堿化pH值為4.0～5.0，熟化3小時(shí)后即可。
制備水溶性低分子縮合物II同實(shí)施例三。
制備漆凝劑將上述制得的3克無機(jī)高分子物質(zhì)I與7克水溶性低分子縮合物II混合，并添加0.03克乙二醇配制而成。
本實(shí)施例應(yīng)用時(shí)，漆凝劑的使用量與過噴漆量重量比為1∶5，循環(huán)水的以CaCO3計(jì)堿度為1000mg/l，接觸反應(yīng)時(shí)間為10分鐘。
如上所述，即可較好地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。
實(shí)施例六制備無機(jī)高分子物質(zhì)I在70℃下，按30ml/min的速度將1克工業(yè)鹽酸與100克正硅酸乙酯混合攪拌，攪拌速度200rpm，調(diào)整陳化pH值為6.0，陳化100min后，加入69克Zn2SO4·7H2O共聚，最后加入0.04克氫氧化鈉堿化pH值為4.0～5.0，熟化3小時(shí)后即可。
制備水溶性低分子縮合物II同實(shí)施例三。
制備漆凝劑將上述制得的8克無機(jī)高分子物質(zhì)I與2克水溶性低分子縮合物II混合，并添加0.04克丙三醇配制而成。
本實(shí)施例應(yīng)用時(shí)，漆凝劑的使用量與過噴漆量重量比為1∶15，循環(huán)水的以CaCO3計(jì)堿度為2000mg/l，接觸反應(yīng)時(shí)間為20分鐘。
如上所述，即可較好地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種濕式漆凝劑的制備方法，其特征是，包括如下步驟和工藝條件將一種含有硅和金屬離子的無機(jī)高分子物質(zhì)I與一種水溶性低分子縮合物II按100重量份中95∶5～5∶95的比例混合，并添加穩(wěn)定劑配制而成，所述穩(wěn)定劑與所述無機(jī)高分子物質(zhì)I的重量配比為0.2～2∶100；所述無機(jī)高分子物質(zhì)I含有下列結(jié)構(gòu)單元 所述水溶性低分子縮合物II的分子量為1000～100000，其結(jié)構(gòu)單元為
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種濕式漆凝劑的制備方法，其特征是，所述無機(jī)高分子物質(zhì)I由下述方法制備而成在20～80℃溫度下，按20～50ml/min的速度將無機(jī)酸類催化劑與硅酸鹽或硅酸酯混合攪拌，攪拌速度50～200rpm，調(diào)整陳化pH值為4.0～6.0，陳化20～200min后加入兩性金屬鹽共聚，最后加入堿化劑堿化至pH值為4.0～6.0，熟化后即可，所述硅酸鹽或硅酸酯與兩性金屬鹽的重量份配比分別為100∶40～450。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種濕式漆凝劑的制備方法，其特征是，所述硅酸鹽或硅酸酯包括偏硅酸鹽、正硅酸鹽或正硅酸酯。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種濕式漆凝劑的制備方法，其特征是，所述硅酸鹽或硅酸酯包括SiO2的重量百分比大于20％的硅酸鹽或硅酸酯。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種濕式漆凝劑的制備方法，其特征是，所述無機(jī)酸類催化劑包括硫酸、鹽酸、磷酸。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種濕式漆凝劑的制備方法，其特征是，所述兩性金屬鹽包括鋅、鐵、鋁、鎂的氯化物、硫酸鹽或它們的混合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種濕式漆凝劑的制備方法，其特征是，所述堿化劑包括燒堿、純堿。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種濕式漆凝劑的制備方法，其特征是，所述水溶性低分子縮合物II由下列兩種或兩種以上物質(zhì)縮聚而成三聚氰胺或雙氰胺、甲醛、尿素、乙二醛。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種濕式漆凝劑的制備方法，其特征是，所述穩(wěn)定劑是多羥基有機(jī)物，包括乙二醇、丙三醇以及其它水溶性多元醇。
10.一種如權(quán)利要求1所述濕式漆凝劑的應(yīng)用，其特征是，使用濃度以循環(huán)水量計(jì)400～3000ppm或以過噴漆量計(jì)1∶5～1∶15，循環(huán)水的pH值為8～10或以CaCO3計(jì)堿度為1000～2000mg/l，接觸反應(yīng)時(shí)間為5～20分鐘。
全文摘要
本發(fā)明是一種濕式漆凝劑的制備方法及其應(yīng)用，該方法是將一種含有硅和金屬離子的無機(jī)高分子物質(zhì)I與一種水溶性低分子縮合物II按100重量份中95∶5～5∶95的比例混合，并添加穩(wěn)定劑配制而成，穩(wěn)定劑與無機(jī)高分子物質(zhì)I的重量配比為0.2～2∶100；應(yīng)用時(shí)，使用濃度以循環(huán)水量計(jì)400～3000ppm或以過噴漆量計(jì)1∶5～1∶15，循環(huán)水的pH值為8～10或以CaCO
文檔編號(hào)C02F1/52GK1594129SQ20041002796
公開日2005年3月16日 申請(qǐng)日期2004年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月8日
發(fā)明者喬宏, 宋之光 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所