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新型無毒脫漆劑配方分析研究

發表日期:2015-08-17??? [0人閱讀]

摘  要:介紹了一種新型無毒脫漆劑的配方、成分選用和用量因素分析。試驗表明:研制的新型無毒脫漆劑能有效去除零件上使用刷涂的環氧底漆與聚氨酯面漆涂層系統。

1 前言

環氧底漆與聚氨酯漆面漆組成的漆層性能良好,具有很好的耐酸堿和溶劑性能,與基體結合力強,廣泛應用于航空、航天、電子、機械和太陽能領域。但涂料的漆膜在長期使用過程中,會受到各種腐蝕介質的侵蝕及機械損傷破壞,出現老化、龜裂、起皮及脫落等現象,致使漆膜失去保護裝飾作用,如果要重新涂裝,則需要去除舊的漆膜。常用的脫漆方法有機械或手工去除法、脫漆劑去除法、燃燒法、強氧化劑去除法等。但這些方法不僅費時費力,而且容易對基體表面造成機械損傷,特別是對一些幾何形狀比較復雜的部件更難處理。新型無毒脫漆劑是為清除機械零件上的環氧底漆與聚氨酯面漆的舊漆層而研制的一種低毒有機溶劑型脫漆劑。

2 試驗方法

2.1 試樣

(1)采用50×120×(0.4~0.5)的鋼試樣,經除油→除銹→吹砂→噴涂環氧底漆與聚氨酯面漆→固化。

(2)采用50×120×(0.4~0.5)的不銹鋼試樣,經除油→除銹→吹砂→噴涂環氧底漆與聚氨酯面漆→固化。

(3)采用50×120×(0.4~0.5)的鋁試樣,經除油→除銹→陽極化→噴涂環氧底漆與聚氨酯面漆→固化。試驗時記錄脫漆時間及脫漆狀態。

2.2 配方的選擇選擇脫漆劑配方的依據是“相似相溶原理”即脫漆劑溶解度參數極性與環氧底漆與聚氨酯面漆溶解度參數極性要相匹配。當脫漆劑的溶解度參數接近或等于環氧底漆與聚氨酯面漆的溶解度參數時,通常該樹脂可溶解或溶脹在這種脫漆劑中,這樣可打斷成膜物質中的高分子鏈,使漆層剝落或軟化,直接去除或有利于進一步刮除。由于環氧樹脂的結構中含有脂肪族羥基,醚鍵、極為活潑的環氧基的緣故,羥基和醚鍵的極性使得環氧樹脂分子和相鄰表面之間產生引力,而且環氧基能與含活潑氫的金屬表面起反應,生成化學鍵。同時聚氨酯漆系脂肪族聚酯聚氨酯涂料,具有優異的耐候性,漆膜堅硬,耐磨性好,附著力優良。因而環氧底漆和聚氨酯面漆漆層對金屬表面的附著力強,耐化學腐蝕性好。所以,脫漆劑應選用滲透、溶解能力強的材料,且對基材無腐蝕。新型無毒脫漆劑主要材料為N-2甲基吡咯烷酮、環己酮、助溶劑、促進劑、表面活性劑等。

2.3 配制根據配方將各組分放置燒杯中,常溫攪拌至溶液均勻。根據試樣材料主要采用刷涂、浸涂脫漆方

3 結果與討論

3.1 主溶劑漆膜能被咬起,主要靠主溶劑分子的滲透、膨脹和溶解等過程來完成。用于清除環氧樹脂漆與聚氨酯漆的有機溶劑主要是二氯甲烷,這是由于在氯代烷烴衍生物中,二氯甲烷是最輕的液體化合物,分子量小,分子能低,滲透力最強。但是二氯甲烷毒性大,揮發性快,從而引起的職業危害性和環境污染性也很大。由于國內外對環境保護要求的不斷提高,傳統二氯甲烷型脫漆劑將被嚴格限制使用,必將被低毒和低揮發性脫漆劑取代。因此本脫漆劑采用主溶劑為低毒溶劑N-2甲基吡咯烷酮與環己酮。N-甲基吡咯烷酮沸點為202℃,為不含二氯甲烷(沸點為41℃)的低毒溶劑,其分子量小,滲透能力強,能使漆膜快速溶脹,與二氯甲烷相比其揮發性要低很多,而且不會傷害金屬底材,因此是一種優良的脫漆劑原料。環己酮(沸點為155.7℃),其主要性能是揮發性慢,溶解性好。N-甲基吡咯烷酮和環己酮共同組成脫漆劑主溶劑,其分子滲透入高分子鏈段間隙的能力較強,因此當N-甲基吡咯烷酮和環己酮分子滲透入高分子鏈段間隙后就使高聚物溶脹,使漆膜的體積不斷增大,漆膜高分子的體積增大所產生的內應力,可以減弱和最后破壞漆膜對底材的附著力。使漆膜從點狀溶脹后發展成片狀溶脹,使漆膜成片皺起,徹底破壞漆膜對底材的附著力,將漆膜咬起并清除??芍?,脫漆時間隨N-甲基吡咯烷酮和環己酮的加入量增加而減少,但當N-甲基吡咯烷酮和環己酮用量達到65%以上時,脫漆減少的時間變少,最后趨于平緩。這是因為N-甲基吡咯烷酮和環己酮在達到一定量以后,此時脫漆的溶解能力趨于恒定,大量的N-甲基吡咯烷酮和環己酮分子包圍了漆膜分子,增加的N-甲基吡咯烷酮和環己酮的分子不能再進一步包圍漆膜分子另外因為N-甲基吡咯烷酮和環己酮分子本身的揮發性,當N-甲基吡咯烷酮和環己酮分子過高時,揮發性也會急劇加大,對環境和人身危害加大,因此考慮到環境因素,將N-甲基吡咯烷酮和環己酮分子用量控制在80%以下為宜。

3.2 助溶劑脫漆劑中常用的助溶劑是甲醇、乙醇和異丙醇等,助溶劑的加入,可以與主溶劑分子形成溫度較低的二元共沸物,同時又有利于纖維的溶解,起到潛溶劑的作用,協同主溶劑充分滲入漆膜,加快脫漆速度。醇類助溶劑還能獲得較好的粘度穩定性。

3.3 促進劑為了提高脫漆效力,可以在脫漆劑中加入一些親核溶劑———促進劑,以加速破壞大分子鏈段,加強主溶劑對漆層的滲透和溶脹作用,起到加速脫漆的作用。脫漆中可選用酸或胺類來作為促進劑。由于酸的加入易促進脫漆劑對基體金屬材料的腐蝕。通常選擇胺類作為促進劑。

3.4 表面活性劑為了使涂層表面更好的潤濕,以便脫漆劑用溶劑分子更好的浸入漆膜中,可在脫漆劑中加入適量的表面活性劑。乙二醇乙醚對高分子樹脂有很強的溶解能力,滲透性好,沸點較高,價格便宜,而且還是優良的表面活性劑,因此可選用乙二醇乙醚作為本脫漆劑的表面活性劑。

3.5 優化配方經過實驗優化配方:N-甲基吡咯烷酮和環己酮80%以下助溶劑適量促進劑適量表面活性劑少量

4      試片室溫條件下浸泡一定的時間后,漆層會大面積起皺,用水即可沖掉。也可用毛刷將漆膜輕輕刷除。

5 結論

新型無毒脫漆劑能有效去除零件上使用過的環氧底漆與聚氨酯面漆漆層,在室溫環境下將操作控制在一定的時間內,能快速去除零件上使用過的舊漆層,同時對基體材料無腐蝕作用。

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