專利名稱：一種用于噴漆房的漆霧處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種由水溶性陽離子淀粉組成的漆霧凝集劑用于噴漆房的漆霧處理方法。
背景技術(shù)：
水簾式噴漆房廣泛應用于汽車、冰箱、空調(diào)、手機外殼及筆記本配件等的表面噴涂。在自動噴漆機器人及手動噴槍噴涂物件過程中，部分油漆直接作用于噴涂物件的表面，而30％～70％左右的油漆以漆霧形式分別進入排風系統(tǒng)或水幕簾中，形成落漆，不僅嚴重污染周圍的空氣和環(huán)境，而且會造成下列不良問題(1)粘附設(shè)備表面，堆積槽底，堵塞循環(huán)管路、噴嘴等，從而加大清理難度，增加維修費用；(2)漆霧粘附在水泵及風機葉片上，使水泵的水量及風機的風量降低，造成噴漆室內(nèi)循環(huán)水量及排風量失去平衡，從而影響凈化系統(tǒng)無法正常運行，同時又影響噴涂質(zhì)量；(3)降低循環(huán)水凈化效率，促使循環(huán)水腐敗發(fā)臭，增加了循環(huán)水更換次數(shù)，影響生產(chǎn)。
為了消除漆霧對噴漆房效率的影響，通常在水簾式噴漆房循環(huán)水系統(tǒng)中加入降粘劑、懸浮劑或凝集劑，捕獲漆霧顆粒。降粘劑的加入可有效降低油漆的粘度，而懸浮劑或凝集劑主要是使水體中的顆粒聚集成渣，便于固液分離。
美國專利US 5,259,976(1993)公開了一種漆霧凝集劑的組成和方法。它是以陽離子聚合物，如聚丙烯酰胺，作為降粘劑，并采用鋁酸鈉調(diào)節(jié)pH值達到漆霧凝集的目的。但該方法僅限于水基油漆的處理。
美國專利US5,019,138(1991)公開了一種利用有機溶劑，如N-甲基吡咯烷酮，捕獲漆霧顆粒的方法，但該法僅限于溶劑型油漆的處理，且有機溶劑價格昂貴，對人體健康和環(huán)境也存在著潛在的危害。
隨著全球環(huán)保呼聲的日益高漲，水基型油漆的使用量呈上升趨勢，研制既適用于溶劑型油漆，又適用于水基型油漆的漆霧凝集劑成為近年來的全球研究熱點之一。
美國專利US4,888,386(1989)公開了一種既可用于水基油漆，也可用于溶劑型油漆處理的漆霧凝集劑，其主要成分是三聚氰胺甲醛樹脂，聚乙烯醇和苯乙烯及丙烯酸的共聚物。但這些試劑均是生物難降解的，存在二次污染問題。
美國專利US6,858,093(2005)一種既可用于水基油漆，也可用于溶劑型油漆處理的漆霧凝集劑，它是由生物可降解的殼聚糖、金屬鹽溶液，蒙脫土等組成。盡管它采用了來源豐富，環(huán)境友好的天然高分子殼聚糖作為主要成分之一，但是殼聚糖水溶性差，易降解，穩(wěn)定性不佳，衍生物產(chǎn)品的鏈較短，相對分子量較小，且價格昂貴，目前還僅限于基礎(chǔ)和應用基礎(chǔ)研究，作為一般材料很難在工業(yè)上大規(guī)模地應用。
淀粉由于其原料易得，成本低廉，化學改性技術(shù)日益成熟，將淀粉或改性淀粉作為水處理劑或材料成為近十年來得研究及應用熱點。
美國專利US5,236,598(1993)一種變性陽離子馬鈴薯淀粉用于水簾噴漆房漆霧凝集劑。但其使用條件受所公布的陽離子淀粉為非水溶性物質(zhì)，需加分散劑配制成陽離子淀粉的懸濁液使用，不可用NaOH調(diào)節(jié)水簾噴漆房pH值等條件限制，僅可應用于水基油漆處理的漆霧凝集處理。
美國專利US5,702,516(1997)公布了一種非經(jīng)過化學改性的多孔泡沫淀粉用于漆霧的處理。其發(fā)明適用技術(shù)領(lǐng)域為利用水溶性的泡沫淀粉作為空氣過濾器材質(zhì)，處理及回收空氣中的漆霧顆粒。但并未涉及在水簾噴漆房作為漆霧凝集劑。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提出并公開一種用于噴漆房的、由水溶性陽離子淀粉組成的漆霧凝集劑的漆霧處理方法，具體地說，是一種既可用于水基油漆、也可用于溶劑型油漆處理的漆霧處理方法。
本發(fā)明所使用的漆霧凝集劑是由一種水溶性陽離子型淀粉(組分A)、一種金屬化合物(組分B)和/或一種聚酰胺型化合物(組分C)共同組成的水相溶劑。
所說的一種水溶性陽離子型淀粉包括淀粉(來源于玉米，馬鈴薯等高等植物)與胺類化合物反應生成含氨基和銨基的帶正電荷的醚衍生物；淀粉經(jīng)物理或化學方法引發(fā)，與丙烯腈、丙烯酰胺、丙烯酸、苯乙烯等單體進行接枝共聚反應后形成的接枝共聚淀粉，再經(jīng)陽離子化反應形成的水溶性陽離子型淀粉，取代度DS為0.01～0.7，特別是取代度DS為0.2～0.6的季銨型陽離子淀粉。
其制備方法選用具本植等.高取代度(0.7)陽離子淀粉干法制備研究，大連理工大學學報，2002，42(3)290-293.所公開的制備方法，但不限于此制備工藝所獲得的陽離子淀粉；本發(fā)明所選用的金屬化合物必須具有絮凝性能，能夠引起油漆顆粒的絮凝與混凝，一般選用鋁系，如聚合氯化鋁、硫酸鋁；鋅系，如氯化鋅、硫酸鋅；或鐵系，如聚合硫酸鐵、三氯化鐵、硫酸鐵；鎂系，如氯化鎂，硫酸鎂以及聚硅鐵、聚硅鋁等無機復合絮凝劑。
所說的一種聚酰胺型化合物選用聚丙烯酰胺、聚二烯丙基二甲基氯化銨、聚乙烯四胺等。
本發(fā)明用于噴漆房的漆霧處理方法包括如下步驟1)組分A陽離子淀粉的選用本發(fā)明所選用的陽離子淀粉為淀粉(來源于玉米，馬鈴薯等高等植物)與胺類化合物反應生成含氨基和銨基的帶正電荷的醚衍生物，淀粉經(jīng)物理或化學方法引發(fā)，與丙烯腈、丙烯酰胺、丙烯酸、苯乙烯等單體進行接枝共聚反應后形成的接枝共聚淀粉，再經(jīng)陽離子化反應形成的水溶性陽離子型淀粉，取代度DS為0.01～0.7，特別是取代度DS為0.2～0.6的季銨型陽離子淀粉。
將得到的陽離子淀粉用水稀釋為質(zhì)量百分比為1～20％、最好為3-12％的水溶液；2)組分B金屬化合物絮凝劑的選用本發(fā)明所選用的絮凝劑包括鋁系，如聚合氯化鋁(氧化鋁質(zhì)量百分比含量為1％～32％，鹽基度為50％～85％)、硫酸鋁(氧化鋁質(zhì)量百分比含量為1％～17％，鹽基度為50％～85％。)；鋅系，如氯化鋅(ZnCl2質(zhì)量百分比含量0.5-98％)、硫酸鋅(ZnSO4質(zhì)量百分比含量0.5-98％)；或鐵系，如聚合硫酸鐵(全鐵質(zhì)量百分比含量1-11％，鹽基度9-14％)、三氯化鐵(FeCl3質(zhì)量百分比含量5-98％)、硫酸鐵(水溶性總鐵離子質(zhì)量百分比含量6-18％)；鎂系，如氯化鎂(MgCl2質(zhì)量百分比含量1-98％)，硫酸鎂(MgSO4質(zhì)量百分比含量2-98％)以及聚硅鐵(Al3+/SiO2摩爾比1∶10～20)、聚硅鋁(Al3+/Si摩爾比1∶1～20，鹽基度為45％～65％)等無機復合絮凝劑，優(yōu)選上海問鼎公司生產(chǎn)的干粉聚合氯化鋁，其氧化鋁含量為28％～30％(質(zhì)量百分比)，鹽基度為50％～85％；以上溶液使用時需用水稀釋為質(zhì)量百分比1～20％，聚合氯化鋁稀釋為氧化鋁含量1-8％的水溶液；3)組分C聚酰胺型化合物的選用本發(fā)明所選用的聚酰胺型化合物包括分子量大于1000萬、原液固體含量0.5～95％的聚丙烯酰胺，原液固體含量20～40％、離子度＞50％、分子量4萬～300萬的聚二甲基二烯丙基氯化銨，或原液固體含量20～50％、離子度＞30％、分子量18萬～900萬的聚乙烯(亞)胺中的一種；優(yōu)選分子量大于1600萬的陰離子聚丙烯酰胺或分子量大于1000萬，原液固體含量為40％的陽離子聚丙烯酰胺乳液；以上溶液使用時均稀釋為干粉質(zhì)量百分比0.05～5％、最好為0.1～1.5％的水溶液；4)水簾式噴漆房的漆霧處理將步驟1)制得的組分A陽離子淀粉和步驟2)制得的組分B金屬化合物絮凝劑和/或步驟3)中制得的組分C聚酰胺型化合物通過計量泵分別投加，其中，組分A∶組分B∶組分C組分＝1∶1∶1(體積百分比)，將組分A陽離子淀粉投加于水幕簾循環(huán)泵的吸入口，組分B金屬化合物絮凝劑和/或組分C聚酰胺型化合物投加于水幕簾水池回水口，組分A與落漆量的比為1∶5～40(體積百分比)，最好為1∶10～20(體積百分比)。
處理水基油漆的漆霧時，將組分A陽離子淀粉投加于水幕簾循環(huán)泵的吸入口，組分B金屬化合物絮凝劑物投加于水幕簾水池回水口，體積比為，組分A∶組分B＝1∶1。
處理溶劑型油漆的漆霧時，將組分A陽離子淀粉投加于水幕簾循環(huán)泵的吸入口，組分C聚酰胺型化合物投加于水幕簾水池回水口，體積比為，組分A∶組分C＝1∶1。
通過上述處理，漆霧凝集劑與油漆作用后，將水體中乳化狀態(tài)的油漆有機相及油漆中顏料、樹脂固體從水體中以固態(tài)形式分離開來，即形成漆渣。漆渣打撈或形成部位主要集中于噴房的漆渣槽或外拉水池中，漆渣的打撈方式可采用定期人工打撈，人工隔柵或機械隔柵去除，離心分離，直至通過精餾裝置回收溶劑。漆渣分離后循環(huán)水水體清澈可多次循環(huán)。
為達到最佳水處理效果及污水排放要求，水處理系統(tǒng)的pH值應維持在6～9。由于油漆以及漆霧凝集劑本身呈現(xiàn)一定的酸性，故在漆霧凝集劑使用時應通過投加一定量的碳酸鈉、碳酸氫鈉、氫氧化鈉、硼砂或石灰等調(diào)節(jié)pH值。
對漆霧凝集劑進行漆霧處理效果的確認一般通過以下方法進行評定的1.模擬水簾式噴房或?qū)嶋H噴房，在噴漆進行一段時間及漆霧凝集劑作用一段時間后，測試人員通過手接觸并通過手指輕捻漆渣確認漆渣性能確認循環(huán)水溶液的粘性，及水池中上浮或過濾漆渣的粘性。水體粘性越低，說明漆霧凝集劑捕捉有機相能力越強；漆渣粘性越低說明漆霧凝集劑去除油漆粘性性能越好；這種方法盡管較為主觀，但在近二十年的漆霧凝集處理方法測定中非常有效；2.漆渣的懸浮或沉降性能。在非離心分離系統(tǒng)中，客戶更希望形成的漆渣上浮，實現(xiàn)撈渣的便捷化，避免漆渣在風道或水泵過濾器及水泵處的堵塞；3.漆渣形成狀態(tài)。漆渣形成應是穩(wěn)定的固態(tài)，抗水力沖擊性好，不易破碎；越易打撈，其性能相應越好。
4.水體清澈，循環(huán)周期長，漆霧凝集劑處理性能越好，可有效避免水體中懸浮顆粒在水簾幕墻壁的沉積，甚至形成掛漆。
有益效果上述用于水簾式噴漆房漆霧處理的漆霧凝集處理方法具有如下優(yōu)點(1)選用資源廣，價格低廉，制備工藝成熟的水溶性陽離子型淀粉作為漆霧凝集劑的主要成分，可有效降低成本；(2)本發(fā)明的漆霧處理方法中陽離子淀粉是一種水溶性試劑，具有良好的穩(wěn)定性和分散性，漆霧處理產(chǎn)生的漆渣無粘性，上浮性好，便于打撈；(3)本發(fā)明的漆霧處理方法中各組分水溶性陽離子型淀粉與金屬化合物及高分子絮凝劑配伍性好，既可適用于溶劑油漆的處理，也可適用于水基油漆的處理；(4)本發(fā)明的漆霧處理方法使用于水簾噴漆房后，漆渣經(jīng)打撈，水體清澈，循環(huán)水可連續(xù)使用一月到數(shù)月，減少排污總量，保證連續(xù)生產(chǎn)；(5)本發(fā)明的漆霧處理方法中的水溶性陽離子型淀粉可生物降解，無二次污染。
具體實施例方式
下面將結(jié)合實施例進一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容，但這些實施例并不限制本發(fā)明的保護范圍。
實施例1采用PPG公司生產(chǎn)的代號為YF-BJBC33039亮銀面漆，溶劑型油漆作為噴漆。油漆進入水體時，呈現(xiàn)明顯的粘壁效應，水體可清楚的看到油花的漂浮。
加入步驟1)組分A陽離子淀粉一般投加于水幕簾循環(huán)泵的吸入口，步驟3)組分C聚酰胺型化合物一般投加于水幕簾水池回水口。組分A與落漆量的比1∶12(體積百分比)，組分A∶組C＝1∶1(體積百分比)。加入后15分鐘，漆渣形成明顯，塊狀上浮。用水指輕捻上浮漆渣，不粘手，無油漆底色附著。用燒杯取水池水樣，清澈透明。無懸浮細小顆粒。處理時水體pH7.3.
實施例2采用阿克蘇公司生產(chǎn)的代號為820-BSG-338黑色溶劑型油漆底漆作為噴漆。
加入步驟1)組分A陽離子淀粉一般投加于水幕簾循環(huán)泵的吸入口，步驟3)組分C聚酰胺型化合物一般投加于水幕簾水池回水口。組分A與落漆量的比1∶15(體積百分比)，組分A∶組分C＝1∶1(體積百分比)。加入后15分鐘，漆渣形成明顯，塊狀上浮。用水指輕捻上浮漆渣，不粘手，無油漆底色附著。用燒杯取水池水樣，清澈透明。無懸浮細小顆粒。處理時水體pH8.1.
實施例3采用北京金匯利應用化工有限公司生產(chǎn)的代號為HD-H06，水性環(huán)氧酯金屬防護漆底漆作為噴漆。
分別加入步驟1)組分A陽離子淀粉，步驟2)組分B金屬化合物絮凝劑作為漆霧凝集劑.組分A與落漆量的比1∶16(體積百分比)，組分A∶組分B＝1∶1(體積百分比)。加入后15分鐘，漆渣形成明顯，塊狀上浮。用水指輕捻上浮漆渣，不粘手，無油漆底色附著。用燒杯取水池水樣，清澈透明。無懸浮細小顆粒。處理時水體pH8.6.
實施例4采用北京金匯利應用化工有限公司生產(chǎn)的代號為HD-J08G，水性丙烯酸環(huán)氧酯漆面漆作為噴漆。
分別加入步驟1)組分A陽離子淀粉，步驟2)組分B金屬化合物絮凝劑作為漆霧凝集劑.組分A與落漆量的比1∶18(體積百分比)，組分A∶組分B＝1∶1(體積百分比)。加入后15分鐘，漆渣形成明顯，塊狀上浮。用水指輕捻上浮漆渣，不粘手，無油漆底色附著。用燒杯取水池水樣，清澈透明。無懸浮細小顆粒。處理時水體pH7.2.
實施例5采用天津外星化工涂料有限公司生產(chǎn)的代號為TS73-80G，油性丙烯酸聚氨酯猩紅色面漆作為噴漆。
分別加入步驟1)組分A陽離子淀粉投加于水幕簾水池循環(huán)泵的吸入口，步驟2)組分B金屬化合物絮凝劑投加于水幕簾水池回水口，步驟3)組分C聚酰胺型化合物一般投加于水幕簾水池回水口，作為漆霧凝集劑.組分A與落漆量的比1∶20(體積百分比)，組分A∶組分B∶組分C＝1∶1∶1(體積百分比)。加入后15分鐘，漆渣形成明顯，塊狀上浮。用水指輕捻上浮漆渣，不粘手，無油漆底色附著。用燒杯取水池水樣，清澈透明。無懸浮細小顆粒。處理時水體pH7.4.
對比例采用PPG公司生產(chǎn)的代號為YF-BJBC33039亮銀面漆，屬溶劑型油漆。油漆進入水體時，呈現(xiàn)明顯的粘壁效應，水體可清楚的看到油花的漂浮。
加入含量為氧化鋁含量為2.5％(質(zhì)量百分比)，鹽基度為72％的聚合氯化鋁水溶液。分子量大于1000萬，含量為0.6％(干粉質(zhì)量百分比)的陽離子聚丙烯酰胺乳液。
聚合氯化鋁水溶液陽離子聚丙烯酰胺乳液＝1∶1(體積百分比)，陽離子聚丙烯酰胺乳液使用量為落漆量的1/10(體積百分比)，甚至更多量時，油漆分散于水體，無任何變化，漆渣難以形成，油漆粘性不能去除。
對比例說明僅采用組分B聚合氯化鋁水溶液金屬化合物絮凝劑及組分C陽離子聚丙烯酰胺乳型聚酰胺型化合物不能作為以上油漆的漆霧凝集藥劑使用。
權(quán)利要求
1.一種用于噴漆房的漆霧處理方法，其特征在于，所述的方法具體包括如下步驟1)組分A陽離子淀粉的選用選用取代度DS為0.01～0.7的水溶性陽離子型淀粉，并用水稀釋為質(zhì)量百分比為1～20％的水溶液；2)組分B金屬化合物絮凝劑的選用所述方法選用的絮凝劑包括以下無機復合絮凝劑中的一種氧化鋁質(zhì)量百分比含量為1％～32％，鹽基度為50％～85％的聚合氯化鋁，氧化鋁質(zhì)量百分比含量為1％～17％、鹽基度為50％～85％的硫酸鋁，ZnCl2質(zhì)量百分比含量0.5-98％的氯化鋅，ZnSO4質(zhì)量百分比含量0.5-98％的硫酸鋅，或全鐵質(zhì)量百分比含量1-11％，鹽基度9-14％的聚合硫酸鐵，F(xiàn)eCl3質(zhì)量百分比含量5-98％的三氯化鐵，水溶性總鐵離子質(zhì)量百分比含量6-18％的硫酸鐵，MgCl2質(zhì)量百分比含量1-98％的氯化鎂，MgSO4質(zhì)量百分比含量2-98％的硫酸鎂，以及Al3+/SiO2摩爾比1∶10～20的聚硅鐵，Al3+/Si摩爾比1∶1～20、鹽基度為45％～65％的聚硅鋁；以上溶液使用時需用水稀釋為質(zhì)量百分比1～20％的水溶液；3)組分C聚酰胺型化合物的選用所述方法選用的聚酰胺型化合物包括分子量大于1000萬、原液固體含量0.5～95％的聚丙烯酰胺，原液固體含量20～40％、離子度＞50％、分子量4萬～300萬的聚二甲基二烯丙基氯化銨，或原液固體含量20～50％、離子度＞30％、分子量18萬～900萬的聚乙烯(亞)胺中的一種；以上溶液使用時均稀釋為干粉質(zhì)量百分比0.05～5％的水溶液；4)水簾式噴漆房的漆霧處理將步驟1)制得的組分A陽離子淀粉和步驟2)制得的組分B金屬化合物絮凝劑和/或步驟3)中制得的組分C聚酰胺型化合物通過計量泵分別投加，其中，組分A∶組分B∶組分C組分＝1∶1∶1(體積百分比)，將組分A陽離子淀粉投加于水幕簾循環(huán)泵的吸入口，組分B金屬化合物絮凝劑和/或組分C聚酰胺型化合物投加于水幕簾水池回水口，組分A與落漆量的比為1∶5～40(體積百分比)，最好為1∶10～20(體積百分比)。
2.如權(quán)利要求1所述的漆霧處理方法，其特征在于，當處理水基油漆的漆霧時，其步驟4)為將組分A陽離子淀粉投加于水幕簾循環(huán)泵的吸入口，組分B金屬化合物絮凝劑物投加于水幕簾水池回水口，體積比為，組分A∶組分B＝1∶1。
3.如權(quán)利要求1所述的漆霧處理方法，其特征在于，處理溶劑型油漆的漆霧時，步驟4)為將組分A陽離子淀粉投加于水幕簾循環(huán)泵的吸入口，組分C聚酰胺型化合物投加于水幕簾水池回水口，體積比為，組分A∶組分C＝1∶1。
4.如權(quán)利要求1所述的漆霧處理方法，其特征在于，所述方法步驟1)中，組分A陽離子淀粉選用取代度DS為0.2～0.6的季銨型陽離子淀粉。
5.如權(quán)利要求1或4所述的漆霧處理方法，其特征在于，所述方法步驟1)中，將組分A陽離子淀粉用水稀釋為質(zhì)量百分比為3-12％的水溶液。
6.如權(quán)利要求1所述的漆霧處理方法，其特征在于，所述方法步驟2)中，組分B金屬化合物絮凝劑選用上海問鼎公司生產(chǎn)的干粉聚合氯化鋁，其氧化鋁含量為28％～30％(質(zhì)量百分比)，鹽基度為50％～85％，并將聚合氯化鋁稀釋為氧化鋁含量2-8％的水溶液。
7.如權(quán)利要求1所述的漆霧處理方法，其特征在于，所述方法步驟3)中，組分C聚酰胺型化合物選用分子量大于1600萬的陰離子聚丙烯酰胺或分子量大于1000萬、原液固體含量為40％的陽離子聚丙烯酰胺乳液中的一種。
8.如權(quán)利要求1或7所述的漆霧處理方法，其特征在于，所述方法步驟3)中，組分C聚酰胺型化合物溶液使用時稀釋為干粉質(zhì)量百分比0.1～1.5％的水溶液。
9.如權(quán)利要求1或2或3所述的漆霧處理方法，其特征在于，水處理系統(tǒng)的pH值維持在6～9。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種由水溶性陽離子淀粉組成的漆霧凝集劑用于噴漆房的漆霧處理方法。本發(fā)明的漆霧處理方法，既可用于水基油漆、也可用于溶劑型油漆處理的漆霧處理，價格低廉，工藝穩(wěn)定；排污總量少，可保證連續(xù)生產(chǎn)；且無二次污染，具有良好環(huán)保效果。
文檔編號B01D53/00GK1919475SQ20051002909
公開日2007年2月28日 申請日期2005年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月25日
發(fā)明者張建鵬 申請人:上海問鼎環(huán)?？萍加邢薰?