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一种水性漆的漆雾凝聚剂的研制及应用

导读:通过接枝丙烯酰胺、乙 二醇,分别对传统漆雾凝聚剂的 A 剂、B剂进行改性,并探究甲醛与三聚氰胺的摩尔比、pH 值、温度对其絮凝效果的影响,以提高 A 剂的消黏性、稳定性及 B 剂的凝


返回列表 来源:未知 发布日期:2019-10-30 15:38【
随着现代工业的不断发展,涂料的应用越来越广泛,而在严格限制 VOC 排放量的环保法规要求下,油漆产品的水性化是今后涂料装饰行业发展的必然趋势。 由于国内湿式涂装车间循环水中所用的漆雾凝聚剂大都沿用溶剂型漆时代的漆雾凝聚剂,不能有效地处理水性漆,存在着循环水运行时间寿命短、污水排放量大等诸多问题。
因此,如何研发出一种高效率、低成本的新 型水性漆漆雾凝聚剂已成为装饰涂行业亟待解决 的重要课题。本文对传统漆雾凝聚剂中的 A 剂和 B 剂进行了大胆的改性和尝试,研制出了一种新 型水性漆的漆雾凝聚剂,它不仅可以广泛用于各 种水性漆的漆雾凝聚剂,而且与传统的漆雾凝聚 剂相比处理后的水质浊度下降了 2.6%、凝聚剂 的制备成本下降了 12%,A 剂的消黏性和稳定性 等都得到能明显改善,具有明显的经济与环境效 益。

1 材料与方法
1.1 主要药品与仪器
主要药品:三聚氰胺 (工业级)、甲醛 (工 业级)、二乙醇胺 (分析纯)、异丙醇 (分析纯)、 31%工业盐酸、氢氧化钠 (质量分数 15%)、 PAM (工业级)、油性漆、水性漆、消泡剂。
主要仪器:上海昕瑞浑浊度仪、上海昕瑞PH计、电子天平、磁力搅拌器、数显恒温水浴箱、干燥箱。 250mL 锥形瓶、500mL 烧杯、100mL 烧杯、滴 管、玻璃棒、药匙、广泛 pH 试纸、精密 pH 试 纸 (0.5-5)。
1.2 A 剂的制备 羟甲基化阶段:称取一定量的三聚氰胺固体。于 250mL 反应瓶中,加入适量水,在 50~60℃恒 温和搅拌条件下依次加入一定量的甲醛和消黏助 剂 A,在 50~60℃下恒温搅拌 0.5 h 至羟甲基化反 应基本完成。 缩聚阶段:自然降温至 42℃后加入工业盐 酸,调节 pH 至为 4 左右,在 42℃下恒温搅拌反 应 5h 得到三聚氰胺甲醛树脂。 接枝阶段:在 pH 为 4 左右时,加入一定量 的丙烯酰胺溶液,避光反应 5h 后得到丙烯酰胺改 性三聚氰胺甲醛树脂的A剂。
1.3 B 剂的制备
先将 PAM 与无离子水常温搅拌下配制成 1% 的水溶液,然后升温至 60℃,并在恒温和搅拌下 加入一定量的乙二醇对 PAM 进行接枝改性,恒 温反应 6h 后便得到改性 B 剂。
1.4 絮凝分离实验
取 500 mL 烧杯,加入 300 mL 自来水,并用 质量分数为 15%的 NaOH 调节 pH 为 8~9;将碱 性溶液转移至塑料瓶中,滴入少量水性漆,1~2 滴消泡剂,振荡后加入一定量 A 剂,后充分振荡以达到分散和消黏效果;将混合液移入烧杯中,分别加入阳离子 PAM 和阴离子PAM,用玻 璃棒快速搅拌15~30s,静置观察结果。

2 结果与讨论
2.1 水性漆漆雾凝聚剂性能评价
在絮凝分离试验中,加入 A 剂并充分振荡 后,将瓶中混合液转移至 500mL 烧杯,此时观察 液体颜色是否比加入 A 剂前淡一些,且混合液中 为微小颗粒。若液体颜色与刚加入水性漆后几乎 无变化,或液体内有较大颗粒,则认为该 A 剂的 分散性能较差,无法将过喷废水中的水性漆分离 成微小颗粒,不利于下一步的絮凝。

2.2 漆渣絮凝状况评价指标
经过 A 剂分散脱黏后的水性漆微粒,在加入 B 剂后,随着玻璃棒固定方向搅拌,漆渣重新絮 凝成团,在水中呈倒圆锥状旋转;停止搅拌后, 漆渣迅速上浮,呈松软、泡沫团状絮体漂浮于水 面上,且成团性能好,不易散开,易被打捞出水 体。若漆渣未完全上浮、凝聚为细泥状或砂状、 黏壁较为严重,则不易被打捞,很容易附着在池 壁或机械结构上,且穿过格栅仍留在水中,未达 到去除目的。 漆渣上浮状况的评价指标有以下几点:絮凝 时间、上浮速度、漆渣成团性 (是否易被打捞)、 处理后循环水的浊度。

2.3 漆渣脱黏性能指标
进行絮凝分离实验,停止搅拌后观察水性涂 料的絮凝情况,采用手指切割方法[3]取出部分漂 浮涂料并揉搓以确定浮渣的剥离状况、黏度、成 团性等,结合观察玻璃棒与杯壁附着的浮渣量综 合评判漆雾凝聚剂的脱黏性能。 脱黏性能分级,处理过喷漆废水时最 少要达到二级标准,一级效果最好。

3 作用机理分析
三聚氰胺甲醛树脂电中和作用强,在中和涂 料颗粒的电荷后,进而吸附在涂料颗粒上,最终 实现包裹作用 [5]。同时,在化学作用下,三聚氰 胺甲醛树脂可一定程度上破坏颗粒表面官能团, 降低自由能,防止颗粒重新聚集,这样在形成絮 体时,可保证絮体的疏松多孔、蓬松上浮,进而易于打捞分离出水体 。

3 总结
为了弥补传统润滑油某些性能的不足,我们 会在基础油中加入少量添加剂。目前国内石油添 加剂分类只有行业标准和企业标准,没有国家标 准。采用 SH/T0389-92 对添加剂进行分类。在机 动车市场快速发展的中国预计至 2020 年,我国 润滑油添加剂从 2016 年到 2020 年的需求量将从 84.50 万吨增长 100 万吨,复合增长率也将达到 4.30%。添加剂在工业润滑油中占比 10% 以下, 在内燃机油中成分占不到 20% 左右。虽然加 入量少但效果显著。在提高基础油质量的同时, 在基础油中加入添加剂是推动润滑油质量等级不 断提升的方法。不同类型的成品油,其添加剂种类、剂量及配方各有不同。石油添加剂按功能分 主要有清净分散剂、抗氧抗腐剂、极压抗磨剂、 油性剂和摩擦改进剂、黏度指数改进剂、防锈添 加剂、降凝剂、抗泡沫剂、抗乳化剂和乳化剂等 类型。目前我国润滑油还存在高质量的基础油供 应不足,添加剂技术落后,评价手段不足等问题。在提高油品的质量和增加油品的品种上添加 剂起着关键的作用。但这也不能说明添加剂是万 能的,添加剂不能改变油品的品质,只是提高油 品质量的关键因素之一。润滑油品质取决于基础 油的质量和加入油品添加剂的配方,这二者缺一不可。