专利名称：一种湿式漆凝剂的制备方法及其应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及环境污染治理技术领域，主要应用于涂装行业湿式喷漆室循环水处理，具体是指一种湿式漆凝剂的制备方法及其应用。
背景技术：
油漆涂装是机电产品采用的最常见、最基本、最有效的表面防护和装饰工艺。据统计，我国年涂料需求量占年钢铁产量的比例为1.35％，在发达国家这一比例为1.8～2％。在家俱行业和部分塑料加工行业，涂装也是必不可少的装饰工艺。
空气喷涂是涂装作业最常用的涂装方式之一。在喷涂作业过程中，采用普通空气喷枪进行涂装时，涂料的涂着率仅为40～60％，即有约一半的涂料以漆雾的形式飞溅到空气中而损失。即使采用静电喷涂方式进行作业，涂着率也只能达到80％左右。散失的喷涂漆雾中含有树脂、颜料、填料、溶剂等，具有易燃、易爆、易粘附、有毒等特点，容易粘附在设备表面、风机叶片上，造成送排风量失衡，净化效果下降，并严重污染工作场所的空气质量和周围环境，这不仅影响涂装质量，而且严重危害对操作者的健康和生产安全。
为了保护环境，保持涂装施工场所的清洁，在涂装作业中常采用密闭容器式喷漆室或建筑式喷漆车间作业，并配备相应的送排风系统、湿式除漆雾系统以减少废气(VOC)排放、缩小污染区，做到漆雾就地处理。湿式除漆雾系统的工作是基于以下原理在喷漆室喷漆线的侧面(排风道入口)设置水帘或水帘-水洗组合系统，被排风气流带来的过喷漆雾正面与水帘(及喷淋水)撞击，在水中形成油漆颗粒被水带走。
由于水是多次反复循环使用的，具有粘性的过喷漆在水中不断积累，这不仅会降低循环水去除漆雾的能力、影响排风效率，更会在设备表面、循环水管道内壁、循环水喷嘴、文丘里的孔和狭缝、水泵叶轮上产生沉积、堵塞，使水泵循环量降低，设备清难度加大。逐渐增加的过喷漆粒子在循环水池、水帘蓄水池等处形成胶状沉积，难以清理。除了粘附、沉积外，过喷涂料中的某些成分会溶解或分散在水中，增加循环水的TDS和COD，使循环水加速腐败，换水周期缩短，并使后续水处理负荷增加。
为了减少循环水中喷漆粒子聚积、提高循环水的净化效率并延长其使用周期，湿式除漆雾系统的循环水中通常要加入一些化学品对水中的过喷漆粒子进行处理，使其脱稳、失粘形成较大絮凝体上浮或下沉，与水分离，从而提高漆雾吸收能力，维持循环水长期安全运行。而目前使用的化学添加剂性能和效率都不是很理想，研制和发明新型的化学添加材料是环境保护和技术发展的迫切需要。
发明内容
本发明的目的就是为了解决上述现有技术中存在的不足之处，提供一种湿式漆凝剂的制备方法及其应用。该制备方法制备的漆凝剂可以有效提高循环水对漆雾的吸收能力，维持循环水长期安全运行。
本发明通过如下技术方案实现所述一种湿式漆凝剂的制备方法包括如下步骤和工艺条件将一种含有硅和金属离子的无机高分子物质I与一种水溶性低分子缩合物II按100重量份中95∶5～5∶95的比例混合，并添加稳定剂配制而成，所述稳定剂与所述无机高分子物质I的重量配比为0.2～2∶100；所述无机高分子物质I含有下列结构单元 所述水溶性低分子缩合物II的分子量为1000～100000，其结构单元为 所述无机高分子物质I由下述方法制备而成在20～80℃温度下，按20～50ml/min的速度将无机酸类催化剂与硅酸盐或硅酸酯混合搅拌，搅拌速度50～200rpm，调整陈化pH值为4.0～6.0，陈化20～200min后加入两性金属盐共聚，最后加入碱化剂碱化至pH值为4.0～6.0，熟化后即可，所述硅酸盐或硅酸酯与两性金属盐的重量份配比分别为100∶40～450；
所述硅酸盐或硅酸酯包括偏硅酸盐、正硅酸盐或正硅酸酯；所述硅酸盐或硅酸酯包括SiO2的重量百分比大于20％的硅酸盐或硅酸酯；所述无机酸类催化剂包括硫酸、盐酸、磷酸；所述两性金属盐包括锌、铁、铝、镁的氯化物、硫酸盐或它们的混合物；所述碱化剂包括烧碱、纯碱；所述水溶性低分子缩合物II由下列两种或两种以上物质缩聚而成三聚氰胺或双氰胺、甲醛、尿素、乙二醛；所述稳定剂是多羟基有机物，包括乙二醇、丙三醇以及其它水溶性多元醇(例如丁二醇)。
所述一种湿式漆凝剂的应用，使用浓度以循环水量计400～3000ppm或以过喷漆量计1∶5～1∶15，循环水的pH值为8～10或以CaCO3计碱度为1000～2000mg/l，接触反应时间为5～20分钟。
本发明所述一种湿式漆凝剂可以在400～3000ppm的低浓度下发挥减粘、凝聚作用，对多种溶剂型涂料有很好的减粘、凝聚作用，且不会产生大量废弃物和额外的处理费用。应用时，应当调整循环水的pH值至8～10或碱度为1000～2000mg/l(以CaCO3计)，才能发挥絮凝进入循环水中的漆雾(粒子)并使其与水分离的效果。
本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果本发明中的无机高分子物质I是一种线性无机聚合物，其分子链由硅氧阴离子构成，又具有共聚的阳离子，可以很好地发挥电中和作用，破坏油漆粒子形成的胶体，使其脱稳凝聚。同时，其线性分子结构提供了优异的吸附架桥作用，使失稳的凝聚体絮凝为大而密的絮凝体，从而与水分离。本发明中水溶性低分子缩合物II独特的结构和电荷密度对油漆的粘性有很好的破坏作用。本发明制备的漆凝剂可以有效提高循环水对漆雾的吸收能力，维持循环水长期安全运行。
具体实施例方式
下面结合实施例，对本发明做进一步地详细说明。
实施例一制备无机高分子物质I在20℃下，用42.2克Na2SiO3·9H2O配制SiO2重量百分比含量为4～5％的水溶液，在70rpm搅拌速度下以20ml/min的速度加盐酸调整pH值为5.0，陈化40min后，加入重量百分比浓度为23％的AlCl3·6H2O水溶液78.6克共聚，搅拌至全溶，最后加入重量百分比浓度为20％的烧碱溶液碱化pH值至4.5～5.5，熟化3小时后即可。
制备水溶性低分子缩合物II采用分子量为10000～20000的水溶性低分子缩合物(美国表面活性剂技术公司生产，商品名Surteck6253)。
制备漆凝剂将上述制得的无机高分子物质I 50克与水溶性低分子缩合物II 50克混合，稀释至SiO2重量百分比含量为1～2％，并添加0.1克乙二醇配制而成。
漆凝剂为无色略显粘稠的液体，保存期60天。
为了验证漆凝剂的使用性能，进行如下试验在装有搅拌装置的250ml烧杯中加入200ml自来水，调整pH至9.0～10.0。加入0.5g漆凝剂，在搅拌下加入某品牌的轿车面漆3g。快速搅拌(200～300rpm)1～2min，慢速搅拌(60～90rpm)3～5min，静置10分钟观察。观察到以下结果油漆粘性被完全破坏，呈多孔块状浮于水面，烧杯壁及搅拌轴没有明显的粘附物，水质清澈。
如上所述，即可较好地实现本发明。
实施例二制备无机高分子物质I在20℃下，用20g(0.096mol)四乙氧基硅烷与123g水混合，按20ml/min的速度加盐酸(重量百分比浓度31％)1.0g，得到SiO2重量百分比含量为4.0％的混合物，调整pH值为5.0，反应陈化1.5小时后，加入144g重量百分比浓度16％的AICl3.6H2O水溶液，加入纯碱溶液(重量百分比浓度20％)碱化至pH4.0～5.5，熟化3小时后即可。
制备水溶性低分子缩合物II采用抗水剂(改性三聚氰胺甲醛树脂，固含量66％)。
制备漆凝剂将上述制得的无机高分子物质I 30克与水溶性低分子缩合物II 10克混合，稀释至SiO2重量百分比含量为1％，并添加0.3克丙三醇配制而成。
应用例同实施例一。
如上所述，即可较好地实现本发明。
实施例三制备无机高分子物质I在40℃下，将20克摩尔数为3.1的水玻璃溶于60克水中，按30ml/min的速度将50克重量百分比浓度10％的硫酸与上述溶液混合搅拌，搅拌速度50rpm，调整陈化pH值为4.0，陈化20min后，加入11.4克ZnCl2共聚，最后加入氢氧化钠碱化至pH值4.0～5.0，熟化3小时后即可。
制备水溶性低分子缩合物II将21克双氰胺与62.1ml甲醛、4克氯化铵混合，加入8毫升65％的硫酸，搅拌加热到50℃，保持1小时，加入4克氯化铵，继续反应2小时，冷却到室温即可，分子量1000～100000。
制备漆凝剂将上述制得的9.5克无机高分子物质I与0.5克的水溶性低分子缩合物II混合，并添加0.02克乙二醇配制而成。
本实施例应用时，漆凝剂的使用浓度以循环水量计400ppm，循环水的pH值为8，接触反应时间为5分钟。
如上所述，即可较好地实现本发明。
实施例四制备无机高分子物质I在60℃下，按40ml/min的速度将10克磷酸(重量百分比浓度50％)与100克正硅酸乙酯混合搅拌，搅拌速度100rpm，调整陈化pH值为5.0，陈化200min后加入40克MgCl2共聚，最后加入4克烧碱碱化pH值为4.0～5.0，熟化3小时后即可。
制备水溶性低分子缩合物II同实施例三。
制备漆凝剂将上述制得的0.5克无机高分子物质I与9.5克水溶性低分子缩合物II混合，并添加0.01克1，4-丁二醇配制而成。
本实施例应用时，漆凝剂的使用浓度以循环水量计3000ppm，循环水的pH值为10，接触反应时间为15分钟。
如上所述，即可较好地实现本发明。
实施例五制备无机高分子物质I在80℃下，按50ml/min的速度将50克盐酸(重量百分比浓度31％)与100克正硅酸乙酯混合搅拌，搅拌速度150rpm，调整陈化pH值为5.0，陈化50min后加入450克FeCl3共聚，最后加入重量百分比浓度为20％的氢氧化钠碱化pH值为4.0～5.0，熟化3小时后即可。
制备水溶性低分子缩合物II同实施例三。
制备漆凝剂将上述制得的3克无机高分子物质I与7克水溶性低分子缩合物II混合，并添加0.03克乙二醇配制而成。
本实施例应用时，漆凝剂的使用量与过喷漆量重量比为1∶5，循环水的以CaCO3计碱度为1000mg/l，接触反应时间为10分钟。
如上所述，即可较好地实现本发明。
实施例六制备无机高分子物质I在70℃下，按30ml/min的速度将1克工业盐酸与100克正硅酸乙酯混合搅拌，搅拌速度200rpm，调整陈化pH值为6.0，陈化100min后，加入69克Zn2SO4·7H2O共聚，最后加入0.04克氢氧化钠碱化pH值为4.0～5.0，熟化3小时后即可。
制备水溶性低分子缩合物II同实施例三。
制备漆凝剂将上述制得的8克无机高分子物质I与2克水溶性低分子缩合物II混合，并添加0.04克丙三醇配制而成。
本实施例应用时，漆凝剂的使用量与过喷漆量重量比为1∶15，循环水的以CaCO3计碱度为2000mg/l，接触反应时间为20分钟。
如上所述，即可较好地实现本发明。
权利要求
1.一种湿式漆凝剂的制备方法，其特征是，包括如下步骤和工艺条件将一种含有硅和金属离子的无机高分子物质I与一种水溶性低分子缩合物II按100重量份中95∶5～5∶95的比例混合，并添加稳定剂配制而成，所述稳定剂与所述无机高分子物质I的重量配比为0.2～2∶100；所述无机高分子物质I含有下列结构单元 所述水溶性低分子缩合物II的分子量为1000～100000，其结构单元为
2.根据权利要求1所述的一种湿式漆凝剂的制备方法，其特征是，所述无机高分子物质I由下述方法制备而成在20～80℃温度下，按20～50ml/min的速度将无机酸类催化剂与硅酸盐或硅酸酯混合搅拌，搅拌速度50～200rpm，调整陈化pH值为4.0～6.0，陈化20～200min后加入两性金属盐共聚，最后加入碱化剂碱化至pH值为4.0～6.0，熟化后即可，所述硅酸盐或硅酸酯与两性金属盐的重量份配比分别为100∶40～450。
3.根据权利要求2所述的一种湿式漆凝剂的制备方法，其特征是，所述硅酸盐或硅酸酯包括偏硅酸盐、正硅酸盐或正硅酸酯。
4.根据权利要求2所述的一种湿式漆凝剂的制备方法，其特征是，所述硅酸盐或硅酸酯包括SiO2的重量百分比大于20％的硅酸盐或硅酸酯。
5.根据权利要求2所述的一种湿式漆凝剂的制备方法，其特征是，所述无机酸类催化剂包括硫酸、盐酸、磷酸。
6.根据权利要求2所述的一种湿式漆凝剂的制备方法，其特征是，所述两性金属盐包括锌、铁、铝、镁的氯化物、硫酸盐或它们的混合物。
7.根据权利要求2所述的一种湿式漆凝剂的制备方法，其特征是，所述碱化剂包括烧碱、纯碱。
8.根据权利要求1所述的一种湿式漆凝剂的制备方法，其特征是，所述水溶性低分子缩合物II由下列两种或两种以上物质缩聚而成三聚氰胺或双氰胺、甲醛、尿素、乙二醛。
9.根据权利要求1所述的一种湿式漆凝剂的制备方法，其特征是，所述稳定剂是多羟基有机物，包括乙二醇、丙三醇以及其它水溶性多元醇。
10.一种如权利要求1所述湿式漆凝剂的应用，其特征是，使用浓度以循环水量计400～3000ppm或以过喷漆量计1∶5～1∶15，循环水的pH值为8～10或以CaCO3计碱度为1000～2000mg/l，接触反应时间为5～20分钟。
全文摘要
本发明是一种湿式漆凝剂的制备方法及其应用，该方法是将一种含有硅和金属离子的无机高分子物质I与一种水溶性低分子缩合物II按100重量份中95∶5～5∶95的比例混合，并添加稳定剂配制而成，稳定剂与无机高分子物质I的重量配比为0.2～2∶100；应用时，使用浓度以循环水量计400～3000ppm或以过喷漆量计1∶5～1∶15，循环水的pH值为8～10或以CaCO
文档编号C02F1/52GK1594129SQ20041002796
公开日2005年3月16日 申请日期2004年7月8日 优先权日2004年7月8日
发明者乔宏, 宋之光 申请人:中国科学院广州地球化学研究所