专利名称：用于油漆导管和/或油漆施加设备的洗涤液和清洗方法
技术领域：
本发明涉及涉及一种用于清洁涂料导管和/或涂料施加设备的组合物和方法，比如在涂料装置中的喷雾嘴或者喷漆枪。本发明具体涉及用于施加含水涂料的涂料导管和/或涂料施加设备。
许多的物体装配之后要在涂料装置中喷漆。一些例子是车身及其他车辆、家用电器或者家具和固定设备。在大规模的生产中，涂漆通常在设备辅助下进行。涂料从涂料储槽通过涂料导管输送到涂料施加设备，将其喷雾到要喷漆的成品上。涂料施加设备是喷雾嘴、喷漆枪等等。在涂漆装置中，它们通常由计算机控制和/或是涂漆机器人的一部分。该涂料是含溶剂涂料或者含水涂料。在用于施加这样类型涂料的涂漆装置中，通常提供装置通过循环水从涂漆舱室的空气或者壁中吹扫没有到达要喷漆物体的涂漆粒子。涂料粒子在该循环水中积累，毫无疑问要从中除去。这可以例如通过去粘化和凝结，或者通过分散及使用薄膜法分离进行。
涂料导管和/或涂料施加设备必须定期地清洁，因为随着时间的推移，由于沉积的涂料粒子它们会被阻塞。当使用不同的有色涂料时，那么附加要求是在改变每一颜色以前清洁涂料施加设备。另一方面，对于每一单独的颜色通常提供特定的涂料导管，以使每一变色装置转换到另外的涂料导管。因此，涂料导管比涂料施加设备需要不太经常的清洁。
对于这些清洗任务，经常使用由有机溶剂组成的清洗液，或者至少包含大部分的有机溶剂。例如WO97/42297描述了涂漆系统的洗涤用混合剂，包括3～90％的有机溶剂。这例如由芳香化合物或者脂肪族烃或者脂族酯组成。0.5～30％醇、乙二醇或者乙二醇醚作为另外的溶剂提供。US5972865列举在现有技术中在这样的清洗液中熟知的溶剂是醇、萜烯、氯化溶剂、氟化烃、脂肪族烃、芳烃。该文献的主题因此涉及洗涤液，尤其包括10～40％的“活性溶剂”以及10～50％的“共溶剂”。第一个的例子是所谓的“二价酸酯”和丙二醇单甲醚乙酸酯，对于后者，为丙二醇、一缩二丙二醇或者二缩三丙二醇或者高级同系物的甲醚或者乙烯醚和同系物。在实践中，丁醇和丁基乙二醇是经常另外使用的溶剂。
这些有机溶剂的一般的缺点在于它们明显的蒸气压。因此，它们部分进入周围的大气，在那里称为“挥发性的有机碳，VOC”。在通风不够的情况，同样存在健康危险、污染危险和爆炸危险。
因此，已经进行试验发现用于该列举目的的洗涤液具有显著低的VOC排放。这通过大量的或者全部消除列举有机溶剂而实现的。例如US5632822公开涂漆设备的清洁浓缩物，其由水基的并包括非挥发性有机化合物。它是一种洗涤剂增效助剂和润湿剂的水溶液。该洗涤剂增效助剂例如是单乙醇胺，在该浓缩物中含量为3～8％。另外，在制剂的实施例中举证了1～5wt％的三乙醇胺。润湿剂实施例是改性的乙氧基化表面活性剂，在该浓缩物中含量为1～5wt％。在这种情况下，例如它是乙氧基化醇，没有提供更多的细节。类似制剂实施例另外包含十二烷基苯磺酸以及羟乙基壬基酚酯。对于使用，该浓缩物用水稀释到5～50％的浓度。使用温度位于100～160°F(大约40～70℃)的范围。再循环洗涤液进一步使用。涂料粒子首先通过过滤器分离，其次从洗涤液中沉淀。
依据这种教导，因此涂料粒子在适当的装置中与洗涤液分离最后处理。更简单的是，将包含涂料粒子的清洗液加入到涂漆装置循环水中，以这种方法分离涂料粒子及更大量的“过度喷涂”，处理它们。那么这将消除单独废物处理的的需要。而且，在这种情况下，清洗液必须与循环水相容。那意思是它必须既不导致粘住也不导致过多的泡沫形成。进一步，去粘化/凝结步骤或者涂料粒子在循环水中的分散体不必干扰。因为最后该循环水必须在废水处理厂被至少部分处理并抛掉，洗涤液的成分必须至少是高度生物学可降解的。
因此，本发明的目的是提供用于清洁涂料导管和/或涂料施加设备的洗涤液和方法，首先该洗涤液很大程度上没有导致在空气中VOC排放的组份，另一方面在使用以后可被注入涂漆装置的循环水中。通常，洗涤液必须同样满足效率要求，即可靠地以经济实际的时间清洁该涂料导管和/或该涂料施加设备，因此保持可操作性。
在第一实施方式中，本发明涉及备用洗涤液，包括水和a)水可溶混的在分子中具有一个到三个烷基或者羟烷基的烷基胺和/或羟基烷基胺，其含量要使洗涤液的pH位于9～13的范围，优选10～13，b)在烷基中具有8～22个碳原子及在分子中具有平均8～15个环氧乙烷单元，其端基-OH未被或者被具有1～4个碳原子的醇醚化的，0.01～2wt％的烷基脂肪醇乙氧基化物或者烷基胺乙氧基化物，c)在烷基中具有8～22个碳原子及在分子中具有平均0.5～5个环氧乙烷单元，其端基-OH未被或者被具有1～4个碳原子的醇醚化的，0.01～2wt％的烷基脂肪醇乙氧基化物或者烷基胺乙氧基化物。
可以使用所有类型的水可溶混的，在水溶液中pH为9～13，优选10～13的化合物作为烷基胺和/或羟基烷基胺。这样做，优选选择pH为10.5～11.5之间清洁涂料施加设备，优选pH为11～12.5之间用于清洁涂料导管(其可包含老化的涂料残余物，因此比经常清洁的涂料施加设备更难以清洁)。
作例证的胺是在烷基中含1～4个碳原子的单、二或者三烷基胺。与这些一起或者取代这些，可以使用单、二或者三羟基烷基胺，同样每烷基中包含1～4个碳原子。如果使用羟基烷基胺，其羟基进一步被乙氧基化，因此具有改进的水溶混性，因而长的烷基链同样是可能的。通常，二、三或者多胺还可以用作烷基胺和/或羟基烷基胺。这些简单的例子是乙二胺和二亚乙基三胺或者含长亚烷基链的同系物比如丙邻二胺或者亚丁基二胺。一级的和/或叔胺是优选的胺，因为仲胺会形成有毒的亚硝胺。优选的胺特定的例子是单和三烷醇胺具体的单乙醇胺和三乙醇胺。
在引用范围的pH同样能够在没有有机溶剂的情况下完成迅速清洁。然而，在含水涂料的情况，在该引用范围的pH会引起涂料凝聚阻塞管嘴。对于该问题，在引用文献US5632822可能推荐，通过加入酸减少循环清洁流体的非常高的pH。PH的指导值给定为7.5，因此显著地低于本发明的那些。对于US5972865的含溶剂清洁浓缩物声称为pH为8～9.5，还可以包括胺，因此类似地显著低于本发明优选的范围。
在本发明pH范围中含水涂料的凝结可以通过本发明的表面活性剂组合物阻止。在b)下引用的表面活性剂具有良好的涂料分散性能，因此防止在引用pH值范围的凝结。在c)下引用的表面活性剂具有渗透或者润湿该涂料残余物，因此使它们与该组份分离。该组表面活性剂经常在水中溶解性很差。然而，组b)的表面活性剂具有对组c)表面活性剂溶解性改进产生另外的影响，使它们进入溶液。
组b)和c)的表面活性剂优选其中烷基基于动物或者植物脂或者油的那些。它们可以通过这样的甘油脂肪酸酯的油脂的还原离解以形成基于脂肪酸的脂肪醇。这些或者直接被乙氧基化，或者在转化为脂肪族胺以后被乙氧基化。作为来自动物或者植物源的油脂通常包括具有不同链长的脂肪酸，由其得到的烷基脂肪醇乙氧基化物或者烷基胺乙氧基化物通常同样由具有不同链长烷基的分子组成。在本发明的上下文，该类型的这样的混合物是可用的，因为它们主要包括即大于50％的在该引用范围链长的烷基。
就措辞表面活性剂“平均起来”来说，应该具体的环氧乙烷单位数，应该考虑熟知的事实醇或者胺的乙氧基化反应可提供混合产品，其包含具有不同乙氧基化度的不同的分子。然而，每一该产品应该在该分子中具有统计平均数的该引用环氧乙烷单位数。满足这些条件的表面活性剂是商业可获得的。组b)和c)的表面活性剂每一个优选以0.05～0.2wt％的浓度加入。通常，对于活性这已十分足够。尽管更高浓度是可能的，但它们使成品更昂贵。
组b)的表面活性剂优选选自烷基胺乙氧基化物。适当的例子是椰油胺×12环氧乙烷。另一方面，组c)的表面活性剂优选选自烷基脂肪醇乙氧基化物。适当的例子是C10-14脂肪醇×3摩尔环氧乙烷。
组b)和c)的其端-OH用含1～4个碳原子醇醚化的表面活性剂具有发泡的倾向，因此与非醚化分子比较，更可作为消泡剂。因此发泡性能可以根据成品中醚化化合物的比例进行调节。
如果洗涤液另外包括一种或多种以下组份则可以改进工艺的可靠性增加生物稳定性的杀生物剂、腐蚀抑制剂、有机聚合物、特别可减少随后的污染和再沉积的嵌段共聚物。
如果本发明的洗涤液不包括明显量的有机溶剂则可减少挥发性有机化合物排放。因此，优选洗涤液包括至多总共1wt％的有机溶剂，选自a)非环的或者环状的、饱和的、不饱和或者芬香烃或者其卤化衍生物，b)如权利要求1定义的其他或者多元醇或者它们的醚或者酯类或者c)酮。
洗涤液应该同样不包括或者最好也只不过少量的那些溶剂，根据引言的参考文献，所述的溶剂在涂漆装置的含溶剂洗涤液中已知的。特别是，本发明的洗涤液没有通常使用的溶剂丁醇和丁基乙二醇。
另外，本发明的洗涤液应该包括不超过0.04wt％、优选不超过0.02wt％、特别是不超过0.01wt％的阴离子表面活性剂，比如烷基苯磺酸盐。它可防止当用过的洗涤液注入循环水中时不希望泡沫的形成。
进一步优选的是本发明的洗涤液包括不超过0.04wt％、优选不超过0.02wt％、特别是不超过0.01wt％的烷基酚乙氧基化物。因为这类表面活性物质或者可生物降解性很差，或者可导致影响水有机体的荷尔蒙平衡的降解产物，当该类产品被免除到显著可能的程度时可改进该洗涤液的生物适应性。因为洗涤液在废水处理厂处理之后最后要到达环境，所以该性能是重要的。
进一步优选的是本发明的洗涤液包括不超过0.04wt％、优选不超过0.02wt％、特别是不超过0.01wt％的化合物，比如增效剂(硅酸盐、磷酸盐、硼酸盐等)，其在20℃在常压下为固体。当洗涤液设计为不包括被认为是有可能对水生生息环境有害的硼酸盐和磷酸盐时，这对于环境适应性是有利的。而且，因为在相当程度上不含这样的化合物，可以阻止由导管和施加设备中的固体残渣引起的结垢(形成固体沉积物)。这减少了与随后的冲洗相关的成本，或者使随后的冲洗成为不必要的。
本发明的洗涤液可以上述描述的应用形式制造和运输。公认的，这意味着必须输送大量的水。该洗涤液还可以在施加地点通过将本发明的组份以指定浓度加入到水中直接制备。然而在实践中，这是不利的，因为通常在施加地点既没有适当的测剂量和混合器，也没有可得到的受过训练的人员。因此通常优选的是制备包括比施加溶液浓度较高浓度活性物质的洗涤液的高浓度水溶液，通过简单的用水稀释可由其制备备用的洗涤液。因此，本发明同样提供一种洗涤液的高浓度水溶液，当用水稀释倍数为10～200、优选为大约50～大约150倍时，其可生产备用的洗涤液。这意思是该浓缩物可非常有利地制备，而且在高度稀释时同样具有活性。该优选的用于冲洗涂料导管或者涂料施加设备不同的pH值，与对于冲洗涂料施加设备相比，最简单地通过更少稀释浓缩物用于冲洗该涂料导管而进行调节。
在第二实施方式中，本发明涉及清洁涂漆装置中涂料导管和/或涂料施加设备的方法，其中涂料导管和/或涂料施加设备用上面描述的洗涤液冲洗。对于该实施方式，洗涤液优选的温度范围为10～35℃，特别为15～30℃。那意思是一般说来，该洗涤液可在环境温度下使用。不必将它加热到更高的温度。与现有技术已经知道的洗涤液相比，减少了能量需求，与现有技术相比导致额外的经济和生态价值。
优选，涂料导管和/或涂料施加设备用洗涤液冲洗1秒～24小时的一段时间。对于涂料施加设备，在每一变色以前必须冲洗，因此相对地经常冲洗，通常冲洗1秒～5秒的一段时间足够。自然，必要时，还可以进行较长时间的冲洗。涂料导管通常仅用于单一颜色，因此没有经过变色，只须当它们由于涂料淀积堵塞受到影响时进行冲洗。因此它们比涂料施加设备更难以清洁。优选它们用洗涤液冲洗10分钟～24小时的一段时间。而且，用于冲洗涂料导管的洗涤液比用于冲洗涂料施加设备的洗涤液更为碱性。优选的时间间隔取决于使用的涂料类型并根据经验确定。
在每一冲洗步骤以后，抛掉洗涤液或者再利用用于更多的冲洗步骤。对于涂料施加设备短的清除时间，通常每一次使用新鲜的清洗溶液。对于冲洗涂料导管，优选将洗涤液加入到回路中，因此使用若干次。当洗涤液包含太多的涂料粒子时，最后必须弃掉用新鲜的溶液取代。在同一清洁循环期间可能是这种情况。
如上述的描述，在冲洗涂料导管和/或涂料施加设备以后，这些用过的洗涤液通过加入到涂漆装置的循环水中最容易地进行处理。来自循环水洗涤液的涂料粒子进行进一步处理，最后被弃掉，因为同样对于涂料过度喷涂是这种情况。因此不需要单独的处理步骤和处置步骤。
实施例以下制备本发明的洗涤液浓缩物以及两种比较浓缩物(组成以wt％计算)
含1wt％上述浓缩物的水溶液制备为备用洗涤液。这些溶液的pH为11±0.2。
A)测试涂料相容性将实施例和对比例浓缩物1和2的备用溶液每一种50ml加入10mL的金刚石白含水涂料(BASF)中。对比浓缩物1的溶液显示出明确的乳化。因此该冲洗介质与涂料不适宜，不能用于该方法中。在实践中，这导致管嘴堵塞和/或喷漆车身上油漆的凝结。实施例的溶液和对比浓缩物2没有导致任何的乳化。
B)测试清洗效率涂料施加设备大多数由铝或者钛制造，有时同样由不锈钢制造。三种钛板用上述含水涂料喷漆。涂料在室温下物理干燥3天。使用喷漆枪保持在30厘米距离内，将实施例和对比浓缩物1和2的每一种备用溶液喷雾到喷漆试验板5分钟。对于使用对比浓缩物2的溶液涂料溶解显著缓慢。片的喷漆和非喷漆部分之间的分界面处优先被化学浸蚀。使用实施例和对比浓缩物1的溶液，涂料同样直接在许多位置渗透。相界不再是“化学浸蚀的主点”。
结论两者的结果与实施有关。仅来自实施例浓缩物的备用溶液成功地通过了两个试验，因此在实践中是有效的。
权利要求
1.一种洗涤液，包括水和a)水可溶混的在分子中具有一个到三个烷基或者羟烷基的烷基胺和/或羟基烷基胺，其含量要使洗涤液的pH位于9～13的范围，b)在烷基中具有8～22个碳原子及在分子中具有平均8～15个环氧乙烷单元，其端-OH基未被或者被具有1～4个碳原子的醇醚化的，0.01～2wt％的烷基脂肪醇乙氧基化物或者烷基胺乙氧基化物，c)在烷基中具有8～22个碳原子及在分子中具有平均0.5～5个环氧乙烷单元，其端-OH基未被或者被具有1～4个碳原子的醇醚化的，0.01～2wt％的烷基脂肪醇乙氧基化物或者烷基胺乙氧基化物。
2.一种洗涤液，包括水和a)水可溶混的在分子中具有一个到三个烷基或者羟烷基的烷基胺和/或羟基烷基胺，其含量要使洗涤液的pH位于10～13的范围，b)在烷基中具有8～22个碳原子及在分子中具有平均8～15个环氧乙烷单元，其端-OH基未被或者被具有1～4个碳原子的醇醚化的，0.01～2wt％的烷基脂肪醇乙氧基化物或者烷基胺乙氧基化物，c)在烷基中具有8～22个碳原子及在分子中具有平均0.5～5个环氧乙烷单元，其端-OH基未被或者被具有1～4个碳原子的醇醚化的，0.01～2wt％的烷基脂肪醇乙氧基化物或者烷基胺乙氧基化物。
3.根据权利要求1和2一种或者两种的洗涤液，其中包括杀生物剂、腐蚀抑制剂和/或有机聚合物作为另外的组份。
4.根据权利要求1～3一种或多种的洗涤液，其中包括不超过0.04wt％的阴离子表面活性剂。
5.根据权利要求1～4一种或多种的洗涤液，其中包括不超过0.04wt％的烷基酚乙氧基化物。
6.权利要求1～5一种或多种的洗涤液，其中包括不超过0.04wt％的一种或多种在20℃和常压下为固体的化合物。
7.一种用于洗涤液的高浓度水溶液，当其用水稀释10～200倍时可生产权利要求1～6一种或多种的洗涤液。
8.一种清洁涂料装置中涂料导管和/或涂料施加设备的方法，其中使用权利要求1～6的一种或多种洗涤液冲洗涂料导管和/或涂料施加设备。
9.权利要求8的方法，其中洗涤液的温度为10～35℃，优选为15～30℃。
10.权利要求8和9一种或者两种的方法，其中使用洗涤液冲洗涂料导管和/或涂料施加设备1秒～24小时，因此涂料施加设备优选冲洗1秒～5秒，涂料导管优选冲洗10分钟～24小时。
11.权利要求8～10一种或多种的方法，其中在冲洗涂料导管和/或施加设备之后，将洗涤液加入到涂料装置的循环水中。
全文摘要
本发明公开了一种洗涤液，包括水和a)水可溶混的在分子中具有一个到三个烷基或者羟烷基的烷基胺和/或羟基烷基胺，其含量要使洗涤液的pH位于9～13的范围，b)在烷基中具有8～22个碳原子及在分子中具有平均8～15个环氧乙烷单元，其端－OH基未被或者被具有1～4个碳原子的醇醚化的，0.01～2wt％的烷基脂肪醇乙氧基化物或者烷基胺乙氧基化物，c)在烷基中具有8～22个碳原子及在分子中具有平均0.5～5个环氧乙烷单元，其端－OH基未被或者被具有1～4个碳原子的醇醚化的，0.01～2wt％的烷基脂肪醇乙氧基化物或者烷基胺乙氧基化物，及涉及一种浓缩物，通过用水稀释该浓缩物可制备所述的洗涤液。本发明也公开了一种清洁涂漆台中涂料导管和/或涂料施加设备的方法，根据该方法，使用本发明的洗涤液冲洗涂料导管和/或涂料施加设备。在冲洗涂料导管和/或施加设备之后，将用过的洗涤液加入到涂漆台的循环水中，因此进行处理。
文档编号C09D9/04GK1759169SQ200480006620
公开日2006年4月12日 申请日期2004年3月17日 优先权日2003年3月26日
发明者斯特芬·吕塞, 马库斯·森纳 申请人:汉高两合股份公司