新型無(wú)毒脫漆劑配方分析研究

摘　　要：介紹了一種新型無(wú)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(wú)毒脫漆劑能有效去除零件上使用刷涂的環(huán)氧底漆與聚氨酯面漆涂層系統。

１　前言

環(huán)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(yáng)能領(lǐng)域。但涂料的漆膜在長(cháng)期使用過(guò)程中，會(huì )受到各種腐蝕介質(zhì)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(shí)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(wú)毒脫漆劑是為清除機械零件上的環(huán)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(jīng)除油→除銹→吹砂→噴涂環(huán)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(jīng)除油→除銹→吹砂→噴涂環(huán)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(jīng)除油→除銹→陽(yáng)極化→噴涂環(huán)氧底漆與聚氨酯面漆→固化。試驗時(shí)記錄脫漆時(shí)間及脫漆狀態(tài)。

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(huán)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(huán)氧底漆與聚氨酯面漆的溶解度參數時(shí)，通常該樹(shù)脂可溶解或溶脹在這種脫漆劑中，這樣可打斷成膜物質(zhì)中的高分子鏈，使漆層剝落或軟化，直接去除或有利于進(jìn)一步刮除。由于環(huán)氧樹(shù)脂的結構中含有脂肪族羥基，醚鍵、極為活潑的環(huán)氧基的緣故，羥基和醚鍵的極性使得環(huán)氧樹(shù)脂分子和相鄰表面之間產(chǎn)生引力，而且環(huán)氧基能與含活潑氫的金屬表面起反應，生成化學(xué)鍵。同時(shí)聚氨酯漆系脂肪族聚酯聚氨酯涂料，具有優(yōu)異的耐候性，漆膜堅硬，耐磨性好，附著(zhù)力優(yōu)良。因而環(huán)氧底漆和聚氨酯面漆漆層對金屬表面的附著(zhù)力強，耐化學(xué)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(wú)腐蝕。新型無(wú)毒脫漆劑主要材料為Ｎ－２甲基吡咯烷酮、環(huán)己酮、助溶劑、促進(jìn)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(guò)程來(lái)完成。用于清除環(huán)氧樹(shù)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(fā)性快，從而引起的職業(yè)危害性和環(huán)境污染性也很大。由于國內外對環(huán)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(fā)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(huán)己酮。N－甲基吡咯烷酮沸點(diǎn)為202℃，為不含二氯甲烷（沸點(diǎn)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(fā)性要低很多，而且不會(huì )傷害金屬底材，因此是一種優(yōu)良的脫漆劑原料。環(huán)己酮（沸點(diǎn)為155.7℃），其主要性能是揮發(fā)性慢，溶解性好。N－甲基吡咯烷酮和環(huán)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(huán)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(chǎn)生的內應力，可以減弱和最后破壞漆膜對底材的附著(zhù)力。使漆膜從點(diǎn)狀溶脹后發(fā)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(zhù)力，將漆膜咬起并清除?？芍?，脫漆時(shí)間隨N－甲基吡咯烷酮和環(huán)己酮的加入量增加而減少，但當N－甲基吡咯烷酮和環(huán)己酮用量達到65％以上時(shí)，脫漆減少的時(shí)間變少，最后趨于平緩。這是因為N－甲基吡咯烷酮和環(huán)己酮在達到一定量以后，此時(shí)脫漆的溶解能力趨于恒定，大量的N－甲基吡咯烷酮和環(huán)己酮分子包圍了漆膜分子，增加的N－甲基吡咯烷酮和環(huán)己酮的分子不能再進(jìn)一步包圍漆膜分子另外因為N－甲基吡咯烷酮和環(huán)己酮分子本身的揮發(fā)性，當N－甲基吡咯烷酮和環(huán)己酮分子過(guò)高時(shí)，揮發(fā)性也會(huì )急劇加大，對環(huán)境和人身危害加大，因此考慮到環(huán)境因素，將N－甲基吡咯烷酮和環(huán)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(shí)又有利于纖維的溶解，起到潛溶劑的作用，協(xié)同主溶劑充分滲入漆膜，加快脫漆速度。醇類(lèi)助溶劑還能獲得較好的粘度穩定性。

３．３　促進(jìn)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(jìn)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(lèi)來(lái)作為促進(jìn)劑。由于酸的加入易促進(jìn)脫漆劑對基體金屬材料的腐蝕。通常選擇胺類(lèi)作為促進(jìn)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(shù)脂有很強的溶解能力，滲透性好，沸點(diǎn)較高，價(jià)格便宜，而且還是優(yōu)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(yōu)化配方經(jīng)過(guò)實(shí)驗優(yōu)化配方：N－甲基吡咯烷酮和環(huán)己酮80％以下助溶劑適量促進(jìn)劑適量表面活性劑少量

４      試片室溫條件下浸泡一定的時(shí)間后，漆層會(huì )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(wú)毒脫漆劑能有效去除零件上使用過(guò)的環(huán)氧底漆與聚氨酯面漆漆層，在室溫環(huán)境下將操作控制在一定的時(shí)間內，能快速去除零件上使用過(guò)的舊漆層，同時(shí)對基體材料無(wú)腐蝕作用。