一種水性漆清理溶劑的製作方法
2023-09-15 23:22:30
本發明涉及油漆清洗領域，涉及一種水性漆清理溶劑。
背景技術：
近年來，各個製造領域廠家都開始重視在生產過程中環保方向的管理。為了降低對環境的危害，具有環境優勢的水性漆油漆開始取代以前的油漆，成為各個汽車廠家以及各個製造領域的選擇。
而水性漆清理溶劑用於清洗未乾透的水性漆油漆，主要用於油漆車間的使用，目前使用於水性漆噴塗機器人的清洗，水性漆相關設備以及所有管路的日常維護。使用十分廣泛，因此，必須對其進行單獨研究。
技術實現要素：
有鑑於此，本發明提供一種解決或部分解決上述問題的水性漆清理溶劑。
為達到上述技術方案的效果，本發明的技術方案為：一種水性漆清理溶劑，包含：
水性漆清理溶劑的製備方法如下：
第一步，選定水性漆清理溶劑的配方，設置水性漆清理溶劑的配方以及配方的用量分別為、，其中，j為配方的編號，可以為大於0的任何自然數，p為配方，s為用量，單位為克；分別進行單一配方測試與配方組合測試，在單一配方測試中對水性漆清理溶劑的備用主溶劑進行測試，單一配方測試被分為兩步，首先，測試備用主溶劑組合是否具有脫漆功能，即單一的備用主溶劑或兩種備用主溶劑以上混合是否具有脫漆功能，備用主溶劑組合包含單一的備用主溶劑或兩種備用主溶劑以上混合，接著紀錄脫漆的時間，並將脫漆的時間從短到長進行排序，將備用主溶劑中有毒、鹼性強的去除，接著，選定脫漆的時間最短的三種備用主溶劑組合，組成可能的主溶劑集合，並進行體積的測試，即對備用主溶劑組合的體積從小到大排列來測試脫漆時間，選定脫漆時間最短的備用主溶劑的體積作為備用主溶劑的體積，將可能的主溶劑集合與備用主溶劑的體積配對，選定脫漆時間最短的可能的主溶劑集合中的備用主溶劑作為主溶劑，並將其在上面步驟選定的體積作為主溶劑的體積；
在配方組合測試中在選定主溶劑以及主溶劑的體積的基礎上，根據選定主溶劑的數量n，將其依次分配到配方的表示中，將主溶劑的體積作為配方的用量，分配的編號從n+1開始，即選定的配方以及用量從、開始表示，並排列配方的組合，排列的順序遵從表面活性劑、增稠劑、緩蝕劑、乳化劑、水的順序，製作配方表，配方表中包含所有可能的配方的組合以及相應的配方的用量，不同配方表中至少存在一個配方不同或者配方的用量不同；根據配方表製備備用的水性漆清理溶劑；
第二步，選定實驗的基材試片以及水性漆，基材試片選定常用的黑色金屬材料、有色金屬材料五種，在基材試片上噴塗水性漆，噴塗後的膜厚為d±δd，其中d為噴塗的設定厚度，δd為噴塗的實際厚度誤差，單位都為μm；
第三步，測試水性漆清理溶劑時，將基材試片加工成大小為高度25mm，寬度為25mm，高度為1mm的片狀，浸沒在盛有備用的水性漆清理溶劑的燒杯中，記錄下水性漆漆膜整片脫落需要的時間ti，i為基材試片的編號，為大於0的自然數，t為脫落需要的時間，單位為秒；
第四步，重複第二步的過程，將噴塗了水性漆的五種基材試片浸泡在水性漆清理溶劑中，浸泡時間為t，單位為秒，為提前設置的確定時間，浸泡後的噴塗了水性漆的五種基材試片的標號為b1、b2、b3、b4、b5，b為標號，使用去離子水對浸泡後的噴塗了水性漆的五種基材試片反覆清洗3遍，並使用紅外線烘乾，烘乾後使用紅外光譜分析儀分析紅外線光譜圖，並計量脫落的漆膜的面積為w，假設噴塗了水性漆的五種基材試片的漆膜的面積為q,單位為mm，計算脫落比例為：；
第五步，對配方表進行調整，在調整中使用配方調整器進行調整，調整後重複進行第二步至第四步測試脫落比例，選擇脫落比例最大的調整後的配方表，配方調整器包含計算單元、配方調整單元、數據溢出單元、配方累計計算單元、配方補充單元、配方映射單元；
計算單元，用於根據所有可能的配方的組合以及相應的配方的用量，來計算每一個配方的用量佔所有配方的總用量的比例；
數據溢出單元，當配方的用量超過設定的配方用量，判斷數據溢出；每一個配方都可以預先設定相應的設定的配方用量，設定的配方用量為比例因子，溢出因子的計算如下：
其中，f為溢出因子，max為配方可能的最大用量，r為配方的用量，e為設定的配方用量，設定的配方用量必須小於配方可能的最大用量；
配方調整單元，用於調整配方的用量，存在兩個調整鍵，調整鍵用於對配方進行調整，一個調整鍵為增加配方的用量，另一個調整鍵為減少配方的用量，同時調用數據溢出單元，根據溢出因子，當大於0時，必須減少配方的用量至其小於0，當的值大於的值的2倍時，減少配方的用量直至小於的值的2倍，當的值小於的值的2分之一倍時，增加配方的用量直至的值大於的值的2分之一倍；
配方累計計算單元，與計算單元聯動，不停地累計相加配方的用量佔所有配方的總用量的比例，並且計算增加配方的用量以及減少配方的用量的累計分布因子，累計分布因子u的計算公式如下：
其中，k為增加配方的用量或減少配方的用量的編號，m為增加配方的用量或減少配方的用量的次數，dk為第k次增加配方的用量或減少配方的用量的數量，d表示增加配方的用量或減少配方的用量的動作；
配方補充單元，用於向配方表中補充新的配方，依次對新的配方進行編號，新的配方的編號從配方表的最後一個配方的編號的後一個編號開始順序編號，並增加新的配方的用量；
配方映射單元，用於在配方與配方的用量佔所有配方的總用量的比例之間建立映射關係，其中，配方與配方的用量必須與配方補充單元以及配方調整單元的改動保證一致。
本發明的有益成果為：本發明提供的一種水性漆清理溶劑，本發明的方法有效地避免了油漆在設備上的殘留，並減少油漆的混色、積漆對設備造成的損害以及有效地提高了在生產過程中的噴塗的效率，考慮了清理的效果以及各個成分的有效配比，採用了科學的計算方法，並且本計算方法具有一定的推廣性，使在清洗的過程中處於較為理想的狀態。本發明提供的產品具有一定的環保性，並且在清洗的過程中，大量地減少了機器人噴塗中的油漆殘渣，降低了對周圍環境造成的影響，大大地降低了生產成本。
具體實施方式
為了使本發明所要解決的技術問題、技術方案及有益效果更加清楚明白，以下結合實施例，對本發明進行詳細的說明。應當說明的是，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明，能實現同樣功能的產品屬於等同替換和改進，均包含在本發明的保護範圍之內。具體方法如下：
實施例1：材料的脫漆通常是在脫漆劑作用下完成的。目前用的脫漆劑主要由有機溶劑配製而成，通過使基材表面的有機塗層溶脹，降低了漆膜與基材表面的附著力，使漆膜與基材脫離，再經過徹底衝洗將漆膜從基材表面完全除去。脫漆劑脫漆速度快，可以節省大量人力，提高效率，性能優良的脫漆劑對漆膜下的基材損傷很小甚至無損傷。
化學脫漆法分為鹼性脫漆法和酸性脫漆法。
1)鹼性脫漆劑
鹼性脫漆劑一般由鹼性物質(常用氫氧化鈉、純鹼、水玻璃等)、表面活性劑、緩蝕劑等組成，使用時一般需要加熱，一方面，鹼使塗料中的某些基團皂化而溶於水，另一方面，熱蒸汽蒸煮塗膜，使之失去強度並使其與金屬間的附著力降低，加之表面活性劑的浸潤、滲透和親和作用，最終使舊塗層被褪掉。
2)酸性脫漆劑
酸性脫漆劑是以強酸如濃硫酸、鹽酸、磷酸和硝酸等組成的脫漆劑。由於濃鹽酸、硝酸易揮發產生酸霧，同時對金屬基材有腐蝕作用；濃磷酸退漆時間長，對基材也有腐蝕作用，因此，上述3種酸較少用於退漆。濃硫酸與鋁、鐵等金屬發生鈍化反應，因此對金屬腐蝕很小，同時對有機物具有強烈的脫水、炭化和磺化作用而使其溶於水中，所以濃硫酸常常用於酸性脫漆劑。
化學脫漆劑使用時需要加熱，脫漆效率低，使用過程中產生較大的毒性和對基體金屬的嚴重腐蝕，多採用槽體浸泡的方法脫漆，常用於汽車零件脫漆和掛鈎清洗，不適於飛機整體脫漆用。
有機溶劑脫漆劑
有機溶劑脫漆劑是現在比較普遍的脫漆方法，它是通過有機物溶脹的原理，依靠溶劑滲透到漆膜中，使其膨脹，降低了漆膜與基體的附著力，使漆膜從基材上鼓脹，脫落下來。有機溶劑脫漆劑脫漆速度快，脫漆徹底，所以受到很多廠家的青睞。
八十年代後期我國脫漆劑開始起步，許多研究者都使用氯代烴為主要脫漆組分。亞甲基氯化物作為氯代烴的代表性物質而沿用至今，本發明對此做的對比性研究測試表明：對於不同基材，亞甲基氯化物型脫漆劑的脫漆速率要顯著高於其他類型脫漆劑。八十年代後國外研究的脫漆劑也是以亞甲基氯化物為主溶劑，然而自1990年控制大氣的空氣淨化法及其修正法頒布後，對揮發性有機物(voc)的釋放量有了嚴格規定，國外已致力於研製開發高效無毒低揮發性的脫漆劑，主溶劑以酮、酯、醚、醇等為主。
對於脫漆劑的研究上，脫漆效率、脫漆後對基材的後處理以及脫漆劑對基材的適應性是關鍵問題所在。與國外脫漆劑相比，國內很少研製出滿足國際標準的脫漆劑品牌，主要的缺陷有：①脫漆速度過慢，對於常用的環氧底漆和聚氨酯面漆，國內尚無可以在很短的時間內將其完全脫去而不損壞基材的脫漆劑產品；②脫漆劑的適用範圍較窄，僅適用於個別的漆種；③對基材的適應性較差，容易損傷金屬基材及其表面的化學轉化膜層或鍍層；④為了抑制各種溶劑的揮發，脫漆劑中會加入石蠟作為揮發抑制劑，導致脫漆後石蠟容易附著在基材的表面，增加了後處理的難度。基於以上幾點問題，國內的廠均傾向於進口國外較為高效的脫漆劑，如此以來就形成了國外脫漆劑對國內航空領域市場的壟斷，脫漆劑價格昂貴。
溶劑是脫漆劑的主體，主要起到溶脹漆膜的作用。在溶劑中添加如助溶劑、表面活性劑、增稠劑、抑制劑和緩蝕劑等助劑，可以使脫漆劑具備很好的穩定性，能適用於多種特殊的脫漆條件。
主溶劑和促進劑對漆膜的效果決定了脫漆劑的效率。往往要求在一定時間內脫落並且不會對基材造成損傷。
因此配製的脫漆劑要具備合適的酸鹼度，以利於在金屬基材上的使用。如果要用到ph值偏高或偏低的溶劑時，則要考慮添加緩蝕劑。
本發明將對脫漆劑中的主溶劑進行篩選，測試各種溶劑對目標漆膜的適應性，然後通過復配，得到對漆膜適應性好的復配溶劑作為主溶劑，並分析溶劑快速溶脹高分子漆膜的機理。同時確定並分析使用的促進劑和助溶劑在脫漆劑中的作用。
本發明的產品由水、表面活性劑、部分醇醚類溶劑等組成,是一種水溶性低毒揮發性小的環保型產品。能徹底脫除金屬、塑膠、玻璃等基材上的油漆或油墨、油脂等。經用戶使用清洗乾淨清洗殘餘物易處理不汙染環境。
本發明的產品與國外同類產品性質相當,替代了歐洲、德國、日本等清洗劑,在國內外市場上有很大的競爭力。成果適用範圍及應用前景:能徹底脫除金屬、塑膠、玻璃等基材上的油漆或油墨、油脂等。
實施例2：本實施例主要對水性漆清理溶劑的製備方法進行了擴展，水性漆清理溶劑的製備方法如下：
第一步，選定水性漆清理溶劑的配方，設置水性漆清理溶劑的配方以及用量分別為、,j為配方的編號，可以為大於0的任何自然數，p為配方，s為用量，單位為克，分別進行單一配方測試與配方組合測試；
在單一配方測試中對水性漆清理溶劑的備用主溶劑進行測試，單一配方測試被分為兩步，首先，測試備用主溶劑是否具有脫漆功能，即單一的備用主溶劑或兩種備用主溶劑以上混合是否具有脫漆功能，紀錄脫漆的時間，並從短到長進行排序，將備用主溶劑中有毒、鹼性強的去除，接著，選定脫漆的時間最短的三種備用主溶劑，單一的備用主溶劑或兩種備用主溶劑以上混合，組成可能的主溶劑集合，並進行體積的測試，即對備用主溶劑的體積從小到大測試脫漆時間，選定脫漆時間最短的備用主溶劑的體積作為備用主溶劑的體積，將可能的主溶劑集合與備用主溶劑的體積配對，選定脫漆時間最短的可能的主溶劑集合中的備用主溶劑作為主溶劑，並將其在上面步驟選定的體積作為主溶劑的體積；
具體地，備用的主溶劑組合選為二氯甲烷、苯酚、苯甲醇和二氯乙烷、二氯甲烷、異丙醇胺，測試單一的備用的主溶劑測試是否具有脫漆功能，並記錄脫漆的時間，經過測試發現二氯甲烷、苯酚、苯甲醇和二氯乙烷能夠使單獨脫落，另外，苯甲醇和二氯甲烷、異丙醇胺與二氯甲烷、苯酚與二氯甲烷的組合會有脫漆功能，對脫漆的時間進行從小到大進行排序，由於異丙醇胺的強鹼性、苯酚的毒性，將兩者去除，經研究苯甲醇和二氯甲烷組合的脫漆的時間最短，並計算兩者混合的體積比例，來紀錄脫漆時間並考慮二氯甲烷的揮發性，比例為1：2時，十分鐘內即脫落，但當經過對比考慮揮發性，選定苯甲醇和二氯甲烷的體積比例為1：2.5；
在配方組合測試中在選定主溶劑以及主溶劑的體積的基礎上，根據選定主溶劑的數量n，將其依次分配到配方的表示中，分配的編號從n+1開始，即選定的配方以及用量從、開始表示，排列配方的組合，排列的順序遵從表面活性劑、增稠劑、緩蝕劑、乳化劑、水的順序，製作配方表，配方表中包含所有可能的配方的組合以及相應的配方的用量，不同配方表中至少存在一個配方不同或者配方的用量不同；
在本實施例中，表面活性劑選用脂肪醇聚氧乙烯醚(aeo-9)、陰離子表面活性劑(las)、脂肪醇聚氧乙烯醚(aeo)或聚氧乙烯辛基苯酚醚-10(op-10)、脂肪醇聚氧乙烯醚9(aeo-9)、陰離子表面活性劑(las)或聚氧乙烯辛基苯酚醚-10(op-10)、陰離子表面活性劑(las)進行測試；
根據配方表製備備用的水性漆清理溶劑；增稠劑選用甲基纖維素，緩蝕劑選用磽酸鈉、矽油消泡劑，乳化劑選用吐溫-80(tween-80)和司盤80(span-80)作為乳化劑，並適當增加乙二胺四乙酸(edta)、焦磷酸鈉，再配置水，水性漆清理溶劑加入的順序為先加入表面活性劑、水，再進行攪拌，致使其溶解，再加入主溶劑以及其他溶劑，攪拌至溶解；
第二步，選定實驗的基材試片以及水性漆，基材試片選定汽車常用的黑色金屬材料、有色金屬材料五種，在基材試片上噴塗水性漆，噴塗後的膜厚為d±δd，其中d為噴塗的設定厚度，δd為噴塗的實際厚度誤差，單位都為μm；
在本實施例中，基材試片選用以下材料進行實驗，分別為鋁合金2024硫酸陽極氧化試片、鋁合金2024硫酸陽極氧化試片、45#鋼噴砂鍍鋅鈍化試片、45#鋼磷化試片；水性漆選用醇酸樹脂塗料及聚氨酯塗料作為脫漆劑的目標脫除漆膜，厚度為55±3μm；
第三步，測試水性漆清理溶劑時，將基材試片加工成大小為高度25mm，寬度為25mm，高度為1mm，浸沒在盛有備用的水性漆清理溶劑的燒杯中，記錄下水性漆漆膜整片脫落需要的時間ti，i為基材試片的編號；
第四步，進行第二步至第四步測試脫落比例，將噴塗了水性漆的五種基材試片浸泡在水性漆清理溶劑中，浸泡時間為t，單位為秒，浸泡後的噴塗了水性漆的五種基材試片的標號為b1、b2、b3、b4、b5，b為標號，使用去離子水對浸泡後的噴塗了水性漆的五種基材試片反覆清洗3遍，並使用紅外線烘乾，烘乾後使用紅外光譜分析儀分析紅外線光譜圖，並計量脫落的漆膜的面積為w，假設噴塗了水性漆的五種基材試片的漆膜的面積為q,計算脫落比例為：；
對配方表進行調整，在調整中使用配方調整器進行調整，配方調整器包含計算單元、配方調整單元、數據溢出單元、配方累計計算單元、配方補充單元、配方映射單元；
計算單元，用於根據所有可能的配方的組合以及相應的配方的用量，來計算每一個配方的用量佔所有配方的總用量的比例；
數據溢出單元，當配方的用量超過設定的配方用量，判斷數據溢出；每一個配方都可以預定相應的設定的配方用量，設定的配方用量為比例因子，溢出因子的計算如下：
其中，f為溢出因子，max為配方可能的最大用量，r為配方的用量，e為設定的配方用量，設定的配方用量必須小於配方可能的最大用量；
配方調整單元，用於調整配方的用量，存在兩個鍵，一個鍵為增加配方的用量，另一個鍵為減少配方的用量，調用數據溢出單元，根據溢出因子，當大於0時，必須減少配方的用量至其小於0，當的值大於的值的2倍時，減少配方的用量直至小於的值的2倍，當的值小於的值的2分之一倍時，增加配方的用量直至的值大於的值的2分之一倍；
配方累計計算單元，與計算單元聯動，不停地累計相加配方的用量佔所有配方的總用量的比例，並且計算增加配方的用量以及減少配方的用量的累計分布因子，累計分布因子u的計算公式如下：
其中，i為增加配方的用量或減少配方的用量的編號，n為增加配方的用量或減少配方的用量的次數，di為第i次增加配方的用量或減少配方的用量的數量，d表示增加配方的用量或減少配方的用量的動作；
配方補充單元，用於向配方表中補充新的配方；
配方映射單元，用於在配方與配方的用量佔所有配方的總用量的比例之間建立映射關係，必須與配方補充單元以及配方調整單元的改動保證一致；
水性漆包括水溶型、水稀釋型、水分散型(乳膠漆)3種；水分散型主要是指以合成樹脂乳液為成膜物配製的漆，其中包含乳液，乳液是指在乳化劑存在下，在機械攪拌的過程中，不飽和乙烯基單體在一定溫度條件下聚合而成的小粒子團分散在水中組成的分散乳液，而將水溶性樹脂中加入少許乳液配製的漆不能稱為乳膠漆，嚴格來講水稀釋漆也不能稱為乳膠漆，但習慣上也將其歸類為乳膠漆。
本發明的有益成果為：本發明提供的一種水性漆清理溶劑，本發明的方法有效地避免了油漆在設備上的殘留，並減少油漆的混色、積漆對設備造成的損害以及有效地提高了在生產過程中的噴塗的效率，考慮了清理的效果以及各個成分的有效配比，採用了科學的計算方法，並且本計算方法具有一定的推廣性，使在清洗的過程中處於較為理想的狀態。本發明提供的產品具有一定的環保性，並且在清洗的過程中，大量地減少了機器人噴塗中的油漆殘渣，降低了對周圍環境造成的影響，大大地降低了生產成本。
儘管已描述了本發明的優選實施例，但本領域內的技術人員一旦得知了基本創造性概念，則可對這些實施例作出另外的變更和修改。所以，所附權利要求意欲解釋為包括優選實施例以及落入本發明範圍的所有變更和修改。
顯然，本領域的技術人員可以對本發明實施例進行各種改動和變型而不脫離本發明實施例的精神和範圍。這樣，倘若本發明實施例的這些修改和變型屬於本發明權利要求及其等同技術的範圍之內，則本發明也意圖包含這些改動和變型在內。