專利名稱：去除保護(hù)性涂層的脫漆劑組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及從木材和金屬表面去除或剝離油漆、清漆和類似涂料的組合物。
長(zhǎng)期以來去除木材和金屬表面的保護(hù)涂層都是困難和費(fèi)力的操作，包括使用火焰、加熱和/或清除工具。使用溶劑從所保護(hù)的表面軟化和/或清除涂層使這種勞動(dòng)減輕至最小。去除保護(hù)涂層的組合物通常利用二氯甲烷和其它鹵代脂肪烴。
油漆和清漆脫漆劑按照使用方法有兩種主要類型施用脫漆劑和浸漬脫漆劑。施用脫漆劑通常以采用刷洗或噴射的方法施用，用在小零件或不能浸入的零件。浸漬脫漆劑既可用作冷浴，也可用作熱浴，其中安裝能清理大量物品的設(shè)備是實(shí)用的和低費(fèi)用的。冷浴液含有諸如二氯甲烷溶劑，而熱浴液常含有苛性鈉。
如美國(guó)專利2，495，729中所公開的將脂肪醇或環(huán)脂族氧化物(例如四氫呋喃)同脂肪酸酯(例如乙酸乙酯丙酮浴液)和表面活性劑(例如長(zhǎng)鏈烷基苯磺酸鹽)混合，這種混合物對(duì)垂直表面是有效的，原因在于加入了形成薄膜的基礎(chǔ)材料，(例如蠟、硝酸纖維素和乙酸纖維素)以增加粘度并形成保護(hù)膜，這種保護(hù)膜能使溶劑和軟化劑限制在膜中以發(fā)揮最大限度的軟化和溶劑作用。此組合物包括作為唯一的、最好的活性有機(jī)溶劑二氯甲烷，并加上第二組分，如苯、甲醇和丙酮，這樣形成較理想的二元混合物。
美國(guó)專利3，179，609公開了用于脫去各種涂層和表面層，例如油漆、清漆、大漆、蟲膠漆、樹膠和天然與合成樹脂的組合物。
美國(guó)專利3，538，007公開了一種油漆脫漆劑，它含有54-77份氯代液態(tài)烴溶劑，1-4份有1-4碳的羧酸，1-6份炔丙醇、0-2份非離子型潤(rùn)濕劑，0-15份液態(tài)芳烴溶劑，0-6份偶合劑，0-30份酚或烷基取代酚，0-2份增稠劑，和0-2份揮發(fā)阻滯劑。液態(tài)芳烴可以是苯、甲苯、二甲苯。
美國(guó)專利3，574，123公開了一種油漆脫漆劑，它含有50-90份氯代液態(tài)烴溶劑，2-15份低級(jí)脂肪醇或乙二醇醚，0.1-15份低級(jí)羧酸、2-30份羥基苯、2-10份脂肪酸磺酸鹽或脂肪胺羧酸鹽和0.1-10份氟化氫銨水溶液。該組合物也可含惰性有機(jī)芳烴溶劑，如苯、甲苯、二甲苯、乙苯、otho-乙基甲苯、二-乙基苯和異丙基苯，在170℃沸騰的低烷基取代苯，而更高級(jí)的烷基取代苯是優(yōu)選的。
美國(guó)專利3，592，691公開了以半導(dǎo)體基片上去除光刻膠掩膜剩余物，方法是將此基片浸入在光刻膠溶劑中，在150-250℃溫度下，約300Psig壓力下加熱溶劑長(zhǎng)達(dá)1/4-3小時(shí)。此溶劑組合物含有三氯乙烯、異丙醇和二甲苯，并混有最多百分之幾的二氯甲烷。異丙醇可全部或部分地用低沸點(diǎn)脂肪醇，例如乙醇取代。
美國(guó)專利3，743，542公開了以金屬表面去除油漆的方法煮沸溶劑或溶劑混合物，使涂漆的金屬表面同溶劑混合物的蒸汽接觸，最好在密閉系統(tǒng)中同時(shí)回流蒸汽。這種方法尤其適合清除牢固的油漆，例如那些以乙烯基樹脂、丙烯酸樹脂或環(huán)氧樹脂為基料的油漆。此脫漆組合物含有氫化芳烴溶劑和脂肪醇。
美國(guó)專利Re27，432涉及到從加工設(shè)備清除聚合材料的工藝。它指出許多已知的溶解乙烯基鹵化物的溶劑，例如氧雜環(huán)丁烷、四甲基脲、二甲基乙酰胺、四氫呋喃、環(huán)己酮、環(huán)戊酮、環(huán)乙烯氧化物、二乙基乙酰胺、甲乙酮和二噁烷。它還指出這些溶劑隨著將要溶解的化合物分子量變化而產(chǎn)生溶解能力變化，而四氫呋喃可成功地去除具有低分子量或高分子量的均聚物或共聚物的污染物。
美國(guó)專利3，784，477述及從木材和金屬物體上脫除油漆、清漆和類似表面層而不損壞紋理和粘接劑結(jié)合點(diǎn)的方法。它指出二甲苯或芳族石腦油可以用來作為二甲基甲酰胺或二甲基乙酰胺的補(bǔ)充劑，而脫漆活性幾乎不變化，它進(jìn)一步指出二甲苯可以用甲醇任意地稀釋或補(bǔ)充最多達(dá)約其重量的20%。
美國(guó)專利4，595，396指出在低于或高于室溫時(shí)三噁烷在甲醇、無水乙醇和95%乙醇中的溶解度。這些溶液用作燃料輸送和用作燃料。
德國(guó)專利公開說明書2，118，870公開了去除醇酸樹脂的含三噁烷的大漆脫漆劑。它們含4-7∶1-3份醛縮二醇，如1，3-二氧戊環(huán)和為阻滯揮發(fā)性的醛縮的三噁烷。它們?nèi)我獾睾一w維素。
德國(guó)專利公開說明書2，123，563也敘述了脫除醇酸樹脂涂層的含三噁烷和乙酸乙酯的溶液。它們可任意地含有作為阻滯劑的乙基纖維素。用乙酸乙酯∶三噁烷為4∶1的混合物處理過的醇酸樹脂在施用五分鐘內(nèi)可去除，120分鐘后硬化(由于溶劑揮發(fā))，與之相比，純乙酸乙酯分別為0.5分鐘和50分鐘。
基本上目前使用的所有脫漆劑都含氯代烴，特別是含有可能有害的溶劑二氯甲烷。通常需要對(duì)使用者無害，而對(duì)普通涂層具有快速清除速度的溶劑。
根據(jù)“Kirk-othmerEncyclopediaofChemicalTechnology，”一書的Vol.16，P.763一種典型的二氯甲烷脫漆劑含有70-85%二氯甲烷、5-10%乙醇和0-10%烴溶劑或酮，剩余的是石蠟、甲基纖維素、一種胺和表面活性劑或乳化劑。
因?yàn)榻n脫漆劑有許多實(shí)用特點(diǎn)，用在熱浴中的脫漆劑組合物也需要比以二氯甲烷(b.p＝42℃)為基料的脫漆劑組合物的揮發(fā)性小、毒性小和接觸皮膚灼痛。
意外地發(fā)現(xiàn)三噁烷是一種清除普通涂層極快速和有效的溶劑，它的溶度參數(shù)可用芳烴和脂肪醇的混合而加以改性。適宜的芳烴包括苯、甲苯、二甲苯和乙苯，最佳的芳烴溶劑是一種二甲苯或二甲苯的混合物。如果烷烴端是不大于C5的烴，其它的烷基苯(如二乙苯、異丙基苯、otho-乙基甲苯、三甲基苯和枯烯)是可以相當(dāng)令人滿意地形成一種有效的涂層脫漆劑的液體組合物。
脂肪醇可以選自甲醇、乙醇、異丙醇、正丙醇和丁醇，三噁烷在這一系列醇中的溶解度依次減小。甲醇是最佳的溶劑。
在工業(yè)應(yīng)用中，添加蠟或油使此組合物適當(dāng)?shù)剡M(jìn)一步改性以減少汽化，及添加增稠劑以減少流動(dòng)，使之可用于在垂直表面的脫漆。
在室溫下使用的最佳組合物大約為33%甲醇、33%二甲苯和33%三噁烷。三噁烷的用量可以降低，但是因此會(huì)增加脫除涂層所需的時(shí)間。在室溫下，三噁烷的溶解度約為35%(重量)，然而，為即使溫度降低仍要提供可靠性的范圍，則33%是最佳的。這種涂層脫漆劑比二氯甲烷脫漆劑密度小，是66%水溶性的。
三噁烷在結(jié)構(gòu)上比二噁烷、二甲基甲酰胺、四氫呋喃或氧雜環(huán)丁烷更象二氯甲烷，然而同三噁烷相比，二氯甲烷的氫鍵鍵合是很弱的。在本發(fā)明的溶劑組合物中，更多的芳烴化合物因而是需要來彌補(bǔ)三噁烷的氫鍵鍵合。此醇的潤(rùn)濕性是被需要來增加用于氫鍵鍵合的質(zhì)子給予體。
這種油漆脫漆劑組合物用于在環(huán)境溫度下去除或剝除種類繁多的涂層，例如油漆類、清漆類、磁漆類、天然漆類和諸如此類的涂層，特別是氯丁橡膠、聚酯、聚碳酸酯、硅高彈體、酚醛塑料、乙烯基氯化物聚合物和共聚物、丙烯酸酯和聚乙烯基涂層。它特別適用于醇酸、乳膠和聚氨酯油漆類和清漆類。
化合物1，3，5-三噁烷通常被稱作三噁烷或三聚甲醛。這里使用的三噁烷是甲醛的環(huán)狀三聚體，其結(jié)構(gòu)式為
三噁烷在甲醇或其它溶劑中溶解時(shí)，吸收熱量，因而三噁烷在甲醇或類似的溶劑中的溶解度隨溫度的升高而增加。三噁烷在甲醇中的溶解度如下表所示
表Ⅰ三噁烷在甲醇中的溶解度溫度℃在液相中的三噁烷(重量%)0.11410.22118.93125.03730.04440.06064.0(熔點(diǎn))100在各種溫度下化學(xué)純的三噁烷在無水乙醇和在95%乙醇中的溶解度大致如下表表Ⅱ三噁烷在無水乙醇中的溶解度溫度℃在液相中的三噁烷(重量%)101215152019252530323542405245(太高以致無法精確確定)
表Ⅲ三噁烷在95%乙醇、5%H2O中的溶解度溫度℃在液相中的三惡烷(重量%)10161518202325283037355040(太高以致無法精確測(cè)定)這些數(shù)據(jù)表明在給定溫度下三噁烷在無水或95%乙醇中的溶解度比它在甲醇中的溶解度稍低。但是乙醇和水都可用作三噁烷-甲醇組合物中的主要溶劑或次要溶劑部分。在指定溫度將水添加到乙醇中提高三噁烷的溶解度，即水提高三噁烷在指定溫度下在乙醇中的溶解度，并降低在指定濃度的溶液可以穩(wěn)定而不產(chǎn)生三噁烷結(jié)晶的溫度。當(dāng)水是甲醇-三噁烷溶液的一部分時(shí)，預(yù)想它也可以起同樣的作用。
以三噁烷為基料的脫漆劑組合物可用于溫至熱的浴液(35-60℃)，它具有普通浸漬型脫漆劑的優(yōu)點(diǎn)，而無揮發(fā)性和/或堿性的缺點(diǎn)。并且在這樣的浴液中可以使用醇的混合物以提供低揮發(fā)性和足夠的溶解能力。
參考下述實(shí)施例可更清楚地了解本發(fā)明，所有例子均以重量為基準(zhǔn)。
實(shí)施例1用8%和20%三噁烷制備三噁烷溶液，使用改進(jìn)了的Crowly方法確定三噁烷的氫鍵鍵合能力。使用這種溶劑體系為FT-IR制備0.1MEtod溶液。
制備5%、10%、15%和20%含量的三噁烷在CH2Cl2中的溶液，并用作使用在FT-IR的0.1M Etod溶液的溶劑。
在2750-2550m-1之間的FT-IR結(jié)果表示一個(gè)適中的H鍵值，計(jì)算成Crowley值約為7。
主要組分Hildebrand值Crowley值介電系數(shù)偶極矩三噁烷～20782CH2Cl219.8 1.5 9 5四氫呋喃20---二噁烷20.5---根據(jù)化學(xué)橡膠有限公司(thechemicalRubberco.)的“SolubilityParameters”書中的數(shù)據(jù)和數(shù)字，三噁烷類似于酯和二氯甲烷。
實(shí)施例2制備一種脫漆劑組合物以確定三噁烷與CH2Cl2的相似處和它作為脫漆劑的有效性。此組合物含100克三噁烷、100克甲苯和100克正丁醇。將這些物料混合并過濾，注意到有吸熱效應(yīng)。然后將該溶液施用于2年以上的未知成分的白漆試樣上。白漆脫漆皮了。
實(shí)施例3用例2的組合物在一種清漆上實(shí)驗(yàn)，結(jié)果也除掉了此種涂層。
實(shí)施例4另外，將例2的組合物用到一種環(huán)氧漆上，得到相似的清除結(jié)果。
實(shí)施例5將純凈的二氯甲烷用到例2、3和4的油漆、清漆和環(huán)氧涂層上也達(dá)到脫皮效果，而且去除速度更快。
實(shí)施例6-12按重量配制6種油漆脫漆劑，各重500克。三噁烷產(chǎn)生強(qiáng)烈吸熱。另外根據(jù)德國(guó)專利公開說明書2，123，563用乙酸乙酯制備實(shí)施例11的配方。這些配方如下實(shí)施例組合物620%甲醇、8%二氯甲烷750%甲苯，50%甲醇850%二甲苯，50%正丁醇933.3%三甲苯、33.3%正丁醇、33.3%三惡烷10用三噁烷飽和的甲醇1180%乙酸乙酯、20%三噁烷1233.3%二甲苯、33.3%甲醇、33.3%三噁烷。
在實(shí)施例8中，對(duì)50%的三噁烷在甲醇中的溶液作試驗(yàn)，但三噁烷僅僅部分溶解，因而此溶液被認(rèn)為是飽和溶液。在實(shí)施例9中，三噁烷也并非完全溶解，并類似地用作飽和溶液。
在玻璃樣板上制備四個(gè)涂層試樣，作為48個(gè)試樣的第一組，制做是用市售漆料使用6密耳的刮刀。試樣為6×8英寸2。將此涂層干燥48小時(shí)，然后在室溫試驗(yàn)。第二組也干燥48小時(shí)，然后在室溫(24-25℃)試驗(yàn)之前將試樣先在120℃烘箱中固化7天。這些涂層是一種醇酸，一種乳膠，一種氨基甲酸酯和一種清漆，它們?cè)诹闶厶庂?gòu)買。
此醇酸涂層是用荷蘭橙色醇酸防銹極快速干燥的外用磁漆＃197-23(Rusf Preventative Ace Quick Drying Exterior Enamel Alkyd＃197-23 Dutch Orange)制成的。
此乳膠涂層是用海綠色丙烯酸乳膠第一流色光半光澤的內(nèi)用磁漆＃186-114(Ace-Tone Acrylic Latex Semi-Gloss Enamel＃186-114 Sea Green Interior)制成的。
此清漆漆層是用McCloskey Heirloom高光澤透明清漆＃0092制成的。
此氨基甲酸酯涂層是用Deftane聚氨基甲酸酯透明光澤的內(nèi)用/外用面漆＃1(Deftane Clear Gloss＃1 Polyurethane Finish Interior/Exterior)制成的。
在進(jìn)行脫漆效果實(shí)驗(yàn)時(shí)，將一個(gè)2-ml的一種脫漆劑組合物試樣放置在一個(gè)涂覆的玻璃試樣上(每種涂層的12個(gè)試樣中的一個(gè))，并用觀察鏡蓋上，同時(shí)開始計(jì)時(shí)。當(dāng)漆膜鼓起越過垂伸位置時(shí)，計(jì)時(shí)器停止計(jì)時(shí)，則脫漆時(shí)間記錄下來。在每組中四種涂層的試驗(yàn)結(jié)果如下

實(shí)施例13環(huán)氧漆試驗(yàn)是用有專利權(quán)配方的難于脫除的環(huán)氧涂覆到二塊鋼片試樣上進(jìn)行的。固化后，將試片暴露到實(shí)施例6和12的溶劑組合物中。在5分鐘內(nèi)(300秒)沒有一個(gè)組合物對(duì)涂層起作用。30分鐘后，實(shí)施例12的組合物部分地瓦解涂層，而實(shí)施例6的組合物使涂層稍許松動(dòng)。二者效果都不理想。
實(shí)施例14按照例9，用33%二甲苯、33%正丁醇和33%三噁烷制成脫漆劑組合物，將其加熱到35℃。所有的二噁烷看起來都溶到溶液中。將一塊涂有明顯舊的醇酸油漆的木頭浸入溫?zé)崦撈釀┲?。觀察到脫漆皮活動(dòng)是快速的。
實(shí)施例15用25%二甲苯、25%的95%乙醇/5%水的溶液和50%三噁烷制備另一種脫漆劑組合物。三噁烷在25℃溶入95.5%乙醇/水溶劑中含量達(dá)28份比100份。假定在這個(gè)組合物中有相同的溶解度，這個(gè)組合物是32%二甲苯、32%甲醇/水和36%三噁烷。將一塊涂有未知年代長(zhǎng)時(shí)間的相同醇酸油漆的相同木頭在室溫下浸入該清除劑中，在短時(shí)間內(nèi)觀察到脫皮效果。
實(shí)施例16將例15的組合物加熱到35℃，并將一塊同樣涂層的木頭浸入。很快觀察到涂層脫皮。
實(shí)施例17將實(shí)施例15和16的組合物加熱到45℃，并將一塊涂有相同醇酸油漆的木頭浸入。很快地觀察到涂層去除。
實(shí)施例18將實(shí)施例15-17的脫漆劑組合物加熱到60℃，并將一塊有相同涂層的木頭浸入，同時(shí)立刻觀察到涂層去除。
這些原始的試驗(yàn)表明三噁烷可配制成泥漿，這樣它可在高溫下使用，即在高溫下它是溶液。所有這些組合物在脫漆劑槽中作熱浸使用是合適的。
權(quán)利要求
1.一種清除表面涂層的組合物，它包含三噁烷，一種芳烴和一種脂肪醇。
2.權(quán)利要求1的組合物，其中所述的芳烴選自苯、甲苯、二甲苯、乙苯和具有不大于C5烴的烷烴端的烷基苯所組成的組。
3.權(quán)利要求1的組合物，其中所述芳烴是一種二甲苯或選自鄰二甲苯、間二甲苯和對(duì)二甲苯的混合物。
4.權(quán)利要求1的組合物，其中所述的脂肪醇選自甲醇、乙醇、異丁醇、正丙醇和丁醇所組成的組。
5.權(quán)利要求1的組合物，其中所述的醇是甲醇。
6.權(quán)利要求1的組合物，其中所述的三噁烷是在室溫下牌溶液中。
7.權(quán)利要求7的組合物，其中所述的烴是二甲苯，所述的三噁烷、二甲苯和甲醇各自約占組合物的33%(重量)。
8.權(quán)利要求4的組合物，其中所述的醇是95%乙醇和5%水。
9.權(quán)利要求1的組合物，其中所述的三噁烷在室溫下部分不溶解，所以所述組合物是以泥漿的形式存在。
10.權(quán)利要求9的組合物，其中所述組合物加熱到所述三噁烷溶解成溶液的溫度，并用于熱脫除高耐蝕性涂層。
全文摘要
用于涂層的脫漆劑組合物含有一種芳香烴、一種脂肪醇和三烷。二甲苯和甲醇是最佳的溶劑。在室溫下使用的有效的組合物是33％，二甲苯，33％甲醇和33％三烷。當(dāng)加熱到使三烷溶解的溫度時(shí)，室溫下的三烷的泥漿也可用于熱浸脫除。
文檔編號(hào)C11D7/50GK1039256SQ8910626
公開日1990年1月31日 申請(qǐng)日期1989年6月10日 優(yōu)先權(quán)日1988年6月10日
發(fā)明者米切爾·勞·范·迪·馬克 申請(qǐng)人:赫希斯特人造絲公司