一种新型环保塑料脱漆剂的研制

一种新型环保塑料脱漆剂的研制

环保塑料脱漆剂的研制

水立军（天津同聚化工科技有限公司，300140）宋键（合肥科源应用化工研究所，230088）

摘要：介绍了一种新型环保塑料脱漆剂的研制。讨论了主溶剂、促进剂的选择，以及脱漆温度对脱漆效率的影响。试验结果表明：以有机氮化合物及含硫化合物类溶剂混合作主溶剂，与自制的促进剂复配，能够快速脱除多种基材表面的多数有机涂层，且不不破坏塑料基材。该脱漆剂属低VOC、不易燃、可生物降解的塑料基材脱漆剂，脱漆后的基材再次涂装不影响附着力。

关键词：塑料；脱漆剂；脱漆效率0.引言

随着我国汽车工业、家用电器、电子信息等产业的迅速发展，塑料制品已成为人们生活中不可缺少的一部分。这些塑料制品包括数码家电、汽车配件及内饰物、造型工艺品、喷涂厂挂具等。因产品综合性能及装饰性的要求，均需喷涂各种色彩的有机涂层。这些制品及配件在涂装过程中因操作技术或前处理等因素均会造成部分产品附着力差、起泡、颜色偏差等残次品。目前大多数企业因上述因素所造成的残次品只能廉价处理，制作一些低档塑料制品，造成极大的综合资源浪费。一些再生塑料回收单位也急需寻找较好的脱漆剂，将塑料表面的涂层完全脱掉来保证再生料的纯度。笔者针对这一技术难题进行了长期的探索和研究，基本解决了丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物（ABS）、聚碳酸酯（PC）、聚苯乙烯（PS）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）等塑料表面涂层的脱除问题，且脱漆后不影响再次涂装的附着力。

1.实验部分1.1试验材料1.1.1试验原材料有机氮化合物、含硫化合物、促进剂、乙二醇、直链烷基苯磺酸钠（LAS）、渗透剂（JFC）、聚乙二醇。

1.1.2试验基材及涂层

上海某汽车配件厂提供汽车顶灯基材为PMMA，漆膜为丙烯酸漆；

上海某单位提供数控机床操作键盘板基材为PC，漆膜为丙烯酸漆+紫外光固化罩光漆；

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北京某科技公司提供摩托车头盔基材为ABS，漆膜为聚氨酯漆；

广东东莞某电子厂提供手机壳基材为ABS+PC，漆膜为镀镁合金+紫外光固化罩光漆。1.2实验指标1.2.1脱漆效率

脱漆效率是检测脱漆剂性能的主要指标之一，其测试方法参照行业标准HG/T28811997《脱漆效率测试方法》。脱漆效率公式为：

一种新型环保塑料脱漆剂的研制

试验步骤：将1.1.2所介绍的塑料件基材浸泡在盛脱漆剂的容器内。控制脱漆液温度40~60℃，浸泡30min，检查漆膜膨胀和自动脱落的百分数。

1.2.2放置稳定性

将研制的脱漆剂静置封口存放于锥形瓶中，放置一段时间后，观察是否分层或凝聚。1.2.3密度

用质量-体积法测定脱漆剂的密度。2.结果与讨论

2.1主溶剂的选择及最佳用量的确定2.1.1主溶剂的选择

涂层主要由树脂、辅料、颜料、稀释剂和其它助剂等组成。树脂是主要的成膜物质，包括天然树脂、合成树脂等。要想脱漆就必须破坏其成膜物质，让其溶胀，使其脱离塑料基材表面，达到脱漆的目的，但要求只能溶解涂层，而不能损伤塑料底材。从大量文献资料得知：在一定时间内，有机溶剂对有机涂层的溶解能力顺序为：氯代烃类>芳香族类>酮类>酯类>醇类>脂肪烃类，而有机溶剂对塑料基材的溶解情况也基本相同。经实验发现：二氯甲烷、二甲苯、甲苯等有机溶剂虽然对涂层有很好的溶解能力，但对于塑料基材的破坏也较为严重，根本无法使用。根据溶剂对高聚物基材的溶解度关系和溶剂对涂层中树脂的溶解度关系进行严格筛选，最终选用了高沸点、低相对分子质量的有机氮化合物及含硫化合物类溶剂进行复配作主溶剂，又据相似相溶原理和塑料基材与涂层极性之间的差别，通过严格筛选极性涂层溶质组分、调整组分的含量，使脱漆剂极性尽可能接近涂层极性，同时远离塑

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料基材极性，从而在不溶解塑料基材的前提下最大限度地破坏涂层。用此复配溶剂作主溶剂，其脱漆速度适中，效果良好。在较短时间内（0.5~1h）就能脱除电动车塑料外壳（ABS）表面的烤漆涂层。

2.1.2主溶剂最佳用量的确定

主溶剂用量对脱漆效率的影响见图1。

图1主溶剂用量对脱漆效率的影响

由图1可以看出：当主溶剂用量在10%时，脱漆效率只有20%左右；主溶剂用量增大至30%~40%时，脱漆效率在83%~86%之间；当其用量再次增大，脱漆效率下降至85%处且趋于平缓。主溶剂的用量以30%~40%为宜。

2.2促进剂的选择及最佳用量的确定2.2.1促进剂的选择

促进剂是一些亲核性溶剂，主要有有机酸类、酚类、胺类，包括甲酸、乙酸、苯酚等。它的作用是破坏大分子链，加速对涂层的渗透和溶胀。有机酸中含有与漆膜组成相同的官能团-OH，它可以与交联体系中的氧、氮等极性原子相互作用，解除体系中的部分物理交联点，从而增加脱漆剂在有机涂层中的扩散速率，提高漆膜溶胀起皱能力。同时有机酸又可以催化高聚物的酯键、醚键的水解反应而使其断键，造成脱漆后基材失去韧性发脆等现象。为此自制了多种化合物的复配体作为促进剂。

2.2.2促进剂最佳用量的确定

促进剂用量对脱漆效率的影响见图2。

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图2促进剂的用量对脱漆效率的影响

由图2可以看出：当促进剂用量小于3%时，脱漆效率随其用量增大而增加，其用量大于6%时，脱漆效率趋于平缓，促进剂的最佳用量为3%~6%。

2.3增稠剂的选择

如果此脱漆剂用于大的结构件，需要粘附在表面使其反应，这时就需要添加增稠剂，如水溶性高分子化合物，如纤维素类、聚乙二醇、聚乙烯醇等，也可使用无机盐类，如氯化钠、氯化钾、硫酸钠、氯化镁等。需要注意的是，无机盐类增稠剂调整黏度会随着其用量的增大而增加，超过此范围，黏度反而降低，选择不当也会给其它组分带来影响。笔者选聚乙二醇作为增稠剂，增稠的同时还可以起到增溶作用。

2.4配方的确定原材料质量分数/%主溶剂（自制）30~40增稠剂（聚乙二醇）0~2.0促进剂（自制）3~6助溶剂（乙二醇）5~8渗透剂（LAS∶JFC1=0.5）1~3去离子水余量2.5脱漆工艺的研究

脱漆温度对脱漆效率的影响见图3。

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图3脱漆温度对脱漆效率的影响

由图3可以看出：随着温度的升高，脱漆剂的脱漆效率明显提高，但温度高于60℃后，脱漆效率反而有所降低。试验还发现：部分塑料件受70℃以上温度的影响会发生热裂解，断裂成小分子单体，使强度降低，失去韧性。脱漆温度以40~60℃为宜。对于部分不明材质的塑料件也可在常温下浸泡脱漆。

3.结语

研制的塑料用环保脱漆剂主要以有机氮化合物及含硫化合物类溶剂混合作主溶剂，与自制的促进剂复配，脱漆速度快，对人体无伤害。不含氯代烃类、酮类、酯类、醚类、酚、醛化合物等有机溶剂，挥发性有机体合物（VOC）极低，改善涂装车间空气质量。基本解决了ABS、PC、PS、PMMA等塑料表面有机涂层的脱除。脱漆后不影响再次涂装的附着力，在几家喷涂厂使用获得好评。

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