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多層涂膜形成方法

文檔序號:3816520閱讀:215來源:國知局
專利名稱:多層涂膜形成方法
技術領域
本發(fā)明涉及的是將含有水溶性有機溶劑的有機溶劑型底漆涂料、水性涂料和清漆涂料以三涂一烤固方式進行涂裝來形成多層涂膜的方法,該方法是通過微生物的作用,將該底漆涂料的噴霧涂裝工序中發(fā)生的未涂著涂料中所含的水溶性有機溶劑進行分解,由此可容易地進行無公害化的方法。
背景技術
及其課題使用含有親水性樹脂、交聯(lián)劑及水溶性有機溶劑的有機溶劑型底漆涂料、水性涂料和清漆涂料,并以濕碰濕方式依次將它們進行噴霧涂裝,和加熱將這些涂料的涂膜一起進行固化的所謂“三涂一烤固”(3C1B)方式形成多層涂膜的方法是眾所周知的。
按照該方式,由于底漆涂料是有機溶劑系故與被涂面的潤濕性好,加工制品外觀優(yōu)良、而且底漆涂料的未固化涂膜具有強吸水性,故在該涂面上涂裝的水性涂料的涂膜中的水分急速地吸收到下層而使粘度上升,從而可防止涂膜的流掛等的發(fā)生。而且,在水性涂料的涂裝時即使?jié)穸茸儎樱簿哂胁话l(fā)生涂料流掛或表面粗糙等的優(yōu)點,所以上述的多層涂膜的形成方法可以廣泛地用于重視加工制品外觀的汽車外板部的面漆涂膜的形成。
另一方面,涂料的噴霧涂裝中涂料往被涂物上的涂著率根據(jù)被涂物的形狀和大小等的不同而異,但通常,以從噴霧器噴嘴吐出的涂料量為基準計是50-70wt%,剩余的50-30wt%則成為未涂著涂料。
以往,對于涂裝工序中發(fā)生的未涂著涂料和揮發(fā)的有機溶劑的處理是按如下操作進行的。
在上述的3C1B方式中,有機溶劑型底漆涂料和水性涂料的噴霧涂裝,通常,是在一個水洗式涂裝噴漆廚內進行,而清漆涂料的噴霧涂裝多使用別的水洗式涂裝噴漆廚進行。關于在這些噴霧涂裝工序中揮發(fā)的有機溶劑量,如其量在規(guī)定值(作為日本國沒有設制規(guī)定值,但日本的汽車涂料工業(yè)界自己設制的是“60g/m2(涂裝面積)以下”)以下則無需處理就可以排放到大氣中,當在規(guī)定值以上時,則需要進行焚燒處理。另一方面,采用水洗式涂裝噴漆廚的水洗水捕獲有機溶劑型底漆涂料及水性涂料的噴霧涂裝時的未涂著涂料,通過凝集劑使其中所含的顏料和樹脂成分凝集沉淀并進行分離作為工業(yè)廢物被處理,然后含有機溶劑的水洗水被焚燒處理或用飲用水稀釋到達到江河排放值后排放到江河中。
此外,清漆涂料是普通有機溶劑系,在其噴霧涂裝工序中采用水洗式涂裝噴漆廚的水洗水捕獲的未涂著的清漆涂料中含有的水不溶性有機溶劑不溶解在水洗水中而是浮游在水面上,所以可以容易地進行分離回收,并可以作為工業(yè)廢棄物被處理。
在上述3C1B方式的涂裝工序中特別成為問題的是對捕獲未涂著涂料的水洗水的處理,所說未涂著涂料是從有機溶劑型底漆涂料和水性涂料的噴霧涂裝工序發(fā)生的。如上所述,首先在第一方面,對分離除去顏料和樹脂成分后的水洗水進行焚燒處理或用飲用水稀釋到江河排放值(例如,特定的范圍的BOD(生物學的氧要求量)或COD(化學的氧要求量)后排放在江河中,但是在焚燒處理中,焚燒設備的構筑、維持管理和操作等需要很大的費用,所以存在涂裝成本變高之類的問題。另外,在為了排放到江河中,則存在必須大量的水才能稀釋到江河排放值,這也是個問題。還存在的問題是,為凝集沉淀水洗水中所含的有機溶劑型底漆涂料和水性涂料的兩涂料的顏料和樹脂成分的凝集劑的效果根據(jù)各涂料而異,故對于同時高效地從混入有機溶劑型底漆涂料和水性涂料的兩涂料的水洗水中,凝集沉淀兩涂料的顏料和樹脂成分的凝集劑的選擇是困難的。
本發(fā)明的目的在于,在使用含有親水性樹脂、交聯(lián)劑和水溶性有機溶劑的有機溶劑型底漆涂料、水性涂料和清漆涂料并以3C1B方式形成多層涂膜的方法中,有效利用本方法具有的上述優(yōu)點的同時,在為解決上述問題,特別是必須進行焚燒處理捕獲未涂著的該有機溶劑型底漆涂料的水洗水中含有的水溶性有機溶劑,或為江河排放的BOD和COD等的水質管理中,可以提供以低成本容易進行處理的方法。
發(fā)明的內容本發(fā)明人等,為達到上述目的進行深刻研究的結果發(fā)現(xiàn),目前,通過噴霧涂裝該有機溶劑型底漆涂料,并以微生物的作用分解其未涂著涂料中所含的水溶性有機溶劑達到無公害化,則可以達到上述目的,于是完成了本發(fā)明。
因此,按照本發(fā)明,可以提供以濕碰濕方式依次將含有親水性樹脂、交聯(lián)劑和水溶性有機溶劑的有機溶劑型底漆涂料(A)、水性涂料(B)、和清漆涂料(C)涂料到被涂物上,接著進行加熱并以3C1B方式將這些涂料(A)、(B)、(C)的涂膜一起固化形成多層涂膜的方法,其特征在于,將上述底漆涂料(A)噴霧涂裝到被涂物上,將其未涂著涂料與水接觸進行回收,該未涂著涂料中所含的水溶性有機溶劑用微生物分解。
下面,對本發(fā)明的方法(以下稱“本方法”)進行更詳細地說明。
有機溶劑型底漆涂料(A)及其涂裝本方法中使用的有機溶劑型底漆涂料(A),含有親水性樹脂(A-1)、交聯(lián)劑(A-2)和水溶性有機溶劑(A-3)作為必要成分,而且是實質上不含水的底漆涂料。
親水性樹脂(A-1)是容易水溶或水分散的樹脂,例如,可以使用由于含羧基并存的羥基樹脂(a)的堿性物質的中和物為宜。
含羥基樹脂(a)是在一個分子中同時存在羧基和羥基,而且在其酸值為5-100mg KOH/g的范圍內,特別是在10-70mg KOH/g的范圍內,羥基值在10-150mg KOH/g,特別是在30-80mg KOH/g的范圍內含有為佳。羧基的作用是中和并給予樹脂親水性,而羥基與交聯(lián)劑(A-2)反應并與涂膜的交聯(lián)固化有關。作為該含羥基樹脂(a),可以舉出本身是已知的含有羧基和羥基的樹脂,例如,丙烯酸樹脂、乙烯基樹脂、氨基甲酸酯樹脂、聚酯樹脂等,這些樹脂通常具有大約1000-大約100000,特別是具有大約3000-大約50000范圍內的數(shù)均分子量為佳。另外,作為含羥基樹脂(a),還可以使用把丙烯酸樹脂或乙烯基樹脂接枝到聚酯樹脂上的接枝聚合物。
含羥基樹脂(a)的羧基的中和可以使用堿性物質進行,中和的時間優(yōu)選的是與交聯(lián)劑(A-2)等進行混合之前。作為堿性物質優(yōu)選水溶性的物質,可舉出,例如,氨、甲胺、乙胺、丙胺、異丙胺、丁胺、2-乙基己胺、環(huán)己胺、二甲胺、二乙胺、二丙胺、二異丙胺、二丁胺、三甲胺、三乙胺、三異丙胺、三丁胺、乙二胺、嗎啉、N-烷基嗎啉、吡啶、單異丙醇胺、甲基乙醇胺、甲基異丙醇胺、二甲基乙醇胺、二異丙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、二乙基乙醇胺、三乙醇胺等的胺類,這些的使用量,相對于含羥基樹脂(a)中的羧基通常在0.1-2.0當量的范圍為宜。
作為交聯(lián)劑(A-2),可以舉出在涂料領域通常使用的自身是已知的,例如,可以舉出嵌段聚異氰酸酯、蜜胺樹脂等,通過加熱,它們與親水性樹脂(A-1)的羥基反應,可以使底漆涂料(A)的涂膜在三維空間進行交聯(lián)固化。作為交聯(lián)劑(A-2)通常具有200-5000范圍內的分子量為佳。
親水性樹脂(A-1)與交聯(lián)劑(A-2)的配合比,通常,以固體成分重量為基準,親水性樹脂(A-1)在50-90%,特別是在60-80%,交聯(lián)劑(A-2)在50-10%,特別是在40-20%的范圍內為宜。
作為水溶性有機溶劑(A-3),容易溶解在水中的,具體的是20℃下每100重量份水中溶解50重量份以上,特別是100重量份以上的有機溶劑為宜。具體地可以適合使用的有,例如,乙酸乙二醇單甲醚、乙酸二乙二醇單甲醚、乙酸二乙二醇單乙醚、二噁烷、乙二醇單甲醚。乙二醇單乙醚、乙二醇單丁醚、二乙二醇單甲醚、二乙二醇單乙醚、二乙二醇二乙醚、二乙二醇單丁醚、丙二醇單甲醚、二丙二醇單甲醚、甲醇、乙醇、烯丙醇、正-丙醇、異丙醇、叔丁醇、乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丁二醇、2,3-丁二醇、己二醇(hexanediol)、己二醇(hexylene glycol)、二丙二醇、丙酮、二丙酮醇等。
水溶性有機溶劑(A-3),根據(jù)情況,也可以并用向水中的溶解性比水溶性有機溶劑(A-3)低的難溶的或非水溶性有機溶劑,在此情況下的其使用量,以兩種有機溶劑的合計量為基準,難溶的或非水溶性有機溶劑是50%以下,特別是在30%以下的范圍內為佳。作為該難溶的或非水溶性有機溶劑,可以舉出選自酯系、醚系、醇系、酰胺系、酮系、脂肪族烴系、脂環(huán)族烴系、芳香族烴系的溶劑的水溶性有機溶劑(A-3)以外的有機溶劑。
有機溶劑型底漆涂料(A),可以通過將親水性樹脂(A-1)和交聯(lián)劑(A-2)在一水溶性有機溶劑(A-3)中進行混合來調制,而且根據(jù)需要,還可以配合通常的涂料添加劑,例如,單色顏料、金屬光澤顏料、光干涉性顏料、非水溶性有機溶劑、體質顏料、固化催化劑、涂面調整劑、抗氧化劑、流動調整劑、顏料分散劑、硅烷偶聯(lián)劑、防沉降劑、非水溶性有機溶劑等。
底漆涂料(A),可以形成無色透明、單色色調、金屬光澤色調、或光干涉色調的透明或不透明的涂膜中的任何一種涂膜。
在本方法中,底漆涂料(A),通常將固體成分含有率調整到20-50wt%,優(yōu)選30-45wt%;將粘度調整到10-30秒,優(yōu)選15-25秒/在福特杯#4/20℃下,然后可直接地,或者可將電鍍涂料等的底涂料和根據(jù)情況將中間涂料等涂裝固化后涂裝到金屬制的或塑料制的汽車車體外板等的被涂物上。
有機溶劑型底漆涂料(A),可以根據(jù)其自身是已知的涂裝方法,例如,靜電涂裝法,或使用無空氣噴涂、氣壓噴涂等的噴霧式涂裝裝置,噴霧成霧狀涂裝到被涂物上。涂裝膜厚一般以固化涂膜為基準為5-50μm,特別是10-25μm的范圍為宜。
底漆涂料(A),通常在水洗式涂裝噴漆櫥內進行噴霧涂裝,該涂料粒子被分類成涂著在被涂物表面上的,和未涂著回收的。前者的涂著在被涂物上的底漆涂料形成本來的涂膜,而后者的未涂著在被涂物上的涂料粒子的大部分或全部,通常,通過噴漆櫥內的空氣流的作用而被吸引,并通過與水接觸而可以捕獲到水中。
底漆涂料(A)的噴霧涂裝和未涂著涂料的回收,如以往實施的那樣,可以在與下面進行的水性涂料(B)的噴霧涂裝和未涂著涂料的回收相同的水洗式涂裝噴漆櫥內進行,但在本發(fā)明中希望在另一個中進行。由此,可以避免從混入底漆涂料(A)和水性涂料(B)的兩涂料的水洗水中同時凝集沉淀顏料及樹脂成分所必需的凝集劑的選擇問題。
底漆涂料(A)中所含的水溶性有機溶劑的極少一部分(通常是全部有機溶劑的大約20wt%以下)沒有涂著在被涂物上,也沒有捕獲在處理水中,有時揮發(fā)在涂裝噴漆櫥內,但是若其量在規(guī)定值以下則可原封不動地排放在大氣中,若在規(guī)定值以上,則可以進行焚燒處理。
捕獲了沒有涂著在被涂物上的底漆涂料(A)粒子的水(以下稱作處理水(a))中,親水性樹脂(A-1)和交聯(lián)劑(A-2)以及顏料等的涂料添加劑等,在水中溶解或分散,而水溶性有機溶劑(A-3)則溶解在水中。
水溶性有機溶劑的微生物分解處理按照本發(fā)明,處理水(a),給予其中所含的水溶性有機溶劑(A-3)的微生物分解處理。該微生物分解處理,例如,按以下所述的工序進行。
首先將處理水(a)送入曝氣槽中。曝氣槽主要由水和活性污泥構成的,再通過散氣管或曝氣設備等向曝氣槽內供給空氣,均勻地使活性污泥流動。由于曝氣槽內的活性污泥中所含的微生物的作用,送入的處理水(a)中所含的水溶性有機溶劑(A-3),在水和二氧化碳中進行生物分解而無公害化。同時,親水性樹脂(A-1)和交聯(lián)劑(A-2)根據(jù)它們的種類有時其一部分也同樣地被分解。其結果,在曝氣槽中,處理水(a)中捕獲的未涂著的底漆涂料(A)中所含的水溶性有機溶劑(A-3)可以被活性污泥中所含的微生物分解而無公害化。可以推斷,曝氣槽中的活性污泥,存在多種微生物,由于這些微生物菌群的作用使水溶性有機溶劑被生物分解。作為可以生物分解水溶性有機溶劑的微生物,例如,屬于假單胞菌、紅球菌屬、不動細菌屬、桿菌屬等的離析微生物菌株可以被適宜地組合使用,但是在實際中,使用活性污泥中所含的多種的微生物菌群為佳。為了維持曝氣槽中的微生物在活性狀態(tài),曝氣槽的pH應調節(jié)成所用微生物的舒適pH,通常在pH6-8,特別在6.5-7.5的范圍為宜。
在曝氣槽中處理后的液體(以下稱作處理液(b)),送到沉降槽,通過調節(jié)pH、添加凝集劑等,將沒有被微生物進行生物分解的樹脂成分和顏料成分沉降,與水分離是所希望的。例如,添加如在上述例示的堿性物質等,通過將處理液(b)的pH調節(jié)到6-8,特別是6.5-7.5的范圍,則可以使樹脂成分和顏料成分沉降并與水分離。
處理水(a)的微生物分解處理可以按與上述相反的順序進行。即,首先將處理水(a)送到沉降槽中并按如上所述操作使樹脂成分和顏料成分沉降,并與水分離后,將其上層清液送到曝氣槽中,也可以進行生物分解其中所含的水溶性有機溶劑(A-3)。
通過在沉降槽中處理而得到的上層清液,由于幾乎不含有發(fā)生公害那樣的有害物質,故可原封不動地廢棄排放到江河等中,或者還可以作為工業(yè)用水、生活用水再利用。另一方面,取出沉降了的樹脂成分和顏料成分等,并可以進行焚燒、埋筑利用等通常的廢棄處理。此外,在沉降物中有時混入上述活性污泥,故也可以將這些適宜取出,返回到曝氣槽進行再利用。
通過將有機溶劑型底漆涂料(A)噴霧涂裝涂著在被涂物上的涂膜,在室溫下放置,或在100℃以下的溫度下干燥1-60分鐘左右,例如,形成涂膜的凝膠分率是60wt%以下,特別是40wt%以下的未固化的涂膜。在本方法中,在如此操作形成的底漆涂料(A)的未固化涂膜面上,可以涂裝水性涂料(B)。
而且,底漆涂料(A)的涂膜的凝膠分率可以如下算出,將構成該底漆涂料(A)的親水性樹脂(A-1)、交聯(lián)劑(A-2)和水溶性有機溶劑(A-3)構成的組合物在鍍錫鐵皮板上以固化涂膜為20μm的膜厚那樣進行涂裝,在規(guī)定條件下進行干燥后,離析該涂膜,并放入300目不銹鋼制的網(wǎng)狀容器內,使用丙酮/甲醇=1/1(重量比)混合溶劑在回流溫度下萃取6小時后,根據(jù)式[凝膠分率%=(萃取后的試樣的重量/萃取前的試樣的重量)×100]進行計算。
水性涂料(B)及其涂裝水性涂料(B),優(yōu)選的是形成可以透視下層的底漆涂料(A)的涂膜色調的涂膜的涂料,例如,可以有利地使用能形成無色透明或(半)透明的單色調、金屬光澤色調或光干涉色調的涂膜的水性涂料,但是特別合適的是可形成金屬光澤色調或光干涉色調的涂膜的水性涂料。
水性涂料(B),通??梢允呛w樹脂、交聯(lián)劑、顏料和水的液體涂料。
基體樹脂是水溶化或水分散化容易的樹脂,例如,可以使用與在上述底漆涂料(A)中說明過的含并存羧基的羥基樹脂(a)相同的樹脂為宜。在該樹脂的水溶化或水分散化中,中和羧基的為佳,作為該中和劑可以使用與在上述底漆涂料(A)中說明過的堿性物質相同的物質。作為交聯(lián)劑,例如,可以使用嵌段聚異氰酸酯、蜜胺樹脂等涂料領域中本身是已知的交聯(lián)劑,這些,通過加熱,與基體樹脂的羥基反應,可以在三維空間使水性涂料(B)的涂膜交聯(lián)固化。交聯(lián)劑通常具有200-5000范圍內的分子量者為佳。
基體樹脂和交聯(lián)劑的配合比率,一般以固體成分重量為基準,基體樹脂的合適范圍是50-90%,特別是60-80%,交聯(lián)劑的合適范圍是50-10%,特別是40-20%。
水性涂料(B),可以通過將基體樹脂和交聯(lián)劑溶解或分散在水中進行調制,還可以根據(jù)需要配合通常的涂料添加劑,例如,單色顏料、金屬光澤顏料、光干涉性顏料、有機溶劑、體質顏料、固化催化劑、涂面調整劑、抗氧化劑、流動調整劑、顏料分散劑、硅烷偶聯(lián)劑、防沉降劑等。
特別是,作為水性涂料(B),適宜使用配合金屬光澤顏料構成的水性金屬光澤涂料。作為金屬光澤顏料,使用努里-芬克(ノン リ一フィング)型鋁薄碎片顏料為宜,該薄碎片顏料長度方向的尺寸是2-50μm,厚度為0.1-2μm者為優(yōu)選。
在水性涂料(B)中,為使鋁薄碎片顏料穩(wěn)定地在水中分散,再根據(jù)需要配合鈍態(tài)化劑(鈍化劑)為優(yōu)選。作為鈍態(tài)化劑,例如,使用特開昭61-47771號公報中記載的反應生成物為宜,具體地可以舉出,含有在磷原子上鍵合的至少1個酸性羥基且在分子中含有式-O-P=O(OH)2的基的化合物(i),和分子中含有至少1個環(huán)氧基的化合物(ii)的反應生成物。
在化合物(i)中,包含原磷酸或其單酯,作為成酯基,例如,可以舉出烷基、烷氧基烷基、芳基、烷基取代芳基、環(huán)烷基、雜環(huán)基等。作為化合物(i),可以舉出的具體例有,例如,磷酸單丁酯、磷酸單戊酯、磷酸單壬酯、磷酸單(十六烷基)酯、磷酸單苯酯、磷酸單芐酯等。
作為化合物(ii),例如可以舉出,苯基縮水甘油醚、α-萘基縮水甘油醚、β-萘基縮水甘油醚、以及這些化合物的芳環(huán)上具有碳原子數(shù)6以下的烷基取代基的對應的化合物;芐基縮水甘油醚等的芳香族單縮水甘油醚;苯甲酸縮水甘油酯、萘甲酸縮水甘油酯和取代安息香酸的縮水甘油酯、萘甲酸的縮水甘油酯等的芳香族單羧酸的縮水甘油酯、氧化環(huán)己烯之類的脂環(huán)族環(huán)氧化物;多元酚或加氫多元酚的縮水甘油基聚醚;(甲基)丙烯酸縮水甘油酯、烯丙基縮水甘油醚等的含環(huán)氧基單體和苯乙烯或α-甲撐等其他單體的共聚物等。
化合物(i)與化合物(ii)的反應比例,作為化合物(ii)使用含有1個環(huán)氧基的化合物的體系中,生成物中游離的P-OH基至少保留1個的范圍為佳。另外,作為化合物(ii)使用含有2個以上環(huán)氧基的化合物的體系中,其生成物中游離的P-OH基也是至少保留1個的范圍為佳,但是反應中有進行凝膠化的危險,因此優(yōu)選并用含有1個環(huán)氧基的化合物。反應生成物,含有游離的P-OH基,且有正的酸值,可以直接作為鈍態(tài)化劑使用,但是一般還是以用上述的胺化合物中和構成的鹽的形式使用。
金屬光澤型的水性涂料(B)中,鈍態(tài)化劑的配合量,每10重量份鋁薄碎片,配合10重量份以下,特別是配合0.1-3重量份的范圍為宜。
在本方法中,水性涂料(B),是將固體成分含有率調整為20-50wt%,優(yōu)選30-45wt%;將粘度調整為10-30秒,優(yōu)選15-25秒/福特杯#4/20℃下,底漆涂料(A)的未固化涂面上,采用其本身是已知的涂裝方法,例如,靜電涂裝,無空氣噴涂,氣壓噴涂等進行噴霧涂裝為佳。涂裝膜厚,通常以固化涂膜為基準,在5-25μm,特別是10-20μm的范圍為宜。
底漆涂料(A)的未固化涂膜中所含的親水性樹脂(A-1)和水溶性有機溶劑(A-3)由于具有強的水吸收性,因此,例如,在該未固化涂面上涂裝含鋁薄碎片顏料的水性涂料(B)時,其涂膜中的水分被吸收到下層的底漆涂料涂膜中,水性涂料(B)涂膜的粘度上升而鋁薄碎片濃度變高,則鋁薄碎片變得容易均勻且致密地與涂膜平行(水平)地進行取向,其結果,可以形成在以往的金屬光澤涂膜中看不到的、白而金屬光澤感優(yōu)異、而且雙穩(wěn)態(tài)多諧振性強的金屬光澤涂膜。而且,也不受水性涂料(B)的涂裝時的周圍濕度的高低所左右,可以形成金屬光澤外觀優(yōu)良的涂膜。
水性涂料(B),通常,在涂裝噴漆櫥內被噴霧涂裝,該噴霧粒子分類成涂著在底漆涂料(A)的未固化涂膜面上的,和未涂著回收的。前者的涂著了的水性涂料(B)形成本來的涂膜,而后者的沒有涂著在被涂物上的涂料粒子的大部分或全部由于涂裝噴漆櫥內的空氣的作用被吸引,通過使其與水接觸則可以被捕獲在水中。
捕獲丁未涂著的水性涂料(B)粒子的水[以下稱作處理水(c)]中,水性涂料(B)中所含的基體樹脂和交聯(lián)劑等溶解或分散在水中。
該處理水(c),例如,送入循環(huán)槽,在其中通過調節(jié)pH、添加凝集劑等,使樹脂成分和顏料成分浮上或沉降,則可以與水分離。具體地例如,將上述的堿性物質等添加到處理水(c)中,將處理液(c)的pH調節(jié)到6-8,特別是6.5-7.5的范圍內,或者通過添加凝集劑,使樹脂成分和顏料成分浮上或凝集沉降,則可與水分離。
通過在循環(huán)槽中處理和分離的水,幾乎不含有使之發(fā)生公害之類的有害物質,故可直接廢棄排放到江河等中,或者為了未涂著的水性涂料(B)的涂料粒子的捕獲而再使用也可以。另一方面,分離的樹脂成分和顏料成分等作為淤渣被取出、干燥,還可以進行在焚燒或填筑等方面的利用等的通常的廢棄處理。
在本方法中,該捕獲和循環(huán)槽中的分離工序,可以在與上述底漆涂料(A)的未涂著涂料的捕獲等的工序相同的噴漆櫥內進行,但是在區(qū)別于該工序的獨立的別的場所進行是優(yōu)選的。
在本方法中,將水性涂料(B)涂裝在底漆涂料(A)的未固化涂面上之后,在室溫下放置,或在100℃以下的溫度下強制干燥1-60分鐘程度之后,在這些涂膜未固化的狀態(tài)下,涂裝清漆涂料(C)。
清漆涂料(C)及其涂裝清漆涂料(C)優(yōu)選含有基體樹脂、交聯(lián)劑和有機溶劑,還可根據(jù)需要配合單色顏料、金屬光澤顏料、干涉性顏料、紫外線吸收劑等構成的,并且是可以形成能辨認相鄰的下層的水性涂料(B)的涂膜程度的有透明性的無色透明或有色透明的涂膜的有機溶劑系熱固性涂料。
作為可用于清漆涂料(C)中的基體樹脂,例如,可以舉出含有羥基、羧基、硅醇基、環(huán)氧基等的交聯(lián)性官能基的丙烯酸樹脂、聚酯樹脂、醇酸樹脂、氟樹脂、氨基甲酸酯樹脂、含硅樹脂等的樹脂、尤其是,含交聯(lián)性官能基的丙烯酸樹脂為優(yōu)選。另外,作為交聯(lián)劑,可以舉出的有與這些交聯(lián)性官能基反應的蜜胺樹脂、尿素樹脂、(嵌段)聚異氰酸酯化合物、環(huán)氧化合物或樹脂、含羧基化合物或樹脂、酸酐、含烷氧基硅烷基化合物或樹脂等。基體樹脂和交聯(lián)劑的配合比率,一般以兩成分的固體成分合計重量為基準,基體樹脂50-90%,特別是65-80%,交聯(lián)劑50-10%,特別是45-20%為宜。
清漆涂料(C),添加有機溶劑調節(jié)成涂裝時的固體成分濃度為約30-約80wt%,優(yōu)選約40-約60wt%之后,使用其本身是已知的涂裝方法,例如,采用靜電涂裝法,或無空氣噴涂、氣壓噴涂等噴霧涂裝裝置,則可以以霧狀被噴霧涂裝到水性涂料(B)的未固化涂面上。其涂裝膜厚,一般,基于固化涂膜為10-60μm,特別是20-50μm的范圍為宜。
清漆涂料(C),通常在涂裝噴漆櫥內被噴霧涂裝,該噴霧粒子被分類成涂著在水性涂料(B)的未固化涂面上的,和未涂著回收的,前者的涂著在未固化涂面上的清漆涂料(C)形成本來的涂膜,但是未涂著在未固化涂面上的后者的噴霧涂料粒子的大部分或全部由于涂裝噴漆櫥內的空氣的作用而吸引,并通過與水接觸則可以捕獲在水中。
在捕獲了未涂著的清漆涂料(C)粒子的水中,該涂料中所含的基體樹脂、交聯(lián)劑和有機溶劑等幾乎不溶解在水中,而是以粒子狀態(tài)分散在水中。
捕獲了未涂著的清漆涂料(C)粒子的處理水,例如,通過自然放置,基體樹脂、交聯(lián)劑和有機溶劑等水不溶成分浮上來,可以與水分離。含有如此操作分離的基體樹脂、交聯(lián)劑和有機溶劑的混合物,作為淤渣取出、干燥,還可以進行焚燒或埋筑等方面的利用等的通常的廢棄處理。另一方面,水中不含引起公害那樣的有害物質,故可排放到江河等中,或者也可以再利用于未涂著的清漆涂料(C)粒子的捕獲用途中。
清漆涂料(C)粒子的捕獲和分離工序,可以在與上述底漆涂料(A)和水性涂料(B)的捕獲、分離工序等有區(qū)別的別的獨立場所進行。
如上所述,以濕碰濕方式依次涂裝底漆涂料(A)、水性涂料(B)和清漆涂料(C)的多層涂膜,通常,在約130-約150℃的溫度下通過加熱15-30分鐘左右則可以同時進行交聯(lián)固化。
在此烘燒工序中揮發(fā)的有機溶劑量少,而且焚燒處理是可能的。
按照以上所述的本方法,在以3C1B方式涂裝含水溶性有機溶劑的有機溶劑型底漆涂料(A)、水性涂料(B)和清漆涂料(C)形成多層涂膜的方法中,用微生物分解在底漆涂料(A)的涂裝工序中發(fā)生的未涂著涂料中所含的水溶性有機溶劑,由此可減少多層涂膜的形成工序中的VOC(揮發(fā)性有機化合物)排放量,從而可謀求無公害化。
然而,按照本方法,在有機溶劑型底漆涂料(A)、水性涂料(B)和清漆涂料(C)的各涂裝工序中發(fā)生的未涂著的噴霧涂料粒子的廢棄處理,可以分別地各自進行,不相互共有、混合,故特別是底漆涂料(A)的處理工序中使用的微生物的生存環(huán)境變得容易控制。另外,按照本方法,在水性涂料(B)的廢棄處理工序中,其他的涂料中的有機溶劑等不混入,所以pH調整、凝集、水分離等的操作變得容易,而且在清漆涂料(C)的廢棄處理工序中,由于不混入其他水性涂料成分,故可以得到淤渣化容易等各種優(yōu)良的工業(yè)效果。
實施例以下,用實施例更具體地說明本發(fā)明。而且,“份”和“%”分別是重量份和wt%。
水性涂料(B)是將丙烯酸樹脂乳液20份,用二甲氨基乙醇中和的、酸值40、羥基值72和數(shù)均分子量約為13000的丙烯酸樹脂50份,水溶性蜜胺樹脂30份,以及薄碎片狀鋁顏料14份在水中混合構成的水性金屬光澤涂料?;旧喜缓袡C溶劑。固體成分含有率為20%,粘度15秒/福特杯#4/20℃。
清漆涂料(C)是將羥基值120和數(shù)均分子量約6000的丙烯酸樹脂70份,水溶性蜜胺樹脂30份和25%的十二烷基苯磺酸0.1份加入到斯萬溶膠(スワゾ一ル)#1000中,調整成不揮發(fā)成分為55%,粘度30秒/福特杯#4/20℃的清漆涂料。高固體漆型。
被涂物將陽離子電鍍涂料按膜厚20μm(固化涂膜)那樣電鍍涂裝在磷酸鋅處理過的鋼板上,在170℃下加熱20分鐘使其固化了的材料。
將上述組成的2倍量(6816份)的有機溶劑型底漆涂料(A),在涂裝噴漆櫥內按膜厚20μm(固化膜厚)那樣噴霧涂裝到被涂物上。未涂著涂料(3408份;涂著率50%)被捕獲到噴漆櫥內的水洗水中(處理液a),送到曝氣槽中。
曝氣槽,主要由水和活性污泥構成(約200000份),通過散氣管或曝氣設備等供給空氣,曝氣槽中的活性污泥中,存在著多種微生物,例如,假單胞菌屬、紅球菌屬、不動細菌屬、桿菌屬等含在污泥中,維持pH 6.5-7.5。
在該曝氣槽中,將上述處理液a處理24小時后的水溶性有機溶劑的量分別減量到,丙二醇甲基醚1260份,乙二醇丁基醚200份和二乙二醇丁基醚310份,通過微生物可將水溶性有機溶劑量合計減量380份(約18wt%)。進一步延長該處理時間還可以更進一步減少有機溶劑量,最終可以達到零。
另外,在別的涂裝噴漆櫥內以膜厚15μm(固化涂膜)那樣將水性涂料(B)噴霧涂裝在未固化的有機溶劑型底漆涂料(A)的涂面上,未涂著涂料捕獲在噴漆櫥內的水洗水中。將硫酸鋁添加到捕獲了水性涂料(B)的水洗水中,水性涂料(B)中所含的樹脂成分和顏料成分被凝集、分離并被工業(yè)廢棄物處理業(yè)者根據(jù)情況進行廢棄處理。
接著,在別的涂裝噴漆櫥內以膜厚40μm(固化涂膜)那樣將清漆涂料(C)噴霧涂裝到水性涂料(B)的未固化涂面上,未涂著涂料捕獲到噴漆櫥內的水洗水中。清漆涂料(C)不與水洗水混合而是浮在水面上故可以容易地進行分離,然后被工業(yè)廢棄物處理業(yè)者根據(jù)情況進行廢棄處理。
以濕磁濕方式依次將有機溶劑型底漆涂料(A)、水性涂料(B)和清漆涂料(C)涂裝在這樣的被涂物上后,在140℃下加熱30分鐘使多層涂膜同時交聯(lián)固化。在該加熱工序中發(fā)生的有機溶劑不進行處理直接排放到大氣中。
權利要求
1.一種方法,該方法是以濕碰濕方式依次將含有親水性樹脂、交聯(lián)劑和水溶性有機溶劑的有機溶劑型底漆涂料(A)、水性涂料(B)和清漆涂料(C)涂裝在被涂物上,接著進行加熱并以3涂1烤固方式將這些涂料(A)、(B)、(C)的涂膜一起固化而形成多層涂膜的方法,其特征在于,將上述底漆涂料(A)噴霧涂裝到被涂物上,并使其未涂著涂料與水接觸而回收,再通過微生物分解該未涂著涂料中所含的水溶性有機溶劑。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法,在底漆涂料(A)、水性涂料(B)和清漆涂料(C)的各個涂裝工序中發(fā)生的未涂著涂料,對于各個涂料的每一個分別地進行處理。
3.根據(jù)權利要求1所述的方法,是在水洗式涂裝噴漆櫥內進行。
4.根據(jù)權利要求1所述的方法,將含有回收的未涂著的底漆涂料(A)的水在曝氣槽中用活性污泥進行處理。
5.根據(jù)權利要求4所述的方法,將從含未涂著的底漆涂料(A)的水中除去樹脂成分和顏料成分后的上層清液在曝氣槽中用活性污泥進行處理。
全文摘要
本發(fā)明涉及以3除1烤固方式將含水溶性有機溶劑的有機溶劑型底漆涂料、水性涂料和清漆涂料涂裝到被涂物上,形成多層涂膜的方法,其中使該底漆涂料的噴霧涂裝工序中發(fā)生的未涂著涂料與水接觸而回收,該未涂著涂料中所含的水溶性有機溶劑通過用微生物的作用而被分解,因此是容易進行無公害化的方法。
文檔編號B05C11/10GK1374152SQ02106828
公開日2002年10月16日 申請日期2002年3月5日 優(yōu)先權日2001年3月5日
發(fā)明者藤澤潡久, 槙哲 申請人:關西油漆株式會社
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