DE69705811T2

DE69705811T2 - Abbeizmittel zur Entfernung von Farb- und Lackbeschichtungen

Info

Publication number: DE69705811T2
Application number: DE69705811T
Authority: DE
Inventors: Jean-Pierre Lallier
Original assignee: Atofina SA
Current assignee: Arkema France SA
Priority date: 1996-12-06
Filing date: 1997-12-03
Publication date: 2002-04-04
Anticipated expiration: 2017-12-04
Also published as: CA2222039C; EP0846736B1; AU737817B2; NO975576D0; US6174847B1; PT846736E; KR100271993B1; AU4765597A; ES2163112T3; MX9709587A; DK0846736T3; CN1188126A; CA2222039A1; FR2756837B1; FR2756837A1; KR19980063845A; NO975576L; NZ329326A; ATE203557T1; BR9706226A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Abbeizmittel für Anstrichfarben, Firnisse oder Lacke, die auf ein Substrat aufgetragen sind, beispielsweise ein Metall- oder ein Holzsubstrat.
Auf dem Gebiet des industriellen Abbeizens werden Fensterläden, Fenster, Türen, Heizkörper und auch beliebige mechanische Teile (beispielsweise Radnaben, Radfelgen und dergleichen) abgebeizt. Das industrielle Abbeizen von Anstrichfarben und ähnlichem wird durch Eintauchen der abzubeizenden Stücke in ein kaltes oder erwärmtes flüssiges Bad durchgeführt, wobei das flüssige Bad bewegt oder nicht bewegt werden kann. Die Teile werden eine vorbestimmte Zeit in dem Bad belassen, bis sie abgebeizt sind (in Abhängigkeit von den Systemen Zersetzung oder Abplatzen der Farbe). Anschließend werden die Teile aus dem Bad entnommen und mit einem Hochdruckwasserstrahl abgespült ("carcher"), wobei die Farbflocken oder der Farbschlamm durch den Druck des Wasserstrahls entfernt werden. Wenn das Bad eine starke Base vom Typ NaOH enthält, wird eine Nachbehandlung zur Neutralisation in einem Säurebad durchgeführt, das aus einer Lösung von Schwefelsäure oder Salzsäure besteht.
Die derzeit zum Abbeizen verwendeten Formulierungen basieren entweder auf Chloriden oder auf Basen.
Die Formulierungen oder Bäder auf Chloridbasis sind Gemische auf der Basis von Methylenchlorid, Methanol (5 bis 10 Gew.-%) und Aromaten (Toluol, Xylol in Mengen von einigen Prozent). Die Gemische können auch Aktivatoren enthalten, wobei es sich um Säuren (wie Ameisensäure) oder Basen (wie Monoethanolamin) handeln kann. Die Chloridbäder werden in der Kälte eingesetzt, da Methylenchlorid sehr flüchtig und der sich entwickelnde Geruch erstickend ist. Das Abbeizen erfolgt durch das Abplatzen der Farbe unter Bildung von Plättchen. Die in der Industrie mit dem Abbeizen befaßten Fachleute versuchen das Chlorid aufgrund von Umweltschutzproblemen durch ein Austauschprodukt zu ersetzen.
Die Formulierungen oder Bäder auf Alkalibasis basieren im wesentlichen auf Natriumhydroxid in Wasser, dem Natriumglykolat, Komplexbildner und Netzmittel zugesetzt sind. Die Gemische werden in der Wärme bei einer Temperatur in der Größenordnung von 50 bis 100ºC verwendet, wobei sich die Abbeizzeit um die Hälfte vermindert, wenn die Temperatur um 20ºC erhöht wird. Der Abbeizmechanismus ist im Vergleich mit dem Mechanismus der Chloridformulierungen vollkommen verschieden. Diese Formulierungen zersetzen die Anstrichfarbe nämlich durch Reaktion des Natriumhydroxids mit dem Polymer. Insbesondere bei Glycero-Phthalsäure-Farben und Alkydharzen tritt eine Verseifung der Estergruppen auf, wodurch die Farbe zersetzt wird, indem sie in ein Pulver überführt wird. Dieses wird in dem Bad dispergiert und bildet einen Schlamm, die "schwarze Bestie" für die Abbeizfachleute. Dieser Schlamm ist nämlich praktisch nicht filtrierbar (Zusetzen des Filters). Die alkalischen Formulierungen sind im übrigen weniger wirksam für andere Farbtypen (Epoxy, Polyurethan und dergleichen).
Die in der Industrie mit dem Abbeizen befaßten Fachleute möchten daher eine polyfunktionellere Ersatzformulierung finden, die nicht zur Zersetzung der Farbe führt.
Die Anmelderin hat daher neue Abbeizmittel für Farben, Firnisse oder Lacke gesucht, die den oben beschriebenen derzeitigen Anforderungen gerecht werden und die preisgünstige Formulierungen darstellen, die die bekannten Formulierungen auf Chlorid- und Alkalibasis in vorteilhafter Weise ersetzen können.
Die neue Zusammensetzung zum Abbeizen gemäß der vorliegenden Erfindung entspricht diesen Anforderungen; sie ist dadurch gekennzeichnet, daß sie besteht aus:
(A) 5 bis 90 Gewichtsteilen und vorzugsweise 10 bis 80 Gewichtsteilen Wasser;
(B) 2 bis 47,5 Gewichtsteilen und vorzugsweise 5 bis 45 Gewichtsteilen Benzylalkohol;
(C) 2 bis 47,5 Gewichtsteilen und vorzugsweise 5 bis 45 Gewichtsteilen Dimethylsulfoxid oder N-Methylpyrrolidon,
wobei (A) + (B) + (C) 100 Gewichtsteile ausmachen.
Der Mengenanteil des Wassers, der sehr hoch sein kann, macht diese Zusammensetzung zu einer Formulierung, die hinsichtlich der Kosten sehr interessant ist.
Die erfindungsgemäße Zusammensetzung zum Abbeizen kann außerdem enthalten:
(D) mindestens einen Aktivator, der unter Monoeahanolamin (MEA), Triethanolamin (TEA), Ameisensäure, Pyrrol, TEA/Ameisensäure-Gemischen, Benzaldehyd, MEA/Benzaldehyd-Gemischen und Alkalimetallhydroxiden, beispielsweise Natriumhydroxid (NaOH) ausgewählt ist, in Mengenanteilen insbesondere von 0,1 bis 10 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile (A) + (B) + (C).
Die bevorzugten Aktivatoren sind die MEA/Benzaldehyd-Gemische (insbesondere 1 Gewichtsteil MEA und 2 Gewichtateile Benzaldehyd), Benzaldehyd und NaOH.
Die erfindungsgemäße Zusammensetzung zum Abbeizen kann außerdem enthalten:
(E) mindestens einen grenzflächenaktiven Stoff in Mengenanteilen insbesondere von 0,1 bis 10 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile (A) + (B) + (C); als Beispiele für nichtionische grenzflächenaktive Stoffe können die ethoxylierten grenzflächenaktiven Stoffe aus der Serie "METOX" angegeben werden, die von der Firma "SEPPIC" im Handel erhältlich sind (beispielsweise der ethoxylierte Methylester mit 20 Einheiten Ethylenoxid "METOX 20 EO"); von den ionischen grenzflächenaktiven Stoffen ist insbesondere das Natriumdodecylsulfat zu nennen;
(F) mindestens ein Verdickungsmittel, das insbesondere unter den Acrylverdickungsmitteln ausgewählt ist, in Mengenanteilen insbesondere von 0,1 bis 10 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile (A) + (B) + (C); als spezielle Beispiele für Acryl-Verdickungsmittel können die Acrylharze angegeben werden, die unter der Bezeichnung "CARBOPOL" von der Firma GOODRICH, BF, Co, erhältlich sind, deren Herstellungsverfahren in dem Patent US-A-4 419 502 mit dem Titel "Polymerization process for carboxyl-containing polymers" beschrieben ist.
Nach einer besonders interessanten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält die Zusammensetzung zum Abbeizen weder einen grenzflächenaktiven Stoff noch ein Verdickungsmittel, wobei sie dann in Form einer instabilen Emulsion vorliegt.
Nach zwei weiteren Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung enthält das Abbeizmittel mindestens einen grenzflächenaktiven Stoff und kein Verdickungsmittel, wobei sie dann als Mikroemulsion vorliegt, oder sie enthält mindestens ein Verdickungsmittel und keinen grenzflächenaktiven Stoff und liegt als dickflüssige Emulsion vor.
Die vorliegende Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zum Abbeizen von Anstrichfarben, Lacken und Firnissen, die auf ein Substrat aufgebracht sind, mit Hilfe einer oben definierten Zusammensetzung zum Abbeizen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß das Substrat während einer Zeitspanne, die ausreichend ist, um das Abplatzen der Farbe, des Firnisses oder des Lackes hervorzurufen, in ein Bad der Zusammensetzung zum Abbeizen eingetaucht wird, wenn diese in den obengenannten Formen einer instabilen Emulsion oder Mikroemulsion vorliegt, wobei das Bad gegebenenfalls erwärmt (beispielsweise auf eine Temperatur im Bereich von 40 bis 70ºC) und gegebenenfalls gerührt wird, oder dadurch, daß auf das Substrat eine Zusammensetzung zum Abbeizen aufgebracht wird, wenn sie wie oben angegeben als dickflüssige Emulsion vorliegt, und während einer Zeitspanne einwirken gelassen wird, die ausreichend ist, um das Abplatzen der Anstrichfarbe, des Firnisses oder des Lackes hervorzurufen.
Die folgenden Beispiele erläutern die vorliegende Erfindung, ohne sie einzuschränken. In den Beispielen sind die Prozentangaben für die Zusammensetzungen in Gewichtsprozent angegeben.

BEISPIEL 1: INSTABILE EMULSION

Es wird eine instabile Emulsion zum Abbeizen hergestellt, die folgendermaßen formuliert ist:
Wasser 78%
Benzylalkohol 11,6%
Dimethylsulfoxid 10,4
100%
Es bildet sich eine instabile milchige Emulsion, deren Phasen sich erst nach mindestens 1 h vollständig trennen, wenn die 3 Bestandteile unter Blasenbildung vermischt werden.
In ein Bad dieser Emulsion, das auf 50ºC erwärmt wurde, wird unter Rühren ein Substrat aus phosphatiertem Stahl mit einem Polyesterlack (Blanc Glacier 389 von HERBERTS) der Firma ETALON eingetaucht.
Das Abbeizen dauert 20 min.

BEISPIEL 2: MIKROEMULSION

Es wird eine Mikroemulsion zum Abbeizen hergestellt, die folgendermaßen formuliert ist:
Wasser 77,3%
Benzylalkohol 12%
Dimethylsulfoxid 10,7%
100%
Natriumdodecylsulfat: 34%
Die Bestandteile werden vermischt und man erhält eine vollkommen transparente und wasserähnliche Mikroemulsion, die nur in geringem Umfang nach Lösungsmitteln riecht.
Es wird unter den Bedingungen des Beispiels 1 ein Abbeizversuch durchgeführt, mit dem Unterschied, daß das Bad nicht bewegt wird.
Das Abbeizen dauert 38 min.

BEISPIEL 3: DICKFLÜSSIGE EMULSION

Es wird eine dickflüssige Emulsion zum Abbeizen hergestellt, die folgendermaßen formuliert ist:
Wasser 78,1%
Benzylalkohol 11,5%
Dimethylsulfoxid 10,4
100%
Acrylverdicker, unter der Bezeichnung 2,8%
"CARBOPOL E22" von der Firma
"GOODRICH" im Handel
Man erhält ein vollkommen homogenes Gemisch, das wie eine dickflüssige Milch aussieht und das sich auch nach mehreren Wochen nicht entmischt.
Es wird ein Abbeizversuch durchgeführt, indem das Gemisch bei Raumtemperatur (20ºC) auf ein mit einem Polyesterlack (Blanc Glacier 389 von HERBERTS) überzogenes, phosphatiertes Stahlsubstarat der Firma ETALON aufgetragen wird.
Das Abbeizen dauert 360 min.

BEISPIELE 4 BIS 7

Es werden 4 Formulierungen vom Typ einer instabilen Emulsion hergestellt, die in der Tabelle 1 angegeben sind.
Das Abbeizen wird nach den Bedingungen des Beispiels 1 durchgeführt. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 1 angegeben. TABELLE 1

BEISPIELE 8 BIS 12

Es wird die folgende Basisformulierung für Mikroemulsionen hergestellt:
Wasser 78,1%
Benzylalkohol 11,5%
Dimethylsulfoxid. 10,4
100%
Natriumdodecylsulfat 3,1%
Es werden fünf Mikroemulsionen hergestellt, indem zu der Basisformulierung 1% Aktivator gegeben wird, der in der Tabelle 2 angegeben ist, wonach die in Beispiel 2 beschriebenen Abbeizversuche durchgeführt werden. Die Ergebnisse hinsichtlich des Abbeizens sind ebenfalls in der Tabelle angegeben. TABELLE 2

BEISPIELE 13 bis 16

Es werden die vier in Tabelle 3 angegebenen dickflüssigen Emulsionen zum Abbeizen hergestellt. Das Abbeizen erfolgt nach den Bedingungen des Beispiels 3. Die Ergebnisse sind ebenfalls in der Tabelle 3 angegeben. TABELLE 3

BEISPIEL 17: INSTABILE EMULSION

Es wird eine instabile Emulsion zum Abbeizen hergestellt, die folgendermaßen formuliert ist:
Wasser 78%
Benzylalkohol 11%
N-Methylpyrrolidon 11%
100%
Es wird wie in Beispiel 1 verfahren. Das Abbeizen dauert 19,5 min.

BEISPIEL 18

Es wird eine Formulierung vom Typ einer instabilen Emulsion hergestellt, die die nachfolgende Zusammensetzung aufweist:
Wasser 78,30%
Benzylalkohol 10,85%
Dimethylsulfoxid 10,85
100%
Natriumhydroxid 8,7%
In ein Bad dieser Emulsion, das auf 50ºC erwärmt wurde, wird unter Rühren eine Platte aus phosphatiertem Stahl XC45 eingetaucht, welche mit einem Epoxypulver beschichtet ist.
Das Abbeizen dauert 10 min.

Claims

1. Zusammensetzung zum Abbeizen von Farben, Lacken oder Grundierungen,

dadurch gekennzeichnet, daß

sie besteht aus/enthält:

(A) 5 bis 90 Gewichtsteile Wasser;

(B) 2 bis 47,5 Gewichtsteile Benzylalkohol; und

(C) 2 bis 47,5 Gewichtsteile Dimethylsulfoxid oder N-Methylpyrrolidon,

wobei (A) + (B) + (C) 100 Gewichtsteile ausmachen.

2. Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie besteht aus/enthält:

(A) 10 bis 80 Gewichtsteile Wasser;

(B) 5 bis 45 Gewichtsteile Benzylalkohol; und

(C) 5 bis 45 Gewichtsteile Dimethylsulfoxid oder N-Methylpyrrolidon.

3. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie ferner enthält:

(D) 0,1 bis 10 Gewichtsteile mindestens eines Aktivators pro 100 Gewichtsteile (A) + (B) + (C), der unter Monoethanolamin, Triethanolamin, Ameisensäure, Pyrrol, TEA/Ameisensäure- Gemischen, Benzaldehyd, MEA/Benzaldehyd-Gemischen und Alkalihydroxiden ausgewählt ist.

4. Zusammensetzung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Aktivator um ein Monoethanolamin/Benzaldehyd-Gemisch, Benzaldehyd oder Natriumhydroxid handelt.

5. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie ferner enthält:

(E) in Anteilen von 0,1 bis 10 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile (A) + (B) + (C) mindestens einen grenzflächenaktiven Stoff, der unter den ethoxylierten nichtionischen grenzflächenaktiven Stoffen und Natriumdodecylsulfat ausgewählt ist.

6. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie ferner enthält:

(F) in Anteilen von 0,1 bis 10 Gewichtsteilen, pro 100 Gewichtsteile (A) + (B) + (C) mindestens ein Verdickungsmittel, das insbesondere unter den Acrylverdickungsmitteln ausgewählt ist.

7. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie weder einen grenzflächenaktiven Stoff noch ein Verdickungsmittel enthält und daß sie in Form einer instabilen Emulsion vorliegt.

8. Zusammensetzung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie mindestens einen grenzflächenaktiven Stoff und kein Verdickungsmittel enthält und daß sie in Form einer Mikroemulsion vorliegt.

9. Zusammensetzung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie mindestens ein Verdickungsmittel und keinen grenzflächenaktiven Stoff enthält und daß sie in Form einer dickflüssigen Emulsion vorliegt.

10. Verfahren zum Abbeizen von Farben, Firnissen oder Lacken, die auf ein Substrat aufgetragen sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat während einer Zeitspanne, die ausreichend ist, um die Farbe, den Firnis oder den Lack abzuheben, in ein gegebenenfalls geheiztes und gegebenenfalls gerührtes Bad einer Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 7 und 8 eingetaucht wird oder auf das Substrat eine dickflüssige Emulsion nach Anspruch 9 aufgebracht und während einer Zeitspanne einwirken gelassen wird, die ausreichend ist, um die Farbe abzuheben.