漆霧凝聚劑,又稱造渣劑、除漆劑,是對噴漆室內(nèi)被循環(huán)水收集到的過噴油漆進(jìn)行處理,生成沒有黏性的能固液分離的漆渣的藥劑。隨著現(xiàn)代涂裝技術(shù)的發(fā)展,涂裝過程中的過噴油漆因具有黏性,會黏附在水泵、管道,出現(xiàn)堵塞噴嘴等問題,影響設(shè)備的正常運(yùn)行。加入漆霧絮凝劑能快速消除水體中油漆的黏性,并將漆霧凝集成多孔浮渣漂浮于水面,易清除打撈,防止噴漆漆霧處理系統(tǒng)中油漆對各種設(shè)備及管道的黏附及堵塞,并使噴漆室保持清潔,從而保護(hù)了工作環(huán)境及操作人員的健康。

禾川化學(xué)專業(yè)從事漆霧凝聚劑配方分析，配方開發(fā)，為漆霧凝聚劑量相關(guān)企業(yè)提供一站式技術(shù)服務(wù)。本文中所提供配方僅為參考，無實(shí)際生產(chǎn)價(jià)值，如要了解更多漆霧凝聚劑配方問題，以及我們的分析方法及精度，可以聯(lián)系我們的技術(shù)人員索取相關(guān)配方分析報(bào)告案例。

1.背景

1.1油漆的基本組成及作用

涂料就是通稱的油漆，是含有顏料或不含顏料的以樹脂和油制成的化工產(chǎn)品。

1.2涂料成膜方式可以分為非轉(zhuǎn)化型和轉(zhuǎn)化型

1.2.1非轉(zhuǎn)化型成膜

非轉(zhuǎn)化型成膜，就是在常溫下靠溶劑揮發(fā)干燥成膜，其特點(diǎn)是成膜過程中聚合物不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，溶劑揮發(fā)后殘留涂料組分形成涂膜。這類涂料的樹脂分子量很高，靠溶劑揮發(fā)便能形成干硬涂膜，表干極快，故多采取自然干燥方法，干燥速度取決于溶劑的揮發(fā)速度。聚合物在成膜后，還可以被適當(dāng)?shù)挠袡C(jī)溶劑溶解，因?yàn)樗蔷€型聚合物。屬于這種成膜方式的有硝化纖維素漆、過氯乙烯樹脂漆、熱塑性丙烯酸漆、乳膠漆等。

1.2.2轉(zhuǎn)化型成膜

轉(zhuǎn)化型成膜，就是靠油漆中樹脂發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，交聯(lián)成膜。屬于此類成膜方式的涂料樹脂分子量較低，它們通過縮合、加聚或氧化聚合交聯(lián)成網(wǎng)狀大分子，形成固態(tài)涂膜，轉(zhuǎn)化型成膜具體可分成以下三類。

1）氣干型：利用涂料中成膜樹脂與空氣中的氧氣和水蒸氣反應(yīng)固化成膜。

2）固化劑固化型：此類涂料多為雙組分涂料，兩個(gè)組分之間有很高的化學(xué)活性，因此在常溫下能固化成膜，并且混合以后只有4－8h的使用期。組分之間的混合比對涂膜性能和干燥影響很大。如環(huán)氧、聚氨酯和不飽和聚酯等都屬于這種成膜方式。

3）烘烤固化型：這類涂料樹脂中的各基團(tuán)在常溫下的化學(xué)反應(yīng)性很弱，但加熱到較高溫度時(shí)，基團(tuán)之間將快速地發(fā)生化學(xué)反應(yīng)使涂膜交聯(lián)固化。主要品種有氨基烘漆、丙烯酸烘漆、聚酯漆、熱固性聚氨酯、環(huán)氧烘漆和有機(jī)硅涂料等。

2.漆霧凝聚劑的組成與分類

為了減少漆渣在設(shè)備上的粘附，方便打撈漆渣，提高漆霧捕獲效率，常在循環(huán)水中加入并維持少量化學(xué)物質(zhì)（漆霧凝聚劑又稱除漆劑、造渣劑、涂料絮凝劑），這些物質(zhì)與被水捕捉的油漆粒子接觸通過化學(xué)反應(yīng)破壞油漆粒子的功能基團(tuán)，使之脫穩(wěn)、消粘，并聚集為具有一定粒度的絮凝體（稱為漆渣），與水分離。

2.1根據(jù)漆霧凝聚劑性能分類

根據(jù)漆霧凝聚劑性能可以將其分為強(qiáng)堿分散型、凝聚吸附型、水性漆霧凝聚型。

2.1.1強(qiáng)堿分散型

2.2.1.1組成

強(qiáng)堿分散型漆霧凝聚劑由氫氧化鈉、氫氧化鉀、硅酸鈉、碳酸鈉等組成，或者可以適當(dāng)加入廢油。

2.1.1.2作用機(jī)理

使漆霧皂化，皂化反應(yīng)能有效地破壞漆霧結(jié)構(gòu)，消除其粘性，生成一種不溶于水的堿皂物質(zhì)，分散在水中。

2.1.1.3性能

抗粘性高，分散性好，對設(shè)備防蝕效果好，如果和廢油配用，其效果更佳，而且成本低。但由于是強(qiáng)堿性溶液，易使漆霧的某些成分溶解于水中，使水變混濁，降低凈化效率；另外漆渣下沉易變硬。

2.1.2凝聚吸附型

2.1.2.1組成

凝聚吸附型的漆霧凝聚劑，包含有無機(jī)堿、兩性金屬鹽、高分子絮凝劑等。如氫氧化鈉、硅酸鈉、聚合氯化鋁、硫酸鋁、氯化鋅、聚丙烯酰胺、聚酰胺等。

2.1.2.2作用機(jī)理

反應(yīng)分二步進(jìn)行，首先由堿和兩性金屬鹽經(jīng)水合作用而生成金屬氫氧化物的絮凝物，在中和漆霧外層電荷的同時(shí)使漆霧凝聚，凝聚粒子之間又通過相互碰撞而粘結(jié)成絮塊，再由高分子絮凝劑吸附架橋起交聯(lián)作用，結(jié)合成更大的絮凝物。

作用機(jī)理如圖1.1所示：

圖1.1凝聚吸附型漆霧絮凝劑作用機(jī)理

2.1.3水性漆霧凝聚型

2.1.3.1組成

水性漆霧凝聚型的漆霧凝聚劑包含有：三聚氰胺樹脂膠體、陽離子高分子絮凝劑、無機(jī)堿及鹽類、消泡劑等。

2.1.3.2作用機(jī)理

水性漆霧凝聚型的漆霧凝聚劑的作用機(jī)理：主要是中和漆霧膠體電荷，破壞膠體的穩(wěn)定性，經(jīng)高分子聚合物絮凝。

2.1.3.3性能

水性漆霧凝聚型的漆霧凝聚劑的性能特點(diǎn)是：抗粘性高，泡沫多，易分散，有沉降性，其性能與水性涂料的特性有關(guān)。生適量泡沫，幫助絮凝物上浮。

這三種類型的漆霧凝聚劑的性能不一樣，但其作用機(jī)理都是先通過有效的物理化學(xué)反應(yīng)破壞漆霧結(jié)構(gòu)，消除其黏性，形成疏松的漆渣分散在水中，然后通過無機(jī)、有機(jī)絮凝劑在中和外層電荷的同時(shí)，使漆渣凝聚，凝聚粒子之間又通過相互碰撞而粘結(jié)成絮塊上浮或下沉便于打撈收集。因?yàn)樯细⌒推嵩阌谑占驌疲F(xiàn)在噴涂車間使用的凝聚劑大部分為上浮型。

2.2按漆霧凝聚劑的組成分類

漆霧凝聚劑一般是雙組分或三組分的，其中A組分為脫黏劑；B組分為絮凝劑；C組分為PH調(diào)整劑，在各組分中一般會含有（或根據(jù)使用現(xiàn)場的實(shí)際情況單獨(dú)添加）消泡劑（不含聚硅氧烷類）、殺菌劑、金屬緩蝕劑等助劑。

2.2.1脫粘劑：

A組分為脫黏劑，其成分為高分子表面活性劑，當(dāng)過噴的漆霧隨噴漆室的空調(diào)風(fēng)落到循環(huán)水中時(shí)，由于表面活性劑的潤濕、滲透、分散作用將漆霧粒子迅速分散成小顆粒。油基團(tuán)包裹漆霧顆粒，親水基團(tuán)伸向水中并破壞涂料的功能基團(tuán)，顯著地降低了界面自由能，改變了粒子的表面性質(zhì)，因而防止了粒子的聚集，消除其黏性。

2.2.2絮凝劑

B組分為高分子絮凝劑。凝聚作用主要通過以下兩方面進(jìn)行：由于氫鍵、靜電、范德華力的作用對膠粒有較強(qiáng)的吸附結(jié)合力；因?yàn)楦呔酆隙鹊木€形高分子在溶液中保持適當(dāng)?shù)纳煺剐螤睿瑥亩l(fā)揮吸附架橋作用，把許多細(xì)小顆粒吸附后纏結(jié)在一起。絮凝劑的主要成分為聚丙烯酰胺，相對分子質(zhì)量一般為：1.0~1.5*106。

有機(jī)絮凝劑的還有DMC-AM共聚物、聚二甲基二烯丙基氯化銨、DMDAAC-AM共聚物、雙氰

胺--甲醛類陽離子絮凝劑、化學(xué)改性天然高分子絮凝劑等；

無機(jī)絮凝劑有硫酸鋁、三氯化鐵、聚合氯化鋁、聚合硫酸鐵等

2.2.3PH調(diào)整劑

一般用氫氧化鈉作為PH調(diào)整劑，聚丙烯酰胺在氫氧化鈉的作用下，可起水解反應(yīng)，水解時(shí)形成聚丙烯酰胺和聚丙烯酸鈉的共聚物，形成陽離子型高分子絮凝劑，含極性基團(tuán)的涂料顆粒亦為極性分子，因此相互具有吸附作用。部分水解后的聚丙烯酰胺，產(chǎn)生部分的帶電部位，這些帶電部位所帶的電荷為同性，因同性電荷相斥，使高分子主鏈由原來的卷曲狀分子鏈伸展開來，延伸為最大長度，增加吸附面積，提高了架橋能力，所以部分水解的絮凝劑效果要優(yōu)于非離子型絮凝劑效果。

為了增強(qiáng)造渣效果還需要補(bǔ)充分散劑、消泡劑、防腐蝕劑等。

2.3常見的原料與作用

2.3.1粘土

粘土屬于吸附包裹漆霧，防止漆霧相互附著，將漆霧轉(zhuǎn)換成不粘附的松軟泥漿。可以用于漆霧凝聚的粘土類有膨潤土、硅藻土、蒙脫土、白土等；

2.3.2廢油

漆霧凝聚劑中的廢油，可覆蓋在設(shè)備金屬表面上形成油膜，防止漆霧粘附在設(shè)備及管路上。

2.3.3防霉劑

防霉劑主要用于防止溶液在長期運(yùn)行中長霉，腐敗發(fā)臭。

3.漆霧凝聚劑的舉例分析：

3.1聚丙烯酰胺的配制

配制質(zhì)量比為0.1%的PAM(聚丙烯酰胺)，并按PAM：NaOH=1:0.2（質(zhì)量比）堿化。堿性水解可使聚丙烯酰胺卷曲的高分子鏈(如圖1.2)充分伸展開成支鏈結(jié)構(gòu)(如圖1.3)。高分子絮凝劑的結(jié)構(gòu)對絮凝效果的影響很大，線性結(jié)構(gòu)的有機(jī)高分子絮凝劑絮凝效果要好于環(huán)狀和支鏈結(jié)構(gòu)的絮凝劑。

圖1.2卷曲的PAM分子鏈段

圖1.3伸展的PAM分子鏈段

3.2三聚氰胺甲醛樹脂的配制

三聚氰胺甲醛樹脂是三聚氰胺在鹽酸的水溶液中與甲醛進(jìn)行羥甲基化反應(yīng)制得的，產(chǎn)品具有低黏度和高交聯(lián)活性，其甲氧基基團(tuán)能和分子結(jié)構(gòu)中含有羥基、羧基、氨基等的高分子發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，因而廣泛地用作漆霧絮凝劑、紙張濕強(qiáng)劑、涂料的固化劑和木材加工中的膠黏劑等。三聚氰胺甲醛樹脂漆霧絮凝劑最佳的反應(yīng)條件：n(三聚氰胺)：n(甲醛)：n(鹽酸)=1：2：1，反應(yīng)溫度為60℃，反應(yīng)時(shí)間為3h。

3.3參考漆霧凝聚劑配方

3.3.1粘土型漆霧凝聚劑配方

3.3.2雙組份的漆霧凝聚劑配方

上浮劑

絮凝劑