三聚氰胺甲醛树脂漆雾凝聚剂的制作与性能探讨
新闻来源：ab剂官方网 发布时间：2016-03-01 08:46 点击：次
三聚氰胺甲醛树脂是三聚氰胺和甲醛经羟甲基化反应和缩聚反应制得的。因其具有低黏度和高交联活性的特点，被广泛地用于漆雾絮凝剂、张湿强剂、涂料的固化剂和木材加工中的胶粘剂等方面。
随着现代喷涂房涂装工艺的发展，在工艺不断更新换代的同时，喷涂过程中所形成的过喷油漆一直都是喷涂房循环水处理的一个难题。过喷油漆所形成的漆雾，会伴随着循环水系统的流动而黏附在水槽和管道壁上，附着的油漆由于黏性大，处理起来很困难。如果这些漆雾不能得到及时的处理，会形成较大的漆团堵塞管道，影响循环水处理系统的工作效率。传统的漆雾处理方法主要包括原始的机械刮涂方式、苛性钠、三聚氰胺－醛类溶液、黏土、金属盐、生物处理和生化处理等。这些处理方法都不能有效的去除油漆的黏性，并且处理后的产物可能会产生新的污染，不能达到去除漆雾的同时又能降低污染的要求。
本实验中所研究的漆雾凝聚剂有两种组分，组分A为消粘剂，主要作用是消除油漆黏性，组分B为凝聚剂，主要作用是凝聚漆渣，使其聚集成团，利于打捞分离。
1、材料与方案
1.1 实验材料
主要仪器：恒温水浴锅，广州市宏研仪器有限公司；电子分析天平，YP102型，上海楚研实验室设备有限公司；PH测试仪，TP311型，北京时代新维测控设备有限公司；便携式浊度仪，HACH2100P型，美国哈希公司。主要试剂：三聚氰胺(99.8%，工业一级，河南省骏马化工集团有限公司生产），聚丙烯酰胺（工业一级，淄博中森化工有限公司生产），醇酸树脂漆（武汉双虎涂料有限公司生产），阻聚剂（自制），甲醛、盐酸、氢氧化钠（均为分析纯，湖北大学化工厂生产）。
1.2 实验方案
1.2.1 实验水质
本实验所用水质采取模拟喷涂房喷涂作业完成后的废水进行配制。用烧杯取适量的水，加油漆搅拌、震荡均匀后即可配得。
1.2.2 A剂的制备
A剂为消粘剂，制备过程需要两步反应，首先是在碱性条件下，三聚氰胺与甲醛发生反应生成羟甲基三聚氰胺。然后在酸性条件下，上一步反应所生成的羟甲基三聚氰胺进行缩聚反应，使得分子质量进一步提高，支链数增多，反应方程式如下所示：
为保证A剂的消粘效果，缩聚反应的聚合度要控制在一定程度。缩聚反应完成之后，加入阻聚剂与缩聚产物继续反应一定时间。反应方程式如下所示：
反应完成之后稳定一段时间后，通过凝聚实验观察处理效果。
1.2.3 B剂的制备
B剂为凝聚剂，它所起的主要作用是在A剂的作用下漆渣形成小絮体后，通过吸附架桥作用使小絮体进一步聚集成团。其制备过程主要是将聚丙烯酰胺、一种金属盐助剂Y（如氯化铁等）和稳定助剂X等加热共聚后得到的一种复合型絮凝剂。
1.2.4 凝聚实验
向油漆废水中加入一定量的A剂，并搅拌分散均匀；然后再向其中加入一定量的B剂，继续用玻璃棒搅拌均匀后即可观察到漆渣凝聚成团、迅速浮于水面之上，如下图1所示。
2、结果与分析
2.1 A剂最佳制备条件的确定
在一定的温度和PH条件下，三聚氰胺和甲醛发生反应生成羟甲基三聚氰胺。在第二步反应中，羟甲基三聚氰胺与阻聚剂发生反应，进一步稳定化。通过前期的大量实验，确定了三种阻聚剂。对于阻聚剂使用的量，通过投加比例实验予以确定。所得的结果如下图中所示（投加比例为三聚氰胺与阻聚剂的质量比）。
如图2中所示，随着投加比例的加大，漆雾去除率是逐渐减小的。为保证一定的处理效果，选择漆雾去除率在90%以上的投加比例进行比较。在同等投加比例的情况下，阻聚剂2的效果是最好的。所以选择阻聚剂2进行实验。综合经济性与处理效果两方面的因素，最合适的投加比例确定为1：0.2。实验中对A剂的稳定效果也进行了相关考察，结果如图3所示。
从图3看出，随着时间的推移，A剂的漆雾去除率逐渐下降，180d后效果保持稳定。而未加阻聚剂的样品在放置大约60d后会变成凝胶，由此可以证明，通过添加阻聚剂的方法来提高A的稳定性是可行的。
2.2 A、B剂投加比例的确定
在本实验中A剂的消黏性和B剂的凝聚性存在协同作用。如果A剂加多了，会提高消黏效果。但是由于黏性的下降，凝聚性也会相应的变差，反之亦然。所以，确定一个合适的投加比例对漆雾去除率也有很大影响。为此做了投加比例的实验。结果如图4所示。
图4的结果可知,随着投加比例的不断升高，漆雾的去除率是逐渐升高的。但当投加比例超过1:2之后，处理的效果并没有非常明显的提升。所以，综合处理效果和经济条件两方面的因素，最终确定的投加比例是A:B=1:2。
2.3 机制分析
本实验中的漆雾剂由消粘剂A和凝聚剂B组成。消粘剂A是高分子聚合物，其分子链上含有氨基和羟基，容易与水中的H+和成阴离子聚电解质，在水中发生螯合，起电中和作用，从而能够有效地使漆团分离成小絮体。不同A剂投加量情况下Zeta电位如图5所示。
如图中所示，随着A剂加入量的增加，漆团絮体的Zeta电位是逐渐升高的，这有利于漆团分离成小絮体。但是A剂的投入量不能太大，因为A剂过量之后会使得Zeta电位继续升高，不利于下一步的絮凝处理。投加A剂前后油漆废水的电镜照片如图6中所示（左图无A剂，右图有A剂）。对比两张照片可以看出，加入消黏剂A之后，通过A的消粘作用将油漆滴分散成直径更小且相互之间黏着性更小的小絮体。
形成小絮体之后的漆渣会悬浮在水中，不利于打捞。故向A剂处理之后的油漆废水中加入改性聚丙烯酰胺，依靠其优良的网捕和吸附架桥作用。使得水中的漆渣小絮体聚集起来形成密实多孔的漆团上浮到水面上，以便后续处理。
由于A剂和B剂的协同作用，漆雾剂絮凝效果得到显著提高，从而能够更加有效地去除废水中过喷油漆，改性之后其稳定性也能满足要求。最佳配方与市售漆雾剂的各项指标比较见表1。
3、结语
3.1 实验中针对三聚氰胺甲醛树脂作为漆雾凝聚剂使用过程中稳定性不足的情况，通过改性的方法来提高其稳定性，使其能够达到180d以上的保质期。
3.2 通过正交实验确定了制备过程中反应物的最佳质量比、反应温度、PH值。通过A剂和B剂的投加比例实验，确定了A剂和B剂使用时的最佳比例。
3.3 利用Zeta电位分析和电镜图片对漆雾剂处理的机理进行了分析，从微观方面去解释A剂的消黏机制。
上一篇：漆雾凝聚剂在电机表面喷漆中的应用
下一篇：金品质才是漆雾凝聚剂厂家最坚强的后盾
