WO2020007598A1 - Verwendung von polyurethanen in wasser-basierten trägermedien zur abtrennung von lack-overspray - Google Patents

Verwendung von polyurethanen in wasser-basierten trägermedien zur abtrennung von lack-overspray Download PDF

Info

Publication number
WO2020007598A1
WO2020007598A1 PCT/EP2019/065923 EP2019065923W WO2020007598A1 WO 2020007598 A1 WO2020007598 A1 WO 2020007598A1 EP 2019065923 W EP2019065923 W EP 2019065923W WO 2020007598 A1 WO2020007598 A1 WO 2020007598A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
weight
particularly preferably
carrier medium
water
less
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2019/065923
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Christian KOLT
Sebastian SINNWELL
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Henkel AG and Co KGaA
Original Assignee
Henkel AG and Co KGaA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Henkel AG and Co KGaA filed Critical Henkel AG and Co KGaA
Publication of WO2020007598A1 publication Critical patent/WO2020007598A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D7/00Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions

Definitions

  • EP 2 365 037 A1 describes an aqueous separating liquid for collecting paint overspray from a gas stream, which contains at least 49.95% by weight of water, at least one nonionic surface-active agent and 5 to 50% by weight of an organic water-soluble film-supporting component which is selected from monomeric polyols with at least three hydroxyl groups in the polymer and polymeric polyols selected from poly (ethylene glycols), polyester polyols, acrylic polyols and polyurethane polyols, the aqueous separating solution having a viscosity expressed as a flow time in the range from 1 1 s to 25 s, measured according to DIN 53 21 1 using a 4 mm flow cup at 23 ° C.
  • the separation liquid described can be used in a process in which a gas stream is passed through the painting booth and the paint overspray is brought into contact with the gas stream.
  • the gas stream is passed over a surface on which an essentially continuous liquid film of the separating liquid is formed, as a result of which paint particles or droplets from the gas stream are transferred into the separating liquid.
  • the water-based agent contains the at least one nonionic surfactant in an amount of at least 0.05% by weight, preferably at least 0.1% by weight, particularly preferably at least 0.3% by weight. %, but preferably less than 3% by weight, particularly preferably less than 2% by weight and in particular less than 1% by weight, in each case based on the total weight of the water-based agent.
  • the water-based agent when used as a carrier medium, preferably has a viscosity at shear rates in the range from 10 to 1000 s -1 , which is always above 10 mPas, particularly preferably above 20 mPas. Furthermore, the ratio of rest viscosity hio to process viscosity h-ioo is preferably not greater than 10: 1. In this way, a homogeneous drainage of the carrier medium can be achieved at the separation surfaces.
  • the deposition surface is continuously washed around by the carrier medium, the carrier medium preferably flowing off the deposition surface following gravity.
  • the flow around the deposition surface is preferably laminar.
  • a laminar flow of the carrier medium on the separating surfaces is defined in the context of the present invention in such a way that the carrier medium flows outside of a laminar boundary layer following gravity almost parallel to the separating surface and the flow neither breaks off nor swirls, so that with a constant volume flow of the flushing carrier medium largely stationary flow along the separation surface results.
  • a homogeneous wetting of the deposition surfaces can be achieved using the specified carrier medium.
  • the film that forms on the separating surface should also have a sufficient thickness in order to prevent paint overspray from striking or damaging the separating surface.
  • An embodiment is therefore preferred in which Separation area a wet film coverage of at least 0.5 l / m 2 , but preferably less than 2 l / m 2 , each based on the volume of carrier medium, is realized.
  • the viscosity over the specified shear rate range of 0.01-100 reciprocal seconds was determined using a plate / cone viscometer (Haake Mars 60, Thermo Fisher Scientific Inc.) with a cone diameter of 35 mm at 20 ° C. when going through a shear rate staircase of 0.01 - 100 s 1 determined with 45 measured values per decade, whereby the first cycle is shown.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung eines Wasser-basierten Mittels, enthaltend mindestens einen Polyurethan-Verdicker und mindestens ein nicht-ionisches Tensid, als Trägermedium zur Abscheidung von Lack-Overspray aus Lackierkabinen. Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Abscheiden von Lack-Overspray aus der Umgebungsluft unter Einsatz des beschriebenen Wasser-basierten Mittels.

Description

Verwendung von Polyurethanen in Wasser-basierten Trägermedien zur Abtrennung von Lack-Overspray
Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung eines Wasser-basierten Mittels, enthaltend mindestens einen Polyurethan-Verdicker und mindestens ein nicht-ionisches Tensid, als Trägermedium zur Abscheidung von Lack-Overspray aus Lackierkabinen. Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Abscheiden von Lack-Overspray aus der Umgebungsluft unter Einsatz des beschriebenen Wasser-basierten Mittels.
Als Lack-Overspray oder auch Lacknebel wird in der Lackiertechnik der Anteil des Lacks bezeichnet, der nicht auf das zu lackierende Werkstück, sondern in die Umgebung gelangt. Der Lack-Overspray kann beispielsweise durch Vorbeispritzen oder Abströmen am Werkstück verursacht werden. Neben der Geometrie des Werkstücks hat insbesondere die verwendete Spritztechnologie und deren Handhabung einen Einfluss auf die Höhe der durch Lack- Overspray entstehenden Verluste, die bis zu 90% des eingesetzten Lacks ausmachen können. Der in die Umgebung gelangte Lack-Overspray muss zum Schutz der Umwelt kontrolliert abgeschieden und entsorgt oder verwertet werden. Dies geschieht durch verschiedene Technologien der Lackabscheidung.
Eine Möglichkeit, den Lack-Overspray aus der Umgebungsluft zu entfernen besteht in der klassischen Nassauswaschung, bei der der Lack-Overspray mit Hilfe eines Waschmediums aus dem Luftstrom abgeschieden wird. Großtechnische Lackieranlagen sind häufig mit Nassabscheidern ausgestattet, deren Aufgabe darin besteht, die mit Lacknebeltropfen beladene Luft intensiv in Wechselwirkung mit dem Auswaschmedium zu bringen. Der bei dem Auswaschvorgang entstehende Lackschlamm wird vom Waschmedium getrennt und anschließend entsorgt oder aufbereitet. Das Waschmedium wird aufbereitet und kann dem Auswaschprozess wieder zur Verfügung gestellt werden.
DE 10 2008 046 409 A1 beschreibt ein Verfahren zum Entfernen von Feststoffen aus dem beim Lackieren von Gegenständen entstehenden Overspray, bei dem der Overspray von einem Luftstrom aufgenommen und zu einer von einer Abscheideflüssigkeit überströmten Abscheidefläche transportiert wird, wo ein Großteil zumindest der Feststoffe in die Abscheideflüssigkeit übergeht, von dieser abtransportiert und durch Abscheiden aus der Flüssigkeit entfernt wird. Es wird eine Abscheideflüssigkeit verwendet, die ein Entklebungsmedium und gegebenenfalls ein Trägerfluid umfasst, wobei Lack- Overspraypartikel durch das Entklebungsmedium entklebt werden.
EP 2 365 037 A1 beschreibt eine wässrige T rennflüssigkeit zum Sammeln von Lack-Overspray aus einem Gasstrom, die wenigstens 49,95 Gew.-% Wasser, wenigstens ein nicht-ionisches oberflächenaktives Mittel und 5 bis 50 Gew.-% einer organischen wasserlöslichen filmunterstützenden Komponente, die aus monomeren Polyolen mit wenigstens drei Hydroxylgruppen im Polymer und polymeren Polyolen ausgewählt aus Poly(ethylenglykolen), Polyesterpolyolen, Acrylpolyolen und Polyurethanpolyolen ausgewählt ist, wobei die wässrige Trennlösung eine Viskosität ausgedrückt als Ausfließzeit im Bereich von 1 1 s bis 25 s, gemessen gemäß DIN 53 21 1 unter Verwendung einer 4-mm-Fließtasse bei 23°C aufweist. Die beschriebene Trennflüssigkeit kann in einem Verfahren eingesetzt werden, bei dem ein Gasstrom durch die Lackierkabine geführt wird und der Lack-Overspray mit dem Gasstrom in Kontakt gebracht wird. Der Gasstrom wird über eine Oberfläche geleitet, auf der ein im Wesentlichen kontinuierlicher Flüssigkeitsfilm der Trennflüssigkeit ausgebildet ist, wodurch Lackteilchen oder -tröpfchen aus dem Gasstrom in die Trennflüssigkeit überführt werden.
EP 3 165 577 beschreibt ein wässriges Trägermedium zum Auswaschen von Lack-Overspray, das mindestens 40 Gew.-% einer polyfunktionellen organischen Oxo-Verbindung enthält. Das Trägermedium zeichnet sich dadurch aus, dass seine Viskosität über einen Bereich an Scherbeanspruchungen in einem vorgegebenen Korridor liegt, so dass ein zeitlich homogenes, laminares Abfließen des Trägermediums von den Abscheideflächen gewährleistet ist.
In jüngster Zeit hat sich im Bereich der Lackabscheidung eine Variante der Nassauswaschung etabliert, bei der der Lack-Overspray in der Umluft elektrisch aufgeladen, anschließend mit Hochspannung ionisiert und im elektrischen Feld auf eine Abscheidefläche hinbewegt wird und mit Trennmitteln gebunden wird. Bei einem solchen Verfahren ist bei der Auswahl des Trennmittels insbesondere darauf zu achten, dass die Fleißeigenschaften beim Umströmen der Abscheideflächen stabil gehalten werden können. Ein weiteres Problem, das bei Verfahren mit elektrostatisch unterstützter Nassauswaschung auftritt, ist die durch die Ionisation des Lack-Oversprays bedingte Anreicherung von Ozon, die zu einer chemischen Degradation von eventuell im Trennmittel enthaltener rheologischer Additive führen kann, wodurch dessen Fließverhalten weiterhin beeinflusst wird.
Die im Stand der Technik bekannten Trägermedien weisen diesbezüglich den Nachteil auf, dass sie anfällig für durch Oxidation induzierte Degradationen sind und ein turbulentes Fließverhalten aufweisen, was zu einer Störung des elektrischen Feldes führen kann, wodurch sich die Trennungsrate deutlich verschlechtert.
Es ist somit Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein T rägermedium zur Verfügung zu stellen, das die oben genannten Nachteile überwindet. Es ist insbesondere die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein gegenüber Oxidationen stabiles Trägermedium zur Verfügung zu stellen, das in elektrostatisch unterstützten Nassauswaschungen verwendet werden kann. In diesem Zusammenhang hat es sich insbesondere als vorteilhaft erwiesen, Trägermedien zu verwenden, die ein linear viskoses (Newtonsches) Fließverhalten aufweisen. Es wurde überraschend gefunden, dass diese Aufgabe durch die Verwendung eines Wasser- basierten Mittels gelöst wird, das einen speziellen Verdicker ausgewählt aus der Gruppe der Polyurethane und mindestens ein nicht-ionisches Tensid umfasst.
Daher ist ein erster Gegenstand der vorliegenden Erfindung die Verwendung eines Wasser- basierten Mittels enthaltend a) mindestens 0,2 Gew.-% mindestens eines Verdickers ausgewählt aus solchen Polyurethanen, die als 1 ,5 Gew.-%ige Lösung in Wasser und in Gegenwart von 0,2 Gew.-% an 12fach ethoxyliertem Kokosamin bei einer Temperatur von 20°C und einer Schergeschwindigkeit von 10 reziproken Sekunden eine Viskosität von zumindest 10 mPas aufweisen, und b) mindestens ein nicht-ionisches Tensid in einer Menge von weniger als 5 Gew.-% als Trägermedium zur Abscheidung von Lack-Overspray aus Lackierkabinen.
Die Gewichtsangaben des mindestens einen Verdickers und des mindestens einen nicht- ionischen T ensids beziehen sich jeweils auf das Gesamtgewicht des Wasser-basierten Mittels.
Als Trägermedium wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung das flüssige im Kreislauf der Nassauswaschung geführte Medium verstanden, das den Lack-Overspray aufnimmt. Entsprechend kann das Trägermedium definitionsgemäß den Lack-Overspray enthalten, ist aber nicht aus diesem zusammengesetzt.
Als Lack-Overspray einer Lackierkabine werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung die nicht auf der zu lackierenden Oberfläche immobilisierten Lackbestandteile und -partikel verstanden, die mit der Kabinenluft aus der Lackierkabine hinausgetragen werden. Der Lack- Overspray besteht demnach aus gasförmigen oder flüssigen Lackbestandteilen, wie Lösungsmittel und Verlaufsmittel sowie den pigmentierten oder unpigmentierten partikulären Lackbestandteilen.
Die Viskosität ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung als die erste Ableitung der Schubspannung nach der Schergeschwindigkeit definiert und kann als solche mittels Coulette- Rotationsviskosimeter bei Konus-Platte-Aufbau des Messkopfes und einer Temperatur von 20°C bestimmt werden.
Bei der elektrostatisch unterstützten Nassauswaschung wird das Trägermedium in der Regel über eine passive Abscheideplatte geleitet, wobei der Lack-Overspray durch Aufbau eines elektrischen Feldes aufgeladen und auf diese Weise in das Trägermedium eingebracht wird. Es wurde überraschend gefunden, dass es durch die Verwendung eines Wasser-basierten Mittels wie oben beschrieben zur Ausbildung eines stabilen Films auf der passiven Abscheideplatte kommt. Hierdurch wird zum einen gewährleistet, dass die Lackpartikel stets von ausreichend Trägermedium aufgenommen und abtransportiert werden und auf diese Weise die Verschmutzung der Abscheideplatten unterbunden wird. Weiterhin wird durch das Abfließen eines homogenen Films des Trägermediums sichergestellt, dass die zur Abscheidung der Lackpartikel erforderliche elektrische Spannung keinen Schwankungen unterliegt und somit die Abscheideleistung weitestgehend konstant bleibt.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Wasser-basierte Mittel den mindestens einen Verdicker in einer Menge von mindestens 1 Gew.-%, jedoch vorzugsweise weniger als 10 Gew.-% auf, bezogen auf das Gesamtgewicht des Wasser-basierten Mittels. In einer weiterhin bevorzugten Ausführungsform beträgt der Anteil an Verdicker im Wasser-basierten Mittel 0,2 bis 8,0 Gew.-%, vorzugsweise 0,4 bis 6,0 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des Wasser-basierten Mittels.
In einer weiterhin bevorzugten Ausführungsform enthält das Wasser-basierte Mittel das mindestens eine nicht-ionische Tensid in einer Menge von mindestens 0,05 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 0, 1 Gew.-%, besonders bevorzugt mindestens 0,3 Gew.-%, jedoch vorzugsweise weniger als 3 Gew.-%, besonders bevorzugt weniger als 2 Gew.-% und insbesondere weniger als 1 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des Wasser- basierten Mittels.
Vorzugsweise ist der Verdicker ausgewählt aus Polyurethanen, die zumindest teilweise endgruppenverschlossen vorliegen. Vorzugsweise weisen die Polyurethane, aus denen der Verdicker ausgewählt ist, eine Hydroxylzahl von weniger als 10 mg KOH/g, bevorzugt weniger als 5 mg KOH/g, besonders bevorzugt weniger als 2 mg KOH/g und insbesondere weniger als 1 mg KOH/g auf. Die Hydroxylzahl wird als Maß für die Hydroxygruppen in dem Verdicker verstanden und kann beispielsweise mittels Titration bestimmt werden.
In einer weiter bevorzugten Ausführungsform ist der Verdicker ausgewählt aus Polyurethanen, die zumindest teilweise aus einer Additionsreaktion von Polyolen mit Diisocyanten hervorgehen. Vorzugsweise handelt es sich bei den Polyolen um solche, die aus Polyetherglykolen ausgewählt sind. Als Diisocyante eignen sich beispielsweise Toluol-2,4- diisocyanat, Hexamethylendiisocyanat und Isophorondiisocyanat. Vorzugsweise sind die Diisocyanate zumindest teilweise ausgewählt aus aliphatischen Diisocyanaten mit sekundären und/oder tertiären Kohlenstoffatomen und einer kürzesten, die Cyanat-Gruppen verbindenden Kohlenstoffkette von 5-8 Kohlenstoff-Atomen, besonders bevorzugt aus Hexamethylendiisocyanat und Isophorondiisocyanat. Insbesondere handelt es sich bei dem Diisocyanat zumindest teilweise um Isophorondiisocyanat. Als besonders vorteilhaft hat sich ein Verdicker herausgestellt, der durch Umsetzung eines Polyetherglykols mit Isophorondiisocyanat gewonnen wird. Es wurde überraschend gefunden, dass auf diese Weise ein Trägermedium erhalten wird, das den Lack-Overspray in einer stabilen Suspension hält.
Die Rheologieeigenschaften des Trägermediums können beispielsweise durch die Wahl des Verdicker angepasst werden. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Verdicker ausgewählt aus Polyurethanen, die eine Molmasse von 10.000 bis 60.000 Dalton, vorzugsweise 15.000 bis 50.000 Dalton aufweisen. Die Molmasse wird dabei im jeweiligen Peakmaximum unter Zugrundelegung einer Polydispersität von weniger als 1 ,5 aus Molmassenverteilungskurven bestimmt, die mittels Gelpermeationschromatographie gegenüber Polystyrol-Moläquivalenten unter Elution mit Tetrahydrofuran aufgenommen werden, wobei auf den Mp-Wert (Peak Molecular Weight) des jeweiligen Moläquivalent- Standards kalibriert wird.
Das Wasser-basierte Mittel zur Verwendung als Trägermedium umfasst neben dem Verdicker ein nicht-ionisches Tensid. Dieses nicht-ionische Tensid ist vorzugsweise ausgewählt aus alkoxylierten Fettalkoholen oder Fettaminen, die wiederum vorzugsweise ausgewählt sind aus alkoxylierten gesättigten oder ungesättigten aliphatischen Alkoholen oder Aminen mit einer aliphatischen Kettenlänge von mindestens 8, vorzugsweise mindestens 10 und besonders bevorzugt mindestens 12, jedoch vorzugsweise von nicht mehr als 20, besonders bevorzugt von nicht mehr als 18 und insbesondere bevorzugt von nicht mehr als 16 Kohlenstoffatomen.
Vorzugsweise sind die alkoxylierten Fettalkohole und Fettamine mit mindestens 3, vorzugsweise mit mindestens 6, besonders bevorzugt mit mindestens 8, insbesondere mit mindestens 10, aber vorzugsweise nicht mehr als 16, besonders bevorzugt nicht mehr als 14 Ethylenoxid- und/oder Propyleneinheiten, vorzugsweise Ethylenoxid-Einheiten, alkoxyliert.
Das Wasser-basierte Mittel zur Verwendung als Trägermedium zeichnet sich in einer bevorzugten Ausführungsform dadurch aus, dass es zusätzlich weniger als 40 Gew.-%, vorzugsweise weniger als 25 Gew.-%, besonders bevorzugt weniger als 15 Gew.-%, jedoch vorzugsweise zumindest 5 Gew.-% an polyfunktionellen organischen Oxo-Verbindungen mit nicht mehr als 12 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise mit nicht mehr als 9 Kohlenstoffatomen, besonders bevorzugt mit nicht mehr als 6 Kohlenstoffatomen, insbesondere bevorzugt mit weniger als 6 Kohlenstoffatomen, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des Wasser- basierten Mittels. Unter polyfunktionellen organischen Oxo-Verbindungen werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung Verbindungen verstanden, die zumindest drei funktionelle Gruppen ausgewählt aus Hydroxyl-, Ester- und/oder Ether-Gruppen aufweisen, wobei stets zumindest eine Hydroxyl-Gruppe enthalten ist, wobei in einer bevorzugten Ausführungsform kein anderes Heteroatom als Sauerstoff enthalten ist. Weiterhin ist es bevorzugt, dass die polyfunktionellen organischen Oxo-Verbindungen ausgewählt sind aus Verbindungen mit zumindest drei funktionellen Gruppen, wobei es sich bei den funktionellen Gruppen um Hydroxyl- und/oder Ether-Gruppen handelt. Vorzugsweise sind die polyfunktionellen organischen Oxo-Verbindungen aus Verbindungen mit zumindest zwei Hydroxyl-Gruppen, besonders bevorzugt aus Verbindungen mit zumindest drei Hydroxyl- Gruppen ausgewählt. Bevorzugte Vertreter der polyfunktionellen organischen Verbindungen sind 1 ,2,3-Propantriol, 1 , 1 , 1-Tris(hydroxymethyl)ethan, Threit, Erythrit, Pentaerythrit, Pentite wie Xylit, Adonit und Arabit, Hexite wie Sorbitol und Mannitol, Aldotetrosen wie Erythrose, Aldopentosen wie Ribose und Xylose, Aldohexosen wie Glukose und Mannose sowie dessen einfache Ether mit jeweils nicht mehr als 4 Kohlenstoffatomen beziehungsweise insgesamt vier Ethylenoxid- und/oder Propylenoxid-Einheiten in der Ether-Gruppe. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei der polyfunktionellen organischen Oxo verbindung um 1 ,2,3-Propantriol.
Durch die Anwesenheit der polyfunktionellen organischen Oxo-Verbindungen wird die Entklebung der Lackpartikel im Trägermedium unterstützt und eine stärkere Koagulation der im Trägermedium aufgenommenen Lackpartikel, die insbesondere für das Fließverhalten auf den Abscheideplatten nachteilig ist und zudem deren Anschmutzung fördert, verhindert. Ebenso kann über die hygroskopischen Eigenschaften der polyfunktionellen organischen Oxo- Verbindungen ein verhältnismäßig niedriger Wasserdampfpartialdruck in der Kabinenluft eingestellt werden.
Um als Trägermedium zum Abscheiden von Lack-Overspray verwendet werden zu können, sollte das Wasser-basierte Mittel eine geeignete Viskosität aufweisen. Eine zu hohe Viskosität kann beispielsweise dazu führen, dass das Ablaufen des Trägermediums von den Abscheideflächen oder -platten verlangsamt wird, so dass sich bei Aufrechterhaltung eines im Prozessablauf vorgegebenen Volumenstroms eine kritische Nassfilmauflage auf den Abscheideflächen ausbildet, bei der der Nassfilm des Trägermediums unter der Wirkung der Schwerkraft zeitlich wiederkehrend absackt und analog zur Läuferbildung kein Abfließen in homogener Nassfilmdicke über die gesamte Ablauffläche erzielt werden kann. Daher weist das Wasser-basierte Mittel in seiner Verwendung als Trägermedium vorzugsweise bei Schergeschwindigkeiten im Bereich von 10 bis 1000 s-1 eine Viskosität auf, die stets oberhalb von 10 mPas, besonders bevorzugt oberhalb von 20 mPas, liegt. Weiterhin ist das Verhältnis von Ruheviskosität hio zu Prozessviskosität h-ioo vorzugsweise nicht größer als 10:1. Auf diese Weise kann ein homogenes Abfließen des Trägermediums an den Abscheideflächen erzielt werden.
Als Prozessviskosität h-ioo ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung die derart bestimmte Viskosität bei einer Schergeschwindigkeit von 100 s_1 bezeichnet, die in etwa der Scherbeanspruchung beim Ablaufen des Trägermediums von den Abscheideflächen einer Anlage zum Abtrennen von Lack-Overspray mittels Nassauswaschung entspricht. Analog ist die Ruheviskosität h-io die derart bestimmte Viskosität bei einer Schergeschwindigkeit von 10 S 1.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Abscheiden von Lack-Overspray aus der Umgebungsluft, das sich dadurch auszeichnet, dass i) der Lack-Overspray mit der Umgebungsluft auf eine von einem Trägermedium benetzte Abscheidefläche geführt wird, und ii) ein Teil des Trägermediums, das Lack-Overspray aus der Umgebungsluft aufgenommen hat, von der Abscheidefläche entfernt und zugleich durch einen anderen Teil eines gleichen Trägermediums ersetzt wird, das sich von dem entfernten Teil lediglich dadurch unterscheidet, dass im gleichen Volumen weniger Lack-Overspray enthalten ist, wobei, das Trägermedium neben Wasser, mindestens ein nicht-ionisches Tensid und mindestens einen Verdicker ausgewählt aus solchen Polyurethanen, die als 1 ,5 Gew.-%ige Lösung in Wasser und in Gegenwart von 0,2 Gew.-% an 12fach ethoxylierten Kokosamin bei einer Temperatur von 20 °C und einer Scherrate von zehn reziproken Sekunden eine Viskosität von zumindest 10 mPas aufweisen, enthält, wobei der Anteil des nicht-ionischen Tensids kleiner als 5 Gew.-% und der Anteil der Verdicker kleiner als 10 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Trägermedium, ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird die Abscheidefläche kontinuierlich von dem Trägermedium umspült, wobei das Trägermedium vorzugsweise der Schwerkraft folgend von der Abscheidefläche abfließt. Vorzugsweise erfolgt das Umströmen der Abscheidefläche laminar. Eine laminare Strömung des Trägermediums auf den Abscheideflächen ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung dahingehend definiert, dass das Trägermedium außerhalb einer laminaren Grenzschicht der Schwerkraft folgend nahezu parallel zur Abscheidefläche entlangfließt und die Strömung dabei weder abreißt noch verwirbelt, so dass bei gleichbleibendem Volumenstrom des umspülenden Trägermediums eine weitestgehend stationäre Strömung entlang der Abscheidefläche resultiert.
Es wurde überraschend gefunden, dass mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens unter Verwendung des angegebenen Trägermediums eine homogene Benetzung der Abscheideflächen erzielt werden kann. Der sich ausbildende Film auf der Abscheidefläche sollte außerdem über eine ausreichende Dicke verfügen, um zu verhindern, dass es durch Auftreffen von Lack-Overspray auf der Abscheidefläche zu deren Beschädigung oder Verschmutzung kommt. Daher ist eine Ausführungsform bevorzugt, in der auf der Abscheidefläche eine Nassfilmauflage von zumindest 0,5 l/m2, jedoch vorzugsweise weniger als 2 l/m2, jeweils bezogen auf das Trägermediumvolumen, realisiert ist.
Es wurde weiterhin überraschend gefunden, dass die Verwendung des angegebenen Trägermediums beziehungsweise des Wasser-basierten Mittels eine sehr geringe Beabstandung der Abscheideflächen erlaubt, ohne dass eine Gefahr elektrischer Überschläge, beispielsweise hervorgerufen durch ein inhomogenes Abfließen des Trägermediums, besteht. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn das Abscheideverfahren elektrostatisch unterstützt wird. Daher ist eine Ausführungsform bevorzugt, in der der Lack-Overspray in der Umgebungsluft unter Einwirkung einer elektrischen Spannung elektrostatisch aufgeladen und im elektrischen Feld zur Abscheidefläche transportiert wird. Dazu ist es bevorzugt, dass die Abscheidefläche aus einem flächigen metallischen Werkstoff gefertigt ist und die elektrische Spannung vorzugsweise zwischen der Abscheidefläche und einer metallischen Elektrode, die sich in direktem Kontakt mit der Umgebungsluft befindet, angelegt wird.
Im Folgenden sind beispielhafte Rezepturen aufgeführt, die als Wasser-basierte Mittel zur erfindungsgemäßen Verwendung als Trägermedium zur Abscheidung von Lack-Overspray geeignet sind. Diese Rezepturen sind jedoch keinesfalls als Einschränkung sondern lediglich als Veranschaulichung des Erfindungsgedankens zu verstehen.
Die Auswahl erfindungsgemäß geeigneter Polyurethane ist dabei anhand der Abbildung 1 illustriert, in der das entsprechende Viskositäts-Scherraten-Profil für jeweils 1 ,5 Gew.-%ige wässrige Lösungen eines Verdickers auf Basis verschiedener kommerziell erhältlicher Polyurethane in Gegenwart von 0,5 Gew.-% des nicht-ionischen Tensides Lutensol® FA 12K (Kokosamin mit 12 EO erhältlich von BASF SE) wiedergegeben ist. Die verwendeten Polyurethane sind:
PU1 : Tafigel PUR 44, erhältlich von Münzing Chemie GmbH
PU2: Tafigel PUR 40, erhältlich von Münzing Chemie GmbH
PU3: PU 1 191 , erhältlich von BASF SE
PU4: BYK-425, erhältlich von ALTANA AG
PU5: Tafigel PUR 85, erhältlich von Münzing Chemie GmbH
PU6: Tafigel PUR 45, erhältlich von Münzing Chemie GmbH
Lediglich die Polyurethane PU1 und PU2 besitzen die besonderen verdickenden Eigenschaften, um in Kombination mit Lutensol® FA 12K oder einem anderen nicht-ionischen Tensid erfindungsgemäß verwendet werden zu können. Die Viskosität über den angegebenen Scherratenbereich von 0,01 - 100 reziproken Sekunden wurde mit einem Platte/Kegel-Viskosimeter (Haake Mars 60, Fa. Thermo Fisher Scientific Inc.) mit einem Kegeldurchmesser von 35 mm bei 20°C bei Durchlaufen einer Scherratentreppe von 0,01 - 100 s 1 mit 45 Messwerten pro Dekade bestimmt, wobei der jeweils erste Zyklus dargestellt ist.

Claims

Ansprüche
1. Verwendung eines Wasser-basierten Mittels enthaltend a) mehr als 0,2 Gew.-% mindestens eines Verdickers ausgewählt aus solchen Polyurethanen, die als 1 ,5 Gew.-%ige Lösung in Wasser und in Gegenwart von 0,2 Gew.-% an 12fach ethoxylierten Kokosamin bei einer Temperatur von 20 °C und einer Schergeschwindigkeit von zehn reziproken Sekunden eine Viskosität von zumindest 10 mPas aufweisen, und b) mindestens ein nicht-ionisches Tensid in einer Menge von weniger als 5 Gew.-% als Trägermedium zur Abscheidung von Lack-Overspray aus Lackierkabinen.
2. Verwendung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Verdicker ausgewählt ist aus Polyurethanen, die zumindest teilweise endgruppenverschlossen vorliegen und vorzugsweise eine Hydroxylzahl von weniger 10 mg KOH/g, besonders bevorzugt von weniger als 5 mg KOH/g und insbesondere bevorzugt von weniger als 2 mg KOH/g aufweisen.
3. Verwendung nach einem oder beiden der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdicker ausgewählt ist aus Polyurethanen, die zumindest teilweise aus einer Additionsreaktion von Polyolen, die wiederum vorzugsweise zumindest teilweise ausgewählt sind aus Polyethylenglykolen, mit Diisocyanaten hervorgehen, wobei die Diisocyanate wiederum vorzugsweise zumindest teilweise ausgewählt sind aus aliphatischen Diisocyanaten mit sekundären und/oder tertiären Kohlenstoffatomen und einer kürzesten, die Cyanat-Gruppen verbindenden Kohlenstoffkette von 5-8 Kohlenstoff-Atomen, besonders bevorzugt aus Hexamethylendiisocyanat und Isophorondiisocyanat, insbesondere bevorzugt aus Isophorondiisocyanat.
4. Verwendung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdicker ausgewählt ist aus Polyurethanen, die eine
Molmasse im Bereich von 10.000 - 60.000 Dalton aufweisen.
5. Verwendung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil des Verdickers mindestens 1 Gew.-%, jedoch vorzugsweise weniger als 10 Gew.-%, besonders bevorzugt weniger als 5 Gew.-%, insbesondere bevorzugt weniger als 3 Gew.-% bezogen auf das Wasser-basierte Mittel beträgt.
6. Verwendung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das nicht-ionische Tensid ausgewählt ist aus alkoxylierten Fettalkoholen oder Fettaminen, die wiederum vorzugsweise ausgewählt sind aus alkoxylierten gesättigten oder ungesättigten aliphatischen Alkoholen oder Aminen mit einer aliphatischen Kettenlänge von mindestens 8, vorzugsweise von mindestens 10 und besonders bevorzugt von mindestens 12, jedoch vorzugsweise von nicht mehr als 20, besonders bevorzugt von nicht mehr als 18 und insbesondere bevorzugt von nicht mehr als 16 Kohlenstoffatomen.
7. Verwendung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die alkoxylierten Fettalkohole oder Fettamine mit mindestens 3, vorzugsweise mit mindestens 6, besonders bevorzugt mit mindestens 8, insbesondere bevorzugt mit mindestens 10, aber vorzugsweise nicht mit mehr als 16, besonders bevorzugt nicht mit mehr als 14 Ethylenoxid- und/oder Propylenoxideinheiten, vorzugsweise Ethylenoxid-Einheiten, alkoxyliert vorliegen.
8. Verwendung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil des nicht-ionischen Tensides mindestens 0,05 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 0,1 Gew.-%, besonders bevorzugt mindestens 0,3 Gew.-%, jedoch vorzugsweise weniger als 3 Gew.-%, besonders bevorzugt weniger als 2 Gew.-% und insbesondere bevorzugt weniger als 1 Gew.-% bezogen auf das Wasser-basierte Mittel beträgt.
9. Verwendung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Wasser-basierte Mittel zusätzlich weniger als 40 Gew.-%, vorzugsweise weniger als 25 Gew.-%, besonders bevorzugt weniger als 15 Gew.-%, jedoch vorzugsweise zumindest 5 Gew.-% an polyfunktionellen organischen Oxo verbindungen mit nicht mehr 12 Kohlenstoffatomen als enthält.
10. Verwendung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Wasser-basierte Mittel bei Schergeschwindigkeiten im Bereich von 10 bis 1000 s_1 eine Viskosität aufweist, die stets oberhalb von 10 mPas liegt und das Verhältnis von Ruheviskosität h-io zu Prozessviskosität hioo nicht größer als 10 : 1 ist.
1 1. Verfahren zum Abscheiden von Lack-Overspray aus der Umgebungsluft, dadurch gekennzeichnet, dass i) der Lack-Overspray mit der Umgebungsluft auf eine von einem T rägermedium benetzte Abscheidefläche geführt wird, und ii) ein Teil des Trägermediums, das Lack-Overspray aus der Umgebungsluft aufgenommen hat, von der Abscheidefläche entfernt und zugleich durch einen anderen Teil eines gleichen Trägermediums ersetzt wird, das sich von dem entfernten Teil lediglich dadurch unterscheidet, dass im gleichen Volumen weniger Lack-Overspray enthalten ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägermedium neben Wasser, mindestens ein nicht-ionisches Tensid und mindestens einen Verdicker ausgewählt aus solchen Polyurethanen, die als 1 ,5 Gew.-%ige Lösung in Wasser und in Gegenwart von 0,2 Gew.-% an 12fach ethoxylierten Kokosamin bei einer Temperatur von 20 °C und einer Scherrate von zehn reziproken Sekunden eine Viskosität von zumindest 10 mPas aufweisen, enthält, wobei der Anteil der nicht-ionischen Tenside kleiner als 5 Gew.-% und der Anteil der Verdicker kleiner als 10 Gew.-% jeweils bezogen auf das Trägermedium ist.
12. Verfahren nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Abscheidefläche kontinuierlich von Trägermedium umspült wird und Trägermedium der Schwerkraft folgend von selbiger abfließt, wobei das Umspülen der Abscheidefläche vorzugsweise laminar erfolgt.
13. Verfahren nach einem oder beiden der Ansprüche 11 und 12, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Abscheidefläche eine Nassfilmauflage von zumindest 0,5 l/m2, jedoch vorzugsweise von weniger als 2 l/m2, jeweils bezogen auf das Trägermediumvolumen, realisiert ist.
14. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Lack-Overspray in der Umgebungsluft unter Einwirkung einer elektrischen Spannung elektrostatisch aufgeladen und im elektrischen Feld zur Abscheidefläche transportiert wird.
PCT/EP2019/065923 2018-07-03 2019-06-18 Verwendung von polyurethanen in wasser-basierten trägermedien zur abtrennung von lack-overspray Ceased WO2020007598A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP18181365 2018-07-03
EP18181365.0 2018-07-03

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2020007598A1 true WO2020007598A1 (de) 2020-01-09

Family

ID=62846031

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2019/065923 Ceased WO2020007598A1 (de) 2018-07-03 2019-06-18 Verwendung von polyurethanen in wasser-basierten trägermedien zur abtrennung von lack-overspray

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2020007598A1 (de)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008046409A1 (de) 2008-09-04 2010-05-12 Eisenmann Anlagenbau Gmbh & Co. Kg Verfahren zum Abscheiden von Lack-Overspray
EP2365037A1 (de) 2010-03-10 2011-09-14 PPG Industries Ohio, Inc. Procédé de suppression d'excès de projection de peinture d'une cabine de projection de peinture
EP2995657A1 (de) * 2014-09-10 2016-03-16 PPG Industries Ohio Inc. Wässrige Trennflüssigkeit und Verfahren zur Beseitigung eines Lackoversprays aus einer Farbspritzkabine
EP3165577A1 (de) 2015-11-06 2017-05-10 Henkel AG & Co. KGaA Trägermedium zur abtrennung von lack-overspray

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008046409A1 (de) 2008-09-04 2010-05-12 Eisenmann Anlagenbau Gmbh & Co. Kg Verfahren zum Abscheiden von Lack-Overspray
EP2365037A1 (de) 2010-03-10 2011-09-14 PPG Industries Ohio, Inc. Procédé de suppression d'excès de projection de peinture d'une cabine de projection de peinture
EP2995657A1 (de) * 2014-09-10 2016-03-16 PPG Industries Ohio Inc. Wässrige Trennflüssigkeit und Verfahren zur Beseitigung eines Lackoversprays aus einer Farbspritzkabine
EP3165577A1 (de) 2015-11-06 2017-05-10 Henkel AG & Co. KGaA Trägermedium zur abtrennung von lack-overspray

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2620399C3 (de) Vorrichtung zum elektrostatischen Versprühen
DE3236851A1 (de) Waschmedium zur gewinnung des loesungsmittels aus der abluft von spritzkabinen
EP0777010A2 (de) Polysiloxan-Polyoxyethylen-Polyoxypropylen-Triblockcopolymere und diese enthaltende Entschäumercompounds
EP2324086A1 (de) Verfahren zum abscheiden von lack-overspray und abscheideflüssigkeit
DE112011103629T5 (de) Integriertes Substratreinigungssystem und Verfahren
EP2826887A1 (de) Verfahren zum Auftragen einer wässrigen Behandlungslösung auf die Oberfläche eines bewegten Stahlbands
DE3721703A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum lackieren von werkstuecken mit elektrisch isolierender oberflaeche durch elektrostatischen auftrag bzw. spritzauftrag
WO2020007598A1 (de) Verwendung von polyurethanen in wasser-basierten trägermedien zur abtrennung von lack-overspray
EP2432862A1 (de) Voc- reduzierte, mildalkalische wässrige reinigungslösung mit nichtionischen tensiden sowie dessen konzentrat
DE2623645A1 (de) Verfahren zum reinigen austenitischer werkstoffoberflaechen, insbesondere von ferritischen kontaminationen
EP3371260B1 (de) Trägermedium zur abtrennung von lack-overspray
DE10141707B4 (de) Verfahren zur antistatischen Beschichtung von Kunststoff-Formteil-Oberflächen, von mit Kunststoff oder/und Lack beschichteten Formteilen und Verwendung der nach den Verfahren behandelten Kunststoff- oder/und Lackoberflächen
WO1982000781A1 (en) Method and device for scrubbing in several steps polluted air in a spray painting booth
WO2020007602A1 (de) Verwendung von polyvinylakoholen in wasser-basierten trägermedien zur abtrennung von lack-overspray
EP2576081B2 (de) Vorrichtung, verfahren und system zur aufnahme und/oder abgabe von entsorgungsmittel
DE1427649A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum elektrostatischen Verspruehen von Lacken oder aehnlichen UEberzugsmaterialien
DE102009052655A1 (de) Vorrichtung, System, Bauteil, Verfahren und Zusammensetzung zur Vermeidung von Ablagerungen eines Entsorgungsmittels in Beschichtungsanlagen
EP2637799B1 (de) Verfahren zum elektrostatischen beschichten von gegenständen sowie applikationsvorrichtung
DE3116368A1 (de) "verfahren und vorrichtung zur rueckgewinnung des spruehmittels beim bespruehen von langgestrecktem walzgut"
DE102013015486A1 (de) Filtervorrichtung zur Trockenabscheidung von klebenden Partikeln
DE3142274A1 (de) Turmartige vorrichtung zum trocknen von chlorgas
DE2839578C2 (de) Verfahren zur Erteilung einer elektrischen Ladung an eine Atmosphäre sowie Komposition zur Durchführung des Verfahrens
DE102010007321B4 (de) Wässrige Reinigungslösung, insbesondere zur Entfernung von Lackanhaftungen, sowie Konzentratzusammensetzung zur Bereitstellung einer wässrigen Reinigungslösung
DE4228461C1 (de) Reinigungsmediumzusammensetzung
DE3224687C1 (de) Lösungsmittelgemisch für Lacke

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 19730368

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 19730368

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1