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水性涂料的回收再利用法

日本关 西涂料公司 在1999年 汽车涂装技 术交流会
(济南)上 介绍了一种 新的直接回 收水l性涂料 漆雾的方法
(简称 DRC法)及 适应这种方 法的水性涂 料应具有的特性。 DRC法的原理及流程如图8所示,用挡板截留 漆雾,挡板定期浸入下部的涂料槽中.附着在挡板 上的涂料溶解在槽液中。槽液靠循环装置在槽内循 环,并经过滤送往喷枪.在漆液管路上设有粘度调 节装置控制粘度和补充曩(涂料、补充液)。 适用于DRC法的水性涂料应具有以下特性: 1)在涂料加料槽内长期存赦时应不娈质(作业 性租涂料性能】,不发生沉降和堆积:
则产生废zK 6t/b。这种纯水洗液中含漆量少,且易
技术分离涂料和纯水,就可回收涂料,纯水再循环
产生凝聚.不能再循环使用,都需作污水处理。
使用。但实际操作并不这样葡单,良好的膜过滤效
为减少电泳污水的排放量,进一步提高电泳涂
率和回收涂料在混入电泳槽之前应分离除去杂离子
料的利用率,近几年来又开发出以下几种回收最终
3水性涂料过喷漆雾的回收再利用 方法
采用喷涂法涂装时特涂料完全涂装到被淙物 上,从各个角度看都是不可能的,在理想的条件下 也有5%的飞散,在通常的场合将有25%一60%的涂 料成为辽喷漆雾飞溅。一般用水或水幕捕集过喷漆 雾.在喷涂有机溶剂型涂料场合,喷漆室的循环水 中加絮凝剂使漆雾凝聚,漆滴失去粘性,飘浮或沉 降分离成为漆渣。这当然不仅造成材料的浪费,而 且要承担废弃渣环境问题和处理费用双重经济负 担。有机溶剂型涂料与水不相溶,因而过喷漆雾的 回收再生极其困难,就是再生了.也很难保持原有 涂膜质量。而水性涂料则不然,除双组分水性涂料 外.翅喷漆雾能完全溶解在水中使回收再利用成为 可能。如这些水性涂料的过喷漆雾(完全)回收利 用,这可认为是一举多得(环保、省资源、降低涂 装成本等)的大事。
面上形成可分离的过喷涂料层(见图7b)。 本法是利用在静电喷涂之际产生静电的剩 余带电,捕捉过喷涂料。回转的圆柱体表 面处于接地状态,过喷漆雾沉积在其上, 并在表面形成濡膜状,漆滴的电荷被放掉. 匈威均一的接地电位.可防止过喷涂料的 干燥,本法适用于每班用漆量为60—300kg 的涂装现场。
采用上述2个回收方法前后的运行成 本比较列于表3。
和低分子量树脂是其难点。
纯永洗水的方法和电泳后清洗工艺。
aNPECS”法的专利内容是分离膜及其姨置.
2.1 “NPECS”电泳涂装最终纯水洗水的 再循环利用法【1 ̄2J
本法是日本旭化成工业公司和日本涂料公司联 合开发的,“NPECS”是日本涂料电泳闭路清洗法 的英文绾写(Nippon Paint Electric Deposition Close System)。众所周知,电泳最终纯水洗的排放水中含
提高涂料利用率(上漆率加涂料的回收再利用 率)是涂装工艺省资源降低涂装成本的主要手段之 一。也是降低VOC排放量的主要工艺措施之一。
为达到最佳的环保效果和节省资源降低成本的 目的.在以水性涂卑斗全面替代有机溶剂型涂料之时, 普遍采用像电泳涂装和静电喷涂等高上漆率的涂装 方法.并努力开发废弃水性涂料(如电泳涂漆件表 面带出的槽液,喷涂时产生的过喷漆雾)的回收再
应用验证有以下优点
·可大幅度提高涂料利用率(与原来湿式洗净 法比可节省涂料40%以上): ·在回收过程中无机械作用力,可 以避免涂料干燥,因而对涂料的 品质无负面影响,使涂料的再利 用率几乎达100%: ·设备投资少。偿还期非常短(通
常为1-I.5a):
●可大幅度减轻废水处理的负荷, 削减特殊废弃物的处理费用。
0.09
5.3'1 230
20倍
1.04
5.69
455
20倍
009
5 5l
290
40倍
2.05
6.oo
580 40倍
、015
5 75
385
50倍
349
615
680
50倍0.19
5.66
460
100倍
621
6 30
855 100倍
0 22
5 69
515
最终浓缩液 6.21
6.30
855 全滤液混合【0.04 5.2t3
表1 滤液的分析结果
最终水洗液一废水(超滤)
滤液原水一浓缩液
试样
N.V pH值电导率Βιβλιοθήκη I.IS a盯试样
滤液
NV —H值息慧黑,
求洗水废水『n10
6.50 l 100
I倍
O.10
5.02
170
1倍
002 r 497
95
5倍
0 30
5 39
280 5倍0.05
5.25
185
10倍
058
5 53
360 10倍
纯水洗的废水由纯水洗槽排人浓缩槽,再经循 环泵和预过滤器供给UF装置,分离出涂料分和滤 液,滤液返回纯水洗槽供洗净再利用。可是在这种 场合,滤液的闭路循环使用,可使杂质离子蓄积和 低分子量树睹分增加,因而必须供给最小限量的纯 水,以排除同量的滤液。
涂料分返回浓缩槽.循环超滤浓绾到一定浓度. 回收返回电泳槽。试验证实,浓缩100倍,最终质 量分数4%~6%的涂料可返回电泳槽。UF的透过能 力受原液性状影响。一般为10L/min模组。到浓缩 100倍时得到6L程度即可。该公司推荐设计值为 6L/min.模组。
利用技术,以达到涂料的完全利用。
2 电泳涂料的回收再利用法
电泳涂料和电泳涂装法在汽车工业中获得应用 已有30多年的历史,由当初的阳极电泳涂装演变到 阴极电泳涂装时代至今,并在其他工业涂装领域推 广应用。当初电泳涂装的后清洗水全部作为废水排 放处理.1969年PPG公司申请专利将超滤(UF) 装置应用于电泳涂装.70年代在世界范围内很快普 及了UF法。用UF液来清洗电泳涂装后的被涂物. 电泳后的清洗液回收入电泳槽再利用。UF法不仅 较大幅度地提高了电泳涂料的利用率(达95%以 上),使电泳涂装迅速普及,同时通过排放UF液, 使电泳漆槽液中因蓄积杂离子.致使其导电度超过 工艺管理范围这一难题得到有效的控制。在单涂层 电泳涂装场合,实现封闭式电泳后清洗,几乎可做 到不排放被电泳漆污染的废水.并达到较高的电泳 涂料利用率。
近年来,国外有关资料介绍了多种回收利用水 性涂料迎喷漆雾方法及成功的经验,现归纳如下。
3.1采用超滤(UF)的方法
近年来.参照采用超滤(UF)技术画收电泳淙 料的实际经验,利用超滤装置来回收利用喷漆室循 环水中的水性涂料,进一步提高喷涂水性涂料场合 的涂料利用率。如借助UF装置将喷漆室循环水槽
中的l%固体分的水性涂料分级浓缩到15%、 后和用。
Prolac转动圆柱体方式的过喷漆雾回收法原理 是在喷涂区段中心设置能转动的圆柱体.被涂物在 其前通过(见图7a).圆柱体表面靠自动喷雾装置 保持绝对带湿状态.过喷漆雾附着在其上,形成一 定厚的涂层后向下方流落。在圆柱体的下部用刮板 收集涂料.回收到接漆槽中,回收的涂料可返回喷 漆线使用。利用连续回转的圆柱体回收过喷涂料是 本工艺方法的特征,借助连续回转确保在圆柱体表
为控制膜不被涂料分污染,在这里控制pH值 很重要。该公司采用酸逆洗法,由逆洗系统向膜面 供给酸+运行30min逆洗30s。
2.2 U F+RO实现电泳闭路清洗法
此法的工作原理是借助于反渗透(RO)装置由 超滤液制纯水(或RO水)供电泳后清洗的最终水 洗工序用.替代大部分去离子水(DIW)实现5道 以上工序组成的闭路清洗。
Prolac法。
Coolac过喷漆雾回收法的原理是使空气中所含 湿气在冷却的不锈钢板表面上凝结.人工创造出绝 对湿的结露状态,当过喷漆雾到达这种不锈钢板表 面时.与露状水分成为一体.且防止其干燥。与水 分成为体的涂料流落到下部,收集在倾斜的槽淘 中(见图5)。
不锈钢板表面结露是靠在其内部循环比结露温 度低3-5℃的冷却水,确保板面形成水膜.过喷涂 料到达水膜上,且不干燥,受重力作用威流动的膜 状,流向槽沟收集到回收槽中。湿度和室内温度与 露点温度的关系如图6所示。
已获得I 喷漆雾a-0
合回收
壬锡春(中国第一汽车集团工艺研究所.13001 1)
1 前言
在保护地球环境的呼声和各地区环境法规的促 进下.近lo年来在世界各国汽车工业中,已形成以 低VOC环保型涂料全面替代传统的有机溶剂型涂 料的一场涂装技术革命。低VOC环保型涂料(叉 称低污染型涂料)一般系指高固体分涂料、水性涂 料和粉耒涂料。其中,水性涂料在汽车工业中更广 泛地替代有机溶剂型涂料.例如电泳涂料已普遍用 作汽车车身及金属部件的底漆或防腐蚀涂层:又如 水性防腐蚀涂料、水性中涂、水性底色漆(金属阂 光色和本色)和水性罩光清漆等水性喷漆也已获得 工业应用.在国外已有几条车身涂装线从底到面全 部实现了水性化,在涂装过程中VOC的排放量己 成培地下降,在高的上漆率场合已达到环保法规限 制的359/m2以下。
2.3高纯度超滤液替代电泳后清洗最终纯
i争恐-; l卣弼1。artIt,ll。! :丽:“嚏蛔-矗 瞬^专k, 1
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●年囊鼍-E囊t卧囊麓

水洗用纯水
高纯度超滤液(Pure UF Fillrate)系指杂离子含 量应控制在接近去离子水(DIW)的杂离子含量水 平。这样保证在电泳涂膜烘干过程中无杂离子残留 在涂膜上。欧洲采用高纯度UF液替代最终水洗的 去离子水.以减少电泳污水的排放量.实现全封闭 的电泳后清洗。德国杜尔公司推荐方案如图3所示。
稳定过滤的运转软件技术和分离杂离子.低分子量 树脂及浓缩回收利用技术。它具有废水呈透明清水 和排水量大幅度减少;纯水使用量大幅度减少;提 高涂料回收率和提高涂膜的,h观质量等优点。
此法的工作原理是在从纯水洗工穿排出的水中 加微量醋酸调整pH值后.借助于专用分离膜组
(XCV.3010)的UF装置浓缩.
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达一定浓度的浓缩液送往电泳 槽回收,滤液返回纯水洗工序 再利用.部分排放.补加少量 新鲜的纯水以防滤液闭路清洗 过程中杂质离子、低分子量树 脂等的浓度增得过高。因这种 回收滤液中含有微量的溶剂和
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