D0I:10.13374/1.issnl00103.2008.06.0B 第30卷第6期 北京科技大学学报 Vol.30 No.6 2008年6月 Journal of University of Science and Technology Beijing Jun.2008 脱除马口铁表面漆层的无机碱性脱漆剂 李仁勇李建强杨竞 北京科技大学应用科学学院，北京100083 摘要研制了一种新型碱性脱漆剂·该脱漆剂以氢氧化钠水溶液为主体系，其中氢氧化钠的质量浓度为90~100gL1,溴 化十六烷基三甲基胺(CT MAB)的质量浓度为10gL-,柠檬酸钠的质量浓度10gL-1,甘油的质量浓度为10gL-1.在95℃ 使用该脱漆剂浸泡20m左右即可完全脱除马口铁表面漆膜，且不侵蚀金属镀锡层，锡的回收率大于99%.探讨了该脱漆剂 的脱漆机理.脱漆实验结果表明：本脱漆剂可以循环使用，10mL脱漆剂可以脱除200cm2以上的漆层.该方法高效、无毒、使 用安全、环境友好 关键词脱漆剂：碱性：锡：马口铁：漆层：脱漆 分类号TQ636.5:TF702+.2 A new kind of high performance alkaline paint stripper for tinplate LI Renyong.LI Jianqiang.YANG Jing School of Applied Science.University of Science and Technology Beijing.Beijing 100083.China ABSTRACI A new kind of alkaline paint stripper was prepared for tinplate.The mass concentrations of sodium hydroxide, cetyltrimethyl ammonium bromide (CTMAB).sodium citrate and glycerin in the aqueous stripper are 90~100g10gL,10 gL and 10g-L,respectively.The paint could totally be removed from tinplate when it was placed in the stripper at 95C for about 20min.There was no notable corrosion happened,and the recovery of tin was above 99%.The mechanism of paint removal was discussed.The result shows that the stripper can be reused,and 10mL of the stripper can remove 200cmof paint layer on tin- plate.It is high"performance.nontoxic and safe for environment. KEY WORDS paint stripper:alkaline:tin:tinplate:paint layer:paint removal 废马口铁作为冶炼环境友好的含锡易切削钢的 简单，成为现在脱漆剂应用的主要方向同，传统的 原料]，其表面的保护和装饰涂料层在治炼前必 有机脱漆剂主要为二氯甲烷型脱漆剂，Summerfield 须去除，否则高温冶炼过程中会分解生成芳烃、卤代 等开发了以苯甲醇、二氯甲烷和过氧化氢为主体系 烃等多种有害物质3]，严重污染环境，危害人体健 的低毒脱漆剂].但随着对环保要求的提高和二氯 康.马口铁片的包装印刷涂料分为外印、内印两种： 甲烷对人体危害的研究，这种脱漆剂正逐步被取代 外层通常采用低含量固体粉粒加上环氧树脂、醇酸 周雅等成功研制出以苯甲醇代替二氯甲烷为主溶剂 树脂和乙烯树脂混和，再涂覆改性环氧聚酯清漆；内 的水性脱漆剂[；Mike和Harvey报道了不含二氯 层涂料为乙烯基漆，常辅以酚醛树脂为固化剂[. 甲烷的新型低温脱漆剂和不含有害成分的脱漆 由此可见，马口铁片表层漆具有多样性的特点， 剂]，总体上看，上述脱漆剂还是以有机试剂为 目前常用的脱漆剂分为有机和无机脱漆剂两大 主，有机试剂毒性较大、易挥发、易燃烧及成本高， 类，有机类脱漆剂脱漆时间短，对金属腐蚀小，施工 对环境有害.无机类脱漆剂多以烧碱为主0]，成本 低、使用安全及可循环使用，基本无污染；但脱漆时 收稿日期：2007-06-05修回日期：2007-11-06 间长（一般为10~72h),且基体腐蚀大.冶炼含锡 基金项目：国家自然科学基金和上海宝钢集团公司联合资助项目 钢要求脱漆剂不能侵蚀马口铁表面的锡层，本文研 (N。.50274004) 究了一种无污染高效无机碱性脱漆剂，通过加入适 作者简介：李仁勇(1982-)，男，硕士研究生：李建强(1966-)，男， 当加速剂和缓蚀剂，使该碱液脱漆能够在20min内 副教授，E mail:fjq@sas·nstb:cdcm 脱除马口铁表面的漆膜，且对马口铁表面无腐蚀
脱除马口铁表面漆层的无机碱性脱漆剂 李仁勇 李建强 杨 竞 北京科技大学应用科学学院北京100083 摘 要 研制了一种新型碱性脱漆剂．该脱漆剂以氢氧化钠水溶液为主体系其中氢氧化钠的质量浓度为90～100g·L －1溴 化十六烷基三甲基胺（CT MAB）的质量浓度为10g·L －1柠檬酸钠的质量浓度10g·L －1甘油的质量浓度为10g·L －1．在95℃ 使用该脱漆剂浸泡20min 左右即可完全脱除马口铁表面漆膜且不侵蚀金属镀锡层锡的回收率大于99％．探讨了该脱漆剂 的脱漆机理．脱漆实验结果表明：本脱漆剂可以循环使用10mL 脱漆剂可以脱除200cm 2 以上的漆层．该方法高效、无毒、使 用安全、环境友好． 关键词 脱漆剂；碱性；锡；马口铁；漆层；脱漆 分类号 T Q636∙5；TF702＋∙2 A new kind of high-performance alkaline paint stripper for tinplate LI RenyongLI JianqiangY A NG Jing School of Applied ScienceUniversity of Science and Technology BeijingBeijing100083China ABSTRACT A new kind of alkaline paint stripper was prepared for tinplate．T he mass concentrations of sodium hydroxide cetyltrimethyl ammonium bromide （CT MAB）sodium citrate and glycerin in the aqueous stripper are90～100g·L －110g·L －110 g·L －1and10g·L －1respectively．T he paint could totally be removed from tinplate when it was placed in the stripper at 95℃ for about 20min．T here was no notable corrosion happenedand the recovery of tin was above99％．T he mechanism of paint removal was discussed．T he result shows that the stripper can be reusedand10mL of the stripper can remove200cm 2of paint layer on tinplate．It is high-performancenontoxic and safe for environment． KEY WORDS paint stripper；alkaline；tin；tinplate；paint layer；paint removal 收稿日期：2007-06-05 修回日期：2007-11-06 基金项目：国家自然科学基金和上海宝钢集团公司联合资助项目 （No．50274004） 作者简介：李仁勇（1982－）男硕士研究生；李建强（1966－）男 副教授E-mail：lijq＠sas．ustb．edu．cn 废马口铁作为冶炼环境友好的含锡易切削钢的 原料［1－2］其表面的保护和装饰涂料层在冶炼前必 须去除否则高温冶炼过程中会分解生成芳烃、卤代 烃等多种有害物质［3］严重污染环境危害人体健 康．马口铁片的包装印刷涂料分为外印、内印两种： 外层通常采用低含量固体粉粒加上环氧树脂、醇酸 树脂和乙烯树脂混和再涂覆改性环氧聚酯清漆；内 层涂料为乙烯基漆常辅以酚醛树脂为固化剂［4］． 由此可见马口铁片表层漆具有多样性的特点． 目前常用的脱漆剂分为有机和无机脱漆剂两大 类．有机类脱漆剂脱漆时间短对金属腐蚀小施工 简单成为现在脱漆剂应用的主要方向［5］．传统的 有机脱漆剂主要为二氯甲烷型脱漆剂Summerfield 等开发了以苯甲醇、二氯甲烷和过氧化氢为主体系 的低毒脱漆剂［6］．但随着对环保要求的提高和二氯 甲烷对人体危害的研究这种脱漆剂正逐步被取代． 周雅等成功研制出以苯甲醇代替二氯甲烷为主溶剂 的水性脱漆剂［7］；Mike 和 Harvey 报道了不含二氯 甲烷的新型低温脱漆剂和不含有害成分的脱漆 剂［8－9］．总体上看上述脱漆剂还是以有机试剂为 主．有机试剂毒性较大、易挥发、易燃烧及成本高 对环境有害．无机类脱漆剂多以烧碱为主［10］成本 低、使用安全及可循环使用基本无污染；但脱漆时 间长（一般为10～72h）且基体腐蚀大．冶炼含锡 钢要求脱漆剂不能侵蚀马口铁表面的锡层．本文研 究了一种无污染高效无机碱性脱漆剂通过加入适 当加速剂和缓蚀剂使该碱液脱漆能够在20min 内 脱除马口铁表面的漆膜且对马口铁表面无腐蚀． 第30卷 第6期 2008年 6月 北 京 科 技 大 学 学 报 Journal of University of Science and Technology Beijing Vol．30No．6 Jun．2008 DOI:10．13374／j．issn1001－053x．2008．06．003
第6期 李仁勇等：脱除马口铁表面漆层的无机碱性脱漆剂 601, 口铁片表层锡的腐蚀情况 1 实验方法 1.1仪器与试剂 2结果与讨论 实验仪器为电热恒温水浴锅（北京长安科学仪 2.1主溶液体系的选择 器厂)和IRIS IntrepidⅡXSP型等离子体发射光谱 对实验所用废马口铁表面漆层的红外光谱分析 仪（美国Thermo Elemental Corporation), 表明：其一面为环氧树脂类漆，另一面为乙烯基漆 试剂为氢氧化钠（分析纯）：表面活性剂为十二 酸性体系脱漆剂对马口铁基体的腐蚀极为严重，且 烷基磺酸钠，十二烷基苯磺酸钠，氯代十四烷吡啶， 对乙烯基涂料效果很差，碱性溶液(NaOH)对两种 溴代十六烷吡啶，tween一20、40、60、80，TX一100， 漆膜的效果尚可，腐蚀相对较轻，出于成本和效果 CTMAB(溴化十六烷基三甲基胺)等；添加剂为柠檬 的考虑，选用氢氧化钠水溶液作为脱漆配方的主 酸钠、甘油、酒石酸钠、三乙醇胺、六次甲基四胺、 体系， EDTA、磷酸钠和草酸钠等 2.2其他组分的选择 试样为加工皇冠盖（啤酒瓶盖）用废马口铁皮 (1)表面活性剂的选择.研究了数种表面活性 1.2脱漆剂配制和使用方法 剂对于脱漆效率的影响（如表1所示），包括十二烷 称取9~10gNa0H固体，1 g CTMAB,1g柠檬 基磺酸钠(SDS),十二烷基苯磺酸钠(SDBS), 酸钠和1g甘油，加水至100mL,加热使其完全溶 tween一20、40、60、80，TX-100,氯代十四烷吡啶，溴 解，制得脱漆剂待用，使用时，将待脱漆试样完全浸 代十六烷吡啶，以及CTMAB等.由表1的结果发 于10mL该脱漆溶液中，于95℃加热10~90min. 现，使用CT MAB对脱漆的加速作用最大，脱漆时间 1.3脱漆效率测试 由70min降低到33min.通过比较脱漆后马口铁表 以漆膜完全被脱除的时间表示脱漆效率的 面的腐蚀情况发现，使用CTMAB时腐蚀最轻，主要 高低， 由于CT MAB在金属表面的吸附能够起到一定缓蚀 1.4腐蚀情况测试 作用山，故而选用CTMAB.氯代十四烷吡啶、溴代 用等离子体发射光谱(ICP一AES)测定废马口 十六烷毗啶在使用时出现棕色絮状沉淀，无法起到 铁表面脱漆前后的锡含量，对比确定脱漆过程对马 助脱漆的作用 表1不同表面活性剂对脱漆时间的影响 Table 1 Influence of different surfactants on the stripping time min 未加 CTMAB tween-20 tween"一40 tween 60 tween 80 TX-100 SDS SDBS 70 33 的 40 71 40 69 注：实验条件为氢氧化钠的质量浓度100gL-1,温度90℃，表面活性剂的质量浓度10gL-1. (2)其他助剂的选择.氢氧化钠与CT MAB联 脱漆助剂，柠檬酸钠、甘油、酒石酸钠均表现出明显 合脱漆，脱漆时间仍较长，且对基体仍有一定腐蚀， 的加速作用，复配之后脱漆时间可进一步缩短，结果 考虑再添加其他助剂提高脱漆效果，根据脱漆机理 见表2，综合考虑脱漆速度和成本，确定助剂体系为 选择柠檬酸钠、甘油、酒石酸钠、三乙醇胺、六次甲基 柠檬酸钠和甘油复配， 四胺、EDTA、磷酸钠、草酸钠中的一种或几种作为 表2助剂复配对脱漆时间的影响 Table 2 Influence of auxiliary combination on the stripping time min 柠檬酸钠 甘油 酒石酸钠 未加助剂 柠檬酸钠10gL-1+ 酒石酸钠10gL-1+ 20gL-1 20gL-1 20gL-1 甘油10gL-1 甘油10gL-1 33 24 25 27 21 23 注：实验条件为氢氧化钠的质量浓度100gL-1,温度90℃，CTMAB的质量浓度10gL-1. 2.3实验参数的优化 使聚合物的分子链断裂和对颜色填料及基材的粘结 (1)氢氧化钠浓度的影响.碱性脱漆剂能够使 力降低，如图1所示，随着氢氧化钠浓度的增加，脱 漆膜的酯键、醚键、酰胺键等官能基发生碱解反应， 漆时间逐渐降低，到90gL之后脱漆速度基本稳
1 实验方法 1∙1 仪器与试剂 实验仪器为电热恒温水浴锅（北京长安科学仪 器厂）和 IRIS Intrepid Ⅱ XSP 型等离子体发射光谱 仪（美国 Thermo Elemental Corporation）． 试剂为氢氧化钠（分析纯）；表面活性剂为十二 烷基磺酸钠十二烷基苯磺酸钠氯代十四烷吡啶 溴代十六烷吡啶tween－20、40、60、80TX－100 CT MAB（溴化十六烷基三甲基胺）等；添加剂为柠檬 酸钠、甘油、酒石酸钠、三乙醇胺、六次甲基四胺、 EDTA、磷酸钠和草酸钠等． 试样为加工皇冠盖（啤酒瓶盖）用废马口铁皮． 1∙2 脱漆剂配制和使用方法 称取9～10g NaOH 固体1g CT MAB1g 柠檬 酸钠和1g 甘油加水至100mL加热使其完全溶 解制得脱漆剂待用．使用时将待脱漆试样完全浸 于10mL 该脱漆溶液中于95℃加热10～90min． 1∙3 脱漆效率测试 以漆膜完全被脱除的时间表示脱漆效率的 高低． 1∙4 腐蚀情况测试 用等离子体发射光谱（ICP－AES）测定废马口 铁表面脱漆前后的锡含量对比确定脱漆过程对马 口铁片表层锡的腐蚀情况． 2 结果与讨论 2∙1 主溶液体系的选择 对实验所用废马口铁表面漆层的红外光谱分析 表明：其一面为环氧树脂类漆另一面为乙烯基漆． 酸性体系脱漆剂对马口铁基体的腐蚀极为严重且 对乙烯基涂料效果很差．碱性溶液（NaOH）对两种 漆膜的效果尚可腐蚀相对较轻．出于成本和效果 的考虑选用氢氧化钠水溶液作为脱漆配方的主 体系． 2∙2 其他组分的选择 （1） 表面活性剂的选择．研究了数种表面活性 剂对于脱漆效率的影响（如表1所示）包括十二烷 基磺 酸 钠 （SDS ）十 二 烷 基 苯 磺 酸 钠 （SDBS ） tween－20、40、60、80TX－100氯代十四烷吡啶溴 代十六烷吡啶以及 CT MAB 等．由表1的结果发 现使用 CT MAB 对脱漆的加速作用最大脱漆时间 由70min降低到33min．通过比较脱漆后马口铁表 面的腐蚀情况发现使用 CT MAB 时腐蚀最轻主要 由于 CT MAB 在金属表面的吸附能够起到一定缓蚀 作用［11］故而选用 CT MAB．氯代十四烷吡啶、溴代 十六烷吡啶在使用时出现棕色絮状沉淀无法起到 助脱漆的作用． 表1 不同表面活性剂对脱漆时间的影响 Table1 Influence of different surfactants on the stripping time min 未加 CT MAB tween－20 tween－40 tween－60 tween－80 TX－100 SDS SDBS 70 33 45 63 40 42 71 40 69 注：实验条件为氢氧化钠的质量浓度100g·L －1温度90℃表面活性剂的质量浓度10g·L －1． （2） 其他助剂的选择．氢氧化钠与 CT MAB 联 合脱漆脱漆时间仍较长且对基体仍有一定腐蚀． 考虑再添加其他助剂提高脱漆效果根据脱漆机理 选择柠檬酸钠、甘油、酒石酸钠、三乙醇胺、六次甲基 四胺、EDTA、磷酸钠、草酸钠中的一种或几种作为 脱漆助剂．柠檬酸钠、甘油、酒石酸钠均表现出明显 的加速作用复配之后脱漆时间可进一步缩短结果 见表2．综合考虑脱漆速度和成本确定助剂体系为 柠檬酸钠和甘油复配． 表2 助剂复配对脱漆时间的影响 Table2 Influence of auxiliary combination on the stripping time min 未加助剂 柠檬酸钠 20g·L －1 甘油 20g·L －1 酒石酸钠 20g·L －1 柠檬酸钠10g·L －1＋ 甘油10g·L －1 酒石酸钠10g·L －1＋ 甘油10g·L －1 33 24 25 27 21 23 注：实验条件为氢氧化钠的质量浓度100g·L －1温度90℃CT MAB 的质量浓度10g·L －1． 2∙3 实验参数的优化 （1） 氢氧化钠浓度的影响．碱性脱漆剂能够使 漆膜的酯键、醚键、酰胺键等官能基发生碱解反应 使聚合物的分子链断裂和对颜色填料及基材的粘结 力降低．如图1所示随着氢氧化钠浓度的增加脱 漆时间逐渐降低到90g·L －1之后脱漆速度基本稳 第6期 李仁勇等： 脱除马口铁表面漆层的无机碱性脱漆剂 ·601·
.602 北京科技大学学报 第30卷 定，同时考虑到碱液浓度增大将导致金属腐蚀程度 40 的增加，故选择NaOH的质量浓度为90~ ◆一甘油 米柠檬酸钠 100gL-1. 30F 60 50 10 40 30 00 10 20 30 40 50 20 p./(gL-) 10 图3助剂质量浓度对脱漆时间的影响 60 90 120 Fig.3 Influence of the mass concentration of auxiliary on the strip PNoom /(g-L-) ping time 图1NaOH质量浓度对脱漆时间的影响 80 Fig.1 Influence of the mass concentration of NaOH on the stripping time 60 (2)温度的影响，由图2可见，随温度升高，脱 % 漆时间减少，至90℃之后，趋势变缓.主要由于加 20 热促进有机物的降解，使漆膜与金属间附着力降低， 选择脱漆温度为95℃. 203040 50 PerMan/(g-L-) 100 图4 CT MAB质量浓度对脱漆时间的影响 Fig.4 Influence of the mass concentration of CTMAB on the strip 60 ping time 40 2.4样品面积对脱漆速度的影响 实验所选用原料为生产皇冠盖废料，图5所示 70 7580859095100 温度/℃ 为废料中常见的三种碎片·对这三种碎片采用同样 工艺脱漆，其脱漆时间和碎片面积关系见图6.由图 图2温度对脱漆时间的影响 可知，随着试样面积的增加，脱漆时间也有所增加， Fig.2 Influence of temperature on the striping time 这与碱性脱漆机理有关，对于较大面积的废料可以 进行剪切粉碎以缩短脱漆时间，降低成本 (3)助剂浓度的影响.在柠檬酸钠和甘油的质 量浓度小于10gL(研究单一助剂浓度影响时，另 一助剂的质量浓度选为10gL)时，随着助剂浓度 的增加，脱漆时间缩短；当助剂的质量浓度达到 10gL1之后，基本不再变化，见图3.羟基羧酸根 对金属层起到络合缓蚀作用)，当柠檬酸钠浓度增 加时，马口铁片的腐蚀情况减轻.选用助剂为柠檬 (a) (b) (e) 酸钠10gL-和甘油10gL-1. (4)CTMAB浓度的影响.表面活性剂和马口 图5废料中常见三种碎片 Fig-5 Three kinds of the routine fragments in waste tinplate 铁的有机涂层一般都是憎水的，使用少量合适的表 面活性剂可有效润湿被脱除漆层表面，由图4可 2.5脱漆能力的测试 见：随着CTMAB浓度增加，脱漆速度不断加快；当 按上述最佳配比配制脱漆剂，取10mL脱漆剂 CTMAB的质量浓度大于5gL后，脱漆时间基本 于100mL烧杯，置于95℃水浴锅中，加入马口铁碎 保持稳定。为保证多次使用的稳定脱漆效果，选择 片（试样需完全浸于溶液中），至漆层全部脱落，此 CTMAB的质量浓度为10gL-1. 溶液重复脱漆多次，当脱除的漆层面积达200cm2
定同时考虑到碱液浓度增大将导致金属腐蚀程度 的 增 加故 选 择 NaOH 的 质 量 浓 度 为 90～ 100g·L －1． 图1 NaOH 质量浓度对脱漆时间的影响 Fig．1 Influence of the mass concentration of NaOH on the stripping time （2） 温度的影响．由图2可见随温度升高脱 漆时间减少至90℃之后趋势变缓．主要由于加 热促进有机物的降解使漆膜与金属间附着力降低 选择脱漆温度为95℃． 图2 温度对脱漆时间的影响 Fig．2 Influence of temperature on the striping time （3） 助剂浓度的影响．在柠檬酸钠和甘油的质 量浓度小于10g·L －1（研究单一助剂浓度影响时另 一助剂的质量浓度选为10g·L －1）时随着助剂浓度 的增加脱漆时间缩短；当助剂的质量浓度达到 10g·L －1之后基本不再变化见图3．羟基羧酸根 对金属层起到络合缓蚀作用［12］当柠檬酸钠浓度增 加时马口铁片的腐蚀情况减轻．选用助剂为柠檬 酸钠10g·L －1和甘油10g·L －1． （4） CT MAB 浓度的影响．表面活性剂和马口 铁的有机涂层一般都是憎水的使用少量合适的表 面活性剂可有效润湿被脱除漆层表面．由图4可 见：随着 CT MAB 浓度增加脱漆速度不断加快；当 CT MAB 的质量浓度大于5g·L －1后脱漆时间基本 保持稳定．为保证多次使用的稳定脱漆效果选择 CT MAB 的质量浓度为10g·L －1． 图3 助剂质量浓度对脱漆时间的影响 Fig．3 Influence of the mass concentration of auxiliary on the stripping time 图4 CT MAB 质量浓度对脱漆时间的影响 Fig．4 Influence of the mass concentration of CT MAB on the stripping time 2∙4 样品面积对脱漆速度的影响 实验所选用原料为生产皇冠盖废料图5所示 为废料中常见的三种碎片．对这三种碎片采用同样 工艺脱漆其脱漆时间和碎片面积关系见图6．由图 可知随着试样面积的增加脱漆时间也有所增加 这与碱性脱漆机理有关．对于较大面积的废料可以 进行剪切粉碎以缩短脱漆时间降低成本． 图5 废料中常见三种碎片 Fig．5 Three kinds of the routine fragments in waste tinplate 2∙5 脱漆能力的测试 按上述最佳配比配制脱漆剂取10mL 脱漆剂 于100mL 烧杯置于95℃水浴锅中加入马口铁碎 片（试样需完全浸于溶液中）至漆层全部脱落．此 溶液重复脱漆多次．当脱除的漆层面积达200cm 2 ·602· 北 京 科 技 大 学 学 报 第30卷
第6期 李仁勇等：脱除马口铁表面漆层的无机碱性脱漆剂 ,603 30 扩散速率，提高漆膜的溶胀起皱能力 4结论 夏 本脱漆剂由NaOH、CTMAB、柠檬酸钠和甘油 组成，通过优化脱漆剂的配比，确定脱漆剂的组成为 Na0H90~100gL-1,CTMAB10gL1、柠檬酸钠 0.4 0.8 1.2 碎片面积cm2 10gL1及甘油10gL-1.该脱漆剂脱除马口铁表 面漆层仅用20min左右，且对基体不腐蚀.所用的 图6马口铁片碎片面积与脱漆时间关系 试剂原料易得，有机试剂用量很小且挥发性和毒性 Fig.6 Relation between the fragment area and the stripping time 小，可重复使用多次，脱漆能力强，环境友好 后（马口铁片质量20g),漆层已充满脱漆液，无法再 参考文献 放入铁片·由于脱漆过程中损耗脱漆组分很少，将 [1]Li L S,Zhu R:Guo HJ,et al.Development of non-leaded free 漆层过滤掉后脱漆剂可以继续使用， cutting steel by adding tin.J Univ Sci Technol Beijing.2003. 2.6脱漆剂对基体腐蚀影响 25(4):312 取上述脱漆剂，进行脱漆实验，用ICP一AES测 (李联生，朱荣，郭汉杰，等.以锡代铅研制环保型易切削钢 定脱漆后基体的锡含量，并同时测定未脱漆的马口 北京科技大学学报，2003,25(4)：312) [2]Somekawa M.Kaiso M.Matsushima Y,et al.Free cutting steels 铁中的锡含量，平行脱漆六次，结果见表3，Sn的保 without lead addition.Kobe Res Dev.2001.51(3):13 留率为99.3%~100.8%之间，说明本脱漆剂在脱 [3]Cao L,Muhlberger F.Adam T,et al.Pyrolysis behavior of paint in 漆过程中对基体没有腐蚀，脱除漆膜后马口铁表面 car sted sheet reeycling process.JIron Steel Res,006.18(1):54 光滑洁净，给后续的含锡钢生产提供极大的方便 (曹磊，Muhlberger F,Adam T,等.汽车钢板回收冶炼过程中 涂覆油漆的裂变行为.钢铁研究学报，2006,18(1)：54) 表3平行脱漆结果及Sn的保留情况 [4]Shao R Q.Crown caps:the manufacture technology and stan Table 3 Sn content in tinplate after stripping dard.Food Ferment Ind,1983.4:37 脱漆数/ 脱漆时 脱漆后Sn质量 Sn保留 (邵瑞琦.皇冠盖：制造技术与标准.食品与发酵工业，1983， 年 间/min 分数/% 率/% 4:37) [5]Du K M.Paint stripper and development in future.China Paint. 1 21 0.263 99.6 2005,20(2):43 2 22 0.265 100.4 (杜克敏.脱漆剂及其发展前景.中国涂料，2005,20(2)：43) 3 22 0.262 99.3 [6]Summerfield S R.Low-Toxicity Paint Stripper:US Patent 5990062.1999-1-23 4 20 0.265 100.4 [7]Zhou Y,Xiong X C.Soluble stripper for aluminium alloy covering 5 21 0.266 100.8 finishing applications.Nanchang Inst Aeronaut Technol.2001. 6 23 0.264 100.0 15(1):52 注：原试样中Sn质量分数为0.264%. (周雅，熊小超·铝蒙皮涂装施工用的水溶性脱漆剂南昌航 空工业学院学报，2001,15(1)：52) [8]Mike D.Development of a low temperature methylenechloride- 3脱漆机理探讨 free paint stripper.Met Finish.1997,95(9):58 [9]Harvey B H.Paint stripping with nontoxic chemicals.Met Fin- 马口铁表面涂料如醇酸树脂漆、油脂漆、酚醛树 ish,1995,93(4):34. 脂漆、聚氨基甲酸酯漆等聚合物的分子中含有酯键、 [10]Wang M.Paint stripper in common use.Corras Prot.2005.26 醚键、酰胺键等官能团，在热碱作用下易发生碱解反 (8):366 应，使聚合物的分子链断裂和对颜色填料及基材的 (王敏，常用脱漆剂.腐蚀与防护，2005,26(8)：366) 粘结力降低，从而起到脱漆的作用。有机涂层一般 [11]Liu T Q.Ren Q.Guo R.Effect of surfactants on the protecting cor- rosion for Ni and Fe.JYang-hou Unin Nat Sci.1999.2(2):13 都是憎水的，不利于碱和漆层的化学反应发生，使用 (刘天晴，任谦，郭荣.表面活性剂对镍和铁的缓蚀作用，扬 合适的表面活性剂则可有效地润湿待脱除漆层表 州大学学报：自然科学版，1999,2(2)：13) 面，同时，助剂中含有与漆膜组成相同的官能团 [12]Kuang Y F.Reng H Y.Effects of hydroxycarboxylates on pas- 一0H,它可以与交联体系中的极性原子产生氢键作 sivation of carbon steel in carbonate-bicarbonate buffer solution system.Corras Prot.1997.18(2):21 用，削弱树脂分子链段间的相互作用，解除体系中的 (旷亚非，任海宇。羟基羧酸盐对碳酸盐体系碳钢钝化性能 部分物理交联点，从而增加脱漆剂在有机涂层中的 的影响.腐蚀与防护，1997,18(2)：21)
图6 马口铁片碎片面积与脱漆时间关系 Fig．6 Relation between the fragment area and the stripping time 后（马口铁片质量20g）漆层已充满脱漆液无法再 放入铁片．由于脱漆过程中损耗脱漆组分很少将 漆层过滤掉后脱漆剂可以继续使用． 2∙6 脱漆剂对基体腐蚀影响 取上述脱漆剂进行脱漆实验用 ICP－AES 测 定脱漆后基体的锡含量并同时测定未脱漆的马口 铁中的锡含量平行脱漆六次结果见表3Sn 的保 留率为99∙3％～100∙8％之间说明本脱漆剂在脱 漆过程中对基体没有腐蚀．脱除漆膜后马口铁表面 光滑洁净给后续的含锡钢生产提供极大的方便． 表3 平行脱漆结果及 Sn 的保留情况 Table3 Sn content in tinplate after stripping 脱漆数／ 次 脱漆时 间／min 脱漆后 Sn 质量 分数／％ Sn 保留 率／％ 1 21 0∙263 99∙6 2 22 0∙265 100∙4 3 22 0∙262 99∙3 4 20 0∙265 100∙4 5 21 0∙266 100∙8 6 23 0∙264 100∙0 注：原试样中 Sn 质量分数为0∙264％． 3 脱漆机理探讨 马口铁表面涂料如醇酸树脂漆、油脂漆、酚醛树 脂漆、聚氨基甲酸酯漆等聚合物的分子中含有酯键、 醚键、酰胺键等官能团在热碱作用下易发生碱解反 应使聚合物的分子链断裂和对颜色填料及基材的 粘结力降低从而起到脱漆的作用．有机涂层一般 都是憎水的不利于碱和漆层的化学反应发生使用 合适的表面活性剂则可有效地润湿待脱除漆层表 面．同时助剂中含有与漆膜组成相同的官能团 －OH它可以与交联体系中的极性原子产生氢键作 用削弱树脂分子链段间的相互作用解除体系中的 部分物理交联点从而增加脱漆剂在有机涂层中的 扩散速率提高漆膜的溶胀起皱能力． 4 结论 本脱漆剂由 NaOH、CT MAB、柠檬酸钠和甘油 组成通过优化脱漆剂的配比确定脱漆剂的组成为 NaOH90～100g·L －1、CT MAB10g·L －1、柠檬酸钠 10g·L －1及甘油10g·L －1．该脱漆剂脱除马口铁表 面漆层仅用20min 左右且对基体不腐蚀．所用的 试剂原料易得有机试剂用量很小且挥发性和毒性 小可重复使用多次脱漆能力强环境友好． 参 考 文 献 ［1］ Li L SZhu RGuo H Jet al．Development of non-leaded freecutting steel by adding tin．J Univ Sci Technol Beijing2003 25（4）：312 （李联生朱荣郭汉杰等．以锡代铅研制环保型易切削钢． 北京科技大学学报200325（4）：312） ［2］ Somekawa MKaiso MMatsushima Yet al．Free cutting steels without lead addition．Kobe Res Dev200151（3）：13 ［3］ Cao LMuhlberger FAdam Tet al．Pyrolysis behavior of paint in car steel sheet recycling process．J Iron Steel Res200618（1）：54 （曹磊Muhlberger FAdam T等．汽车钢板回收冶炼过程中 涂覆油漆的裂变行为．钢铁研究学报200618（1）：54） ［4］ Shao R Q．Crown caps：the manufacture technology and standard．Food Ferment Ind19834：37 （邵瑞琦．皇冠盖：制造技术与标准．食品与发酵工业1983 4：37） ［5］ Du K M．Paint stripper and development in future．China Paint 200520（2）：43 （杜克敏．脱漆剂及其发展前景．中国涂料200520（2）：43） ［6］ Summerfield S R． Low-Toxicity Paint Stripper：US Patent 5990062．1999－11－23 ［7］ Zhou YXiong X C．Soluble stripper for aluminium alloy covering finishing applications．J Nanchang Inst Aeronaut Technol2001 15（1）：52 （周雅熊小超．铝蒙皮涂装施工用的水溶性脱漆剂．南昌航 空工业学院学报200115（1）：52） ［8］ Mike D．Development of a low-temperature methylene-chloridefree paint stripper．Met Finish199795（9）：58 ［9］ Harvey B H．Paint stripping with nontoxic chemicals．Met Finish199593（4）：34． ［10］ Wang M．Paint stripper in common use．Corros Prot200526 （8）：366 （王敏．常用脱漆剂．腐蚀与防护200526（8）：366） ［11］ Liu T QRen QGuo R．Effect of surfactants on the protecting corrosion for Ni and Fe．J Y angzhou Univ Nat Sci19992（2）：13 （刘天晴任谦郭荣．表面活性剂对镍和铁的缓蚀作用．扬 州大学学报：自然科学版19992（2）：13） ［12］ Kuang Y FReng H Y．Effects of hydroxycarboxylates on passivation of carbon steel in carbonate-bicarbonate buffer solution system．Corros Prot199718（2）：21 （旷亚非任海宇．羟基羧酸盐对碳酸盐体系碳钢钝化性能 的影响．腐蚀与防护199718（2）：21） 第6期 李仁勇等： 脱除马口铁表面漆层的无机碱性脱漆剂 ·603·