Способ для удаления краски с подложки

1 Настоящее изобретение относится к способу снятия краски с окрашенной подложки, в особенности с металлической подложки. Композиция для снятия краски включает водную фазу и органическую фазу. В рецептурах для снятия краски используют широкий круг органических растворителей. Наиболее эффективными растворителями являются хлорированные углеводороды, в особенности метиленхлорид. Однако по экологическим причинам желательно, чтобы содержание органических растворителей, в особенности хлорированных растворителей, было снижено. Настоящее изобретение позволяет понизить содержание используемых хлорированных растворителей и даже позволяет избежать использования таких растворителей. Известно использование воды в качестве активирующего соединения в композициях для удаления краски на основе органических растворителей. В таких композициях обычно используют низкие концентрации воды, например,ниже 10%. Описаны другие композиции для удаления краски, которые содержат и воду и органические растворители, не смешивающиеся с водой. Обычно добавляют эмульгаторы в таких количествах, чтобы образовалась эмульсия одной фазы в другой. Такие эмульсии устойчивы при хранении и не требуют разделения перед использованием. В другом варианте могут быть добавлены сорастворители, чтобы создать гомогенную однофазную систему. Некоторые примеры приведены, например, в патентах DE-A3325166, GB 1114220, ЕР-А-0611214 и US-A4619706. Было неожиданно найдено, что композиции для смыва краски, содержащие несмешивающиеся (т.е. лишь частично смешивающиеся) органический растворитель и воду, но которые не образуют эмульсию, могут быть использованы в качестве смывок для краски с очень полезными свойствами. По новому способу удаления краски с окрашенной поверхности подложки согласно изобретению, поверхность вводят в контакт с водной фазой двухфазной жидкой композиции для смывки, содержащей водную фазу, включающую воду, растворенное водорастворимое активирующее соединение и органический растворитель, имеющий растворимость в воде в интервале от 0,1 до 10 мас.% при 20 С, причем органический растворитель присутствует в водной фазе в концентрации, близкой к уровню насыщения (при температуре окружающей среды по способу), и содержащей также органическую фазу, включающую указанный органический растворитель, каковая органическая фаза находится в межфазном контакте с водной фазой. Авторы считают, что именно водная фаза смывочной композиции обеспечивает первичную функцию смывки, т.е. атакует краску на 2 поверхности подложки, делая возможным ее удаление. Было найдено, что некоторое термическое или механическое перемешивание может улучшить смывку. Это улучшение может быть обусловлено обеспечением некоторого контакта растворителя с подложкой. Фаза растворителя главным образом служит источником растворенного растворителя для водной фазы. С точки зрения непрерывного межфазного контакта, по мере того, как растворитель выводится из водной фазы за счет контакта с окрашенной поверхностью, он пополняется из фазы растворителя. Благодаря этому растворитель в водной фазе остается растворенным на уровне насыщения. Предпочтительно использовать органические растворители, которые имеют растворимость в воде при 20 С в интервале от 0,5 до 6,0 мас.%. Концентрация растворенного растворителя в водной фазе в ходе процедуры удаления краски может быть выше верхнего предела этого интервала, поскольку такое возможно для способов, проводимых в условиях, при которых растворимость растворителя в воде выше. Так,если способ осуществляется при повышенных температурах, концентрация органического растворителя в водной фазе может быть, по меньшей мере, на 50% выше, чем уровень насыщения при 20 С, например, по меньшей мере, на 100% выше или более. Органический растворитель может содержать хлорированные углеводороды, например, в сочетании с другими органическими растворителями. Таким образом это изобретение позволяет использовать более низкие концентрации хлорированных растворителей, когда используют сочетание такого растворителя и другого органического растворителя, с которым хлорированный растворитель является смешиваемым. Предпочтительно, однако, чтобы композиция для смывки не содержала хлорированных органических растворителей. Подходящими органическими растворителями являются, например, бензиловый спирт,метиленхлорид, двухосновный сложный эфир,который представляет собой кислородсодержащий растворитель, составленный из смеси метиловых эфиров глутаровой,сукциновой и адипиновой кислот или этил-3-этоксипропионата. Растворимость этих растворителей в воде составляет для бензилового спирта 3,3%, для метиленхлорида 1,32%, для двухосновного сложного эфира 5,6% и для этилэтоксипропионата 2,9%. Растворенное активирующее вещество,присутствующее в водной фазе композиции,используемой по изобретению, может быть любым соединением, которое увеличивает активность смывки краски. Такие вещества могут быть выбраны для конкретной краски, которая должна быть удалена, и/или для подложки, с которой краска должна быть удалена, для того, 3 чтобы обеспечить оптимальные характеристики удаления краски и/или минимизировать повреждение нижележащей подложки. Такое вещество часто может быть веществом, модифицирующим рН. Такие модификаторы рН могут быть кислотами, и у таких активированных кислотой систем наблюдались существенные преимущества. Кислотные активаторы обычно представляют собой органические кислоты, например, трихлоруксусную, алкилбензолсульфоновую, бензойную или молочную кислоту. Предпочтительно модифицирующим рН соединением является щелочь. Подходящими щелочами являются, например, гидроокиси щелочных металлов, гидроокиси щелочноземельных металлов, силикаты, например, щелочных металлов и органические основные соединения,такие как амины или соединения аммония. Другой тип активирующего вещества представляет окисляющий агент. Найдено, что окисляющие агенты улучшают поведение водной фазы. Одним примером окисляющего агента является перекись водорода. Другим примером является перманганат, обычно, перманганат калия. Кроме одного из вышеупомянутых активирующих веществ композиция может содержать вторичный активатор, такой как спирт,например спирт C1-4, предпочтительно метанол. Композиция для смывки краски может необязательно содержать поверхностно-активные вещества, обычно в малых количествах, таких,чтобы поверхностно-активное вещество не приводило к образованию эмульсии между несмешивающимися водной и органической фазами. Включение таких поверхностно-активных веществ может улучшить смачивание поверхности подложки. Подходящими поверхностноактивными веществами являются, например,алкилбензолсульфокислоты и фторсодержащие поверхностно-активные вещества. Поверхностно-активное вещество обычно присутствует в количестве менее чем 2 мас.%, более предпочтительно менее 1 мас.% в расчете на общую массу всей смывочной композиции. Когда активатор представляет собой модификатор рН, величина рН предпочтительно выше 9, более предпочтительно выше 10, или ниже 5, предпочтительно ниже 4. Настоящее изобретение особенно полезно в тех случаях,когда способ смывки использует технику погружения, по которой изделие, с которого должна быть смыта краска, погружают в ванну,содержащую смывочную композицию. В таких осуществлениях смывочная композиция обычно представляет двухфазную систему со сплошными верхним и нижним слоями. Предпочтительно нижний слой представляет слой органического растворителя, то есть органический растворитель предпочтительно имеет более высокую плотность, чем вода. При таком осуществлении изделие, с которого должна быть смыта 4 краска, погружают только в верхнюю водную фазу, а не в нижнюю органическую фазу. После погружения на достаточный период времени изделие извлекают из ванны. Ванну повторно используют для смывки краски со следующих изделий. Когда ванну используют повторно, обычно необходимо пополнять ванну, чтобы поддерживать требуемую смесь ингредиентов в верхней водной фазе. Было найдено, что и растворитель, и вода выводятся из ванны, в то время как в дополнение расходуются активирующее соединение и растворитель. Восполнение ванны является обязательным в изобретении, что привычно для пользователя. Таким образом, поскольку нижняя органическая фаза является источником растворителя для его растворения в верхней водной фазе, то когда объем верхней фазы уменьшается, можно восполнить его просто добавлением воды. В водной фазе поддерживается уровень насыщения растворителем, поскольку растворитель может переходить из органической фазы в водную фазу через межфазный слой. Концентрация активирующего соединения поддерживается на желаемом уровне непрерывной следящей системой и добавлением активирующего соединения или в чистом виде или в форме концентрированного подпитывающего раствора, обычно в воде. Можно использовать систему автоматической подпитки для поддержания общего объема и концентрации активирующего соединения в водной фазе. Общая концентрация воды в смывочной композиции в целом обычно находится в интервале от 50 до 99,5 мас.%, предпочтительно в интервале от 60 до 98 мас.%, более предпочтительно в интервале от 70 до 95%, и особо предпочтительно в интервале от 80 до 90 мас.%. Другое осуществление способа смывки по изобретению для неиммерсионных целей использует технику аппликации системы по месту, по которой смывочную композицию обычно наносят кистью, напылением или другими способами на окрашенную поверхность большой подложки. Поскольку такие поверхности могут включать и негоризонтальные поверхности, для того, чтобы быть уверенными, что требуемое количество смывочной композиции находится в контакте с окрашенной подложкой в течение достаточного периода времени, обычно желательно использовать загущенную композицию. Загущенные композиции могут включать сплошную водную фазу и дисперсную органическую фазу. Органический растворитель может переходить через поверхность раздела фаз,обеспечивая тем самым источник растворителя для водной фазы по первому осуществлению изобретения. Дисперсия может быть стабильной при хранении благодаря наличию загущенной сплошной водной фазы (в противоположность тому, что она является эмульсией дисперсной органической фазы в сплошной водной фазе). 5 Подходящие загустители для использования в этом осуществлении изобретения должны обеспечить загущающую способность по отношению к водной фазе в присутствии органического растворителя на уровне насыщения и в присутствии активирующего соединения. Хотя могут быть использованы загустители природного происхождения, такие как производные целлюлозы и крахмала, авторы настоящего изобретения установили, что лучшие поведение и стабильность могут быть достигнуты при использовании синтетических загустителей, например смешанных загустителей на основе акриловых соединений, таких как выпускаемые под торговой маркой Rheox или Rheovis. В другом варианте могут быть использованы неорганические загустители, такие как глины, например бентонит, и в особенности бентонит с обработанной поверхностью. В способе смывки по настоящему изобретению подложка после контакта со смывочной композицией в течение достаточного для освобождения от краски времени должна быть промыта для удаления смывочной композиции и удаленной краски. Когда подложку погружают в ванну смывочной композиции, изделие извлекают из ванны и промывают, например, погружением и/или распылением водой или водным промывочным раствором. Может быть желательно использовать распыление воды под давлением или применить другие вспомогательные механические средства, чтобы удалить снятую краску с подложки. Когда смывочную композицию накладывают по месту, ее смывают распылением воды или водного промывочного раствора, используя, например, распыление воды под давлением. Способ по настоящему изобретению может осуществляться в условиях температуры окружающей среды, комнатной температуры. В другом варианте температура смывочной композиции может быть повышенной, например,когда композицию используют при погружении. Так, ванна со смывочной композицией может быть нагрета до температуры, при которой повышается скорость смывки. Авторы настоящего изобретения нашли, что могут использоваться температуры в интервале от 40 до 90 С. Найдено, что в общем случае лучшие результаты достигаются, когда температуру поднимают выше 50 С или даже выше 60 С, хотя обычно не требуется поднимать температуру выше чем 80 С. При комнатных температурах обычно используют загущенные композиции. Когда композиция контактирует с подложкой при погружении, может быть желательным осуществлять механическое перемешивание основной массы смывки. Такое перемешивание,в общем, должно быть недостаточным для того,чтобы обеспечить устойчивость двухфазной смеси к разделению. Таким образом, хотя такое перемешивание и может привести к временному 6 образованию дисперсной фазы, эта диспергированная смесь фаз будет быстро разделяться на две фазы при прекращении механического перемешивания. Настоящее изобретение иллюстрируется следующими рабочими примерами. Пример 1. Смешивали следующие ингредиенты, мас.%: Бензиловый спирт 20 Вода 79,21 Силикат калия 0,79 Ингредиенты образуют двухфазную систему с бензиловым спиртом в нижней фазе и силикатом калия в верхней, водной фазе, которая содержит также бензиловый спирт по пределу растворимости при температуре окружающей среды. Использовали тестовые подложки из необожженной эпоксидной краски на алюминиевой подложке. При комнатной температуре удовлетворительное удаление краски достигалось за семь часов контакта при погружении подложек в верхний слой. При непрерывном использовании ванны она может пополняться до верха водой, тогда как бензиловый спирт все еще присутствует в нижней фазе. Содержание щелочи (силикат калия) может контролироваться подходящими методами, и его содержание, если необходимо,может восполняться. Было сделано два изменения вышеуказанной рецептуры, в одном из которых вводили 40%-ную (об.) перекись водорода в количестве 10 мас.%, а в другом из которых добавляли 5,0 мас.% перманганата калия (и дополнительно 5,0 мас.% воды) в качестве активаторов. Полученные композиции показали улучшенные свойства. Пример 2. Этот пример представляет композицию, которая содержит метиленхлорид, но в меньших концентрациях, чем в ранее применявшихся смывках на основе метиленхлорида. Смешивали следующие ингредиенты в указанных ниже количествах, мас.%: Вода 90 Алкилбензолсульфокислота 0,5 Метанол 2,0 Метиленхлорид 6,0 Трихлоруксусная кислота 1,5 Ингредиенты образуют двухфазную систему. Композиция способна удалить акриловую краску со стальных подложек за 6 часов при температуре окружающей среды (комнатной температуре). Пример 3. Этот пример показывает использование загущенной композиции по месту. Смешивали следующие ингредиенты,мас.%: Бензиловый спирт 35,0 Вода 62,31 Воск 1,0 Реолат 101 1,0 Силикат калия 0,69 Эту композицию наносили кистью на окрашенные поверхности. Было найдено, что указанная композиция смывает полиуретановую краску с алюминиевых подложек за время от двух до трех часов, акриловую краску с алюминиевых подложек за примерно два часа и эпоксидную краску с алюминиевых подложек за примерно два часа. Каждую смывную композицию удаляли с подложки после указанного периода времени и промывали, используя распыленную воду. Было найдено, что смывки не повреждают нижележащую металлическую поверхность, которая может быть затем перекрашена. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ удаления краски с поверхности подложки, где поверхность вводят в контакт с водной фазой двухфазной жидкой смывной композиции, включающей водную фазу, которая содержит воду, растворенное водорастворимое активирующее соединение и органический растворитель, включающий бензиловый спирт, причем органический растворитель присутствует в водной фазе в концентрациях около уровня насыщения (для условий окружающей среды для способа), и включающей также органическую фазу, содержащую указанный органический растворитель, при этом органическая фаза находится в межфазном контакте с водной фазой. 2. Способ по п.1, в котором температура композиции выше 20 С и органический растворитель присутствует в композиции в более высоких концентрациях, чем уровень насыщения при 20 С. 3. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором композиция свободна от хлорсодержащего растворителя. 8 4. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором активирующее соединение представляет собой модификатор рН. 5. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором рН выше 9. 6. Способ по п.5, в котором активирующее соединение выбирают из гидроокисей щелочного металла, гидроокисей щелочно-земельного металла, силикатов, например, щелочных металлов и органических основных соединений,таких как амины или соединения аммония. 7. Способ по любому из пп.1-4, в котором рН ниже 5. 8. Способ по п.7, в котором активирующее соединение представляет собой органическую кислоту, выбранную из трихлоруксусной кислоты, добановой кислоты, бензойной кислоты и молочной кислоты. 9. Способ по любому из пп.1-3, в котором активирующее соединение представляет собой окисляющий агент, предпочтительно перекись водорода или перманганат калия. 10. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором подложку погружают в ванну, содержащую смывную композицию, где ванна имеет два слоя жидкости - верхний слой,состоящий из указанной композиции, и нижний слой, содержащий органический растворитель. 11. Способ по п.10, в котором ванну пополняют после использования путем добавления воды и активирующего соединения. 12. Способ по п.10 или 11, в котором композиция в ванне находится при температуре в интервале 40-80 С. 13. Способ по любому из пп.1-9, в котором композиция содержит загуститель и ее применяют как покрытие для подложки. 14. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором обрабатываемую подложку промывают водой для удаления размягченной краски.