НИТРОЦЕЛЛЮЛОЗНО-ПОЛИУРЕТАНОВАЯ ЛАКОКРАСОЧНАЯ КОМПОЗИЦИЯ Российский патент 1994 года по МПК C09D101/18 C09D167/08 C09D101/18 C09D175/04 

Изобретение относится к лакокрасочным материалам, а именно к области разработок эмалей, предназначенных для защитно-декоративных покрытий изделий из дерева, металлических поверхностей, деталей машин, приборов, эксплуатируемых внутри помещений, в атмосферных условиях и агрессивных средах.

Расширение ассортимента эмалей за счет использования вновь синтезированных пленкообразователей обусловливается необходимостью замены эмалей, образующих покрытия с недостаточно высокой механической прочностью, атмосферостойкостью, коррозионной стойкостью в агрессивных средах.

Известны лакокрасочные композиции, представляющие собой суспензию пигментов в связующем из синтетических смол и органических растворителей, образуют покрытия с невысокой коррозионной стойкостью в агрессивных средах, с недостаточно высокими защитно-декоративными свойствами, механической прочностью, имеющие высокую температуру сушки.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является нитроцеллюлозная эмаль, предназначенная для окраски металлических и деревянных поверхностей изделий, эксплуатируемых в атмосферных условиях и внутри помещений. Она представляет собой суспензию пигментов в растворе коллоксилина и глифталевой смолы в смеси летучих органических растворителей с добавлением пластификаторов при следующем соотношении компонентов, мас.%: Коллоксилины лаковые 13,1
Смола невысыхающая
глифталевая (глицериновый
или триметилпропа-
новый полиэфир фталевой
кислоты, модифициро-
ванный синтетическими
жирными кислотами фр. С₁₀-С₁₃, С₁₀-С₁₆) 9,8
Пластификаторы: дибу-
тилфталат и касторовое масло 3,2
Паста сухая вальцо-
ванная "СВП" (пигмент
развальцованный с
коллоксилином, пласти-
фикатором и диспер- гатором) 9,2
Органические раство-
рители: ацетаты, спирты,
ароматические углево- дороды - толуол, ксилол 64,7
Недостатком данной композиции является то, что нитроцеллюлозные покрытия имеют невысокую эластичность при изгибе, недостаточную прочность к удару и низкую адгезию к грунту, а также недостаточно коррозионностойкие в агрессивных средах (растворы соли - NaCl, соды, мыла).

Задачей данного изобретения является создание эмали, образующей водо-, масло-, бензо-, атмосферо- и коррозионностойкие покрытия с высокими декоративными (блеск) и прочностными (эластичность, прочность к удару, твердость) свойствами, адгезией, выдерживающие длительное время резкие колебания температур от плюс 60 до минус 40^оС.

Поставленная задача достигается тем, что нитроцеллюлозополиуретановая композиция, включающая коллоксилин лаковый, полиэфир на основе фталевого ангидрида глицерина или триметилолпропана, модифицированный синтетическими жирными кислотами фракций С₁₀-С₁₃, С₁₀-С₁₆ - глифталевая смола 130, пластификатор, суховальцованная паста "СВП", смесь органического растворителя с органическим разбавителем, содержит в качестве пластификатора дибутилфталат и касторовое масло в соотношении 1:1, в качестве смеси органического растворителя и органического разбавителя смесь этилацетата, бутилацетата, толуола с этиловым и бутиловым спиртом в соотношении 3:1 и дополнительно продукт полиприсоединения полиокситетраметиленгликоля с толуилендиизоцианатом общей формулы
НО[(СН₂)₄О]_n[СОNН-С₆Н₃(СН₃)-
-NНСОО[(СН₂)₄)_n] _mН, где m = 6-10, n = 12-15, при следующем соотношении компонентов, мас. %: Коллоксилин лаковый 8,1-12,2 Глифталевая смола 130 - глицериновый или триме- тилолпропановый поли- эфир фталевой кислоты, мо- дифицированной синтети- ческими жирными кислота- ми фракции С₁₀-С₁₃, С₁₀-С₁₆ 8,8-12,0 Продукт полиприсоеди- нения полиокситетраме- тиленгликоля с толуилен- диизоцианатом 3,0-5,0 Суховальцованная паста "СВП" - пигмент, разваль- цованный с коллоксили- ном, пластификатором, диспергатором 8-11,2 Дибутилфталат и касто- ровое масло в соотно- шении 1:1 1,0-2,0
Смесь органического
растворителя и
органического раз-
бавителя в соотноше- нии 3:1 Остальное
Используемый новый компонент - термопластичный полиуретан представляет собой 30-45% -ный раствор линейного полиуретана на основе политетраметиленгликоля мол. массы 1000 и толуилендиизоцианата в бутилацетате. Торговое название ее "Пластур РК-0130" ТУ 84-750 9103.351-92. Условная вязкость раствора, определенная по ГОСТу 8420-74, на вискозиметре ВЗ-246 при температуре 20-0,5^оС, с диаметром сопла 6 мм, составляет 100-300 с. Формула термопластичного полиуретана (ТПУ):
НО(CН₂)₄О] ОСNН-С₆Н₃(СН₃)-NНСОО(СН₂)₄О] Н, где m = 6-10, n = 12-15.

Смесь растворителей и разбавителей взята в соотношении 3:1, также исходя из экспериментальных исследований. Состав, мас.%: Растворители: бутилацетат 35 этилацетат 15 толуол 25
Разбавители: спирт бутиловый 15 спирт этиловый 10
Продукт получают в две стадии:
I. Получение гранулированного термопластичного полиуретана (ТПУ).

II. Получение раствора ТПУ в бутилацетате.

На первой стадии в реактор с механической мешалкой загружают навески политетраметиленгликоля и толуилен- диизоцианата, рассчитанные исходя из мольного отношения СО/ОН, равного 0,98-1,02. Смесь вакуумируют при перемешивании и Р_ост. не менее 0,03 МПа в течение 30-40 мин, а затем сливают в металлические формы и термостатируют в течение 2 сут при 110-120^оС.

После термостатирования полученный продукт гранулируют и растворяют в бутилацетате при температуре 20-40^оС в соотношении ТПУ:бутилацетат 30:70 - 45: 55 (мас.ч.) при перемешивании в течение 4-6 ч до получения однородного прозрачного раствора.

Лакокрасочную композицию готовят по общепринятой для нитроцеллюлозных эмалей технологии в смесителе с роторно-струйной мешалкой, путем растворения в растворителе коллоксилина, пластура РК-0130, смолы 130, пластификаторов в течение 30-60 мин при комнатной температуре с последующим растворением СВП не менее 90 мин и доведения эмали до требуемых норм по цвету, внешнему виду, вязкости, блеску за счет корректировки состава.

Лакокрасочную композицию наносят на предварительно загрунтованную чистую сухую поверхностью кистью, валиком, пневматическим распыливанием, наливом, окунанием до 3 слоев.

В табл. 1 приведены примеры компонентного состава лакокрасочных композиций.

В табл. 2 приведены свойства лакокрасочных композиций и покрытий на их основе, в сравнении с известным примером.

Использование: для защитно-декоративных покрытий изделий из дерева, металлических поверхностей, деталей машин, приборов, эксплуатируемых внутри помещений, в атмосферных условиях и агрессивных средах. Сущность изобретения: композиция содержит, % : коллоксилин лаковый 8,1 - 12,2, глифталевая смола 8,8 - 12,0, продукт полиприсоединения полиокситетраметиленгликоля с толуилендиизоцианатом общей формулы HO(CH₂)₄O)_n-[CONH-C₆H₃(CH₃)NHCOO[(CH₂)₄)_n]_mH , где m = 6 - 10, n = 12 - 15, 3 - 5, суховальцованная паста "СВП" 8,8 - 11,2, пластификатор - дибутилфталат и касторовое масло в соотношении 1 : 1, смесь органического растворителя и органического разбавителя при соотношении 3 : 1 - остальное. Композицию готовят по общепринятой для НЦ эмалей технологии в смесителе с роторноструйной мешалкой. Характеристика свойств: эластичность при изгибе 1 мм, стойкость к воздействию переменных температур от 60 до минус 40°С - 40 циклов (без изм.). 2 табл.

НИТРОЦЕЛЛЮЛОЗНО-ПОЛИУРЕТАНОВАЯ ЛАКОКРАСОЧНАЯ КОМПОЗИЦИЯ, включающая коллоксилин лаковый, полиэфир на основе фталевого ангидрида, глицерина или триметилолпропана, модифицированный синтетическими жирными кислотами фракции C₁₀ - C₁₃, C₁₀ - C₁₆, -глифталевая смола 130, пластификатор, суховальцованную пасту "СВП" на основе пигмента, развальцованного с коллоксилином, пластификатором и диспергатором, смесь органического растворителя с органическим разбавителем, отличающаяся тем, что композиция содержит в качестве пластификатора дибутилфталат и касторовое масло в соотношении 1 : 1, в качестве смеси органического растворителя с органическим разбавителем смесь этилацетата, бутилацетата, толуола с этиловым и бутиловым спиртом при соотношении растворителя и разбавителя 3 : 1 и дополнительно продукт полиприсоединения полиокситетраметиленгликоля с толуилендиизоцианатом общей формулы
HO(CH₂)₄OCONH-C₆H₃(CH₃)-NHCOO(CH₂)H ,
где m = 6 - 10;
n = 12 - 15,
при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Коллоксилин лаковый 8,1 - 12,2
Глифталевая смола 130 8,8 - 12,0
Продукт полиприсоединения 3 - 5
Суховальцованная паста "СВП" 8,8 - 11,2
Пластификатор 1 - 2
Смесь органического растворителя с органическим разбавителем в соотношении 3 : 1 Остальное