Изобретение относится к лакокрасочной промышленности, а именно к водно-дисперсионным грунтовкам, используемым для получения защитно-декоративных покрытий на металле, дереве, бетоне, цементно-стружечных, древесно-стружечных плитах и пористых материалах.
Известна грунтовка на основе водной дисперсии полимера, модифицированной фенолформальдегидной смолой, включающая пигменты, ингибитор коррозии, наполнители, поверхностно-активное вещество [1].
Известная грунтовка сложна в приготовлении, имеет низкую стабильность, т. е. быстро расслаивается, а при хранении и транспортировке при низких температурах (-5-40оС) коагулирует.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому составу грунтовки является состав водно-дисперсной краски, включающий, мас.%:
Латекс бутадиен- стирольный 20-32 Мел природный 8-20
Мочевиноформаль- дегидная смола 1,5-2,0 Уайт-спирит 4-5 Белила цинковые 3-8 Диатомитовый порошок 9-25 Жидкое стекло 6-8 Вода Остальное [2].
В известном составе водно-дисперсионной краски латекс выполняет роль связующего, цинковые белила пигментом, диатомит и мел - наполнителем, жидкое стекло - загустителем, а мочевиноформальдегидная смола - антифризом. Причем, бутадиен-стирольный латекс предварительно стабилизирован казеипатом аммония или тринатрийфосфат и ОП-7 (ОП-10).
Недостатком указанной композиции является нестабильность ее при хранении и транспортировке при низких температурах, невысокие механические и антикоррозионные свойства.
Невысокая стабильность известной композиции связана с тем, что жидкое стекло под действием оксидов металлов, кислот и щелочей может коагулировать, что приводит к расслаиванию системы в процессе хранения и транспортировке.
Кроме того, существует возможность деструкции латекса под действием оксидов металлов и воды. Это также снижает стабильность системы.
Невысокие механические и антикоррозионные свойства обусловлены растрескиванием получаемого покрытия при эксплуатации в условиях низких температур.
Технической задачей изобретения является повышение стабильности грунтовки при хранении и транспортировке при низких температурах (-5-40оС) и улучшение механических и антикоррозионных свойств при эксплуатации.
Технический результат достигается тем, что известная грунтовка, содержит бутадиен-стирольный латекс, водную дисперсию синтетического полимера, пигмент-наполнитель, жидкое стекло, модифицированное диоксидом кремния, бутадиеновый или хлоропреновый, или натуральный латекс, диоксид хрома, тетраэтоксисилан и дипентен при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Латекс бутадиен- стирольный 20-40
Водная дисперсия полимерной смолы 13-10 Пигмент-наполнитель 10-20
Жидкое стекло, моди-
фицированное диоксидом кремния 4-7
Латекс бутадиеновый или хлоропреновый 20-40
или натуральный диоксид хрома 2-4 Тетраэтоксисилан 1-2 Дипентен 3-4
В качестве пигментов-наполнителей используют оксиды металлов, таких например, как диоксид титана ТiО2, оксид цинка ZnО, или металлический порошок, например, алюминиевую пудру, а также мел и др. Указанные вещества относятся к активным наполнителям, которые не только придают лакокрасочным материалам свойство укрывистости, но проявляют также свойство вулканизаторов, способствуя "сшиванию" макромолекул латексов и смол, что повышает прочностные характеристики грунтовки. Одновременно грунтовка приобретает цвет (белый или серебристый).
Применение в составе грунтовки жидкого стекла, модифицированного диоксидом кремния, продиктовано необходимостью предотвращения нежелательного процесса коагулирования жидкого стекла под действием кислот, оксидов, щелочей. Обработка жидкого стекла диоксидом кремния способствует повышению кремнеземистого модуля жидкого стекла и, соответственно, его устойчивости к воздействию различных веществ. Это приводит к повышению стабильности всей композиции.
Применение в составе грунтовки латексов двух видов - бутадиен-стирольного и дополнительно бутадиенового или хлоропренового, или натурального к водной дисперсии полимерной смолы позволяет достичь высоких механических (прочность на удар, эластичность) и химических свойств грунтовки.
Содержание в составе грунтовки диоксида хрома, тетраэтоксисилана и дипентена позволяет повысить стабильность композиции и улучшить химические свойства грунтовки. Так, например, диоксид хрома предотвращает окисление активных наполнителей в контакте с латексом и смолой.
Тетраэтоксилан вводят для повышения водостойкости, поскольку добавление в композицию грунтовки металлов или оксидов металлов ухудшает это свойство. Кроме того, тетраэтоксисилан проявляет свойства диспергатора и эмульгатора, что повышает стабильность грунтовки, а также пеногасителя.
Дипентен стабилизирует грунтовку при хранении и транспортировке при низких температурах, предотвращая деструкцию полимера в процессе эксплуатации.
Для приготовления грунтовки по заявляемому техническому решению применялись следующие выпускаемые отечественной промышленностью материалы:
Латекс бутадиен-стирольный СКС 65 ГП ГОСТ 10564-75
Латекс бутадиеновый СКД-1 с ГОСТ 1160479
Латекс хлоропреновый Л-7 ТУ 6.01.782-73
Латекс натуральный
Карбамидоформальдегидная смола КФЖ ГОСТ 14231-88 45-50%
Поливинилацетатная дисперсия ГОСТ 18992-80 45-50%
Жидкое стекло (натриевое или калиевое) ГОСТ 13078-81
Диоксид кремния (белая сажа) ГОСТ 1807-78
Тетраэтоксисилан ГОСТ 26371-84
Алюминиевая пудра ГОСТ 5494-71
Окись цинка (белила цинковые) БС ГОСТ 202-84
Двуокись титана ГОСТ 9808-84
Окись хрома ГОСТ 2912-79
Дипентен ГОСТ 1531-81
Мел
Для получения сравнительных данных и обоснования сущности предлагаемого изобретения были изготовлены 3 состава грунтовок.
П р и м е р 1. Грунтовку по заявляемому техническому решению готовили следующим образом.
Предварительно наполнитель (алюминиевую пудру) подвергали теплообработке при 200оС в течение 30 мин.
В бутадиен-стирольный латекс марки СКС 65 ГП (37 мас.%) добавляли 20 мас. % хлоропренового латекса марки Л7 и 13 мас.% водоразбавляемой полимерной дисперсии карбамидоформальдегидной смолы КФЖ и перемешивали до однородной консистенции.
Одновременно осуществляли модификацию жидкого стекла диоксидом кремния (белый сажей ВС 100). Для этого к 4 мас.% жидкого стекла добавляли 3 мас.% диоксида кремния и перемешивали до однородного состояния.
Приготовленное таким образом жидкое стекло при постоянном перемешивании вводили в смесь латексов со смолой. В полученную загущенную композицию добавляли 2 мас.% диоксида хрома, 1 мас.% тетраэтоксисилана, 3 мас.% дипентена и перемешивали до однородной массы. Непосредственно перед применением грунтовки в нее добавляют 20 мас.% алюминиевой пудры.
В условиях аналогичных примеру 1, готовили композиции грунтовки в примерах 2-3 с варьированием соотношений компонентов (см. таблицу).
Образцы грунтовки по заявляемому техническому решению и по решению, взятому за прототип, подвергались испытаниям на стабильность хранения во времени и при охлаждении, а также определялась вязкость грунтовки по ВЗ-246 по ГОСТ 8784-75. Для определения стабильности композиции грунтовки по примерам 1-4 хранили в течение 72 ч при 18±2оС. Затем они охлаждались до -20оС и выдерживались при этой температуре 12 ч. Результаты визуального наблюдения и измерения вязкости представлены в таблице.
Образцы грунтовок по примерам 1-4 подвергались также испытаниям на адгезионные свойства по ГОСТ 15140-78, устойчивость к действию электролита по ГОСТ 21065-75, прочность пленки к ударным нагрузкам по ГОСТ 4765-73 и эластичность по ГОСТ 4765-73.
Для этого на металлические пластины из стали ЗКП 1 по ГОСТу 14918-80 размерами 70х100х1 мм наносилась соответствующая грунтовка, а затем эмали различных марок: пентафталевую ПФ-115 ГОСТ 6464-76, глифталевую ГФ-163 ГОСТ 5971-66, меламиноалкидную МЛ-12 ГОСТ 9754-76. Причем грунтовка по примерам 1-3 предварительно выдерживалась при отрицательных температурах. Результаты измерений представлены в таблице.
Использование: лакокрасочная промышленность для получения защитных покрытий на металле, дереве, бетоне и др. Сущность изобретения: грунтовка, включающая бутадиенстирольный латекс 20 - 40%;; водная дисперсия синтетического полимера 10 - 13%; пигмент-наполнитель 10 - 20%; жидкое стекло, модифицированное диоксидом кремния 4 - 70%; латекс бутадиеновый или хлоропреновый, или натуральный 20 - 40%, окись хрома 4 - 7; тетраэтоксисилан 1 - 2; дипентен 3 - 4. 1 табл.
ГРУНТОВКА, включающая бутадиенстирольный латекс, водную дисперсию синтетического полимера, пигмент-наполнитель, жидкое стекло, отличающаяся тем, что в качестве водной дисперсии синтетического полимера она содержит поливинилацетатную дисперсию или дисперсию карбамидоформальдегидной смолы, в качестве жидкого стекла - жидкое стекло, модифицированное диоксидом кремния, и дополнительно латекс бутадиеновый, или хлоропреновый, или натуральный, окись хрома, тетраэтоксисилан и дипентен при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Бутадиенстирольный латекс 20 - 40
Водная дисперсия синтетического полимера 10 - 13
Пигмент-наполнитель 10 - 20
Жидкое стекло, модифицированное диоксидом кремния 4 - 7
Латекс бутадиеновый, или хлоропреновый, или натуральный 20 - 40
Окись хрома 2 - 4
Тетраэтоксисилан 1 - 2
Дипентен 3 - 4
| Водно-дисперсионная краска | 1987 |
|
SU1432079A1 |
| Разборный с внутренней печью кипятильник | 1922 |
|
SU9A1 |
