КРАСЯЩИЙ СОСТАВ Российский патент 1997 года по МПК C09D167/06 

Изобретение относится к красящим составам и может быть использовано в производстве эмалей на основе алкидных смол.

Широко известно использование поверхностно-активных соединений при диспергировании пигментов в органических связующих.

Задачу стабилизации красящих составов решают различными способами: предварительной обработкой пигментов поверхностно-активными веществами в подходящих растворителях с их последующим удалением или введением специальных поверхностно-активных веществ непосредственно в раствор алкидной смолы с последующим смешением с пигментом.

Известен способ предотвращения комкования пигментного диоксида титана и улучшения его диспергируемости в жидких средах, согласно которому исходный диоксид титана обрабатывают этаноламином или его оксалатом (диэтиламином или его оксалатом) и многоатомными спиртами /1/.

Недостатком способа является то, что такая операция проводится как отдельная стадия в среде жидкого носителя. Эта операция влечет за собой дополнительную стадию освобождения пигмента от растворителя и повторного диспергирования пигмента в растворе алкидной смолы.

Известен красящий состав, включающий смолу типа сложного эфира, содержащую ≥ силильную группу формулы X_(3-a)Si(R₁)_a-CH(R₂-, триалкилформиат или гидролизующее кремнийорганическое соединение, пигмент и наполнитель /2/.

Недостатком является жесткое ограничение в выборе смолы для получения устойчивого красящего состава, поскольку требуется смола вполне определенной структуры, а также его многокомпонентность.

Известен лакокрасочный материал, включающий полиэфирную смолу и аминосмолу, четвертичную аммониевую соль и органическую сульфокислоту /3/.

Недостатком указанного состава является одновременное присутствие в нем катионоактивного и анионоактивного поверхностно-активных веществ, способных реагировать между собой и в некоторых случаях аннигилировать действие друг друга, вследствие чего стабильность красящего состава снижается /4/.

Для диспергирования и стабилизации пигментов в алкидных смолах рекомендуются катионоактивные поверхностно-активные вещества, например цетилтриметиламмоний хлористый /5/.

Недостатком цетилтриметиламмония хлористого, используемого в качестве стабилизатора диоксида титана, является его низкая активность, не обеспечивающая достаточной стабильности краски на основе ненасыщенных алкидных смол.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является красящий состав, включающий стабилизатор 13 28% полиэтиленового воска с кислотным числом 0 50 с темпер. размягчения 90^o-120^oC, окисленного полиэтилена с кислотным числом 10 20, 0,3 10% соли алкилсульфата (децилсульфат, лаурилсульфатнитрил, натриевая соль 1-гексадецилсульфокислоты и др), 0,3 10% соли продукта реакции поливалентной неорганической кислоты и жирного сложного эфира, 70 95% органического растворителя или воды] алкидную смолу и пигмент /6/.

Композицию стабилизатора вводят в алкильную смолу при диспергировании пигментов.

Недостатком указанного состава является его многокомпонентность и сложность приготовления (необходимость приготовления стабилизатора в инертной атмосфере).

Задача, решаемая настоящим изобретением, разработать красящий состав на основе алкидных смол, удовлетворяющий технологическим требованиям, включающий минимум компонентов и простой по способу приготовления.

Решение задачи достигается тем, что красящий состав, включающий алкидную смолу в виде полиэфирного лака, диоксид титана и стабилизатор, в качестве стабилизатора содержит моно- и/или диэтиламиды жирных кислот общей формулы RCON(R²)CH₂CH₂OH, где R-C₁₀-C₁₅ алкил, а R² водород или -CH₂CH₂OH, при следующем соотношении компонентов, масс. ч.

полиэфирного лака 100
диоксид титана 5 20
стабилизатор 0,05 2,0
Нижним пределом содержания диоксида титана принято 5 масс. ч. на 100 масс. ч. пролиэфирного лака. При более низком содержании диоксида титана снижается укрывистость краски.

Верхним пределом содержания диоксида титана принято 20 масс. ч. диоксида титана. При более высоком содержании диоксида титана резко возрастает вязкость краски, что не позволяет использовать ее на лаконаливных машинах.

Нижним пределом содержания стабилизатора принято 0,01 масс. ч. на 1 масс. ч. диоксида титана. При более низком содержании стабилизатора снижается седиментационная устойчивость краски.

Верхним пределом содержания стабилизатора принято 0,1 масс. ч. на 1 масс. ч. диоксида титана. При более высоком содержании стабилизатора увеличивается время отверждения краски, что не дает возможности использовать ее в непрерывном производстве, в частности, при окраске мебельных щитов на лаконаливных машинах.

Разработаны два способа приготовления полуфабриката белой эмали на основе алкидных смол.

1 Способ: в подходящую емкость загружают необходимое количество алкидной смолы в виде полиэфирного лака, добавляют моноэтаноламид или диэтаноламид жирной кислоты в количестве, указанном выше, и смесь обрабатывают ультразвуком до получения прозрачного раствора. К полученному раствору добавляют необходимое количество диоксида титана и смесь перемешивают ультразвуком в течение нескольких минут. Получают полуфабрикат белой эмали, который испытывают на седиментационную устойчивость.

2 Способ: в шаровую мельницу загружают рассчитанные количества полиэфирного лака, стабилизатора и диоксида титана. Мельницу герметизируют и ведут диспергирование в течение не менее 48 часов. По окончании диспергирования смесь фильтруют через капроновую ткань с ячейкой 40 мкм. Получают полуфабрикат белой эмали, который подвергают испытанию на седиментационную устойчивость.

Седиментационную устойчивость полуфабриката белой эмали определяют следующим образом. Полуфабрикат белой эмали выливают в пробирку внутренним диаметром 18 мм и высотой 250 мм и оставляют в покое на 5 суток. По истечении указанного времени замеряют высоту слоя отстоявшейся жидкости и общую высоту столба, занимаемого полуфабрикатом. Отношение высоты слоя отстоявшейся жидкости к общей высоте столба полуфабриката, умноженное на 100, является мерой седиментационной устойчивости полуфабриката, выраженной в процентах.

Пригодность полуфабриката для приготовления белой эмали и соответствие эмали требованиям технических условий (время отверждения и вязкость по ВЗ-4) определяют по ТУ 6-10-791-79.

Пример 1. В стеклянный стакан загружают 50,0 г полиэфирного лака ПЭ-246, 0,05 г моноэтаноламида лауриновой кислоты и смесь перемешивают ультразвуком до получения прозрачного раствора. К полученному раствору добавляют 5,0 г диоксида титана и перемешивают ультразвуком в течение 2 минут. Получают полуфабрикат белой полиэфирной эмали, который подвергают испытаниям, как указано выше.

Устойчивость полуфабриката 100%
Время отверждения эмали 15 минут
Вязкость эмали 35 с
Аналогично готовят и испытывают эмаль на основе полиэфирного лака ПЭ-265 и ПЭ-250.

Пример 2. В шаровую мельницу загружают 3000,0 г полиэфирного лака ПЭ-246, 600,0 г диоксида титана, 60,0 г смеси моноэтаноламидов, полученных взаимодействием моноэтаноламина с метиловыми эфирами синтетических жирных кислот фракции C₁₀-C₁₃, шаровую мельницу герметизируют и ведут диспергирование смеси в течение 48 часов. По окончании диспергирования полуфабрикат эмали фильтруют через капроновую ткань с ячейками 40 мкм. Фильтрат подвергают испытаниям на седиментационную устойчивость, время отверждения и вязкость, как указано выше.

Устойчивость полуфабриката 100%
Время отверждения 30 минут
Вязкость 55 с
Полуфабрикат эмали характеризуется повышенной вязкостью и в некоторых случаях, для доведения вязкости до значений, регламентируемых условиями его применения, требуется разбавление растворителями.

Свойства полуфабрикатов эмали, полученных при других соотношениях компонентов, приведены в таблице 1.

Использование: для производства эмалей. Сущность изобретения: красящий состав содержит полиэфирный лак - раствор ненасыщенной полиэфирной смолы в стироле 100,0 ч, диоксид титана 5,0 - 20,0 ч, стабилизатор - моно- и/или диэтиламиды жирных кислот общей формулы RCON (R²) - CH₂CH₂OH, где R - алкил C₁₀-C₁₅, R² - водород или -CH₂-CH₂OH группа - 0,05 - 2,0 ч. Состав готовят либо простым смешением полиэфирного лака, стабилизатора и диоксида титана с последующим диспергированием, либо сначала смешивают полиэфирный лак со стабилизатором, обрабатывают смесь ультразвуком до получения прозрачного раствора, добавляют диоксид титана и смесь перемешивают ультразвуком. Характеристики свойств: устойчивость полуфабриката 100%, время отверждения эмали на его основе 10 - 30 мин, вязкость по B3-4 35 - 55 сек. 1 табл.

Красящий состав, включающий полиэфирный лак раствор ненасыщенной полиэфирной смолы в стироле и диоксид титана, отличающийся тем, что он дополнительно содержит стабилизатор моно- и/или диэтаноламиды жирных кислот общей формулы RCON(R²)-CH₂CH₂OH, где R алкил С₁₀ С₁₅, R² водород или -СН₂СН₂ОН- группа при следующем соотношении компонентов, мас.ч:
Полиэфирный лак 100
Диоксид титана 5 20
Стабилизатор 0,05 2,0й