НИТРОЦЕЛЛЮЛОЗНЫЙ МАТОВЫЙ ЛАК Российский патент 1997 года по МПК C09D101/18 C09D101/18 C09D167/08 C09D175/08 C09D101/28 

Изобретение относится к производству матовых нитроцеллюлозных лаков воздушной сушки, которые могут быть использованы для отделки мебели и других изделий из древесины, эксплуатируемых как внутри, так и вне помещений.

Существует ряд способов получения матовой поверхности, основным из которых является добавление в глянцевый нитролак компонентов, несовмещающихся с нитроцеллюлозой.

Для этой цели часто используют металлические соли жирных кислот, в основном стеараты цинка и алюминия /1/. Однако стеараты снижают твердость лаковой пленки и придают ей некоторую мутность. Прозрачность пленок мебельного покрытия является важным свойством, т.к. позволяет выявить структуру дерева. Кроме того, для оказания необходимого матирующего действия стеараты требуют длительного растворения. Неполное растворение приводит к образованию твердого осадка при хранении лака.

Матовые пленки также можно получить диспергированием в лаке мелких частиц кремнезема (аэросила). Т.к. коэффициент преломления кремнезема примерно равен коэффициенту преломления пленкообразователя, то он не окрашивает пленку и не придает ей мутности. Известна лаковая композиция /2/, содержащая следующие компоненты, мас.

Коллоксилин 24
Жирная алкидная смола 3
Аэросил 2
ДОФ 2
Растворитель 69
Использование в качестве матирующей добавки аэросила имеет свой недостаток. Чтобы лакированная поверхность не получилась шероховатой, частицы аэросила должны быть очень мелкими и даже коллоидальных размеров. Но чем меньше размеры частиц, тем труднее равномерно распределить его в лаке. Недостаточно тщательное распределение дает хорошую матовость, но при хранении лака происходит образование твердого осадка, что является одной из важнейших проблем при использовании матовых лаков. Сильное диспергирование частиц кремнезема приводит к повышению вязкости лака.

В литературных источниках имеются данные об использовании сложных матирующих агентов. В частности, приводится состав /3/ для матовой отделки древесины, включающий полиэфирмалеинатную смолу (ПЭМ), стирол, ускоритель, инициатор и матирующую добавку. В качестве матирующей добавки используют продукт взаимодействия аэросила, 3%-го раствора парафина в стироле и стеарокса при их молекулярном соотношении (15 25) (65 78) (8 12) соответственно при следующем содержании компонентов в данной композиции (ч):
ПЭМ 60 80
Стирол 20 40
Ускоритель 2 6
Инициатор 0,5 3
Матирующая добавка 0,5 2
Известен также матовый лак /4/, полученный смешением нитроцеллюлозного лака с матирующим агентом, в качестве которого используют полуфабрикатный лак МЛ-2111 на основе алкидной и мочевинно-меламиноформальдегидной смол, разбавляемым перед нанесением органическим растворителем с добавлением отвердителя кислотного типа при следующем соотношении компонентов, мас.ч.

Нитроцеллюлозный лак 100
Полуфабрикатный лак МЛ-2111 10 40
Органический растворитель 10 25
Отвердитель кислотного типа 1 6
Приведенные составы /3, 4/ являются отверждаемыми, а процесс отверждения требует либо длительного времени выдержки, либо высокой температуры, кроме того, они являются двухупаковочными, что усложняет их применение, а при смешении с отвердителем имеют малую жизнеспособность.

Из матовых лаков воздушной сушки наиболее распространен мебельный лак НЦ-243 /5/, который наиболее близок по технической сущности и достигаемому результату к изобретению и принят за прототип. Матовый эффект в данном случае достигается использованием полиэтиленового воска при следующем соотношении компонентов, мас.

Коллоксилин 10
Смола 188 6
Смола КМ 4
ДБФ 2
Масло касторовое 2
Матирующая добавка 3,6
Растворители 72,4
Недостатками указанного лака как и всех, содержащих воскообразные вещества, являются низкая твердость и эластичность покрытия, образование жирной поверхности (частичная эксудация воскообразных веществ). Кроме того, процесс изготовления усложняется растворением полиэтиленового воска в токсичном растворителе при повышенной температуре (70^oC). Наиболее существенный недостаток образование в процессе хранения труднодиспергируемого осадка.

Целью изобретения является создание матового лака, обладающего повышенной твердостью и эластичностью покрытия, улучшенными эксплуатационными характеристиками, не образующего осадка при хранении.

Поставленная цель достигается тем, что лаковая композиция, включающая коллоксилин лаковый, смолы, пластификатор, смесь органических растворителей, содержит матирующий агент, в качестве которого используют термопластичный полиуретан и этилцеллюлозу в соотношении 30:70 50:50, при этом соотношение компонентов в лаке следующее, мас.

Коллоксилин лаковый 7,0 10,0
Алкидная смола 130 4,0 5,5
Раствор эфира канифоли 4,0 5,5
Диоктилфталат 3,0 5,0
Термопластичный полиуретан 3,0 4,0
Этилцеллюлоза 4,0 7,0
Смесь органических растворителей 68,0 70,0
(N 647, 648)
Алкидная смола 130 аклидная смола на основе глицерина или триметилпропана и фталевой кислоты, модифицированная синтетическими жирными кислотами фракций C₁₀-C₁₃ или C₁₀-C₁₆.

Раствор эфира канифоли раствор глицеринового эфира абиетиновых кислот общей формулы C₁₉H₂₉COOH в ксилоле или толуоле с массовой долей нелетучих веществ 48 52%
Термопластичный полиуретан продукт взаимодействия полиокситетраметиленгликоля с толуилендиизоцианатом общей формулы:
HO[(CH₂)₄O]_n - [CONH-C₆H₃(CH₃)NHCOO [(CH₂)₄)_n]_mH,
Где
n 6 10, m 12 15.

В табл. 1 приведены предлагаемые лаковые композиции.

В табл.2 приведены характеристики лаковых покрытий в сравнении с известным составом.

Из табл.2 видно, что предлагаемые лаковые композиции при содержании компонентов в указанных пределах обладают более высокой эластичностью и твердостью по сравнению с прототипом.

Композиции с запредельными значениями имеют пониженную твердость и эластичность покрытия. Увеличение содержания этилцеллюлозы выше указанного предела приводит к повышению вязкости лака, покрытия с меньшим количеством матирующей добавки обладают недостаточным матовым эффектом.

Из табл. 2 также видно, что предлагаемые композиции имеют лучшие эксплуатационные характеристики по сравнению с прототипом и обладают более высокой скоростью воздушной сушки.

Изобретение относится к лакокрасочной промышленности, в частности, к производству матовых лаков для отделения мебели и других изделий из древесины. Целью изобретения является создание нового матового нитроцеллюлозного лака с повышенными декоративно-защитными характеристиками (твердость, эластичность), улучшенными эксплуатационными свойствами (водо-, тепло-, морозостойкость), стабильного при хранении (исключение образования твердого труднодиспергируемого осадка), отличающегося простотой изготовления и высокой скоростью воздушной сушки. Лак готовят следующим образом. Эфиры целлюлозы (коллоксилин, этилцеллюлозу) смачивают смесь органических растворителей, добавляют смолы и полиуретан, вводят пластификатор и перемешивают до полного растворения. Изготовление лака осуществляют в смесителях цилиндрического типа с рамной, якорной или роторно-струйной мешалкой при комнатной температуре. 2 табл.

Нитроцеллюлозный матовый лак, включающий коллоксилин лаковый, алкидную смолу, пластификатор, матирующую добавку, смесь органических растворителей, отличающийся тем, что он содержит в качестве алкидной смолы алкидную смолу на основе глицерина или триметилолпропана и фталевой кислоты, модифицированную синтетическими жирными кислотами фракции C_1 0 C₁₃, C_1 0 C_1 6, в качестве пластификатора диоктилфталат, в качестве матирующей добавки термопластичный полиуретан - продукт взаимодействия полиокситетраметиленгликоля с толуилендиизоцианатом и этилцеллюлозу в соотношении 30:70 50:50 и дополнительно раствор эфира канифоли, при следующем соотношении компонентов, мас.

Коллоксилин лаковый 7 10
Алкидная смола 4,0 5,5
Раствор эфира канифоли 4,0 5,5
Термопластичный полиуретан 3 4
Этилцеллюлоза 4 7
Диоктилфталат 3 5
Смесь органических растворителей 68 70п