ГРУНТОВКА ДЕТОКСИЦИРУЮЩАЯ Российский патент 1997 года по МПК C09D129/04 C09D5/12 C09D129/04 C09D101/26 

Изобретение относится к защитным покрытиям материалов и конструкций, включающих формальдегидсодержащие смолы.

Актуальной и до настоящего времени не полностью решенной является проблема эффективности снижения уровня выделения формальдегида (ФА) в воздушную среду через поверхность материалов и конструкций, включающих отвержденные формальдегидсодержащие смолы.

Известны технические решения по связыванию выделяющегося ФА из материалов и конструкций защитными составами. Однако в большинстве случаев не указываются методы определения ФА, что не позволяет судить о достоверности полученных результатов.

Известно двухслойное покрытие для снижения уровней выделения формальдегида из древесностружечных плит (ДСП) по следующему способу: грунтовка на основе алкидной смолы (128 г/м²) + поверхностное покрытие на основе латекса (163 г/м²); грунтовка на основе алкидной смолы (133 г/м²) + поверхностное покрытие из алкидной смолы (138 г/м²); грунтовка из латекса (175 г/м²) + поверхностное покрытие из латекса (153 г/м²) [1]
Применение этого покрытия привело к снижению концентраций формальдегида в 5 раз по сравнению с исходной, необработанной ДСП.

Известна защитная краска с добавкой 4 мас. мочевины, которая снижает концентрацию формальдегида в 2 раза в воздухе над ДСП по сравнению с исходной необработанной ДСП. (Mohl H.R. Suction and Separation mefhod for deter mination of formaldehyde emission from wood. Based materials, as well as for geneval air analysis: part 3. Test results: Holz als Roh-und Werkst; 1979, N 37, p.397-405.)
Однако описанные аналоги не позволяют существенно снижать уровень выделения формальдегида из материалов и конструкций до уровня ПДК, принятой в России (0,010 мг/м³).

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является [2] В указанном прототипе описано защитное покрытие грунтовка детоксицирующая следующего состава, мас. полиакриламид 2-5; аммиак 5-15; полиэтиленгликоль 0,5-3,0 и в качестве оригинальной добавки 0,5-3,0 натриевой соли додецилбензилсульфоната или натриевой соли сульфированных спиртов; остальное вода. Толщина слоя грунтовки составляет 0,1-2,0 мм. Согласно прототипу концентрация формальдегида в воздухе над образцом материала, покрытого защитным составом, снижается от уровня 8,0-13,3 мг/м³ (для необработанного материала) до уровня 0,24-0,66 мг/м³. Достигнутая в прототипе эффективность защитного состава недостаточна, так как ПДК для формальдегида в жилых помещениях для европейских стран составляет 0,100-0,150 мг/м³, а для России 0,010 мг/м³.

Целью изобретения является повышение защитного действия покрытия. Эта цель достигается тем, что грунтовка детоксицирующая для защитного покрытия материалов и конструкций, включающих формальдегидсодержащие смолы, полимерные связующие и добавки, содержит в качестве полимерного связующего смесь поливинилового спирта с натриевой солью карбоксиметилцеллюлозы, а в качестве добавки смесь тригидрата окиси алюминия с моногидратом окиси алюминия при соотношении тригидрат окиси алюминия моногидрат окиси алюминия 4,0/1,0-1,7/1,0 при следующем соотношении компонентов, мас. натриевая соль карбоксиметилцеллюлозы 0,6-1,2; поливиниловый спирт 2,8-4,4; тригидрат окиси алюминия Al₂О₃•3Н₂О 24,5-45,0; моногидрат окиси алюминия Аl₂O₃•Н₂О 11,5-15,0; вода остальное.

Приготовление грунтовки детоксицирующей в составе, мас. поливиниловый спирт 2,8-4,4; натриевая соль карбоксиметилцеллюлозы 0,6-1,2 и смесь тригидрата окиси алюминия Аl₂О₃•3Н₂О или Аl(ОН)₃ с размером частиц от 1 до 60 мкм с моногидратом окиси алюминия Аl₂О₃•Н₂О или АlО(ОН) с размером частиц от 5 до 20 мкм в количестве от 36 до 60, при соотношении тригидрата окиси алюминия к моногидрату окиси алюминия изменяющемуся в пределах от 4,0/1,0 до 1,7/1,0 иллюстрируются следующими примерами.

Пример 1. В обогреваемый смеситель загружают 180 г (60 мас.) воды, включают обогрев и доводят температуру воды до 85-95^oС. Затем включают перемешивающее устройство и вводят последовательно в три приема 1,8 г (0,6 мас.) натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы и 13,2 г (4,4 мас.) поливинилового спирта. Перемешивание ведут до тех пор ( от 20 до 25 мин), пока не образуется однородный, прозрачный вязкий раствор. Полученный раствор охлаждают и используют для приготовления защитных составов. Для приготовления защитных составов в отвешенное количество раствора смеси поливинилового спирта с натриевой солью карбоксиметилцеллюлозы вводят постепенно при перемешивании порошок тригидрата окиси алюминия 73,5 г (24,5 мас.), добиваясь получения однородной суспензии ТГА в полимерном растворе (10-15 мин перемешивания) и затем порошок моногидрата окиси алюминия 34,5 г (11,5 мас.). Полученный защитный состав наносят затем в два слоя на образцы ДСП размером 90х35х16 мм, обклеенные с торцов и тыльной стороны алюминиевой фольгой для обеспечения направленного диффузионного потока летучих веществ. Количество защитного состава в первом и втором слоях одинаково и составляет 200 г/м². После нанесения первого слоя образец сушат при комнатной температуре 4 ч, а затем наносят второй слой. Нанесение состава осуществляется кистью, валиком или шпателем. Приготовленные образцы выдерживают при комнатной температуре в течение 14 сут, помещают в моделирующие камеры на 24 ч и осуществляют санитарно-химическую оценку уровня выделения формальдегида в газовую среду при интенсивности газообмена 1 объем камеры/ч, насыщенностью объема моделирующей камеры поверхностью образца 0,4 м²/м³ и температуре 20^oС.

Примеры 2-6. По аналогии с примером 1 готовят и испытывают составы, соотношения компонентов, в которых приведены в табл.1.

Составы наносят на поверхность образцов и проводят санитарно-химический анализ в соответствии с примером 1.

Результаты газохроматографического определения концентрации формальдегида над образцами ДСП при 20^oС, газообмене 1 об/ч и насыщенности объема моделирующей камеры поверхностью образца 0,4 м²/м³ приведены в табл.2.

Для получения данных об уровне выделения формальдегида из ДСП, покрытых составом по предлагаемой композиции, применяли газохроматографическую методику "Материалы и изделия строительные полимерные на основе карбамидо- меламино- и фенолформальдегидных смол. Метод санитарно-химической оценки", которая защищена 4 авторскими свидетельствами (см. например, авт.св. N 1258179,1984; N 1350610,1986; N 1458810,1986).

Методика основана на газохроматографическом определении формальдегида, метанола и фенола при совместном присутствии в воздухе над полимерным строительным материалом в условиях, моделирующих эксплуатационные. Методика позволяет определить выделения формальдегида, метанола и фенола на уровне 0,001 мг/м³. Относительная погрешность результатов определенной с доверительной вероятностью 0,95 составляет по формальдегиду ± 3%
Для санитарно-химической оценки готовили образцы ДСП стандартного состава: стружка, смола карбамидоформальдегидная марки КФ-МТ, отвердитель - хлористый аммоний, размером (мм) 90х35х16, заклеивали тыльную сторону и торцы образцов алюминиевой фольгой и силикатным клеем, оставляя лицевую сторону образца открытой. Образцы, приготовленные таким образом, выдерживали при 20^oС в течение 14-21 сут. После выдержки образцы помещали в моделирующую стеклянную камеру и осуществляли санитарно-химическую оценку, результаты которой приведены в табл.2.

Защитное покрытие наносили на лицевую сторону ДСП, сушили при комнатной температуре 4 ч и затем повторно наносили покрытие и сушили. Общий расход грунтовки детоксицирующей составил 0,4 кг/м². Подготовленные образцы выдерживали при комнатной температуре 14 сут, закладывали затем в стеклянные камеры для моделирования условий эксплуатации, продуваемые азотом особой чистоты и выдерживали образцы в камерах 24 ч при температуре 20^oС, после чего проводили газохроматографическое определение формальдегида.

Исследования показали, что при насыщенности объема камеры открытой поверхностью образца ДСП, равной 0,4 м²/м³, газообмене 1 объем/ч и температуре 20^oС уровень выделения формальдегида из контрольного образца ДСП (без защитного покрытия) составил 1,520 мг/м³, а из образцов ДСП с заявляемым составом защитного покрытия при расходе 0,4 кг/м³ наблюдается снижение концентрации формальдегида в газовой фазе над ДСП до 0,005-0,009 мг/м², что позволяет снижать уровень выделения формальдегида из материалов и конструкций покрытых защитным составом до уровней ниже ПДК_cc, принятого в России и значительно ниже уровня для ФА в воздухе помещений, принятого в Западной Европе. Для сравнения состав защитного покрытия, выбранный в качестве прототипа, обладает более низкой эффективностью, снижая уровень выделения формальдегида от 0,8-13,2 мг/м³ для необработанных поверхностей до уровня 0,24-0,66 мг/м³.

Использование: для защитного покрытия материалов и конструкций, включающих формальдегидные смолы. Сущность изобретения детоксицирующая грунтовка содержит, %: натриевая соль карбоксиметилцеллюлозы 0,6-1,2, поливиниловый спирт 2,8-4,4; тригидратоксид алюминия 24,5-45,0; моногидрат оксида алюминия 11,5-15,0; вода - остальное. 2 табл.

Грунтовка детоксицирующая, включающая полимерное связующее, добавку и воду, отличающаяся тем, что она содержит в качестве полимерного связующего смесь поливинилового спирта и натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы, а в качестве добавки смесь тригидрата оксида алюминия с моногидратом оксида алюминия при следующем соотношении компонентов, мас.

Натриевая соль карбоксиметилцеллюлозы 0,6 1,2
Поливиниловый спирт 2,8 4,4
Тригидрат оксида алюминия 24,5 45,0
Моногидрат оксида алюминия 11,5 15,0
Вода Остальноет