ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ЗАЩИТНО-ДЕКОРАТИВНЫХ ПОКРЫТИЙ Российский патент 1998 года по МПК C09D125/06 C09D163/02 

Изобретение относится к получению масло-, бензо-, кислото- и щелочестойких покрытий по металлу, древесине и бетону в промышленности и в быту.

Известна композиция с использованием полистирола (SU, авт. св. 1219629, кл. C 08 L 25/06, 1986), в которую с целью повышения адгезии к металлическим поверхностям вводят эпоксидную смолу следующего состава, мас.ч.:
Блочный полистирол - 100
Этилацетат - 270 - 334
Бифункциональный олигооксипропиленгликоль - 1,0 - 1,5
Трифункциональный олигоэфирэпоксид(лапроксид) - 3,0 - 4,0
Известна также выбранная за прототип полимерная композиция на основе промышленных полистиролов (SU, авт. св 1599411, кл. C 09 D 129/00, 1990), содержащая пластификатор, пигмент, наполнитель и органический растворитель, а также углеводородформальдегидную смолу при следующих соотношениях компонентов, мас.%:
Стиролсодержащее пленкообразующее - 17 - 22
Полимеры бензольного отделения (пластификатор) - 2,3 - 6,5
Углеводородформальдегидная смола - 2,5 - 5,5
Пигмент - 3,0 - 9,8
Наполнитель - 0,7 - 12,5
Органический растворитель - Остальное
Композиция обладает хорошими физико-механическими показателями и химической стойкостью, однако в ней используются промышленные марки полистирола, а также компоненты, труднодоступные для массового производства.

Задачей изобретения является разработка композиции с хорошими физико-механическими показателями и химической стойкостью, но на основе более дешевого и доступного сырья.

Поставленная задача достигается разработкой полимерной композиции для защитно-декоративных покрытий, содержащей пленкообразующее, пластификатор, наполнитель, пигмент, растворитель и отвердитель. В качестве пленкообразующего она содержит отход производства эмульсионного полистирола, содержащий 3% эмульгатора (олеата натрия) и 97% полистирола и низкомолекулярный эпоксидный олигомер, в качестве пластификатора - эфиры фталевой кислоты, в качестве растворителя - смесь этилацетата с толуолом при массовом соотношении 1: (3 - 4), в качестве отвердителя - смесь полиамина, выбранного из группы полиэтиленполиаминов (полиэтиленполиамин, диэтилентриамин, триэтилентетрамин) с продуктом гидролитической поликонденсации γ - аминопропилтриэтоксисилана в циклогексаноне марки АСОТ-2 при массовом соотношении 1:(8,1 - 10,3) при следующем содержании исходных компонентов. мас.%:
Отходы полистирола - 16,0 - 22,0
Эпоксидный олигомер - 3,1 - 4,0
Пластификатор - 1,9 - 2,7
Наполнитель - 1,0 - 3,9
Пигмент - 3,6 - 7,75
Растворитель - 61,6 - 66,8
Отвердитель - 2,0 - 2,55
В качестве основы композиции применяют полистирол с = 640000 - 720000 в виде отходов производства эмульсионного полистирола, представляющих собой влажные куски белого цвета, остающиеся после очистки реактора. Они содержат от 0 до 55% воды в зависимости от срока и условий хранения и остатки эмульгатора в количестве 0,4 - 3,0%. Возможно применение отходов производства полистирола, получаемого другими способами.

В качестве эпоксидного олигомера используют любую промышленную эпоксидиановую смолу: ЭД-20, ЭД-16, Э-40 и др.

В качестве пластификаторов используют эфиры фталевой кислоты (дибутилфталат, бутилбензилфталат, диоксилфталат и др.).

В качестве отвердителя используют смесь полиамина, выбранного из группы полиэтиленполиаминов, обычно используемых для отверждения эпоксидиановых олигомеров: полиэтиленполиамин (ПЭПА), диэтилентриамин (ДЭТА), триэтилентриамин (ТЭТА), с разработанным нами ранее продуктом гидролитической поликонденсации γ -аминопропилтриэтоксисилана в циклогексаноне, выпускаемым под маркой АСОТ-2 (ТУ 6-02-1250-83).

При использовании сухих отходов растворение производят в смеси растворителей этилацетат-толуол в соотношении 1:(3 - 4) по массе. При использовании мокрых отходов их осушка производится в процессе приготовления композиции. Растворение производят в толуоле с одновременным удалением азеотропа толуол-вода, а затем разбавляют этилацетатом до требуемой концентрации.

Приме 1. 44 кг отходов полистирола с влажностью 50% загружают в реактор с электрообогревателем и якорной мешалкой, снабженный конденсатором и разделительным сосудом, и добавляют 49 кг толуола. Разделительный сосуд заполняют толуолом. Температуру в реакторе поднимают до 110^oC и производят отгон азеотропа толуол-вода до отсутствия воды в пробе дистиллята из разделительного сосуда. В конце отгонки температуру поднимают до 120^oС. Скорость мешалки на этой стадии ограничивается вспениванием раствора вследствие наличия остатков эмульгатора в отходах.

По окончании отгона воды температуру в реакторе снижают до 70^oC, добавляют 12,6 кг этилацетата и производят окончательное растворение. К полученному раствору при перемешивании добавляют 3,2 кг эпоксидного олигомера Эд-20, 2 кг диоксилфталата, 2 кг талька, 3,2 кг двуокиси титана (TiO₂) и 3,9 кг окиси хрома (Cr₂O₃). Температуру смеси постепенно снижают до 25 - 30^oC.

Полученную смесь помещают в бисерную мельницу и производят диспергирование при 30 - 40^oC до степени диспергирования 20 - 30 мкм по гриндометру. Полученную суспензию зеленого цвета фильтруют и подают на фасовку.

Перед нанесением к полученной композиции добавляют смесь 1,87 кг АСОТ-2 и 0,23 кг полиэтиленполиамина. Полученная композиция с отвердителем должна быть использована в течение 1,5 - 2 ч.

Пример 2. 15,6 кг сухих отходов полистирола загружают в реактор, добавляют 50 кг толуола и 15,6 кг этилацетата и растворяют полистирол при перемешивании при 70 - 75^oC.

К полученному раствору добавляют 3,9 кг эпоксидного олигомера Э-40, 2,34 кг дибутилфталата, 3,9 кг мела, 5,5 кг двуокиси титана и 0,78 кг голубого фталоцианинового пигмента. Далее процесс производят аналогично примеру 1.

Перед нанесением к полученной смеси голубого цвета добавляют 2,15 кг АСОТ-2 и 0,23 кг триэтилентетрамина.

Составы композиций и свойства полученных покрытий приведены в табл. 1 и 2.

Как видно из приведенных примеров, покрытия, полученные на основе предлагаемой композиции, обладают хорошей адгезией и химстойкостью, а также высокими физико-механическими показателями, не уступающими, а по твердости несколько превосходящими полученные по прототипу.

В то же время использование отходов производства полистирола решает проблему их утилизации, позволяет производить дешевые защитно-декоративные покрытия высокого качества без предварительной обработки отходов.

Композиция в качестве пленкообразующего содержит отход производства полистирола эмульсионным метолом, содержащий 97% полистирола и 3% олеата натрия в качестве эмульгатора, и низкомолекулярный эпоксидиановый олигомер. В состав композиции входят также пластификатор - эфиры фталевой кислоты, растворитель - смесь этилацетата и толуола при их массовом соотношении 1:(3 - 4) и отвердитель - смесь полиамина, выбранного из группы, включающей диэтилентриамин, триэтилентетрамин, полиэтиленполиамин, и продукта гидролитической поликонденсации γ - аминопропилтриэтоксисилана в циклогексаноне марки АСОТ-2 при их массовом соотношении 1:(8,1 - 10,3). На основе композиции получают масло-, бензо-, кислото- и щелочестойкие покрытия по металлу, древесине и бетону. 2 табл.

Полимерная композиция для защитно-декоративных покрытий, включающая пленкообразующее, пластификатор, наполнитель, пигмент и растворитель, отличающаяся тем, что в качестве пленкообразующего она содержит отход производства полистирола эмульсионным методом, содержащий 97% полистирола и 3% олеата натрия в качестве эмульгатора, и низкомолекулярный эпоксидиановый олигомер, в качестве пластификатора - эфиры фталевой кислоты, в качестве растворителя - смесь этилацетата и толуола при их массовом соотношении 1 : (3 - 4) и дополнительно содержит отвердитель - смесь полиамина, выбранного из группы, включающей диэтилентриамин, триэтилентетрамин, полиэтиленполиамин, и продукта гидролитической поликонденсации γ-аминопропилтриэтоксисилана в циклогексаноне марки АСОТ-2, при массовом соотношении полиамина и продукта гидролитической поликонденсации марки АСОТ-2 1 : (8,1 - 10,3), при следующем соотношении компонентов композиции, мас.%:
Отход производства полистирола эмульсионным методом - 16,0 - 22,0
Низкомолекулярный эпоксидиановый олигомер - 3,1 - 4,0
Пластификатор - 1,9 - 2,7
Наполнитель - 1,0 - 3,9
Пигмент - 3,6 - 7,75
Растворитель - 61,6 - 66,8
Отвердитель - 2,0 - 2,55и