ЛАКОКРАСОЧНЫЙ СОСТАВ Российский патент 1998 года по МПК C09D131/04 C09D5/02 

Изобретение относится к лакокрасочным составам, используемым при окраске зданий и сооружений по кирпичным, бетонным, оштукатуренным, деревянным и другим пористым поверхностям (кроме полов).

Наиболее близким по технической сущности является лакокрасочный состав [1] , SU 1397465 A1, 1988, включающий поливинилацетатное пленкообразующее, наполнитель - двуокись титана, мел, тальк, эмульгатор - полигликолиевые эфиры алкилфенолов (ОП-7, ОП-10) или сульфонол НП-3 и др., загуститель - Na-соль карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ), стиромаль и другие, фунгицид - пентахлорфенолят натрия, тиурам D и другие, пластификатор - дибутилфталат, воду и дополнительно содержит фосфогипс с содержанием влаги 0,01-0,1%, коэффициентом отражения 92-94% и плотностью 2,85-3,0 г/см³ при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
Поливинилацетатное пленкообразующее в пересчете на сухое вещество - 100,0
Пластификатор-дибутилфталат - 4,0
Наполнитель - 75,0-405,0
Эмульгатор - 0,4-4,0
Загуститель - 0,4-8,0
Фунгицид - 0,7-3,0
Фосфогипс - 54-236
Вода - 95,0-550,0
Недостатками известного состава являются относительно невысокие стабильность при хранении и морозостойкость краски, а также ее повышенная смываемость.

Задачей изобретения является повышение стабильности при хранении и морозостойкости лакокрасочного состава, уменьшение смываемости краски.

Техническая задача решается тем, что лакокрасочный состав, включающий поливинилацетатное пленкообразующее, наполнитель, эмульгатор, загуститель, фунгицид, диспергатор, пластификатор и воду, в качестве пластификатора содержит продукт на основе смеси диоксановых спиртов и их высококипящих эфиров с температурой вспышки 130-140^oC или смесь высококипящих эфиров диоксановых спиртов с температурой вспышки 145-155^oC при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Поливинилацетатная дисперсия с содержанием сухого вещества 50-51 мас.% - 5,0-35,0
Наполнитель - 28,0-60,0
Эмульгатор - 0,3-0,5
Загуститель - 0,1-1,0
Фунгицид - 0,2-0,4
Диспергатор - 0,3-0,5
Указанный продукт на основе смеси диоксановых спиртов и их высококипящих эфиров или смесь высококипящих эфиров диоксановых спиртов - 1,0-7,0
Вода - Остальное
что позволяет повысить стабильность лакокрасочного состава при хранении на 15-65%, его морозостойкость на 20-80% и уменьшить смываемость краски на 10-30%.

Продукт на основе смеси диоксановых спиртов и их высококипящих эфиров получают на основе флотореагента - оксаля, выпускаемого по ТУ 38.103429-83.

Флотореагент - оксаль является высококипящим побочным продуктом (ВПП) производства 4,4-диметил-1,3-диоксана, последний получают при конденсации изобутилена и формальдегида, взятых в молярном соотношении близком к стехиометрическому. Отбор ВПП ведут из куба колонны ректификации 4,4-диметил-1,2-диоксана при температуре верха колонны 140-150^oC и давлении 10-30 мм рт. ст.

Указанный продукт на основе смеси диоксановых спиртов и их высококипящих эфиров получают путем отгонки из флотореагента - оксаля легкой фракции с температурой кипения 115-160^oC при давлении 5-10 мм рт. ст. имеет следующие показатели:
Массовая доля летучих веществ, % - 0,5-0,6
Плотность при 20^oC, г/см³ - 1,08 ± 0,03
Температура вспышки, ^oC - 130-140
Смесь высококипящих эфиров диоксановых спиртов с температурой вспышки 145-155^oC получают в результате непрерывного процесса конденсации изобутилена с формальдегидом. Реакционную массу, полученную в результате конденсации, направляют в сепаратор-отстойник на разделение углеводородного и водного слоев. Из углеводородного слоя под вакуумом отгоняют непрореагированные углеводороды и 4,4-диметил-1,3-диоксан, непрореагированные углеводороды вновь направляют на конденсацию. Оставшуюся реакционную массу подвергают в ректификационной колонне разделению при температуре верха колонны 140-150^oC и давлении 10-30 мм рт. ст., а оставшиеся высококипящие продукты в кубе этой колонны подают в следующую колонну ректификации с температурой в кубе 155-160^oC при давлении 10-30 мм рт. ст., при этом 8-15% полученной в этой колонне ректификации легкой фракции подают на стадию конденсации, а из куба ведут отбор смеси высококипящих эфиров диоксановых спиртов, которые представляют собой прозрачную маслянистую жидкость от желтого до темно-коричневого цвета со слабым специфическим запахом, при этом
Массовая доля летучих веществ, % - 0,20-0,30
Плотность при 20^oC, г/см³ - 1,08 ± 0,03
Температура вспышки, ^oC - 145-155
Температуру вспышки определяют как температуру вспышки в открытом тигле по ГОСТ 4333-77.

Масс-спектральные исследования, проводимые на хромато-масс-спектрометрах Incos 50B и Finnigan MAT 212, подтверждают, что вещество, используемое в качестве пластификатора в лакокрасочном составе, представляет собой смесь высококипящих эфиров диоксановых спиртов, в спектре присутствуют:
1) сигналы протонов диоксанового кольца и формальдегидных групп линейной части молекул с δ 4,4-4,9 м.д.;
2) сигналы оксиметиленовых протонов диоксанового кольца и линейной части молекул с δ 3,2-4,2 м.д.;
3) сигналы метиленовых и метиновых протонов диоксанового кольца и линейной части молекул с δ 1,4-2,2 м.д.;
4) сигналы протонов метильных заместителей диоксанового кольца и концевых трет.-бутильных групп с δ 1,2-1,35 м.д.

В качестве полимерного пленкообразующего используют водные дисперсии поливинилацетата, выпускаемые промышленностью, например, по ГОСТ 18992-80 марок Д50Н, Д51С, Д51В, где 50,51 мас.% - сухой остаток в дисперсии, а H, C и B обозначают: низковязкая, средневязкая и высоковязкая дисперсии.

В качестве наполнителя используют диоксид титана, мел, тальк, каолин, слюду, литопон; в качестве эмульгатора используют полигликолиевые эфиры алкилфенолов (ОП-10, ОП-7), сульфонол и др.; в качестве загустителя используют Na-соль карбоксиметилцеллюлозы, стиромаль и др.; в качестве фунгицида используют пентахлорфенолят натрия, тиурам D и др.; в качестве диспергатора используют тринатрийфосфат натрия, полифосфат натрия и др.

Кроме того, состав может содержать красители, как, например, ультрамарин, окись хрома, хиноны, фталоцианиновые и др. в количестве 0,05-0,10 мас. %.

Краски получают путем совмещения поливинилацетатной дисперсии с водной пастой наполнителей, затертой на водном растворе диспергатора, эмульгатора, фунгицида, загустителя.

В смесителе с быстроходной мешалкой (n = 1500 об/мин) готовят полуфабрикат: загружают рецептурное количество воды, эмульгатора, фунгицида, загустителя, диспергатора и перемешивают в течение 2-х часов. Далее готовят замес наполнителя на полуфабрикате: в дисольвере смешивают рецептурное количество полуфабриката, а затем ведут дисперигирование пасты наполнителя в бисерной мельнице при 10-30^oC и атмосферном давлении в течение 20-30 мин. После чего совмещают водную дисперсию поливинилацетата с диспергированной пастой наполнителя в смесителе с лопастной тихоходной мешалкой (n = 70 об/мин) и ведут перемешивание в течение 40-60 мин. Для придания нужной цветности в лакокрасочный состав вводят красители на стадии замеса наполнителя на полуфабрикате.

Данное изобретение иллюстрируют следующие примеры конкретного выполнения.

Пример 5. Лакокрасочный состав, мас.%:
Поливинилацетатная дисперсия с содержанием сухого вещества 50 мас.% - 35,0
Наполнитель:
двуокись титана - 12,0
мел - 12,0
молотый тальк - 5,0
молотая слюда - 2,5
каолин - 1,5
Эмульгатор:
полигликолиевые эфиры алкилфенолов ОП-7 - 0,4
Загуститель:
Na-соль карбоксиметилцеллюлозы - 0,7
Фунгицид:
пентахлорфенолят - 0,4
Диспергатор:
тринатрийфосфат - 0,4
Пластификатор:
продукт на основе смеси диоксановых спиртов и их высококипящих эфиров с T_{вспышки} 130-140^oC - 1,0
Вода - 29,1
В смеситель с быстроходной мешалкой загружают, мас.%: воду 29,1; полигликолевые эфиры алкилфенолов ОП-7 0,4; пентахлорфенолят натрия 0,4; Na-соль карбоксиметилцеллюлозы 0,7; тринатрийфосфат 0,4 и перемешивают в течение 2 часов, получая при этом полуфабрикат.

В дисольвере смешивают полученный в смесителе полуфабрикат, наполнитель, мас.%: двуокись титана 12,0; мел 12,0; молотый тальк 5,0; молотая слюда 2,5; каолин 1,5 и 1,0 мас.% пластификатора - продукта на основе смеси диоксановых спиртов и их высококипящих эфиров с T_{вспышки} 130-140^oC, после чего ведут диспергирование в бисерной мельнице при 10-30^oC и атмосферном давлении. Затем ведут совмещение 35,0 мас.% водной поливинилацетатной дисперсии с содержанием сухого вещества 50 мас.% с диспергированной пастой наполнителя в смесителе с лопастной мельницей путем перемешивания в течение 40-60 мин.

Примеры 1-4 и 6-14 ведут аналогично примеру 5.

Состав и свойства лакокрасочных составов приведены в таблице.

Лакокрасочный состав наносят валиком, кистью, методом пневматического безвоздушного распылителя по дереву, бетону, штукатурке и другим пористым поверхностям.

Укрывистость краски, г/м²; смываемость покрытий, г/м²; морозостойкость краски, циклы; стабильность краски при хранении месяцы, определяют по ГОСТ 28196-89.

Стойкость покрытия к статическому воздействию воды при температуре (20 ± 2) ^oC, ч., определяют по ГОСТ 28196-89, ГОСТ 9.403-80.

Адгезию методом решетчатых надрезов, баллы, определяют по ГОСТ 15140-69. Устойчивость покрытия при испытании по циклу "умеренный климат", состояние после 15 циклов, баллы определяют в соответствии с методикой, описанной в книге Карякина М.И. "Испытания лакокрасочных материалов и покрытий". - М.: Химия, 1988, с.235-236.

Время высыхания до степени 3, часы, определяют по ГОСТ 19007-73.

Эластичность пленки при изгибе определяют по ГОСТ 6806-73.

Как видно из примеров конкретного выполнения, использование заявляемого лакокрасочного состава позволяет по сравнению с прототипом повысить стабильность при хранении на 15-65%, морозостойкость на 20-80% и уменьшить смываемость краски на 10-30%.

Кроме того, лакокрасочный состав включает в себя малотоксичные пластификаторы с ПДК 10 мг/м³ (3-й класс опасности) по сравнению с высокотоксичным дибутилфталатом ПДК 0,5 мг/м³ (2-й класс опасности), эти пластификаторы получают из отхода производства 4,4-диметил-1,3-диоксана и их стоимость в 1,5-2,0 раза ниже, чем бутилфталата.

Источник информации
[1] Авторское свидетельство СССР N 1397465, кл. C 09 D 5/02, 1985.

Лакокрасочный состав рекомендуется для окраски кирпичных, бетонных, оштукатуренных и деревянных поверхностей. Состав содержит в качестве полимерного пленкообразующего поливинилацетатную дисперсию с содержанием сухого вещества 50-51%. Помимо наполнителя, эмульгатора, загустителя, фунгицида и воды он дополнительно содержит смесь диоксановых спиртов и их высококипящих эфиров, получаемую отгонкой легкой фракции с температурой кипения 115-160^oC и давлением 5-10 мм рт. ст. из флотореагента - оксаля, имеющую температуру вспышки 130-140^oС, или смесь высококипящих эфиров диоксановых спиртов, получаемую отгонкой легкой фракции с температурой кипения 155-160^oC и давлением 10-30 мм рт. ст. из флотореагента - оксаля, имеющую температуру вспышки 145-155^oC, а также диспергатор. Сочетание компонентов в определенном соотношении обеспечивает повышение стабильности состава при хранении, морозостойкость и уменьшение смываемости краски. 1 табл.

Лакокрасочный состав, включающий полимерное пленкообразующее, наполнитель, эмульгатор, загуститель, фунгицид и воду, отличающийся тем, что в качестве полимерного пленкообразующего он содержит поливинилацетатную дисперсию с содержанием сухого вещества 50 - 51% и дополнительно смесь диоксановых спиртов и их высококипящих эфиров, получаемую отгонкой легкой фракции с температурой кипения 115 - 160^oC и давлением 5 - 10 мм рт.ст. из флотореагента-оксаля и имеющую температуру вспышки 130 - 140^oC, или смесь высококипящих эфиров диоксановых спиртов, получаемую отгонкой легкой фракции с температурой кипения 155 - 160^oC и давлением 10 - 30 мм рт.ст. из флотореагента-оксаля и имеющую температуру вспышки 145 - 155^oC, и диспергатор при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Поливинилацетатная дисперсия с содержанием сухого вещества 50 - 51 мас.% - 5,0 - 35,0
Наполнитель - 28,0 - 60,0
Эмульгатор - 0,3 - 0,5
Загуститель - 0,1 - 1,0
Фунгицид - 0,2 - 0,4
Указанная смесь диоксановых спиртов и их высококипящих эфиров или смесь высококипящих эфиров диоксановых спиртов - 1,0 - 7,0
Диспергатор - 0,3 - 0,5
Вода - Остальноел