СОСТАВ ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ ЧЕРТЕЖНО-ГРАФИЧЕСКОГО ПОКРЫТИЯ Российский патент 1998 года по МПК C09D133/00 C09D5/02 

Изобретение относится к композициям для формирования чертежно-графического покрытия, используемого для работы тушью в ручном и автоматическом режиме, карандашом, красками, фломастерами, и может найти применение в картографии, топографии, маркшейдерии, в работе конструкторско-проектных бюро и т.д.

Известна композиция, содержащая полиэфирную и акриловую смолу, способную диспергироваться в воде (патент Япония N 1-30622, кл. B 32 B 27/36, опубликован 21.06. . 89). Это покрытие обладает высокой адгезией к полиэтилентерефталатной пленке, но не подходит для черчения, так как не имеет достаточной твердости и поэтому не пригодно для работы рейсфедером, карандашом 3H, которые повреждают поверхность пленки.

Известна композиция для чертежно-графического материала, по авт.св. СССР N 1275026, кл. C 09 D 3/01, опубл. БИ N 45, 1986, содержащая в определенном процентном соотношении сополимер метилметакрилата, ацетопропината целлюлозы, наполнители, растворители.

Композиция имеет высокую адгезию к полиэтилентерефталатной пленке со специальным подслоем, хорошо воспринимает карандаш и тушь в инструментах при небольшом давлении на покрытие, но не обладает достаточной твердостью, соответствующей карандашу 6H, непригодна для повторного использования после удаления неверно вычерченных элементов, так как при этом повреждается рабочая поверхность чертежа. Кроме того, композиция токсична из-за большого содержания растворителей в ее составе.

Наиболее близким к заявляемому составу по технической сущности и достигаемому результату является состав для нанесения чертежно-графического покрытия, включающий, мас. %: акрилатное связующее (50%-ная дисперсия) 10,6; натриевая соль арилсульфокислоты 0,6; ПАВ 0,3; стабилизатор 0,2; сульфокислота 0,3; 3%-ный раствор оксицеллюлозы в качестве загустителя 1,5; пропиленгликоль 3,0; двуокись титана 7,3; оксид цинка 4,0; кремнийсодержащий наполнитель 6,4; вода остальное (Толмачев И.А., Верхоланцев В.В. Новые воднодисперсионные краски,- Л.: Химия, 1979, с. 107).

Состав обладает высокой кроющей способностью, но не имеет достаточной твердости и характеризуется большим сроком отверждения на подложке.

Предлагаемый состав решает задачу увеличения скорости отверждения покрытия, улучшения адгезии к полиэтилентерефталатной пленке, повышения твердости чертежной поверхности. Для этого состав для нанесения чертежно-графического покрытия, включающий оксид цинка, акрилатное связующее, поверхностно-активное вещество, загуститель и воду дополнительно содержит коалесцирующую добавку, сополимер акриловой кислоты и полиаллиловых эфиров пентаэритрита, а также полигексаметиленгуанидингидрохлорид при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Оксид цинка - 4,0-6,0
Акрилатное связующее - 6,5-9,5
Поверхностно-активное вещество (неонол) - 0,1-0,3
Загуститель (ацетат бария) - 10,5-11,5
Коалесцирующая добавка (смесь этилцеллозольда и диацетонового спирта при их массовом соотношении
Коалесцирующая добавка (смесь этилцеллозольда и диацетонового спирта) при их массовом соотношении 1:2 соответственно - 3,0-4,8
Сополимер акриловой кислоты и полиаллиловых эфиров пентаэритрита - 0,002-0,004
Полигексаметиленгуанидингидрохлорид - 0,02-0,03
Вода - Остальное
Оксид цинка (ГОСТ 10262-73) легко совмещается со связующим, способствует повышению твердости покрытия, регулирует, наряду с другими ингредиентами композиции, скорость отверждения.

В качестве связующего используют акрилатные водоразбавленные композиции, например, "Акрэмос К 220" (ТУ 6-02-575-7599-168-91). В заявленном составе могут использоваться и другие акрилсодержащие эмульсии с различным содержанием акрилатов, такие, как "Примал", "Райсионал", "Латедакс 101", отвечающие следующим требованиям: внешний вид - белая молочная жидкость, содержание твердых веществ, % - 49,5-50,5; pH 8,5-9,1, минимальная температура образования пленки, ^oC - 16-20, размер частиц - 200-260 мкм. Основной вклад связующие вносят в увеличение адгезии к полиэтилентерефталатной пленке, в отличие от известной композиции, без предварительной активации (обработки) поверхности основы. Следует отметить, что исключение стадии предварительной обработки пленки перед нанесением чертежного слоя имеет экономическое, экологическое, технологическое значения, так как эта операция связана с применением токсичных, дорогостоящих компонентов, таких как треххлоруксусная и муравьиная кислоты, триэтаноламиновая соль лаурилсульфата. Применение подслоя являлось традиционным в отечественной и зарубежной практике (проспект фирмы "Кимото" (Япония) "Чертежные пленки", патент РФ N 1825512, патент РФ N 1825513).

В качестве поверхностно-активного вещества используют, например, неонол (ТУ 38.507-63-171-91), который является эффективным смачивателем наполнителя и подложки, способствующим равномерному распределению композиции по поверхности пленки.

Неонол представляет собой смесь оксиэтилированных моноалкилфенолов на основе примеров пропилена и имеет следующие характеристики: концентрация водородных ионов (pH): 7; массовая доля присоединенной окиси этилена, % - 67; массовая доля воды, %, не более - 0,5; массовая доля полиэтиленгликолей, %, не более - 1,0.

В качестве загустителя используют, например, ацетат бария (ГОСТ 5816-77). Этот компонент повышает вязкость заявляемой композиции, его применение позволяет регулировать текучесть состава. Кроме того, ацетат бария положительно влияет на твердость покрытия.

В качестве коалесцирующей добавки используют смесь диацетонового спирта и этилцеллозольва в соотношении 1:2. Введение их в композицию позволяет получить покрытие с хорошим комплексом физико-механических свойств. Эта добавка играет роль пластификатора только в процессе формирования покрытия и затем при его отверждении удаляется из пленки, снижая температуру пленкообразования и продолжительность этого процесса. Наряду с указанной смесью в качестве коалесцирующей добавки могут быть использованы смесь моноэтилового эфира этиленгликоля с равным количеством монометилового эфира этиленгликоля, а также моноэтиловый эфир диэтиленгликоля.

Сополимер акриловой кислоты и полиаллиловых эфиров пентаэритрита (ТУ 6-02-1118-83) применяют для улучшения смачивания подложки, увеличения адгезии композиции и твердости сформированного чертежного слоя, указанный сополимер имеет следующие характеристики: массовая доля воды - 0,6%; массовая доля акриловой кислоты 1,8%; вязкость 0,5% водной дисперсии сополимера акриловой кислоты и полиаллиловых эфиров пентаэритрита 25 Па/с.

Полигексаметиленгуанидингидрохлорид (ТУ 10-09-481-87) вводят в состав в качестве эффективного адгезива. Наличие аминных группировок обуславливает стабилизацию чертежно-графического покрытия в отношении окислительной деструкции и старения. Полигексаметиленгуанидингидрохлорид имеет следующие характеристики: внешний вид 5%-ного водного раствора - прозрачная жидкость; растворимость в воде - полная; температура плавления не ниже 100^oC; содержание основного вещества - не менее 90%, молекулярная масса - 350.

В качестве разбавителя используют воду, которая к тому же является пластификатором.

Технология изготовления состава для чертежно-графического покрытия состоит в следующем. В емкость, снабженную мешалкой, загружают в указанных соотношениях оксид цинка, неонол, ацетат бария, воду, смесь диацетонового спирта и этилцелозольва в соотношении 1:2, сополимер акриловой кислоты и полиаллиловых эфиров пентаэритрита, полигексаметиленгуанидилгидрохлорид и осуществляют перемешивание при скорости вращения мешалки 800-1000 об/мин. Затем постепенно добавляют акрилатное связующее и продолжают перемешивание при более низкой скорости в течение трех часов. Нанесение композиции осуществляют на валковых машинах.

Компоненты состава и их соотношение представлены в табл. 1, свойства покрытий в сравнении с известным приведены в табл. 2.

Как следует из табл. 2, предлагаемый состав имеет преимущества по сравнению с известным: формирует чертежно-графическое покрытие на полиэтилентерефталатной пленке без предварительной ее активации, что значительно упрощает технологию и приносит положительный экономический и экологический эффекты; имеет высокую твердость покрытия, соответствующую твердости карандаша 6H, что гарантирует пригодность чертежной поверхности для работы любыми чертежными инструментами, и обеспечивает многократность удаления неверно вычерченного изображения, продлевая срок службы чертежа; на сформированной поверхности прочно фиксируется информация, выполненная тушью в ручном и автоматизированном режиме черчения. Невысокая шероховатость позволяет беспрепятственно работать при любой скорости приборов. Кроме того, предлагаемый состав отверждается в 4 раза быстрее известной.

Контрольными опытами установлено, что при уменьшении содержания в композиции сополимера акриловой кислоты и полиаллиловых эфиров пентаэритрита (пример 4) по сравнению с заявляемым значением уменьшается твердость покрытия, при этом появляются частичные повреждения его, выраженные в виде процарапывания карандашами с твердостью 3H и 6H, а также снижается адгезия к пленке. При увеличении содержания этого компонента (пример 5) уменьшается время отверждения покрытия, приводящее к ухудшению внешнего вида, к неоднородности поверхности пленки, к ухудшению адгезии изображения, выполненного тушью. При уменьшении содержания связующего (пример 6) уменьшается адгезия к пленке-основе и сформированному тушью изображению снижается твердость покрытия, увеличивается время его отверждения.

Предлагаемый состав формирует без предварительной обработки на полиэтилентерефталатной пленке чертежную поверхность, выдерживающую давление любых чертежных инструментов без сколов и трещин.

Состав для создания бумифицированной поверхности на пленочных материалах, используемых в картографии, геодезии, маркшейдерии, проектно-конструкторских работах и т. д., включающий оксид цинка, акрилатное связующее, поверхностно-активное вещество (неонол), загуститель и воду, дополнительно содержит коалесцирующую добавку, сополимер акриловой кислоты и полиаллиловых эфиров пентаэритрита и полигексаметиленгуанидингидрохлориде, что позволяет иметь высокую адгезию (без предварительной активации основы) к полиэтилентерефталатной пленке, твердость, соответствующую твердости карандаша 6H, и использовать этот материал без повреждения чертежной поверхности, для создания изображения различными пишущими узлами, а также при необходимости многократно удалять неверно вычерченные элементы. 2 з.п. ф-лы, 2 табл.

1. Состав для нанесения чертежно-графического покрытия, включающий оксид цинка, акрилатное связующее, поверхностно-активное вещество, загуститель и воду, отличающийся тем, что он дополнительно содержит коалесцирующую добавку, сополимер акриловой кислоты и полиаллиловых эфиров пентаэритрита и полигексаметиленгуанидингидрохлорид при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Оксид цинка - 4,0 - 6,0
Акрилатное связующее - 6,5 - 9,5
Поверхностно-активное вещество - 0,1 - 0,3
Загуститель - 10,5 - 11,5
Коалесцирующая добавка - 3,0 - 4,8
Сополимер акриловой кислоты и полиаллиловых эфиров пентаэритрита - 0,002 - 0,004
Полигексаметиленгуанидингидрохлорид - 0,02 - 0,03
Вода - Остальное
причем в качестве поверхностно-активного вещества он содержит неонол. 2. Состав по п.1, отличающийся тем, что в качестве загустителя он содержит ацетат бария. 3. Состав по п.1, отличающийся тем, что в качестве коалесцирующей добавки он содержит смесь этилцеллозольва и диацетонового спирта при их массовом соотношении 1 : 2 соответственно.