ВОДНО-ДИСПЕРСИОННАЯ КРАСКА Российский патент 1999 года по МПК C09D5/02 C09D133/02 C09D133/02 C09D167/08 

Настоящее изобретение относится к области получения водных лакокрасочных материалов, применяемых в строительстве и быту для окраски кирпичных, бетонных, оштукатуренных, деревянных и других пористых поверхностей.

Известны водно-дисперсионные краски на основе различных полимерных водных связующих: поливинилацетатной дисперсии, бутадиен-стирольных и бутадиен-акриловых латексов, дисперсий акриловых полимеров с дополнительным содержанием алкидного лака.

Так, в России применяют краску на основе водной полимерной дисперсии и раствора алкидной смолы с добавкой карбоксилированного ненасыщенного масла (ГОСТ 28196-89).

Покрытия на основе указанных составов имеют хорошие декоративные и физико-механические свойства. Однако высокое содержание полимерных связующих не обеспечивает экономичности готовой краски.

Наиболее близкой по технической сущности является композиция (патент РФ N 2016032) следующего состава, мас.%:
30 - 50%-ный Латекс сополимера бутадиена, акрилонитрила и метакриловой кислоты - 3,0 - 9,0
Пигмент - 1,0 - 19,0
Наполнитель - 31,0 - 70,0
Эмульсол - 0,01 - 1,0
Водный раствор аммиака (едкого кали или едкого натра) - 0,1 - 5,0
Вода - Остальное
Недостатком данной композиции является то, что покрытия на ее основе имеют неудовлетворительные малярно-технические и физико-механические свойства, в частности, не отвечает необходимым требованиям по показателям: укрывистость, стойкость пленки к воздействию воды, смываемость.

Техническая задача изобретения заключается в обеспечении необходимых потребительских характеристик покрытия при пониженном содержании полимерного связующего.

Данная задача решается тем, что композиция, включающая акриловое связующее, пигменты, наполнители, целевые добавки и воду, в качестве акрилового связующего содержит водный раствор аммонийной соли сополимера бутадиена, акрилонитрила и метакриловой кислоты с соотношением мономеров 50:20:30 мас. ч. и дополнительно содержит алкидный лак при общем содержании компонентов, мас.%:
Водный раствор аммонийной соли сополимера бутадиена, акрилонитрила и метакриловой кислоты с содержанием мономеров 50:20:30 (в пересчете на м.д.н. в. - 100%) - 2 - 3
Алкидный лак (м.д.н.в. - 100%) - 1 - 2
Пигменты - 10 - 15
Наполнители - 27 - 34
Целевые добавки - 0,5 - 5,5
Вода - Остальное
В качестве акрилового связующего, представляющего собой 15 - 20%-ный водный раствор аммонийной соли сополимера бутадиена, акрилонитрила и метакриловой кислоты с соотношением мономеров 50:20:30 мас.ч., используется клей ПВ-10 по ТУ 2385-000-12663183-93.

В качестве алкидного лака используются пентафталевые и глифталевые лаки: ПФ-053, ПФ-060, ПФ-020, ГФ-046 по ТУ 6-10-612-76.

В качестве пигментов может быть использована двуокись титана по ГОСТ 9808-84 или импортная.

В качестве наполнителей используются: мел по ТУ 21-РСФСР-763-92, ТУ 21-02050-06-92; каолин по ГОСТ 21285-75; тальк по ТУ 2452-029-05766801-94, ТУ 21-25-201-91 или импортный; микротальк по ГОСТ 192-84-79 или импортный.

В качестве целевых добавок могут использоваться: натрий-карбоксиметилцеллюлоза по ТУ 6-55-40-90 в качестве загустителя, этиленгликоль по ГОСТ 197410-83 или диэтиленгликоль по ГОСТ 36-77 для повышения морозостойкости, поверхностно-активные вещества ОП-7 и ОП-10 по ГОСТ 8433-81 для повышения стабильности при изготовлении и хранении, флотореагент-оксаль по ТУ 38.103429-83 в качестве коалесцирующей добавки, тиурам Д по ГОСТ 740-76 в качестве фунгицидной добавки.

Вода используется по ТУ 6-00-05011907-110-92 - вода химическая обессоленная, или по ГОСТ 2874-82 - вода питьевая.

Технологический процесс изготовления водно-дисперсионной краски состоит из следующих стадий:
1. Приготовление водного полуфабриката.

2. Замес пигментной пасты.

3. Диспергирование пигментной пасты.

4. Составление краски и постановка на "тип".

5. Фасовка краски в тару.

Загрузка компонентов производится согласно загрузочным рецептурам исходя из объема аппаратов с последующим пересчетом на вес.

1. Приготовление водного полуфабриката производится в реакторе, снабженном якорной мешалкой и наружной рубашкой для обогрева паром и охлаждения водой. Сначала в реактор загружается рецептурное количество воды, затем при работающей мешалке загружается натрий-карбоксиметилцеллюлоза. Содержимое реактора нагревается до 40 - 50^oC и перемешивается до полного растворения натрий-карбоксиметилцеллюлозы. Затем реактор охлаждается до 30^oC и при работающей мешалке загружаются поочередно целевые добавки и алкидный лак. По окончании загрузки всех компонентов содержимое реактора перемешивается в течение 1 часа до полного растворения всех компонентов и получения однородного раствора.

2. Приготовление замеса пигментной пасты производится в баке дисольвера, куда насосом закачивается рецептурное количество водного полуфабриката, затем при работающей мешалке загружаются пигменты и наполнители, и масса перемешивается в течение 0,5 часа. Готовый замес пигментной пасты из бака дисольвера подается в смеситель.

3. Диспергирование пигментной пасты осуществляется на бисерной мельнице до степени перетира не более 30 мкм.

4. Составление краски производится в смесителе, оборудованном рамной мешалкой. Сначала в смеситель при работающей мешалке загружается пигментная паста, затем акриловое связующее. Содержимое смесителя перемешивается в течение 0,5 часа до однородного состояния, после чего готовая краска проверяется на соответствие нормативным требованиям. В случае необходимости вязкость краски и массовая доля нелетучих веществ корректируется добавкой воды.

5. Готовая краска через фильтры грубой и тонкой очистки поступает на фасовочный агрегат, где фасуется в металлические или полиэтиленовые банки.

Водно-дисперсионная краска наносится кистью, валиком, краскораспылителем.

В таблице 1 приведены составы предлагаемой водно-дисперсионной краски, прототипы и составы образцов, выходящие за пределы изобретения.

В таблице 2 отражены результаты испытаний образцов, приведенных в таблице 1.

Из таблицы 2 следует, что предлагаемый состав водно-дисперсионной краски значительно превосходит прототип по малярно-техническим, физико-механическим и защитным свойствам.

Пример 5 показывает, что при снижении содержания акрилового связующего и алкидного лака ниже заявляемого количества защитные и физико-механические свойства покрытия ухудшаются.

Из примера 6 видно, что свойства краски при увеличении содержания акрилового связующего и алкидного лака свыше заявляемого количества не изменяются, что свидетельствует о нецелесообразности увеличения полимерных связующих.

Использование только акрилового связующего (прототип) приводит к значительному ухудшению показателей водо- и морозостойкости, смываемости. Поэтому подобрано оптимальное содержание акрилового и алкидного связующего, что и позволило обеспечить покрытию на основе предлагаемого состава высокие потребительские свойства.

Литература:
Авторское свидетельство СССР N 774234.

Патент РФ N 2016032.

Предназначается для окраски бетонных, кирпичных, деревянных, оштукатуренных и других пористых поверхностей при отделке интерьеров помещений. Предлагаемая водно-дисперсионная краска изготавливается на основе акрилового связующего с добавкой алкидного лака и содержит в своем составе пигменты, наполнители, целевые добавки и воду. В качестве акрилового связующего используется 15-20%-ный водный раствор аммонийной соли сополимера бутадиена, акрилонитрила и метакриловой кислоты с содержанием мономеров 50:20:30 мас.ч. Покрытие на основе предлагаемой водно-дисперсионной краски обладает хорошими малярно-техническими и физико-механическими свойствами при пониженном содержании в составе краски полимерного связующего. 2 табл.

Водно-дисперсионная краска, включающая акриловое связующее, пигменты, наполнители, целевые добавки и воду, отличающаяся тем, что в качестве акрилового связующего она содержит водный раствор аммонийной соли сополимера бутадиена, акрилонитрила и метакриловой кислоты с содержанием мономеров 50 : 20 : 30 мас.ч. и дополнительно алкидный лак при следующем содержании компонентов, мас.%:
Водный раствор аммонийной соли сополимера бутадиена, акрилонитрила и метакриловой кислоты с содержанием мономеров 50 : 20 : 30 (в пересчете на 100% м.д.н.в.) - 2 - 3
Алкидный лак (в пересчете на 100% м.д.н.в.) - 1 - 2
Пигменты - 10 - 15
Наполнители - 27 - 34
Целевые добавки - 0,5 - 5,5
Вода - Остальноев