АЛКИДНАЯ ЭМАЛЬ Российский патент 1999 года по МПК C09D167/08 

Изобретение относится к составам для лакокрасочных покрытий в частности на основе алкидных смол, обладающих стабильными тиксотропными свойствами, предназначенных для окраски металлических, деревянных и других поверхностей, подвергающихся атмосферным воздействиям.

Алкидные лакокрасочные материалы (эмали, грунтовки) - это жидкие пигментированные лакокрасочные материалы, представляющие собой высококонцентрированные микрогетерогенные системы. Важнейшим свойством их является стабильность, т.е. седиментационная и агрегативная устойчивость. Седиментационная устойчивость проявляется в способности дисперсной системы сохранять равномерное распределение частиц дисперсной фазы (пигменты, наполнители) по всему объему дисперсной среды (связующее), т.е. предотвращать образование осадка.

Седиментационная устойчивость может быть достигнута в результате пространственного структурирования жидкой дисперсионной среды, т.е. пространственных надмолекулярных структур пленкообразователя или путем введения высокодисперсных наполнителей (аэросил, бентонит), придающих лакокрасочным материалам структурную вязкость (тиксотропность), необходимую для получения высококачественных покрытий на крупногабаритных изделиях, особенно на вертикальных поверхностях (О.В. Орлова, Т.Н. Фомичева Технология лаков и красок. М.: Химия, 1990, с. 359).

Известно использование полиамидов, получаемых на основе диаминов и димеризованных жирных кислот в качестве тиксотропных добавок (патент Швеции N 328079, C 09 D 5/04, 1970) в алкидные лакокрасочные материалы путем простого смешения полиамидной и алкидной смол.

Однако из-за плохой растворимости в органических растворителях, низкой водостойкости, полиамидные смолы находят ограниченное применение в качестве самостоятельных тиксотропных добавок.

Оптимальная тиксотропия системы при модификации алкидных смол полиамидами достигается в первую очередь за счет полной гомогенизации реакционной смеси.

Для придания связующему лакокрасочных материалов в частности на основе алкидных смол, тиксотропных свойств известны добавки, которые получают следующим образом: сначала получают полиамид путем конденсации полиамина с полимерными жирными кислотами в частности многоосновными карбоновыми кислотами, с последующей этерификацией продукта конденсации одноатомным спиртом. Способ характеризуются тем, что связующее, в процессе введения этих добавок не подвергается нагреванию и следовательно не изменяет своих первоначальных свойств.

В качестве жирных кислот используют двух и трех основные кислоты (например азелаиновая кислота, себециновая) или димеризованные жирные кислоты, в качестве полиаминов, преимущественно этилендиамин, в качестве одноатомных спиртов - метанол, этанол, пропанол и др. Эти добавки имеют кислотное число ≤10, аминное число ~ 3, вводят их в количестве 5-20 мас.% (патент DЕ N 1192768, 1968).

Однако введение их также не обеспечивает полной гомогенизации лакокрасочной системы.

Известен способ получения тиксотропных алкидных смол путем добавления при 180-220^oC 2-10 мас.ч. твердого полиамида с молекулярной массой 1100-2000 и аминным числом <9 к алкидной смоле на основе многоатомных спиртов, ароматических многоосновных кислот и растительных масел. Реакцию осуществляют в токе инертного газа при 180-220^oC 1-3 ч, с последующим охлаждением смеси за 20-90 мин до 100-130^oC, довершением этой реакции при этой температуре, разбавлением продукта при 50-130^oC уайт-спиритом до 40-70%-ной концентрации. Раствор этой модифицированной алкидной смолы пригоден для использования в качестве пленкообразующего тиксотропных красок, совместим с жирными алкидными смолами (авт. свид. ЧССР N 185527, опубл 1980).

Недостатком этой известной модифицированной алкидной смолы является ее темный цвет, невысокая энергия разрушения тиксотропии (т. н. мягкий гель), т.е. недостаточные тиксотропные свойства.

По технической сущности наиболее близким к настоящему изобретению является состав алкидной (пентафталевой) эмали, включающей суспензию пигментов и наполнителей (двуокись титана, пигмент железоокисный и др) в алкидной смоле (пентафталевом лаке ПФ-064, ПФ-060, ПФл-3 и др) с добавлением сиккатива и растворителей (М. Л. Лившиц и др. Лакокрасочные материалы. М.: Химия, 1982, с. 44-46). В составе эмали входят алкидные (пентафталевые) смолы, модифицированные высыхающими и/или полувысыхающими растительными маслами с жирностью не менее 52-64% в виде раствора в органическом растворителе, например смеси ксилола с уайт-спиритом. Эмаль предназначена для окраски металлических, деревянных и других поверхностей, подвергающихся атмосферным воздействиям.

Недостатком известной эмали является недостаточно высокая седиментационная устойчивость, значительные потеки, маленькая толщина покрытия, недостаточная водостойкость.

Технической задачей настоящего изобретения является получение алкидной эмали, с хорошей водостойкостью и тиксотропными свойствами, повышенной седиментационной устойчивостью.

Поставленная задача достигается тем, что алкидная эмаль, включающая раствор алкидной смолы в органическом растворителе, пигменты, сиккатив, уайт-спирит, дополнительно содержит алкидную смолу с кислотным числом 6-20 мг КОН/г, модифицированную 0,02 - 0,2 массовых частей полиаминоамидной смолы с молекулярной массой 900 - 5000 у.е. и аминным числом 1 - 15 на 1 массовую часть алкидной смолы, при следующем соотношении компонентов в мас.%:
раствор алкидной смолы в органическом растворителе (в пересчете на 100% смолу) - 15-35
пигменты - 10-60
сиккатив - 0,5-4,5
модифицированная полиаминоамидной смолой алкидная смола (в пересчете на 100% смолу) - 4-35
уайт-спирит - остальное
Эмаль дополнительно может содержать противопленочную добавку в количестве 0,1 - 0,5 мас.%. Эмаль в качестве органического растворителя, входящего в раствор алкидной смолы, предпочтительно содержит только уайт-спирит.

Эмаль готовят следующим образом. Предварительно готовят замес в дисольвере с быстроходной мешалкой (1000-1500 об./мин), перемешивая пигменты с раствором алкидной смолы в органическом растворителе до получения однородной массы, а затем замес подают в бисерную мельницу для диспергирования пигментной пасты до нужной степени дисперсности. Полученную пигментную пасту собирают в смесителе, подогревают ее при перемешивании до 30-50^oC, после чего в смеситель дозируют подогретый до 60 - 80^oC 40-55% раствор модифицированной полиаминоамидной смолой алкидной смолы в уайт-спирите, уайт-спирит, сиккатив и, при необходимости, противопленочную добавку. Содержимое смесителя перемешивают в течение 1 часа при температуре 35 - 45^oC.

В качестве алкидной смолы эмаль содержит, в частности, пентафталевые смолы, модифицированные высыхающими растительными маслами с жирностью не менее 64%, и/или модифицированные полувысыхающими маслами с жирностью не менее 50% в виде полуфабрикатных лаков таких как ПФ-060, ПФ-064, ПФ-069, ПФ-053. Эти лаки можно также готовить в виде растворов в уайт-спирите с небольшим добавлением ксилола или сольвента. Концентрация смолы в растворителе составляет 50-56%.

В качестве пигментов эмаль содержит двуокись титана, пигменты железоокисные, цинковые белила пигменты голубой и зеленый фталоцианиновые, крона свинцовые, пигмент желтый светопрочный, окись хрома, пигменты органические алый и красный, охра, мел, микрокальцит, микробарит, омиакарб, цеолекс, бланфикс, микротальк, бентонит, углерод технический.

В качестве сиккатива эмаль содержит сиккатив свинцово-марганцевый нафтенатный марки НФ-1, жирнокислотный марок ЖК-1, ЖК-12, масляный плавленый марок 64п, 64б, кобальто-циркониевый марки Д-15 фирмы Dyno (Норвегия).

В качестве уайт-спирита эмаль содержит уайт-спирит, например марки нефрас С4 - 150/200 или нефрас C4 - 155/200.

В качестве противопленочной добавки эмаль содержит например добавку на основе метилэтилкетоксима марки Metoxim 100 фирмы "АСIМА" или добавку на основе кетоксима и соли сложного фосфорного эфира марки Efka-N фирмы "EFKA" или добавку на основе ацетоксима марки Exkin 518 фирмы "SERVO".

Используемую в качестве целевой добавки модифицированную полиаминоамидной смолой алкидную смолу получают, например, следующим образом. В реактор загружают алкидную смолу (пентафталевую и/или глифталевую и/или этриолфталевую) с кислотным числом 6-20 мг КОН/г, нагревают в токе азота до 170-180^oC, после чего в течение 15-30 мин постепенно добавляют при работающей мешалке полиаминоамидную смолу с молекулярной массой 900-5000 у.е. и аминным числом 1-15. Температуру реакционной массы поднимают до 190-250^oC. Реакционную массу выдерживают при этой температуре несколько часов до достижения максимальной степени ее прозрачности или максимальной вязкости раствора смолы. В качестве модифицированной полиаминоамидной смолой алкидной смолы применяют готовые смолы например алкидную смолу, модифицированную полиаминоамидной смолой марки GT-64Hm фирмы Dyno (Норвегия) (содержание нелетучих 54-56% кислотное число 6-9 мг КОН/г, жирность смолы 64% тип масла талловое) или марок АТ415 V-55 фирмы DSM Resins (содержание нелетучих 55%, кислотное число не более 10 мг КОН/г, жирность смолы 61% тип масла жирные кислоты соевого масла), АТ409 V2-50, фирмы DSM Resins (Дания) (содержание нелетучих 55%, кислотное число 6-10 мг КОН/г, жирность смолы 50%).

Эмаль наносят краскораспылителем, валиком, кистью.

Изобретение относится к составам для покрытий - алкидным эмалям, обладающим хорошими стабильными тиксотропными средствами, адгезией к различным поверхностям, водостойкостью и атмосферостойкостью. Алкидная эмаль содержит раствор алкидной смолы в органическом растворителе 15-35 мас.%, пигменты 10-60 мас.%, сиккатив 0,5-4,5 мас.%, уайт-спирит и 4-35 мас.% алкидной смолы с кислотным числом 6-20 мг КОН/г, модифицированной 0,02-0,2 мас.ч. полиаминоамидной смолы с молекулярной массой 900-5000 у.е. и аминным числом 1-15 на 1 мас.ч. алкидной смолы. Эмаль дополнительно может содержать 0,1-0,5 мас. % противопленочной добавки. Эмаль может в качестве органического растворителя, входящего в раствор алкидной смолы, предпочтительно содержать уайт-спирит. Эмаль обладает улучшенной водостойкостью, повышенной седиментационной устойчивостью, улучшенными тиксотропными свойствами. 2 з.п. ф-лы, 2 табл.

1. Алкидная эмаль, включающая раствор алкидной смолы в органическом растворителе, пигменты, сиккатив, уайт-спирит, отличающаяся тем, что дополнительно содержит алкидную смолу с кислотным числом 6 - 20 мгКОН/г, модифицированную 0,02 - 0,2 мас.ч. полиаминоамидной смолы с молекулярной массой 900 - 5000 у.е. и аминным числом 1 - 15 на 1 мас.ч. алкидной смолы, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Раствор алкидной смолы в органическом растворителе (в пересчете на 100% смолу) - 15 - 35
Пигменты - 10 - 60
Сиккатив - 0,5 - 4,5
Модифицированная полиаминоамидной смолой алкидная смола (в пересчете на 100% смолу) - 4 - 35
Уайт-спирит - Остальное
2. Эмаль по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит противопленочную добавку в количестве 0,1 - 0,5 мас.%. 3. Эмаль по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что в качестве органического растворителя, входящего в раствор алкидной смолы, она предпочтительно содержит только уайт-спирит.