ВОДНО-ДИСПЕРСИОННАЯ КРАСКА ДЛЯ НАРУЖНЫХ И ВНУТРЕННИХ РАБОТ В-ХС-11 Российский патент 1999 года по МПК C09D127/08 C09D5/02 C09D127/08 C09D101/28 C09D109/00 

Изобретение относится к области водно-дисперсионных лакокрасочных материалов на основе латекса сополимера винилхлорида, винилиденхлорида и малеиновой кислоты, предназначенных для получения атмосферостойких защитно- декоративных покрытий по неметаллическим подложкам.

Известен состав для защитно-декоративных покрытий на основе дисперсии сополимера винилацетата, этилена и винилхлорида (BG, авторское свидетельство N 39566, кл. C 09 D 127/08, 1989 г.) /в % мас./:
Дисперсия сополимера - 22 - 49
Карбоксиметилцеллюлоза - 0,02 - 2,0
Аммиак или гидроксид натрия - 0,01 - 0,4
Антивспениватель - 0,15 - 0,5
Диспергатор пигмента - 0,02 - 0,5
Эмульгатор - 0,01 - 0,3
Вода - До 100
Водно-дисперсионнная краска на основе латекса сополимера винилхлорида с повышенной водо-, свето-, солестойкостью, и стойкостью покрытий к мокрому истиранию (SU, авторское свидетельство N 939509, кл. C 09 D 5/02, 1982 г.) /в % мас./:
Латекс - 6,0 - 20,0
Загуститель - 0,5 - 5,0
Пигменты - 7,0 - 45,0
Дибутилфталат - 1,5 - 5,0
Карбамид - 1,5 - 5,0
Этиленгликоль - 1,5 - 5,0
Эмульгатор - 0,5 - 5,0
Вода
Недостатком данных композиций является их низкая морозостойкость и недостаточная стойкость пленки краски к знакопеременным температурам.

Ближайшим аналогом по составу и области применения и по совокупности признаков является композиция на основе сополимера винилхлорида с винилиденхлоридом и малеиновой кислотой (SU, патент N 93057808/04, кл. 6 C 09 D 127/08, 1993 г.) /в % мас./:
Латекс сополимера винилхлорида с винилиденхлоридом и малеиновой кислотой марки ВДВХМк-65Е-ВДК - 20,0 - 50,0
Диоксид титана - Не более 18,0
Мел - 18,0 - 33,5
Тальк - Не более 8,5
Каолин - Не более 7,0
Эмульгатор - 0,01 - 0,05
Na-карбоксиметилцеллюлоза - 0,2 - 0,5
Тетраметилтиурамдисульфид (Тиурам Д) - 0,1 - 0,2
Кремнийорганическая жидкость марки ГКЖ-10 - 0,23 - 0,48
Пластификатор - 0,5 - 0,7
Этиленгликоль - 1,0 - 2,0
Ультрамарин - 0,002
Вода - Остальное
Недостатком данной композиции является ее низкая атмосферо- и светостойкость, недостаточная водостойкость, что ограничивает область применения краски и не позволяет использовать ее для наружных работ.

Целью изобретения является улучшение атмосферо-, свето- и водостойкости краски.

Поставленная цель достигается тем, что водно-дисперсионная краска, включающая латекс сополимера винилхлорида с винилиденхлоридом и малеиновой кислотой марки ВДВХМк-65Е-ВДК, оксиды металлов (диоксид титана, оксиды железа), органические пигменты водорастворимые, наполнители, эмульгатор, натрий-карбоксиметилцеллюлозу, антисептик, диспергатор, пластификатор, антифриз и воду дополнительно содержит следующие компоненты: в качестве дополнительного пленкообразователя - каучук синтетический олигопипериленовый (СКОП); в качестве коалесцента - уайт-спирит, в качестве пеногасителя - полиметилсилоксановую жидкость (ПМС), при следующем соотношении компонентов /в мас./:
Латекс сополимера винилхлорида с винилиденхлоридом и малеиновой кислотой марки ВДВХМк-65Е-ВДК - 35,0 - 40,0
Na-карбоксиметилцеллюлоза - 0,6 - 0,65
Кремнийорганическая жидкость ГКЖ-10 или ГКЖ-11 - 0,1
Полиметилсилоксановая жидкость (ПМС) - 0,1
Эмульгатор (моноалкилфениловые эфиры полиэтиленгликоля марок ОП-10 или ОП-7) - 0,1
СКОП - Не более 1,8
Тиурам Д (тетраметилтиурамдисульфид) - 0,1
Оксиды металлов (двуокись титана, оксиды железа) - Не более 15,0
Мел - 17,0 - 23,0
Каолин - 1,0 - 5,0
Уайт-спирит - 1,5
Этиленгликоль - Не более 3,0
Органические пигменты (водорастворимые) - Не более 8,0
Пластификатор - 0,85
Вода - До 100
Основными кроющими пигментами в краске являются оксиды металлов (диоксид титана, оксиды железа); для придания краске различных оттенков наряду с оксидами металлов используются органические водорастворимые пигменты; наполнителями служат мел, каолин, традиционно применяемые в качестве наполнителей в водно-дисперсионных красках. В качестве эмульгатора используется вспомогательное вещество ОП-7 или ОП-10, представляющее собой моно- и диалкилфениловые эфиры полиэтиленгликоля на основе полимердистиллята формулы C_nH_2n+1C₆H₄O(C₂H₄O)_mH, где n = 8-10, а m = 6-7 для ОП-7 и m = 10 - 12 для ОП-10; в качестве загустителя - натрий-карбоксиметилцеллюлоза; этиленгликоль является антифризом; в качестве пластификатора используются сложные эфиры спиртов и дикарбоновых кислот (дибутилфталат, диоктилфталат, дибутилсебацинат и т.п.); тетраметилтиурамдисульфид (Тиурам Д) - в качестве антисептика; в качестве диспергатора используется кремнийорганическая жидкость ГКЖ-10 - водный раствор этилсиликоната натрия или кремнийорганическая жидкость ГКЖ-11 - водный раствор метилсиликоната натрия.

Краску готовят по следующей технологии:
1. Пластификация латекса осуществляется путем перемешивания пластификатора с латексом при температуре (35 - 45)^oC.

2. Приготовление полуфабриката производится путем растворения натрий-карбоксиметилцеллюлозы в воде при температуре 40^oC в течение 1,5 часа и смешении полученного гидролизата со следующими составляющими компонентами краски: жидкость ГКЖ-10, полиметилсилоксановая жидкость (ПМС), вспомогательное вещество ОП-10 или ОП-7, СКОП, уайт-спирит.

3. Приготовление пигментной пасты проводят путем смешения полуфабриката с сухими компонентами краски (наполнителями, пигментами, антисептиком - тиурамом Д) и последующим диспергированием полученной смеси на бисерной мельнице до достижения степени перетира по "Клину" не более 60 мкм.

4. Изготовление краски путем смешения пигментной пасты с пластифицированным латексом и жидкими органическими пигментами в течение 30 минут.

Пример
Вводят 0,85% мас. дибутилового эфира фталевой кислоты (дибутилфталата) в 37,5% мас. 50%-ного латекса сополимера винилхлорида, винилиденхлорида и малеиновой кислоты (ВДВХМк-65Е-ВДК) и перемешивают при температуре (35 - 40)^oC в течение 2,0 часов.

Для приготовления полуфабриката 0,65% мас. натрий-карбоксиметилцеллюлозы вводят в 20,07% мас. воды и перемешивают в течение 1,5 часа при 40^oC; после чего загружают последовательно 0,1% мас. 50%-ной жидкости ГКЖ-10, ГКЖ-11; 0,1% мас. жидкости ПМС; 0,1% мас. ОП-10; 1,8% мас. СКОПа; 1,5% мас. уайт-спирита; 3% мас. этиленгликоля и перемешивают до однородности в течение 0,5 часа.

Получение пигментной пасты осуществляется путем смешения 27,32% мас. полуфабриката и 0,1% мас. тиурама; 11,8% мас. диоксида титана; 17,23% мас. мела; 2% мас. каолина; 0,8% мас. пигмента красного железоокисного 2,1% мас. пигмента желтого железоокисного; 0,3% мас. жидкого органического пигмента черного ПО и последующего диспергирования пигментной массы в бисерной мельнице в течение 20 минут.

Получение краски осуществляется путем смешения 38,35% мас. пластифицированного латекса и 61,65% мас. пигментной пасты.

Технология приготовления красок во всех примерах аналогична. Соотношение компонентов в других примерах приведено в таблице 1.

В примерах 1 - 4 и 7 - 11 количество дополнительного пленкообразователя соответствует интервалу, рекомендуемому в формуле изобретения; в примере 6 - в большем количестве; а в примере 5 - при его отсутствии. В примере 3 приведено большее, чем рекомендовано в формуле изобретения количество пеногасителя, а в примере 4 - меньшее его количество. В примере 5 приведена рецептура краски без уайт-спирита, а в примере 9 приведена рецептура с увеличенным содержанием уайт-спирита. В приведенных в таблице 1 примерах взяты различные количества и сочетания пигментов (оксидов металлов и неорганических пигментов).

Свойства полученных красок и покрытий приведены в таблице 2.

Из таблицы 2 видно, что отсутствие дополнительного пленкообразователя приводит к резкому ухудшению светостойкости покрытия и стойкости пленок красок к воздействию знакопеременных температур. Введение дополнительного пленкообразователя (пример 4) позволяет резко увеличить стойкость пленок красок к знакопеременным температурам (с 45 до 145 циклов) и улучшить светостойкость покрытия. Увеличение количества дополнительного пленкообразователя до 2,0% мас. (пример 6) несколько ухудшает внешний вид пленки краски за счет плохого распределения дополнительного пленкообразователя в краске, вызванного его передозировкой, а также отрицательно сказывается на времени высыхания краски.

Увеличение количества пеногасителя больше рекомендованного в формуле изобретения (пример 3) приводит к ухудшению внешнего вида пленок (появлению небольших неокрашенных вкрапления), а отсутствие пеногасителя (пример 4) приводит к увеличению пенообразования, наблюдаемому при приготовлении краски, и нанесению ее на поверхность, и ухудшению внешнего вида покрытия.

Отсутствие коалесцента (уайт-спирита) увеличивает время высыхания краски (пример 5), а его передозировка (пример 9) ухудшает внешний вид пленки.

Составы, приготовленные согласно формуле изобретения (примеры 1, 2, 7, 8, 11), превосходят прототип по следующим показателям: время высыхания краски при температуре (10±0,5)^oC (45 мин против 60 мин); и по показателям, характеризующим атмосферостойкость покрытий, а именно:
1) при облучении образцов покрытий под лампой ДРТ-400 у прототипа наблюдалось резкое пожелтение покрытия, в то время как у патентуемого состава цвет покрытия не изменился;
2) при определении стойкости пленки краски к знакопеременным температурам, проводимой на бетонных кубиках, наблюдалось изменение состояния покрытия, выражаемое в появлении трещин, пробелов в покрытии, мелении, изменении цвета. Проведенный анализ показал, что в прототипе уже через 44 цикла наблюдалось меление покрытия, проплешины на поверхности, шелушение, изменение цвета; в рекомендуемых составах видимое ухудшение качества поверхности покрытия наблюдалось после проведения 253 - 245 циклов испытаний.

Описывается краска для получения защитно-декоративных покрытий по неметаллическим подложкам как внутри, так и снаружи зданий и сооружений. Краска содержит в качестве основного пленкообразователя латекс сополимера винилхлорида с винилиденхлоридом и малеиновой кислотой марки ВДВХМк-65Е-ВДК, органический пигмент, кремнийорганическую жидкость, мел, каолин, эмульгатор, натрийкарбоксиметилцеллюлозу, тиурам Д-тетраметилтиурамдисульфид, оксид металла, пластификатор, этиленгликоль, воду, отличающаяся тем, что она содержит в качестве кремнийорганической жидкости наряду с водным раствором этилсиликоната натрия ГКЖ-10 и водный раствор метилсиликоната натрия ГКЖ-11, в качестве дополнительного пленкообразователя - синтетический олигопипериленовый каучук и дополнительно в качестве пеногасителя - полиметилсилоксановую жидкость, в качестве коалесцента -уайт-спирит. Технический результат - улучшение атмосфероспособности, светостойкости и водостойкости краски. 2 табл.

Водно-дисперсионная краска, включающая латекс сополимера винилхлорида с винилиденхлоридом и малеиновой кислотой марки ВДВХМк-65Е-ВДК, органические пигменты водорастворимые, кремнийорганическую жидкость, мел, каолин, эмульгатор, натрийкарбоксиметилцеллюлозу, тиурам Д-тетраметилтиурамдисульфид, оксиды металлов, пластификатор, этиленгликоль, воду, отличающаяся тем, что она содержит в качестве кремнийорганической жидкости водный раствор этилсиликоната натрия ГКЖ-10 или водный раствор метилсиликоната натрия ГКЖ-11, в качестве дополнительного пленкообразователя - синтетический олигопипериленовый каучук СКОП, а в качестве оксидов металлов - двуокись титана, оксиды железа и дополнительно в качестве пеногасителя - полиметилсилоксановую жидкость, в качестве коалесцента - уайт-спирит при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Латекс сополимера винилхлорида с винилиденхлоридом и малеиновой кислотой марки ВДВХМк-65Е-ВДК - 35,0 - 40,0
Натрий карбоксиметилцеллюлоза - 0,6 - 0,65
Кремнийорганическая жидкость ГКЖ-10 или ГКЖ-11 - 0,1
Полиметилсилоксановая жидкость - 0,1
Эмульгатор - 0,1
Синтетический олигопипериленовый каучук СКОП - Не более 8
Тиурам Д-тетраметилтиурамдисульфид - 0,1
Оксиды металлов - двуокись титана, оксиды железа - Не более 15,0
Мел - 17,0 - 23,0
Каолин - 1,0 - 5,0
Уайт-спирит - 1,5
Этиленгликоль - Не более 3,0
Пластификатор - 0,85
Органические пигменты водорастворимые - Не более 8,0
Вода - До 100