СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРОШКООБРАЗНОЙ КРАСКИ Российский патент 2000 года по МПК C09D5/03 C09D7/14 

Изобретение относится к получению водоразбавляемых порошкообразных полимерных красок, которые могут быть использованы для окрашивания различных поверхностей: кирпичных, бетонных, оштукатуренных, деревянных.

Известен способ получения красящей композиции: в реактор с нагретой до 90-100^oC водой последовательно загружают гидратную известь, белый портландцемент, порошкообразную серу и цинковый купорос. Затем полученную суспензию фильтруют, сушат и прокаливают при 500-700^oC. Получают сухую товарную композицию с добавлением до 0,5% стеарата кальция (Патент, RU, C 09 D 5/03, 1997). Недостатком данного способа является длительность перемешивания компонентов, применение высоких температур при прокаливании полученной композиции, что приводит к повышенному расходу электроэнергии при производстве данного материала.

Известен также способ получения сухих красок на минеральных вяжущих следующего состава: портландцемент, известь-пушонка, доломитовая мука и пигмент. Процесс получения краски по данному способу состоит из нескольких стадий: помол отдельных компонентов краски, смешение компонентов в сухом виде (Ж. "Лакокрасочные материалы и их применение", N 8, 1998, с. 57-58). К недостаткам данного способа получения сухих красок относится длительность и энергоемкость процесса производства, а также низкие малярно-технические свойства красок такого типа, например, укрывистость составляет 350-400 г/м².

Наиболее близким по существу к предлагаемому способу является способ получения порошкообразной краски, включающий диспергирование пигмента в водной эмульсии дибутилфталата и поверхностно-активного вещества, с последующей сушкой полученной пигментной пасты при 90-95^oC до остаточной влажности 4% и смешения в шаровой мельнице с сухим поливинилацетатом в течение 2-2,5 ч (Авторское свидетельство, SU, N 1381144, C 09 D 7/14, 1989).

Недостатком данного способа является многостадийность получения порошкообразной краски, а также длительность производственного процесса.

Технической задачей изобретения является получение окрасочной композиции из порошкообразных компонентов путем смешения и капсуляции последних в сухом виде, а также сокращение продолжительности процесса получения порошкообразной краски, снижение энергозатрат на производство и улучшение малярно-технических характеристик готовой продукции.

Технический результат достигается тем, что в качестве добавок используют порошкообразные загуститель и антивспениватель, который представляет собой механоактивированную смесь силиконовой эмульсии в парафинированном минеральном масле с карбонатом кальция при массовом соотношении 17,3-18,6:81,4-82,7. Смешение порошкообразных компонентов краски ведут в 2-камерном механоактиваторе в течение 1,5-3 мин при нормальных условиях, загрузка мелющих тел (шаров) составляет в первой камере 25-35%, а во второй - 35-55% рабочего объема камер механоактиватора, с одновременной капсуляцией красящего вещества и наполнителя органическим связующим в течение 1,5-3 мин. Первая рабочая камера механоактиватора служит для дополнительного смешения компонентов порошкообразной краски, а вторая - для капсулирования пигментов и наполнителей мелкодисперсными частицами порошковых полимерных дисперсий.

Полученная по данному способу порошкообразная краска имеет следующий состав, мас.%:
Органическое связующее - 25-40
Красящее вещество - 7-18
Наполнитель - 40-67
Загуститель - 0,5-1,0
Антивспениватель - 0,5-1,0
В качестве органического связующего в краске используют различные порошковые дисперсии сополимеров на основе винилацетата и этилена, а также винилацетата и бутилакрилата.

В качестве красящего вещества используют неорганические или органические пигменты широкой цветовой гаммы, предпочтительно синтетический пигмент - механоактивированная композиция, состоящая из неорганического пигмента, выбранного из группы, включающей диоксид титана, красный железооксидный, оксид хрома и др. , или органического пигмента и наполнителя, предпочтительно, карбоната кальция при массовом соотношении 30: 70 мас.% соответственно. Синтетический пигмент получают по способу в соответствии с патентом РФ N 2114885.

Наполнителем служат высокодисперсные и легко диспергируемые карбонат кальция, тальк, каолин, барит.

В качестве загустителя можно использовать любые порошкообразные загустители, предпочтительно, метилгидроксиэтилцеллюлозу.

Способ получения порошкообразной краски осуществляется следующим образом.

В бункер-смеситель загружают порошкообразные компоненты краски: органическое связующее, синтетический пигмент, наполнитель, различные добавки и при непрерывном перемешивании смесь компонентов по шнековому питателю подается в рабочие камеры механоактиватора, где происходят дополнительное перемешивание порошкообразных компонентов краски и капсулирование частиц пигмента и наполнителя органическим связующим - полимерными порошковыми дисперсиями. Из рабочих камер механоактиватора готовая порошкообразная краска по выгрузочному патрубку поступает в бумажные мешки. Энергозатраты на получение 1 т материала составляют 15 кВт/ч.

Перед нанесением порошкообразную краску замешивают в воде в соотношении вода: порошок 1,2:1. Смешение производится механически или вручную до получения густой, гомогенной, не содержащей сгустков массы.

Проведенный анализ технических решений позволяет сделать вывод о том, что предлагаемый способ соответствует условиям патентоспособности изобретения, обладает новизной и может быть использован в промышленных масштабах.

Нижеследующие примеры поясняют настоящее изобретение.

Пример 1. Порошковую дисперсию, представляющую собой сополимер поливинилацетата с этиленом, белый синтетический пигмент (механоактивированный композиционный материал, состоящий из диоксида титана и карбоната кальция в соотношении 30:70 мас.%), карбонат кальция, метилгидроксиэтилцеллюлозу и антивспениватель - порошкообразную смесь, силиконовой эмульсии в парафинированном минеральном масле, и карбоната кальция - смешивают в следующих соотношениях (мас.%): 35,0:10,0:54,0:0,5:0,5 в бункере-смесителе, затем полученную смесь подают в механоактиватор и обрабатывают в течение 3 минут. Загрузка мелющих тел составляет в первой камере 25%, а во второй 40% рабочего объема камер механоактиватора, частота колебаний 75 с^-1, амплитуда колебаний 50 мм, мелющие тела - стальные шары диаметром 10-17 мм, ускорение 40 g. Полученную порошкообразную краску замешивают в воде в соотношении вода:порошок 1,2: 1,0. Диспергируемость водной окрасочной композиции составляет 25 мкм, расход краски 70 г/м², время высыхания 0,5 ч, водостойкость 28 суток.

Пример 2. Порошковую дисперсию, представляющую собой сополимер винилацетата с бутилакрилатом, диоксид титана, карбонат кальция, метилгидроксиэтилцеллюлозу и антивспениватель, смешивают в следующих соотношениях (мас.%): 35,0: 10,0:58,5:1,0:0,5 в бункере-смесителе, затем полученную смесь подают в механоактиватор и обрабатывают в течение 1,5 мин, режимы обработки как в примере 1. Полученная порошковая краска замешивается в воде в тех же соотношениях, как и в примере 1. Диспергируемость краски 30 мкм, расход 700 г/м², время высыхания 0,5 ч, водостойкость 28 суток.

Пример 3. Порошковую дисперсию, содержащую сополимер винилацетата с этиленом, красный синтетический пигмент, представляющий собой механоактивированный композиционный материал, состоящий из красного железооксидного пигмента и карбоната кальция в соотношении 30:70 мас.%, наполнитель - карбонат кальция, метилгидроксиэтилцеллюлозу и антивспениватель смешивают в следующих соотношениях (мас.%): 30,0:7,0:61,5:1,0:0,5 в бункере-смесителе, полученную смесь подают в механоактиватор и обрабатывают в течение 2 мин. Загрузка мелющих тел в первой камере 30%, а во второй 45% рабочего объема камер механоактиватора, остальные параметры обработки, как в примере 1. Полученную порошкообразную краску замешивают в воде в тех же соотношениях, как в примере 1. Диспергируемость краски 25 мкм, расход краски 60 г/м², время высыхания 0,5 часа, водостойкость 30 суток.

Используемый порошкообразный антивспениватель является новым, не описанным в литературе.

Способ его получения заключается в следующем: жидкий антивспениватель - силиконовую эмульсию в парафинированном минеральном масле смешивают с тонкомолотым карбонатом кальция в соотношениях 17,3 - 18,6 мас.% эмульсии и 82,7 - 81,4 мас.% карбоната кальция. Полученную смесь сушат при комнатной температуре в течение 12 ч и затем обрабатывают в механоактиваторе в течение 1,5-3 мин. Полученный продукт можно использовать при производстве порошкообразных красок.

Пример 4. Жидкий антивспениватель, представляющий собой силиконовую эмульсию в парафинированном минеральном масле, смешивают в шнековом смесителе с карбонатом кальция в соотношении (мас.%): 18,0:82,0, полученную смесь сушат в течение 12 ч при нормальных условиях и затем обрабатывают в механоактиваторе в течение 1,5 мин. Шаровая загрузка камер механоактиватора составляет соответственно (%): 1-я камера - 25; 2-я камера - 35.

Полученный по данному способу антивспениватель представляет собой тонкодисперсный порошок.

Использование: для защитно-декоративных покрытий по бетону, штукатурке, кирпичу, дереву. Способ получения порошкообразной краски включает перемешивание порошкообразных компонентов: органического связующего - сополимеров винилацетата с этиленом или бутилакрилатом, синтетического пигмента (механоактивированного композиционного материала, состоящего из натурального пигмента и наполнителя), наполнителя (карбоната кальция, талька, каолина), загустителя (метилгидроксиэтилцеллюлозы), антивспенивателя (тонкодисперсного порошка, представляющего собой смесь силиконовой эмульсии в парафинированном минеральном масле и карбоната кальция) в бункере-смесителе, а затем дополнительное перемешивание и капсуляцию в 2-камерном механоактиваторе с шаровой загрузкой первой и второй рабочих камер соответственно 25-35 и 35-55% в течение 1-3 мин. Технический результат - сокращение продолжительности процесса снижения энергозатрат на производство и улучшение малярно-технических характеристик целевого продукта. 1 з.п.ф-лы.

1. Способ получения порошкообразной краски смешением ее порошкообразных компонентов - красящего вещества, органического связующего, наполнителя и добавок, отличающийся тем, что в качестве добавок используют порошкообразные загуститель и антивспениватель, который представляет собой механоактивированную смесь силиконовой эмульсии в парафинированном минеральном масле с карбонатом кальция при массовом соотношении 17,3 - 18,6 : 81,4 - 82,7 и смешение компонентов проводят в двухкамерном механоактиваторе с шаровой загрузкой первой и второй камер 25 - 35% и 35 - 55% соответственно с одновременной капсуляцией красящего вещества и наполнителя органическим связующим в течение 1,5 - 3,0 мин. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве красящего вещества используют механоактивированный композиционный материал на основе пигмента и наполнителя при массовом соотношении 30 : 70.