ВОДНО-ДИСПЕРСИОННАЯ ЛАКОКРАСОЧНАЯ КОМПОЗИЦИЯ Российский патент 2000 года по МПК C09D5/02 

Изобретение относится к водоразбавляемым лакокрасочным материалам широкого назначения.

Известна лакокрасочная композиция естественной сушки, включающая сополимер стирола с малеиновым ангидридом, модифицированный спиртами фракции C₇-C₉, малеинизированное льняное масло, пигмент, сиккатив и растворитель (SU N 1669175 от 14.12.88).

Однако известная водоразбавляемая лакокрасочная композиция (а. с. N 1669175 от 14.12.88) имеет значительное время высыхания покрытий, содержит в своем составе органический растворителей до 25-35% массовых долей, что делает данную композицию неэкологичной.

Наиболее близкой по технической сущности к изобретению является водно-дисперсионная лакокрасочная композиция, включающая водоразбавляемое пленкообразующее, пигменты, загуститель, поверхностно-активное вещество, биоцидную добавку и воду (патент RU 2059673, БИ N 13, 10.05.96).

Однако данная водно-дисперсионная лакокрасочная композиция имеет недостаточную адгезию к мелющим подложкам, к поверхностям, ранее окрашенным масляной краской, имеет неудовлетворительную смываемость; недостаточно устойчива к воздействию загрязняющих веществ, воды.

Технической задачей изобретения является улучшение адгезии к мелющим подложкам, а также к поверхностям, ранее окрашенным масляными красками, уменьшение смываемости покрытия, повышение стойкости к воздействию загрязняющих веществ, улучшение водостойкости покрытий.

Технический результат достигается тем, что водно-дисперсионная лакокрасочная композиция, включающая водоразбавляемое пленкообразующее, пигменты, загуститель, поверхностно-активное вещество, биоцидную добавку, воду, дополнительно содержит алкидную эмульсию, полученную перемешиванием алкидной смолы при 61-99^oC с эмульгатором неионного типа с гидрофильно-липофильным балансом 14-20 и/или анионным эмульгатором с последующим порционным введением воды, сначала 5-50 мас.% от общего количества воды, затем 50-95 мас.% через 5-120 мин при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Водоразбавляемое пленкообразующее (в пересчете на сухое) - 10-40
Алкидная эмульсия (в пересчете на сухое) - 1-20
Пигменты - 2-40
Поверхностно активное вещество (в пересчете на сухое) - 0.1-2.0
Биоцидная добавка - 0.01-0.5
Загуститель - 0.1-10.0
Вода - Остальное
Водно-дисперсионная лакокрасочная композиция может содержать дополнительно сиккатив в количестве 0,1-3 мас.%, органический растворитель в количестве 1.0-15 мас.%, нейтрализующее основание в количестве 0.1-3 мас.%, пеногаситель в количестве 0.1-0.5 мас.%.

Водно-дисперсионная лакокрасочная композиция образует лакокрасочные покрытия, высыхающие в естественных условиях.

В качестве водоразбавляемого пленкообразующего, в частности, применяют полимерные эмульсии следующего типа:
на акриловой основе, например, Примал EP-2590ER фирмы Rohm and Haas;
на основе сополимера поливинилацетата с дибутилмалеинатом (марка ДПМ 5035 ТУ 2241-030-00203521-97);
на основе поливинилацетата (ГОСТ 9808-84);
на основе сополимера акрилата с поливинилацетатом, в частности марки К-65 фирмы Forcit, Финляндия;
на основе поливинилацетата, модифицированного версататом (марки К-200 ф. Форсит, Финляндия) и другие.

В качестве алкидной эмульсии используют новую алкидную эмульсию, полученную перемешиванием алкидной смолы при 61-99^oC с эмульгатором неионного типа с гидрофильно-липофильным балансом (ГЛБ) 14-20 и/или анионным эмульгатором с последующим порционным введением воды, сначала 5-50 мас.% от общего количества воды, затем 50-95 мас.% через 5-120 мин.

Примером неионных эмульгаторов с ГЛБ 14-20 являются этоксилаты моноэтаноламидов жирных кислот (Berol 387 ф. Berol Nobel), этоксилированные алкилфенолы (Berol 281 ф. Berol Nobel), этоксилированные жирные спирты (Berol 07 ф. Berol Nobel).

Примерами анионных эмульгаторов являются, в частности, натриевые или аммониевые соли сульфированных спиртов (Ufarol Am 30 ф. Unger) и другие.

В качестве алкидных смол при приготовлении алкидной эмульсии используют пентафталевые, глифталевые олигомеры, модифицированные растительными маслами или синтетическими жирными кислотами, являющимися основой лаков ПФ-231 (ТУ 6-10-1190-96), ПФ-064Н, ГФ-046, ПФ-069, ПФ-060, ГФ-064, ГФ-066, ПФ-020, ПФ-053 (ТУ 6-10-612-76) и другие, например, с кислотным числом 2-20 мг/КОН/г.

В качестве пигментов применяют любые нейтральные или слабоосновные пигменты, например двуокись титана (ГОСТ 9808-74), мел (ТУ 21-10-73-90, ГОСТ 12085-88), пигмент желтый железоокисный (ГОСТ 18172-80), пигмент красный железоокисный для резиновой промышленности (ТУ 6-10-1618-77), слюда молотая для резиновой промышленности (ГОСТ 855-74), омиакарб, представляющий собой мелкий мраморный порошок высокой чистоты с содержанием карбоната кальция не менее 98% (фирмы Омиа), пигмент голубой фталоцианиновый (ГОСТ 6220-76), углерод технический марки Принтекс У (фирмы Дегусса, Германия) тальк молотый для лакокрасочной промышленности (ТУ 6-21-25-201-77), каолин (ГОСТ 19608-84), цеолит и другие.

В качестве загустителей используют натрий карбоксиметил целлюлозу (Na-КМЦ) (ТУ 6-55-40-90), гидроксиэтилцеллюлозу (например, марки Натросол 250HR и 250HBR фирмы Геркулес), сополимер на основе бутилакрилата с метакриловой кислотой марки Лакрил 41 (ТУ 2241-008-3925189-96), загуститель на основе гидролизованного полиакрилонитрила Гипан (ТУ 6-01-166-89) и другие.

В качестве поверхностно-активного вещества используют оксиэтилированные алкилфенолы: вспомогательное вещество ОП-7 или ОП-10 (ГОСТ 8433-81), тритон CF-10 (фирмы Юнион карбайд); натриевые и аммониевые соли поликарбоновых кислот марки, например Оротан 731 К (35%) ф. Rohm and Haas; марки Оротан 165 (21%) ф. Rohm and Haas; натрий полифосфат (ГОСТ 20291-86) и другие.

В качестве органических растворителей применяют бутилгликоль (ТУ 6-01-64878), этиленгликоль (ГОСТ 10136-77), диэтиленгликоль (ГОСТ 10136-77), уайт-спирит (ГОСТ 3134-78) и другие.

В качестве пеногасителя используют вещества на кремнийорганической основе, например марки ПГКО-1001(ТУ 6-00-05763441-92); например, на основе полисилоксана марки Агитан-731 фирмы Munzing Chemie; на основе смеси алифатических углеводородов и эмульгаторов NOPKO NXZ (фирмы HENKEL NOPCO Германия) и другие.

В качестве биоцидной добавки используют, в частности, вещества на основе тетраметилтиурамдисульфида марки Тиурам Д (ГОСТ 740-76); на основе изотиазолина и галогенизированных производных алканола марки Метатин К 520 (фирмы Acima Швейцария); на основе 2-н-октил-4-изотиазолина марки Скейн 8 (фирмы Rohm and Haas) и другие.

В качестве сиккатива используют, например, сиккатив на основе нафтената кобальта НФ-4 (ГОСТ 1003-73), сиккатив на основе солей кобальта, бария, циркония - Аддитол VXW 4940 (фирмы Vianova, Австрия), сиккатив на основе солей кобальта лития циркония D-15 (фирмы Dyno Норвегия) и другие.

Предлагаемую композицию готовят следующим образом.

Изготавливают полуфабрикат пигментной пасты в смесителе путем растворения поверхностно-активного вещества и загустителя в воде при работающей мешалке.

Изготавливают замес пигментной пасты в быстроходном смесителе путем загрузки при работающей мешалке полуфабриката пигментной пасты, пигментов и при необходимости растворителя, нейтрализующего основания, пеногасителя.

Содержимое смесителя перемешивают до получения однородной массы.

Диспергируют пигментную пасту на бисерной мельнице.

Изготавливают полуфабрикат водоразбавляемого пленкообразующего и алкидной эмульсии путем загрузки в смеситель при работающей мешалкe алкидной эмульсии и водоразбавляемого пленкообразующего и при необходимости сиккатива.

Содержимое смесителя перемешивают до получения однородной массы.

Составляют композицию в смесителе путем загрузки при работающей мешалкe в полуфабрикат водоразбавляемого пленкообразующего и алкидной эмульсии пигментной пасты.

Содержимое смесителя перемешивают до однородности раствора в течение 20-30 мин и определяют показатели качества. Композицию разбавляют до рабочей вязкости, водой наносят методом пневматического распыление или кистью.

Примеры по изобретению в сравнении с прототипом приведены в табл. 1,2.

Ниже приведен пример приготовления алкидной эмульсии, являющейся одним из компонентов состава композиции.

Пример 1
В смеситель (n - 2,5 тыс. об/мин, температура 81-85^oC) помещают основу пентафталевого лака ПФ-060 в количестве 45,0 г, эмульгатора Berol 281 (этоксилированный алкилфенол ф. Berol Nobel) в количестве 4,5 г.

После окончания их загрузки перемешивают 10 мин до получения однородной массы. Затем (при работающей мешалке) загружают сначала 2,5 г воды (5 мас. %), перемешивают 5 мин до получения белой однородной массы, затем загружают оставшееся количество воды 47,5 г (95 мас.%).

После окончания введения воды перемешивают 20 мин.

Пример 2.

В смеситель (n ≥ 2,5 тыс. об/мин, температура 95-99^oC) помещают основу пентафталевого лака ПФ-060 в количестве 50,0 г, эмульгатора Ufarol Am 30 (лаурилсульфат натрия ф. Unger) в количестве 3,6 г.

После окончания их загрузки перемешивают 10 мин до получения однородной массы. Затем (при работающей мешалке) загружают сначала 23,2 г воды (50 мас. %), перемешивают 120 мин до получения белой однородной массы, затем загружают оставшееся количество воды 23,2 г (50 мас.%).

После окончания введения воды перемешивают 10 мин.

Пример 3
В смеситель (n ≥ 2,5 тыс. об/мин, температура 61-65^oC) помещают основу пентафталевого лака ПФ-069 в количестве 47,0 г, эмульгатора Berol 281 (этоксилированный алкилфенол ф. Berol Nobel) в количестве 3,3 г и 1 г эмульгатора Ufarol Am 30 (лаурилсульфат натрия ф. Unger) в количестве 0,7.

После окончания их загрузки перемешивают 10 мин до получения однородной массы. Затем (при работающей мешалке) загружают сначала 9,8 г воды (20 мас. %), перемешивают 10 мин до получения белой однородной массы, затем загружают оставшееся количество воды 39,2 г (80 мас.%).

После окончания введения воды перемешивают 20 мин. Получают по примерам 1-3 стабильную эмульсию, готовую к использованию. Стабильность эмульсии - 150 ч при температуре 50^oC во всех примерах по изобретению.

Изобретение относится к водоразбавляемым лакокрасочным материалам широкого назначения. Композиция включает водоразбавляемое пленкообразующее, пигменты, загуститель, поверхностно-активное вещество. Помимо биоцидной добавки и воды состав дополнительно содержит алкидную эмульсию, полученную перемешиванием при 61-99^oС алкидной смолы с эмульгатором неионного типа с гидрофильно-липофильным балансом 14-20 и/или анионным эмульгатором с последующим порционным введением воды. Сочетание компонентов в определенном соотношении позволяет улучшить адгезию к мелющим поверхностям, к поверхностям, ранее окрашенным масляной краской. 4 з.п. ф-лы, 2 табл.

1. Водно-дисперсионная лакокрасочная композиция, включающая водоразбавляемое пленкообразующее, пигменты, загуститель, поверхностно-активное вещество, биоцидную добавку, воду, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит алкидную эмульсию, полученную перемешиванием алкидной смолы при 61 - 90^oС с эмульгатором неионного типа с гидрофильнолипофильным балансом 14 - 20 и/или анионным эмульгатором с последующим порционным введением воды, сначала 5 - 50% от общего количества воды, затем 50 - 90 мас.% через 5 - 120 мин при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Водоразбавляемое пленкообразующее (в пересчете на сухое) - 10 - 40
Алкидная эмульсия (в пересчете на сухое) - 1 - 20
Пигменты - 2 - 40
Поверхностно-активное вещество (в пересчете на сухое) - 0,1 - 2,0
Биоцидная добавка - 0,01 - 0,5
Загуститель - 0,1 - 10,0
Вода - Остальное
2. Водно-дисперсионная лакокрасочная композиция по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит сиккатив в количестве 0,1 - 3,0 мас.%. 3. Водно-дисперсионная лакокрасочная композиция по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит органический растворитель в количестве 1 - 15 мас.%. 4. Водно-дисперсионная лакокрасочная композиция по пп.1 - 3, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит нейтрализующее основание в количестве 0,1 - 3 мас.%. 5. Водно-дисперсионная лакокрасочная композиция по пп.1 - 4, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит пеногаситель в количестве 0,1 - 0,5 мас.%.