ВОДНО-ДИСПЕРСИОННАЯ КОМПОЗИЦИЯ Российский патент 2001 года по МПК C09D131/04 C09D5/02 C09D131/04 C09D109/00 

Изобретение относится к технологии лакокрасочных материалов, а конкретно к водно-дисперсионным композициям широкого назначения.

Водно-дисперсионные композиции представляют собой суспензии пигментов и наполнителей в водных дисперсиях синтетических полимеров с добавлением различных вспомогательных веществ - диспергаторов, эмульгаторов, стабилизаторов, загустителей, пеногасителей, антисептиков, ингибиторов коррозии, а также различных добавок - гидрофобизирующих, структурирующих, коалесцирующих и др.

Подобные композиции предназначаются для внутренней и наружной окраски зданий и сооружений по кирпичным, бетонным, деревянным и другим пористым поверхностям. Покрытия на основе водно-дисперсионных композиций должны обладать необходимой влаго - и атмосферостойкостью, а также устойчивостью к образованию грибковой микрофлоры. Данные показатели являются чрезвычайно важными, поскольку во многом определяют потребительские свойства краски.

Для обеспечения необходимых показателей по водостойкости, например поливинилацетатных покрытий, широко используют поливиниловый спирт, который образует нерастворимые в воде соединения в присутствии карбамидоформальдегидной смолы. Стойкость к воздействию микроорганизмов и образованию на покрытиях плесени достигается использованием антисептиков, таких как пентахлорфенолят натрия и др. /Лившиц М.Л., Пшиялковский Б.Л. Лакокрасочные материалы: Справочное пособие. - М.: Химия, 1982 г., с.315 /.

Однако и карбамидоформальдегидная смола и пентахлорфенолят натрия являются токсичными материалами, оказывающими негативное влияние на здоровье человека.

Наиболее близким аналогом предлагаемой композиции является известная водно- дисперсионная краска ВА-224, выпускаемая согласно ГОСТ 28196-89. "Краски водно-дисперсионные. Технические условия" в Краевом государственном унитарном предприятии "Бийский лакокрасочный завод".

В состав краски входит, мас.%:
Водная дисперсия полимера (дисперсия поливинилацетата ГОСТ 9808-84) - 1,0-30,0
Олигомерное связующее (раствор изопренового каучука СКИ-3Н ТУ38.103241-90 в нефрасе или уайт-спирите) - 8,0
Наполнитель (мел природный молотый марок ММ-1; ММ-2 ОСТ 21-10-88) - 15,0
Пигмент (белила цинковые ГОСТ 202-84) - 20,0
Загуститель (натриевая соль карбоксиметилцеллюлозы ТУ 6-55-40-90 - 1,5-2,0
Гидрофобизирующая добавка (смола карбамидоформальдегидная К-412-01 ТУ 6-10-1494-80) - 2,0
Структурирующая добавка (аэросил ГОСТ 14992-87) - 0,05 - 0,50
ПАВ (оксиэтилированный алкилоламин - "синтамид -5" ТУ 6-02-640-80) - 0,2
Диспергатор (спирт поливиниловый ГОСТ 10779-78) - 0,5
Вода - Остальное
Композиция не обладает высокой влагостойкостью и в значительной степени подвержена действию грибковой микрофлоры. Кроме того, она не отвечает требованиям экологической безопасности, поскольку содержит в своем составе карбамидоформальдегидную смолу.

Технической задачей изобретения является увеличение влагостойкости краски и предохранение ее от разрушительного воздействия микроорганизмов.

Поставленная задача решается благодаря тому, что водно-дисперсионная композиция, включающая водную дисперсию поливинилацетата, раствор изопренового каучука в нефрасе или уайт-спирите, мел природный молотый, белила цинковые, натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы, аэросил, оксиэтилированный алкилоламид, спирт поливиниловый и воду, дополнительно содержит добавку, повышающую влагостойкость и сопротивляемость появлению грибковой микрофлоры, в виде водорастворимой соли хитозана, выбранной из ряда: гидрохлорид хитозана, сульфат хитозана, формиат хитозана при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Водная дисперсия поливинилацетата - 1,0- 30,0
Раствор изопренового каучука в нефрасе или уайт-спирите - 8,0
Мел природный молотый - 15,0
Белила цинковые - 20,0
Натриевая соль карбоксиметилцеллюлозы - 1,5-2,0
Аэросил - 0,05 - 0,50
Оксиэтилированный алкилоламид - 0,2
Спирт поливиниловый - 0,5
Водорастворимая соль хитозана - 0,01 - 1,00
Вода - Остальное
Хитозан или поли [(1-4)-2-амино-2-дезокси β-D-глюкоза] - продукт глубокой переработки панцирьсодержащего сырья (крабов, креветок и т.д.) выпускается по ТУ 6-09-05-397-75. Представляет собой однородный порошок белого или кремового цвета, без специфического запаха. Устойчив к действию света, кислорода воздуха, нерастворим в воде. Хитозан является природным биополимером, широко применяемым в медицине, косметике, пищевой промышленности и сельском хозяйстве. Обладает повышенной влагостойкостью, специфической бактерицидной активностью. Материал нетоксичен. Значения LD₅₀ для хитозана находится на уровне LD₅₀ для сахарозы или поваренной соли (Knapczyk J. Applications of chitosans in the dosage forms of druds.// Polim. med.l988. V18. N 3. P. 178). Хитозан и его производные не оказывают ни раздражающего, ни аллергического воздействия на людей.

Водорастворимые соли хитозана (гидрохлорид хитозана, сульфат хитозана, формиат хитозана) представляют собой тонкодисперсные порошки от белого до светло-серого цвета. Так же, как и основное вещество, они обладают повышенной влагостойкостью и бактерицидной активностью. Хорошо растворимы в воде.

Сравнение заявляемого технического решения с ближайшим аналогом показывает, что оно отличается от последнего введением в рецептуру известной водно-дисперсионной композиции нового компонента - водорастворимой соли хитозана, т.е. данное техническое решение соответствует критерию "новизна".

В технике известно применение хитозана и его водорастворимых солей в рецептурах противоплесневых препаратов (Muzzarelli R.AA Chitin. London: Pergamon Press, 1977). Однако ни одна из них не может быть использована в водно-дисперсионных композициях. Предлагаемая рецептура водно-дисперсионной краски включает в себя такую совокупность исходных компонентов и их количественные соотношения, которые в комплексе позволяют получать композиции с улучшенными показателями по влагостойкости и сопротивляемости появлению грибковой микрофлоры, при одновременном обеспечении требований экологической безопасности.

Полезное действие исследованных водорастворимых солей хитозана в рецептуре заявляемой водно-дисперсионной композиции практически одинаково. Выбор той или иной соли диктуется прежде всего конкретными условиями технологии и наличием соответствующей сырьевой базы.

Диапазон изменения концентрации водорастворимых солей хитозана в составе композиции обусловлен прежде всего следующими факторами.

При концентрации водорастворимой соли хитозана менее 0,01 мас.% не отмечено повышения показателей влагоустойчивости и фунгицидной активности в сравнении с водно-дисперсионной композицией ВА-224.

При концентрации более 1,00 мас. % значительно возрастает вязкость краски, превышая технологически приемлемые значения, что отрицательно сказывается на ее потребительских свойствах.

В табл.1 представлены примеры составов предлагаемой композиции. Предлагаемую композицию получают следующим образом. Сначала готовят полуфабрикат, т. е. водный раствор вспомогательных веществ: натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы, оксиэтилированного алкилоламида "синтамид-5", поливинилового спирта и соли хитозана. Полученный раствор насосом подают в смеситель, в который одновременно загружают требуемое количество цинковых белил, молотого мела и аэросила.

Далее водную пасту подвергают обработке на бисерной мельнице и подают в смеситель, в который загружают водную дисперсию поливинилацетата и раствор изопренового каучука СКИ-3Н в нефрасе или уайт-спирите. После перемешивания готовая краска поступает на фасовочную машину для розлива в тару.

Композицию наносят на поверхности традиционными методами: кистью, валиком и распылителем. В табл.2 представлены результаты испытаний заявляемой композиции по сравнению с известной.

Таким образом, предлагаемая водно-дисперсионная композиция с заявляемой в ней совокупностью признаков позволяет достичь требуемый технический результат - увеличить влагостойкость краски и предохраняет ее от разрушительного воздействия микроорганизмов.

Состав композиции непосредственно из уровня техники в данной области не вытекает и не является очевидным для специалистов. При этом имеющиеся отличия от ближайшего аналога непосредственно влияют на решение поставленной задачи. Вышесказанное дает основание считать данное техническое решение обладающим изобретательским уровнем.

Предлагаемая композиция может быть получена по стандартной технологии изготовления водно-дисперсионных красок, с применением серийно выпускаемых материалов и типового оборудования.

Таким образом, заявляемое техническое решение обладает промышленной применимостью.

Изобретение относится к технологии лакокрасочных материалов, конкретно к водно-дисперсионным композициям широкого назначения. Описывается водно-дисперсионная композиция, которая включает водную дисперсию поливинилацетата, раствор изопренового каучука в нефрасе или уайт-спирите, мел природный молотый, белила цинковые, натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы, аэросил, оксиэтилированный алкилоламид, спирт поливиниловый и воду. Дополнительно она содержит добавку в виде водорастворимой соли хитозана, выбранной из ряда гидрохлорид хитозана, сульфат хитозана, формиат хитозана при соотношении компонентов, мас.%: водная дисперсия поливинилацетата 1,0-30,0, раствор изопренового каучука в нефрасе или уайт-спирите 8,0, мел природный молотый 15,0, белила цинковые 20,0, натриевая соль карбоксиметилцеллюлозы 1,5-2:0, аэросил 0,05-0,50, оксиэтилированный алкилоламид 0:2, спирт поливиниловый 0,5, водорастворимая соль хитозана 0,01-1,00, вода - остальное. Технический результат - повышение влагостойкости и сопротивляемости появлению грибковой микрофлоры. 2 табл.

Водно-дисперсионная композиция, включающая водную дисперсию поливинилацетата, раствор изопренового каучука в нефрасе или уайт-спирите, мел природный молотый, белила цинковые, натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы, аэросил, оксиэтилированный алкилоламид, спирт полвиниловый и воду, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит добавку, повышающую влагостойкость и сопротивляемость появлению грибковой микрофлоры, в виде водорастворимой соли хитозана, выбранной из ряда: гидрохлорид хитозана, сульфат хитозана, формиат хитозана при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Водная дисперсия поливинилацетата - 1,0 - 30,0
Раствор изопренового каучука в нефрасе или уайт-спирите - 8,0
Мел природный молотый - 15,0
Белила цинковые - 20,0
Натриевая соль карбоксиметилцеллюлозы - 1,5 - 2,0
Аэросил - 0,05 - 0,50
Оксиэтилированный алкилоламид - 0,2
Спирт поливиниловый - 0,5
Водорастворимая соль хитозана - 0,01 - 1,00
Вода - Остальное