ЛАКОКРАСОЧНАЯ КОМПОЗИЦИЯ НА ОСНОВЕ ВОДНОЙ ДИСПЕРСИИ АЛКИДНОЙ СМОЛЫ Российский патент 2002 года по МПК C09D167/08 C09D5/02 

Изобретение относится к технологии получения лакокрасочных материалов (ЛКМ), в частности к ЛКМ на основе водной дисперсии алкидной смолы для получения лакокрасочных покрытий.

Известна композиция ЛКМ на основе водной дисперсии алкидной смолы, полученной путем взаимодействия масла с сопряженными двойными связями, ангидрида дикарбоновой кислоты и полиэтиленгликоля с молекулярной массой 600-1200, при этом используют 0,2-0,4 эквивалента ангидрида и 0,4-0,8 эквивалента полигликоля на один эквивалент масла. Полученная смола имеет кислотное число (к.ч.) 9-15 мг КОН/г, удельный вес 1,008-1,050. Одна часть полученной смолы смешивается с 3-4 частями традиционной алкидной смолы, полученной поликонденсацией подсолнечного или льняного масла, пентаэритрита, фталевого ангидрида или фумаровой кислоты, модифицированной толуилендиизоцианатом. В композицию добавляют пигменты и сиккатив. Покрытия на ее основе имеют хорошую адгезию, стойкость к мелению (пат. США 4071514).

Однако полученная согласно изобретению лакокрасочная композиция имеет низкую агрегативную устойчивость, по-видимому из-за использования низкомолекулярного полигликоля.

Наиболее близким аналогом к заявляемой лакокрасочной композиции является полимерная композиция для покрытий на основе пентафталевой смолы, полученной поликонденсацией смеси жирных кислот таллового масла, пентаэритрита, фталевого ангидрида, канифоли и полиэтиленгликоля при массовом соотношении компонентов соответственно 49: 18: 18:5:10 с к.ч. 10-20 мг КОН/г. Лакокрасочная композиция содержит, мас.ч:
Пентафталевая смола - 40-60
Сиккатив - 1-3
Вода - 40-60
Композиция может быть пигментирована и модифицирована аминной смолой или эпоксиэфиром. В пентафталевой смоле использован полиэтиленгликоль, однако молекулярная масса его нигде не указана. Необходимость интенсивного перемешивания (применение мешалки со скоростью вращения 1000-3000 об/мин) указывает на значительную трудность эмульгирования. Полученные на основе этой смолы лакокрасочные покрытия имеют время высыхания до степени 3,7-10 час, смываемость 0,5-0,6 г/м² пат. РФ 2703301).

Недостатком данной композиции является также недостаточная агрегативная устойчивость при хранении и низкая морозостойкость.

Целью изобретения является устранение указанных недостатков.

Поставленная цель достигается тем, что лакокрасочная композиция на основе водной дисперсии алкидной смолы, модифицированной полигликолем, включающая сиккатив, пигменты и воду, содержит смесь двух алкидных смол: алкидную смолу В, полученную поликонденсацией полувысыхающего или высыхающего масла, пентаэритрита, ангидрида дикарбоновой кислоты и полиэтиленгликоля с М. м. 2000-6000 при соотношении компонентов соответственно 45-55 : 16-25 : 19-27 : 2,5-9 с к.ч. 10-40 мг КОН/г и алкидную смолу А, полученную поликонденсацией полувысыхающего или высыхающего растительного масла, ангидрида дикарбоновой кислоты и полиэтиленгликоля с М.м. 600-1500 при соотношении компонентов соответственно 30-50 : 4-7 : 43-65 с к.ч. 2-15 мг КОН/г при следующем соотношении компонентов в лакокрасочной композиции, мас.%:
Алкидная смола В - 20-35
Алкидная смола А - 1-5
Сиккатив - 0,6-2,4
Пигменты - 24-36
Вода - Остальное
Для получения алкидных смол в качестве высыхающих и полувысыхающих масел используют льняное, соевое, подсолнечное и др., а также жирные кислоты таллового масла, в качестве полиола - пентаэритрит, глицерин и др., в качестве ангидрида дикарбоновой кислоты - фталевый, малеиновый ангидрид и др. В качестве полиэтиленгликолей используют полиэтиленгликоли с М.м. 600, 1000, 1500, 2000, 6000, 3000 (промышленная марка ПЭГ-68), 5000 (промышленная марка ПЭГ-115). Сиккативы ЖК-1, НФ-1 и др. Пигменты - диоксид титана, кроны, железоокисные и др. Дополнительно в лакокрасочную композицию могут быть введены различные функциональные добавки: смачиватели, загустители, антивспениватели, диспергаторы и др.

Алкидную смолу В получают следующим образом: в реактор загружают жирные кислоты таллового масла, полиол, ПЭГ с М.м. 2000-6000, ангидрид дикарбоновой кислоты, поликонденсацию ведут при температуре 240-260^oС, заканчивая ее при достижении к.ч. 10-40 мг КОН/г и условной вязкости 60%-ного раствора смолы в кислоте 50-250 с. В случае использования растительного масла сначала проводят алкоголиз пентаэритритом и полиэтиленгликолем до совместимости пробы реакционной массы с этанолом (1:5 объем). Затем добавляют ангидрид дикарбоновой кислоты, после чего проводят поликонденсацию до к.ч. 10-40 мг КОН/г и условной вязкости 60%-ного раствора в ксилоле 100-250 с.

Для изготовления алкидной смолы А к растительному маслу, предпочтительно льняному, добавляют полиэтиленгликоль с М.м. 600-1500, малеиновый ангидрид, и массу постепенно нагревают до 240-260^oС. При достижении реакционной массой температуры 240^oС начинают контролировать совместимость смолы с водой. С этой целью на стекло наносят каплю реакционной массы и 2-3 капли воды, размешивают стеклянной палочкой, синтез ведут до получения прозрачного раствора на стекле и к. ч. 2-15 мг КОН/г. Алкидные смолы А и В могут быть изготовлены азеотропным или блочным способом.

Для получения водной дисперсии алкидных смол, смолу А после ее синтеза в реакторе охлаждают до 80-70^oС и сливают в смеситель, предварительно загрузив в него воду (на 1 часть смолы А берут 0,6-0,8 частей воды) и половину рецептурного количества алкидной смолы В. Перемешивание в смесителе ведут до получения однородной дисперсии, которую затем разбавляют водой до получения 50%-ной водной дисперсии алкидных смол.

Способ получения лакокрасочной композиции заключается в следующем. В быстроходный смеситель-диссольвер (п=800-1500 об/мин) загружают расчетное количество воды, половину рецептурного количества 50%-ной дисперсии алкидных смол А и В и остаток рецептурного количества алкидной смолы В, функциональные добавки и при перемешивании добавляют рецептурное количество пигмента. После 30-40 мин перемешивания из быстроходного смесителя пигментную пасту для перетира подают в бисерную мельницу.

Составление лакокрасочной композиции осуществляют в смесителе (п=60-120 об/мин) путем загрузки оставшейся половины рецептурного количества водной дисперсии алкидных смол А и В, пигментной пасты, сиккатива и перемешивания до однородности.

В табл.1, 2, 3 приведены рецептуры алкидных смол, лакокрасочных композиций на основе этих смол, а также показатели свойств лакокрасочных композиций и покрытий на их основе.

В табл.2 приведены контрольные примеры 7 и 8 с раздельным использованием алкидной смолы А и алкидной смолы В. Как видно из табл.3, лакокрасочные композиции по прототипу и контрольным примерам имеют неудовлетворительную агрегативную устойчивость и морозостойкость по сравнению с композициями, полученными по заявляемому изобретению.

Лакокрасочная композиция на основе водной дисперсии алкидной смолы относится к технологии получения лакокрасочных материалов для покрытий. Композиция содержит следующие компоненты, мас.%: 1-5 алкидной смолы А, полученной поликонденсацией полувысыхающего или высыхающего масла ангидрида дикарбоновой кислоты и полиэтиленгликоля с М.м. 600-1500 при соотношении компонентов соответственно 30-50 : 4-7 : 43-65 с к.ч. 2-15 мг КОН/г, 20-35 алкидной смолы В, полученной поликонденсацией полувысыхающего или высыхающего растительного масла или жирных кислот таллового масла, пентаэритрита, ангидрида дикарбоновой кислоты и полиэтиленгликоля с М.м. 2000-6000 при соотношении компонентов соответственно 45-55 : 16-25 : 19-27 : 2,5-9 с кислотным числом 10-40 мг КОН/г, также сиккатив 0,6-2,4, пигменты 24-33, вода - остальное. Лакокрасочная композиция обладает хорошей агрегативной устойчивостью и морозостойкостью. 3 табл.

Лакокрасочная композиция на основе водной дисперсии алкидной смолы, полученной поликонденсацией смеси растительного масла или его жирных кислот, ангидрида дикарбоновой кислоты и полиэтиленгликоля, содержащая сиккатив, пигменты и воду, отличающаяся тем, что она содержит смесь алкидных смол - алкидную смолу В, полученную поликонденсацией полувысыхающего или высыхающего растительного масла или жирных кислот таллового масла, пентаэритрита и полиэтиленгликоля с М.м. 2000-6000 при соотношении компонентов соответственно 45-55: 16-25:19-27:2,5-9 с к. ч. 10-40 мг КОН/г, и алкидную смолу А, полученную поликонденсацией высыхающего или полувысыхающего растительного масла, ангидрида дикарбоновой кислоты и полиэтиленгликоля с М.м. 600-1500 при соотношении данных компонентов соответственно 30-50:4-7:43-65 с к. ч. 2-15 мг КОН/г, при соотношении компонентов в лакокрасочной композиции, мас.%:
Алкидная смола В - 20-35
Алкидная смола А - 1-5
Сиккатив - 0,6-2,4
Пигменты - 24-36
Вода - Остальноет