ПОРОШКОВЫЙ СОСТАВ ДЛЯ ПОКРЫТИЯ Российский патент 2002 года по МПК C09D175/08 C09D5/03 

Изобретение относится к лакокрасочным составам, в частности, к порошковым редиспергируемым композициям, предназначенным для получения защитно-декоративных покрытий по неметаллическим подложкам, а также для внутренней окраски зданий и сооружений по кирпичным, бетонным, отштукатуренным, деревянным и другим пористым поверхностям.

Известен порошковый состав, включающий термопластичный сложный полиэфир и средство для улучшения розлива; в качестве термопластичного сложного полиэфира содержит сополиэфир 1,4-бутандиола или его смеси с алифатическими С₂-С₆ диолами и тере- и/или изофталевой кислоты или их смеси с алифатическими дикарбоновыми кислотами С₆-С₁₀, имеющий температуру плавления 150-200^oС, вес.% (ФРГ, авт. свид-во 605548, кл. С 09 D 5/00, 1978):
Сополиэфир - 95 - 99,9
Средство для улучшения розлива - 0,1 - 5
Однако данный состав не способен к редиспергированию и применяется только в виде порошка, а покрытия могут быть сформированы только при высоких температурах (180-200^oС).

Известна наиболее близкая по технической сущности и выбранная за прототип порошковая краска, содержащая в качестве связующего полиэфирную смолу, при следующем содержании компонентов, вес.% (СССР, авт. свид-во 734238, кл. С 09 D 5/03, 1980):
Насыщенная полиэфирная смола - 60 - 80
Термореактивный акриловый сополимер - 0,4 - 6,0
Отвердитель - 3 - 10
Поверхностно-активное вещество - 0,2 - 3,0
Пигменты и наполнители - Остальное
Однако данная краска обладает целым рядом недостатков:
- необходима достаточно высокая температура (порядка 200^oС) для формирования покрытия;
- необходимо специальное дорогостоящее оборудование для нанесения покрытия;
- при нанесении покрытия происходит пыление, что ухудшает экологию в цехе и неблагоприятно влияет на здоровье рабочих.

Также краска подобного характера не обладает способностью к редиспергированию, что исключает возможность ее использования в качестве сухой смеси в строительстве.

Задачей изобретения является создание сухой краски, способной к редиспергированию в воде непосредственно перед использованием (т.е. редиспергируемой порошковой краски), покрытия на основе которой могут быть сформированы при низких температурах (<15^oС). Термин "редиспергируемая" подчеркивает специальное и важное свойство синтетической смолы: способность высушенной дисперсии повторно диспергироваться в воде.

В этом случае:
- отпадает необходимость перевозить воду (транспортировка и складирование дешевле);
- простая и более дешевая упаковка - бумажные мешки (упрощается утилизация тары);
- хранение и транспортировка возможны даже в экстремально сложных климатических условиях (например, на морозе) без ущерба для качества краски;
- простота подготовки краски на стройплощадке путем замеса сухой смеси в воде (возможность приготовления краски в необходимом для работы количестве);
- не требуется специального оборудования для нанесения - краска наносится на поверхность валиками или кистью;
- благодаря низкой температуре формирования покрытий такие краски применимы для различных строительных работ, например для отделки стен и потолков помещений по кирпичным, бетонным, отштукатуренным, деревянным и другим пористым поверхностям (Лутц Г. Порошковые полимеры для модификации сухих строительных красок. ЛКМ и их применение, 1997, 2, с. 26-27).

Поставленная задача изобретения достигается тем, что порошковый состав для покрытия содержит связующее, в качестве которого используется полиуретан, полученный на основе толуилендиизоцианата и простого олигоэфира пропиленоксида марок 373, 503Б, 594, 1052, 5003 (лапролы - простые олигоэфиры, получаемые анионной полимеризацией пропиленоксида), взятых в соотношении 1,0 : 1,0 - 1,0 : 1,2 (в эквивалентах); в качестве пигмента содержит диоксид титана; в качестве наполнителя двуокись кремния и доломит (CaCO₃•MgCO₃); в качестве поверхностно-активного вещества полифосфат натрия (диспергатор), ОП-7 (товарная марка производителя; представляет собой полиоксиэтиленовый эфир алкилфенола) (эмульгатор, смачиватель), поливиниловый спирт (стабилизатор), акрэмос 402 (товарная марка производителя; представляет собой сополимер бутилакрилата, метакриловой кислоты с глицедилметакрилатом) (загуститель), гептиловый эфир стеариновой кислоты (стабилизатор) при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Полиуретан - 15 - 25
Диоксид титана - 14,06 - 23,44
Двуокись кремния - 5,63 - 9,37
Доломит - 35,94 - 60,94
Полифосфат натрия - 0,38 - 0,63
ОП-7 - 1,5 - 2,5
Поливиниловый спирт - 0,19 - 0,31
Акрэмос 402 - 1,5 - 2,5
Гептиловый эфир стеариновой кислоты - 0,19 - 0,31
Полиуретан синтезируют следующим образом. В четырехгорлую колбу, снабженную термометром, мешалкой и обратным холодильником, загружают 50%-ный раствор лапрола в толуоле. Включают мешалку и обогрев. Из капельной воронки постепенно прикапывают в четырехгорлую колбу с раствором лапрола 50%-ный раствор толуилендиизоцианата в толуоле. Синтез ведут при температуре 60^oС до степени завершения реакции, рассчитанной по уравнению Карозерса, которую оценивают по изоцианатному числу. По достижении необходимой степени завершения к полученному полимеру для блокирования изоцианатных групп приливают раствор вторичного амина в ацетоне. Далее реакционную смесь многократно промывают водой, после чего отгоняют водно-толуольную смесь. Характеристики пленкообразующих приведены в таблице 1.

Приготовление "сухой" краски иллюстрируется следующим примером.

Пример 1. Полученный раствор образовавшегося в ходе синтеза олигомера проверяют на содержание основного вещества (сухой остаток) и разбавляют при необходимости до 30%-ной концентрации.

В дисольвер загружают в мас.%:
Полиуретан - 20
Диоксид титана - 18,75
Двуокись кремния - 7,5
Доломит - 48,75
Полифосфат натрия - 0,50
ОП-7 - 2,0
Поливиниловый спирт - 0,25
Акрэмос 402 - 2,0
Гептиловый эфир стеариновой кислоты - 0,25
Диспергирование ведут до достижения степени дисперсности 38 - 40 мкм, которую контролируют методом клина. После диспергирования растворитель удаляют из полученного продукта и подвергают сухую смесь измельчению.

Образовавшийся порошок и является требуемой формой "сухой" краски.

Получение готового к употреблению лакокрасочного материала осуществляется путем добавления к порошку воды в соотношении порошок: вода 1 : 1 - 3 : 4 (по массе) и тщательного перемешивания сначала в течение 60 с, а затем после десятиминутного перерыва еще в течение 5 минут.

Материал наносили (кистью, валиком, краскораспыливателем) на стеклянные, деревянные, бетонные и отштукатуренные подложки. После отверждения полученные покрытия оценивали по внешнему виду, адгезии, смываемости.

Примеры 2-6 аналогичны примеру 1. Результаты испытаний образцов композиций различного состава приведены в таблице 2.

Как видно из приведенных примеров, покрытия, полученные на основе предлагаемых композиций, обладают удовлетворительными адгезией и твердостью по сравнению с композициями, полученными по прототипу.

Порошковая форма "сухой" краски дает возможность приготовить такое ее количество, какое требуется в данный момент. Кроме того, данная краска очень практична благодаря тому, что в порошковом виде она замерзает и мороз вообще никак не влияет на качество краски. В сухом виде она не портится и сразу готова к использованию после смешивания с водой. Также краска не загрязняет окружающую среду, поскольку не содержит в своем составе каких-либо консервантов и токсичных растворителей.

Дополнительно к положительным качествам краски, перечисленным выше, необходимо упомянуть о ее практичной упаковке (бумажные мешки), т.к. вода добавляется только перед использованием, что очень удобно и выгодно при транспортировке.

Порошковый состав для покрытия, относящийся к лакокрасочным материалам, предназначен для получения защитно-декоративных покрытий по неметаллическим подложкам в строительстве и в быту, для внутренней окраски зданий и сооружений по кирпичным, бетонным, отштукатуренным, деревянным и другим пористым поверхностям. Порошковый состав включает связующее, в качестве которого выступает полиуретан, полученный на основе толуилендиизоцианата и простого олигоэфира пропиленоксида (лапролов марок 373, 503Б, 594, 1052, 5003), взятых в соотношении 1,0 : 1,0 - 1,0 : 1,2 (в эквивалентах), и дополнительно содержит диоксид титана, двуокись кремния, доломит, полифосфат натрия, ОП-7, поливиниловый спирт, акрэмос 402 и гентиловый эфир стеариновой кислоты. Порошковая форма "сухой" краски позволяет приготовить такое ее количество. которое требуется в данный момент. Кроме того, данная краска очень практична, поскольку она хранится в виде порошка, благодаря чему она весьма транспортабельна и морозостойка. В сухом виде она не портится и сразу готова к употреблению после смешения с водой. Также краска подобного характера не содержит каких-либо консервантов и испаряющихся растворителей, поэтому не загрязняет окружающую среду. 2 табл.

Порошковый состав для покрытия, включающий связующее, пигмент, наполнитель, поверхностно-активное вещество, отличающийся тем, что состав содержит в качестве связующего полиуретан, полученный на основе толуилендиизоцианата и простого олигоэфира пропиленоксида, взятых в соотношении 1,0 : 1,0 - 1,0 : 1,2, в качестве наполнителя - двуокись кремния и доломит, в качестве пигмента - диоксид титана, в качестве поверхностно-активного вещества - полифосфат натрия, ОП-7 - полиоксиэтиленовый эфир алкилфенола, поливиниловый спирт, акрэмос 402 - сополимер бутилакрилата, метакриловой кислоты с глицедилметакрилатом, гептиловый эфир стеариновой кислоты при следующем соотношении компонентов, мас. %:
Полиуретан - 15 - 25
Диоксид титана - 14,06 - 23,44
Двуокись кремния - 5,63 - 9,37
Доломит - 35,94 - 60,94
Полифосфат натрия - 0,38 - 0,63
ОП-7 - 1,5 - 2,5
Поливиниловый спирт - 0,19 - 0,31
Акрэмос 402 - 1,5 - 2,5
Гептиловый эфир стеариновой кислоты - 0,19 - 0,31