ПОРОШКОВЫЙ СОСТАВ ДЛЯ ПОКРЫТИЯ Российский патент 2003 года по МПК 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, мас.% [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, мас.% [CCCP, 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 сложный полиэфир, полученный на основе дихлорангидрида изофталевой кислоты и лапролов, взятых в соотношении (в эквивалентах) 1,0:1,0-1,0:1,2 (лапролы - простые олигоэфиры, получаемые анионной полимеризацией пропиленоксида); в качестве пигмента содержит диоксид титана; в качестве наполнителей - двуокись кремния и доломит (CaCO₃•MgCO₃); в качестве поверхностно-активных веществ - 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.%):
Сложный полиэфир - 15,0-25,0
Диоксид титана - 15,0-20,0
Двуокись кремния - 6,5-10,0
Доломит - 45,0-53,0
Полифосфат натрия - 0,25-1,5
ОП-7 - 0,5-2,5
Поливиниловый спирт - 0,15-1,0
Акрэмос 402 - 1,0-2,5
Гептиловый эфир стеариновой кислоты - 0,1-1,0
Полиэфир синтезируют следующим образом: в четырехгорлую колбу, снабженную термометром, трубкой для подачи инертного газа и обратным холодильником, помещают лапрол. Дихлорангидрид изофталевой кислоты растворяют в толуоле и приливают полученный раствор к содержимому реакционного сосуда. Включают мешалку и ведут синтез при температуре 100^oС до степени завершения реакции ~ 80-90%, которую оценивают по количеству выделившегося хлороводорода. Выделяющийся хлороводород улавливают, либо в поглотительном сосуде водным раствором щелочи, взятым в трехкратном избытке по отношению к теоретическому количеству выделяющегося в ходе реакции НСl, либо акцепторами, например трибутиламином, введенным непосредственно в реакционную массу. Полученный раствор в толуоле нейтрализуют и многократно промывают водой, после чего отгоняют водно-толуольную смесь. Характеристики связующих приведены в таблице 1.

В качестве лапролов могут быть использованы, например, лапролы марок 503Б, 373, 1052 и другие.

Приготовление "сухой" краски иллюстрируется следующим примером.

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

В дисольвер загружают (мас.%):
Связующее - сложный полиэфир, полученный на основе дихлорангидрида изофталевой кислоты и лапрола марки 503Б - 15
Диоксид титана - 20
Двуокись кремния - 10
Доломит - 53
Полифосфат натрия - 0,25
ОП-7 - 0,5
Поливиниловый спирт - 0,15
Акрэмос 402 - 1,0
Гептиловый эфир стеариновой кислоты - 0,1
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, краскораспылителем) 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 не 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 - сложный полиэфир, полученный на основе дихлорангидрида изофталевой кислоты и лапролов, взятых в соотношениях 1,0: 1,0-1,0: 1,2 (в эквивалентах), диоксид титана, двуокись кремния, доломит, полифосфат натрия, ОП-7, поливиниловый спирт, акрэмос 402 и гептиловый эфир стеариновой кислоты. Сочетание компонентов в определенном соотношении позволяет получить морозостойкое порошковое покрытие с удовлетворительной адгезией и твердостью. 2 табл.

Порошковый состав для покрытия, включающий связующее, пигмент, наполнители, отличающийся тем, что в качестве связующего он содержит сложный полиэфир, полученный на основе дихлорангидрида изофталевой кислоты и лапролов, взятых в соотношении в эквивалентах 1,0:1,0 - 1,0:1,2, в качестве пигмента - диоксид титана, в качестве наполнителей - двуокись кремния и доломит и дополнительно содержит полифосфат натрия, ОП-7, поливиниловый спирт, акрэмос 402, гептиловый эфир стеариновой кислоты при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Сложный полиэфир - 15-25
Диоксид титана - 15-20
Двуокись кремния - 6,5-10
Доломит - 45-53
Полифосфат натрия - 0,25-1,5
ОП-7 - 0,5-2,5
Поливиниловый спирт - 0,15-1,0
Акрэмос 402 - 1,0-2,5
Гептиловый эфир стеариновой кислоты - 0,1-1,0