ЛАКОКРАСОЧНАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПОКРЫТИЙ Российский патент 2003 года по МПК C09D167/08 C09D157/02 C09D167/08 C09D109/06 

Изобретение относится к лакокрасочной промышленности и может быть использовано для окраски деревянных, металлических, бетонных и других поверхностей при отделочных работах в строительстве.

Изобретение может быть реализовано на лакокрасочных, а также на нефтехимических предприятиях.

Известна лакокрасочная композиция на основе нефтеполимерных смол с температурой размягчения 80-130^oС и жидкого полибутадиена с содержанием последнего не менее 25% от массы нефтеполимерной смолы, пигментов и органических растворителей (патент США 3840491, кл. 260-33,6, опубл. 1974).

Недостатком данной композиции является весьма продолжительное время ее высыхания (28 ч), быстрое ухудшение физико-механических свойств покрытий (изгиба, ударной прочности, эластичности, адгезии в процессе эксплуатации), что приводит к сокращению срока их службы. Это объясняется необходимостью использования в композиции для пластификации применяемых нефтеполимерных смол значительных количеств высоконенасыщенного (свыше 70% ненасыщенных двойных связей) каучука.

Позволяет значительно сократить (до 2-14 ч) время высыхания покрытия и несколько повысить его стойкость к старению лакокрасочная композиция для покрытий (см. описание изобретения, а.с. 891729, МКИ С 09 D 3/733, опубликовано 23.12.81, бюл. 47), включающая нефтеполимерную смолу, пигменты, органические растворители и синтетический низкомолекулярный каучук, в качестве которого используют низкомолекулярный бутадиен-пипериленовый соолигомер с молекулярной массой 1500-5000 и содержанием 10-20% 1,2-звеньев и 50-60% 1,4-трансзвеньев.

Однако использование в составе пленкообразующего лакокрасочной композиции высоконенасыщенных смол: инденовой, полистирольной, ароматической смолы Пиропласт-2, нефтеполимерной смолы алифатического характера в сочетании с высоконенасыщенным низкомолекулярным каучуком, вводимым в значительных (до 8,5%) количествах, обуславливает недостаточно высокие физико-механические показатели пленок, которые существенно ухудшаются как под действием повышенных температур, так и после их ультрафиолетового облучения. Кроме того, такие лакокрасочные композиции, как показывает опыт их использования, характеризуются недостаточным блеском, который к тому же теряется в процессе эксплуатации.

Используемый низкомолекулярный бутадиен-пипериленовый соолигомер является дефицитным и дорогостоящим продуктом.

Предлагаемое изобретение направлено на решение задачи - повышение светостойкости и стойкости к старению покрытий, увеличение твердости и улучшение блеска пленки.

Технический результат, достигаемый от реализации заявляемой лакокрасочной композиции для покрытий:
- повышение светостойкости и стойкости к старению покрытий;
- квалифицированное применение низкомолекулярного линейного соолигомера - побочного продукта производства сополимерной нефтеполимерной смолы, используемой в предлагаемой лакокрасочной композиции для покрытий;
- повышение твердости и улучшение блеска пленки.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в следующем.

Лакокрасочная композиция для покрытий включает нефтеполимерную смолу, пигменты-наполнители, органические растворители и дополнительно - линейный низкомолекулярный соолигомер и модифицированную алкидную пентафталевую смолу. При этом в качестве нефтеполимерной смолы используют сополимерную нефтеполимерную смолу с молекулярной массой 650-850 у.е., температурой размягчения 85-100^oС, содержащую в своем составе 51-66 мас.% циклопентадиеновых и 24-36 мас.% стирольных звеньев, представляющую собой продукт инициированной полимеризации при 230-255^oС и давлении до 1,0 МПа в течение 6-8 ч жидких продуктов пиролиза смеси бензина и газа (ТУ 38.102180-86). Такая смола имеет йодное число 24-38 г йода/100 г и по своему составу представляет собой преимущественно циклопентадиенстирольный соолигомер с небольшим содержанием (10-13 мас. %) звеньев индена, алкенилароматических (альфа-метилстирола, винилтолуолов) и др. углеводородов.

В качестве линейного низкомолекулярного соолигомера используют побочный продукт, который получают при производстве указанной сополимерной нефтеполимерной смолы путем отгонки летучих веществ из полимеризата продуктов пиролиза смеси бензина и газа при вакууме 50-100 мм рт. ст. ост. и температуре в кубе реактора 230-255^oС в течение 2-4 ч.

Линейный низкомолекулярный соолигомер, получаемый при производстве нефтеполимерной сополимерной смолы, представляет собой вязкую светло-желтую (цвет 3-15 мг йода по иодометрической шкале) жидкость, выкипающую при 200-370^oС при нормальном давлении, с плотностью 920-990 кг/м³, йодным числом 15-25 г йода/100 г. Он является низкомолекулярным соолигомером преимущественно циклопентадиена и стирола.

В качестве модифицированной алкидной смолы используют пентафталевую смолу, модифицированную жирными кислотами таллового масла (ЖКТМ) и бензойной кислотой или подсолнечным маслом.

В качестве пигментов-наполнителей в лакокрасочной композиции используют пигментную двуокись титана, микробарит, микротальк, литопон, каолин, мел, железоокисные пигменты, сурик, свинцовые и молибдатные крона, ультрамарин, фталоцианиновые пигменты, милори, охру, а в качестве растворителей - алифатические, ароматические углеводороды или их смеси: бензин, лигроин, уайт-спирит, толуол, ксилолы, этилбензол, сольвент.

Указанные компоненты в состав предлагаемой лакокрасочной композиции для покрытий входят в следующем соотношении, мас.%:
Нефтеполимерная сополимерная смола - 8,0-24,0
Линейный - низкомолекулярный соолигомер от производства нефтеполимерной сополимерной смолы - 0,3-3,5
Пигменты-наполнители - 38,0-52,0
Модифицированная алкидная пентафталевая смола - 6,0-20,0
Органические растворители - Остальное
Введение меньшего количества нефтеполимерной сополимерной смолы и модифицированной алкидной пентафталевой смолы, а также линейного низкомолекулярного соолигомера не обеспечивает достижение гарантированных предлагаемой композицией показателей качества пленок на ее основе. В то же время введение большего количества указанных компонентов приводит к ухудшению твердости и блеска покрытий.

Для приготовления лакокрасочной композиции одновременно или в любой последовательности и требуемом соотношении смешивают при нормальной (20^oС) или повышенной (до 140^oС) температуре в течение 0,5-1,5 ч растворы нефтеполимерной сополимерной и модифицированной алкидной пентафталевой смол в органических растворителях и линейный низкомолекулярный соолигомер. Затем добавляют пигменты-наполнители, массу перемешивают и подвергают диспергированию на бисерной мельнице в течение 1 ч.

Наносят лакокрасочную композицию пневмораспылением, кистью или наливом.

Примеры составов предлагаемой лакокрасочной композиции для покрытий (составы 1-3) приведены в табл. 1. В табл. 2 приведены их свойства в сравнении с известной композицией, воспроизведенной для сравнения согласно примера 3 по прототипу (а.с. 891729) со средними значениями содержания компонентов в лакокрасочной композиции.

Из приведенных данных видно, что предлагаемая лакокрасочная композиция в сравнении с известной характеризуется более высоким показателем твердости и лучшим блеском, а также повышенной стойкостью пленок к старению и более высокой их светостойкостью, о чем свидетельствуют более высокие значения прочности пленок к удару и лучший изгиб после термостарения при 60^oС в течение 120 ч, а также более высокие эти физико-механические показатели пленок после 120-часового облучения ультрафиолетовым излучением ксеноновой лампы. Это в свою очередь обуславливает более высокую долговечность покрытий на основе предлагаемой лакокрасочной композиции.

Учитывая, что в предлагаемой лакокрасочной композиции используется дешевый линейный низкомолекулярный соолигомер, выделяемый в качестве побочного продукта при производстве нефтеполимерной сополимерной смолы (в отличие от дорогостоящего низкомолекулярного бутадиен-пипериленового соолигомера в известной композиции) стоимость новой композиции будет значительно дешевле композиции согласно прототипа.

Лакокрасочная композиция для покрытий может быть использована для окраски деревянных, металлических, бетонных и других поверхностей при отделочных работах в строительстве. Композиция включает пигменты-наполнители, алкидную пентафталевую смолу, органические растворители, а в качестве нефтеполимерной смолы используют сополимерную нефтеполимерную смолу с молекулярной массой 650-850 у.е., температурой размягчения 85-100^oС, содержащую в своем составе 51-66 мас. % циклопентадиеновых и 24-36 мас.% стирольных звеньев, и дополнительно содержит низкомолекулярный соолигомер, выкипающий при температуре 200-370^oС при нормальном давлении с плотностью 920-990 кг/м³, йодным числом 15-25 г йода/100 г, полученный при производстве указанной сополимерной смолы. Сочетание компонентов в определенном соотношении обеспечивает повышенную светостойкость и стойкость к старению покрытий, повышенную твердость и улучшение блеска пленки. 2 табл.

Лакокрасочная композиция для покрытий, включающая нефтеполимерную смолу, пигменты-наполнители и органические растворители, отличающаяся тем, что она содержит в качестве нефтеполимерной смолы сополимерную смолу с молекулярной массой 650-850 у.е., температурой размягчения 85-100^oС и содержанием 51-66 мас. % циклопентадиеновых и 24-36 мас.% стирольных звеньев и дополнительно содержит линейный низкомолекулярный соолигомер - побочный продукт, полученный при производстве указанной сополимерной смолы, выкипающий при температуре 200-370^oС при нормальном давлении с плотностью 920-990 кг/м³, йодным числом 15-25 г йода/100 г и модифицированную алкидную пентафталевую смолу при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Указанная нефтеполимерная сополимерная смола - 8,0-24,0
Указанный соолигомер - 0,3-3,5
Пигменты-наполнители - 38,0-52,0
Модифицированная алкидная пентафталевая смола - 6,0-20,0
Органические растворители - Остальноеа