АЛКИДНАЯ ЛАКОКРАСОЧНАЯ КОМПОЗИЦИЯ Российский патент 2004 года по МПК C09D167/08 

Настоящее изобретение относится к алкидным лакокрасочным композициям, применяемым для получения покрытий по дереву, металлу и другим строительным подложкам.

Возможность варьирования состава алкидных смол и свойств покрытий, полученных на их основе, а также доступность основных видов исходного сырья обеспечили широкое применение этих смол в лакокрасочной промышленности и широкий спектр применения алкидных лакокрасочных материалов. Известные алкидные лакокрасочные композиции включают алкидную смолу, пигменты, наполнители, добавки и растворитель [1].

Алкидные лакокрасочные материалы обладают хорошим комплексом свойств: способны высыхать в естественных условиях, давать твердые, эластичные, стойкие к воздействию воды, агрессивных жидкостей, атмосферных условий пленки [2].

Недостатком алкидных лакокрасочных материалов является значительное содержание в композиции органических растворителей, необходимых для обеспечения хороших малярных свойств, однако отрицательно влияющих на человека и окружающую среду.

Одним из путей преодоления этого недостатка является замена части растворителей водой, путем создания водных эмульсий алкидной смолы типа "масло в воде" и "вода в масле".

Для эмульсий "масло в воде" необходимо применение высокоэффективных ПАВ, значительных энергетических затрат, сложной многоступенчатой технологии. Получаемые при этом материалы обладают низкой морозостойкостью и агрегативной устойчивостью, дают покрытия, медленно высыхающие на воздухе с низкой твердостью и водостойкостью [3].

Композиции "вода в масле" позволяют получать лакокрасочные покрытия с удовлетворительными свойствами.

Наиболее близкой по технической сущности к заявляемому изобретению является алкидная лакокрасочная композиция [4], включающая, мас.%:

- пленкообразующее 40-60

(50%-ный раствор алкидной смолы в органических растворителях, ТУ 6-10-612-74)

- пигменты

двуокись титана 8-14

ультрамарин 0,05-0,2

- наполнители

тальк 2-5

мел 2-5

- добавки 1,01-5,04

- вода до 100

Однако лакокрасочные материалы, полученные на основе данной композиции, характеризуются недостаточной стабильностью при хранении, низкой морозостойкостью, а покрытия на их основе - недостаточно высокой твердостью и прочностью при ударе.

Технической задачей настоящего изобретения является получение алкидной эмали с уменьшенным содержанием органических растворителей, с хорошей устойчивостью при хранении, повышенной морозостойкостью, позволяющей получить покрытия с улучшенными физико-механическими свойствами.

Поставленная задача решается тем, что алкидная лакокрасочная композиция дополнительно содержит высокоактивный гидроксилсодержащий олигомер, характеризующийся гидроксильным числом 140-180 мг КОН/г на молекулярную массу 1000-3500 при вязкости по Брукфильду 500±250 сПз, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

- алкидная смола (в пересчете на 100% м.д.н.в.) 16,0-30,0

- высокоактивный гидроксилсодержащий олигомер 0,3-2,7

(в пересчете на 100% м.д.н. в.)

- пигменты 5,0-25,0

- органический растворитель 14,0-25,0

- наполнители 0-20,0

- добавки 2,0-4,5

- вода остальное

В качестве алкидной смолы используют пентафталевые лаки, например, ПФ-060, ПФ-053 (ТУ 6-10-612-76 с изм.6-8), ПФ-064 (ТУ 6-27-215-202).

В качестве высокоактивного гидроксилсодержащего олигомера используют, например, смолы марки JA-250-3™, марки LPR76 импортного производства или их аналоги.

В качестве пигментов используют двуокись титана, например, марки Р-02 (ГОСТ 9808-84) или импортного производства, железоокисные пигменты по ГОСТ 18172-80 или ТУ 6-10-602-86, фталоцианиновые пигменты и другие.

Кроме того, предлагаемый состав при необходимости может содержать наполнители. В качестве наполнителей используют карбонат кальция, например, омиакарб марок 2GU, 5GU импортного производства, мел и другие.

В качестве добавки предлагаемая лакокрасочная композиция может содержать сиккатив - соли металлов (марганца, свинца, цинка, кобальта, кальция и др.) и карбоновых или нафтеновых кислот, например, по ГОСТ 1003-73 и ТУ 6-27-68-93, ТУ 6-10-1641-86, ТУ 6-21-0204150-1-90 и другие.

В качестве органического растворителя используют ксилол (ГОСТ 9410-78, ГОСТ 9946-76), нефрас С₄-150/200 (ТУ 38-1011026-85), уайт-спирит (ГОСТ 3134-78), ортоксилол ТУ 38.101254-72, сольвент (ТУ 38.101809-90) или их смеси.

Приготовление лакокрасочной композиции по предлагаемому изобретению включает следующие операции:

- приготовление алкидного лака;

- приготовление пигментной пасты перетиром пигментов с алкидным лаком до требуемой степени перетира (25-40 мкм);

- составление эмали совмещением пигментной пасты с алкидным лаком при перемешивании в течение 15-20 мин с последующим введением высокоактивного гидроксилсодержащего олигомера, добавок и воды при пониженной скорости перемешивания;

- перемешивание составленной таким образом алкидной эмали в течение 30 мин;

- постановка алкидной эмали на тип.

Вариант реализации предлагаемого изобретения приведен в примере 1.

Пример 1

При температуре окружающей среды в дисольвере при включенной мешалке готовится замес пигментной пасты на основе раствора алкидной смолы (лак ПФ-060, ПФ-053), пигмента и наполнителя в течение 30-40 мин. Затем замес пигментной пасты подается на бисерную мельницу для диспергирования. Температура пигментной пасты не должна превышать 50°С. В качестве мелющих тел применяется стеклянный или керамический бисер.

Составление эмали производится в смесителе. Первоначально в смеситель закачивается оставшееся рецептурное количество раствора алкидной смолы, а затем при включенном перемешивающем устройстве загружаются пигментная паста и добавки. Содержимое смесителя перемешивается в течение 15-20 мин, отбирается проба для определения показателя "степень перетира". При включенной мешалке медленно вводится смола JA 250-3™, и перемешивание ведется в течение 10-15 мин. Затем медленно тонкой струей по мешалке вводится рецептурное количество воды. После загрузки всех компонентов перемешивание продолжается не менее 30 мин.

Готовая эмаль проверяется на соответствие по показателям:

- условная вязкость по вискозиметру типа В3-246;

с диаметром сопла 4 мм при температуре (20±0,5)°C, с - 70-120;

- массовая доля нелетучих веществ, % - 44-50.

При необходимости добавляется растворитель до получения требуемых показателей.

Примеры композиций и свойств получаемых материалов и покрытий на их основе приведены в табл.1 и 2.

Из табл. 1 и 2 следует, что предлагаемая лакокрасочная композиция позволяет получать материалы и покрытия на их основе, превосходящие прототип по стабильности при хранении и морозостойкости, твердости и прочности при ударе.

Литература

1. М.Л.Лившиц, Б.И.Пшиялковский. Лакокрасочные материалы. М.:Химия, 1982, с.44-47.

2. И.С.Охрименко, В.В.Верхоланцев. Химия и технология пленкообразующих веществ. Л.: Химия, 1978, с.243-244.

3. А.с.СССР №1430396, С 09 D 5/02, 3/64, оп.15.10.88 г., бюл. №38.

4. А.с.СССР №594151, С 09 D 3/66, оп. 25.02.78 г., бюл. №7.

Предлагаемая композиция относится к алкидным лакокрасочным материалам для получения покрытий по дереву и металлу. Алкидная лакокрасочная композиция включает в качестве пленкообразующего алкидную смолу, высокоактивный гидроксилсодержащий олигомер, пигменты, наполнители, органический растворитель, добавки, воду. В качестве высокоактивного гидроксилсодержащего олигомера композиция содержит олигомер, характеризующийся гидроксильным числом 140-180 мг КОН/г на молекулярную массу 1000-3500 при вязкости по Брукфильду 500±250 сПз. Техническим результатом изобретения является получение алкидной лакокрасочной композиции с уменьшенным содержанием органических растворителей, с хорошей устойчивостью при хранении, повышенной морозостойкостью, позволяющей получить покрытия с улучшенными физико-механическими свойствами. 2 табл.

Алкидная лакокрасочная композиция, включающая в качестве пленкообразующего алкидную смолу, пигменты, при необходимости наполнители, органический растворитель, добавки, воду и высокоактивный гидроксилсодержащий олигомер, характеризующийся гидроксильным числом 140-180 мг КОН/г, молекулярной массой 1000-3500 при вязкости по Брукфильду (500±250) сП, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Алкидная смола (в пересчете на 100% м.д.н.в.) 16,0-30,0

Указанный высокоактивный гидроксилсодержащий

олигомер (в пересчете на 100% м.д.н.в.) 0,3-2,7

Пигменты 5,0-25,0

Наполнители 0-20,0

Органический растворитель 14,0-25,0

Добавки 2,0-4,5

Вода Остальное