АКРИЛОВАЯ ЛАКОКРАСОЧНАЯ КОМПОЗИЦИЯ Российский патент 2009 года по МПК C09D133/04 C09D133/10 C09D5/08 

Изобретение относится к лакокрасочным материалам, а именно к области разработок эмалей, предназначенных для защитно-декоративных покрытий металлических поверхностей, деталей машин, приборов, эксплуатируемых внутри помещений, в атмосферных условиях и агрессивных средах.

Наиболее близким техническим решением по совокупности существенных признаков и достигаемому результату к заявляемому изобретению является «Акриловая лакокрасочная композиция» по патенту РФ №2314327, МПК C09D 133/04, содержащая, мас.ч.:

Пленкообразующее:

48-52%-ный раствор в толуоле   сополимера бутилакрилата, стирола   и метакриловой кислоты в отношении   (37,8-38,8):(58,5-59,5):2,7 35-60

Пигменты:

Лазурь железная, сурик железный,   диоксид титана, окись хрома,   крон свинцовый, пигмент голубой   фталоцианиновый, пигмент зеленый   фталоцианиновый, углерод технический,   пигмент желтый железоокисный,   пигмент красный железоокисный 2-20

Кальцитовый наполнитель:

Карбонат кальция кристаллический 10-30

Органический растворитель:

Толуол 5-15 Бутилацетат 5-15

Загуститель:

Органическое производное монтмориллонита «Бентоне SD-2» 1-4

Диспергатор:

Смесь натуральных фосфолипидов «Соя лецитин»   растительный или «Соя лецитин Nalec 10-F» 0,2-0,6

Пластификатор:

Дибутилфталат 1-6

Недостатком этой акриловой лакокрасочной композиции являются низкая укрывистость высушенной пленки (200 г/см²) и низкая стойкость покрытия к статическому воздействию при (20±2)°С воды (60 часов) и 3%-ных растворов NaCl и HCl (50 часов).

Задачей изобретения является создание акриловой лакокрасочной композиции, обладающей высокой укрывистостью высушенной пленки и высокой стойкостью покрытия к статическому воздействию при (20±2)°С воды и 3%-ных растворов NaCl и HCl при сохранении значений остальных показателей на том же уровне.

Поставленная задача решается за счет того, что акриловая лакокрасочная композиция, включающая акриловый пленкообразователь, пигменты, кальцитовый наполнитель, органический растворитель - толуол и бутилацетат, загуститель - органическое производное монтмориллонита «Бентоне SD-2», диспергатор - смесь натуральных фосфолипидов «Соя лецитин», пластификатор, в качестве акрилового пленкообразователя содержит сополимер метилметакрилата и Н-бутилметакрилата - смолу «Дегалан LP64/12», а также лак алкидно-уретановый, в качестве пигмента дополнительно содержит противокоррозионный пигмент «Фосмет» - смесь гидратированных фосфатов алюминия и кальция или «Полифосмет» - соединения полифосфатов алюминия и кальция, в качестве наполнителя дополнительно содержит тальк, в качестве пластификатора содержит дибутилфталат или хлорпарафин ХП - 470, кроме того, композиция дополнительно содержит сиккатив и поверхностно-активное вещество - полиметилсилоксановую жидкость, при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Пленкообразующее:

Сополимер метилметакрилата и Н - бутилметакрилата смола   «Дегалан LP64/12» 20-30 Лак алкидно-уретановый 2-5 Пигменты 2-20 Противокоррозионный пигмент «Фосмет»-смесь   гидратированных фосфатов алюминия и кальция или   «Полифосмет» - соединения полифосфатов алюминия и кальция 2-6

Наполнитель:

Кальцитовый наполнитель 10-30 Тальк 2-8

Органический растворитель:

Толуол 30-45 Бутилацетат 5-15

Загуститель:

Органическое производное монтмориллонита   «Бентоне SD-2» 0,5-3,0

Диспергатор:

Смесь натуральных фосфолипидов «Соя лецитин» 0,2-0,6

Пластификатор:

Дибутилфталат или хлорпарафин ХП-470 1-6 Сиккатив 0,05-0,50

Поверхностно-активное вещество:

Полиметилсилоксановая жидкость 0,01-0,50

В акриловой лакокрасочной композиции в качестве пленкообразующего используется сополимер метилметакрилата и Н-бутилметакрилата - смола «Дегалан LP64/12» (приложение: лист спецификации фирмы Degussa, Германия)

Физико-механические характеристики:

Внешний вид Гранулы белого цвета Молекулярный вес 60000 г/мол Кислотное число 8 мгКОН/г Динамическая вязкость (40%-ного раствора в   метилэтилкетоне) 180 МПаС Плотность 1,08 г/см³ Насыпная плотность 650 г/л

Лак алкидно-уретановый представляет собой продукт жирного алкида, синтезированного на основе высыхающих жирных кислот и диизоцианата по ТУ 2311-273-05800142-2006.

Физико-механические характеристики:

Цвет лака по йодометрической шкале, мгI₂/100 см³ 60 Условная вязкость по вискозиметру   ВЗ-246 с диаметром сопла 4 мм   при температуре (20±0,5)°С 70-300 Массовая доля нелетучих веществ, % 43-50 Время высыхания до степени 3 при (20±2)°С, ч 4 Твердость по прибору ТМЛ, усл. единицы 0,20

В качестве пигментов используются:

Лазурь железная ГОСТ 21121-75 Сурик железный ГОСТ 8135-74 Окись хрома ГОСТ 2912-79 Крон свинцовый ГОСТ 478-84 Пигмент голубой фталоцианиновый ТУ 6-36-05011400-17-92 Пигмент зеленый фталоцианиновый ТУ 6-36-05011400-20-92 Углерод технический ГОСТ 7885-86 Пигмент желтый железоокисный ГОСТ 18172-80 Пигмент красный железоокисный ТУ 6-34-5762326-12-91

Диоксид титана CR-02 по ТУ 6-10-01650-92; Диоксид титана «Кронос 2190» и «Кронос 2310» (приложение: лист спецификации).

Физико-механические характеристики Кронос 2190 Кронос 2310 Яркость белого лака, % 97,3 98,2 Дисперсность по гриндометру, мкм 6,8 6,8 Показатель рН среды 7,8 7,9 Содержание рутильной формы, % 98,9 99,9

Диоксид титана, обработанный смесью диоксида циркония и оксида алюминия «Тронокс С828» (приложение: лист спецификации).

Физико-механические характеристики

Содержание TiO₂ 95% Плотность 4.1 г/см³ Маслоемкость 18 г/100 г Показатель рН среды 7,5 Средний размер частиц 0,19 мкм

В акриловой лакокрасочной композиции используется пигмент противокоррозионный «Фосмет» и «Полифосмет» по ТУ 2322-003-50898710-2002.

«Фосмет» представляет собой смесь гидратированных фосфатов алюминия, кальция. «Полифосмет» - соединения полифосфатов алюминия и кальция.

Физико-механические характеристики:

  «Фосмет» «Полифосмет» Внешний вид и цвет Мелкокристаллический порошок белого цвета, некомкующийся и легко сыпучий, без запаха, нерастворимый в воде Потери массы при прокаливании, % 18-20 18-20 Массовая доля соединений фосфора в пересчете на PO₄, % 55-63 53-63 Массовая доля соединений Са в пересчете на Са, % 9-15 9-15 Массовая доля соединений алюминия в пересчете на Al, % 7-11 7-15 рН водной суспензии пигмента с массовой долей 10%, ед. 5-7 5.2-7,0 Остаток на сите с сеткой 0063 мкм, %, не более 2,0 2,0 Массовая доля водорастворимых веществ, %, не более 0,5 0,5

В лакокрасочной композиции в качестве наполнителя используется тальк по ГОСТ 13145-67 со следующими физико-механическими характеристиками:

Содержание прокаленного нерастворимого в   соляной кислоте остатка, % 90 Содержание водорастворимых веществ, % 0,2 Потери массы при прокаливании, % 6,0 Содержание влаги, % 0,5 Остаток на сите №0045, % 3

В качестве кальцитового наполнителя используются:

Тонко измельченный белый мрамор высокой чистоты «Омикарб» марок «Омикарб 2-GU, 5-GU, 5-UR, 15-GU» (приложение: лист спецификации) со следующими физико-механическими характеристиками:

Химический состав СаСо₃, >98% Fe₂О₃, <0,15% Остаток, нерастворимый в HCl <2,0% Плотность 2,7 г/см Показатель преломления 1,59 Твердость по Моосу 3 Средний размер частиц 2,5-27 мкм Белизна 94,5-96,5% Показатель рН среды 9 Маслоемкость 13-19 г/100 г

Микронизированный кальцитовый наполнитель МК-10 и МК-40:

Физико-механические характеристики МК-10 МК-40: Химический состав, % СаСо₃, не менее 97 97   MgO, не более 0,15 0,15   SiO₂, не более 0,15 0,15   Fe₂O₃+Al₂O₃, не более 0,12 0,12 Массовая доля летучих вещества, % не более 0,2 0,2 Показатель рН среды 8-9 8-9

Карбонат кальция кристаллический по ТУ2321-006-12588040-99 и мел по ГОСТ 82580-80.

В качестве органического растворителя используется толуол по ГОСТ 5789-78 и бутилацетат по ГОСТ8981-75.

В качестве загустителя используется органическое производное монтмориллонита «Бентоне SD-2», представляющее собой реологическую присадку на основе органических модификаций слоистых силикатов (приложение: лист спецификации фирмы «Леокс ИНК», Германия).

Физико-механические характеристики:

Состав Органическое производное   монтмориллонита Цвет Слабая кремовая окраска Внешний вид Тонкодисперсный порошок Размер частиц в диспергированном виде ≥1 мкм Плотность 1,62 г/см³

В качестве диспергатора композиция содержит смесь натуральных фосфолипидов «Соя лецитин»

Лецитин растительный ТУ6-02-829-83

Физико-механические характеристики:

Состав Смесь натуральных фосфолипидов   с массовой долей фосфатидов 77-90% Внешний вид Пастообразная масса от светло-желтого до   темно-коричневого цвета Кислотное число 40 мгКОН/г

Соя лецитин «Nalec 10-F» (приложение: лист спецификации BYK CHEMJE Германия)

Физико-механические характеристики:

Состав Смесь натуральных фосфолипидов Содержание масла 38% Вязкость 125 с Кислотное число 30 мгКОН/г

Соя лецитин «АДЛЕК» (приложение: информационный листок) Физико-механические характеристики:

Состав Смесь натуральных фосфолипидов Вязкость при 25°С 10 Пас Кислотное число 28 мгКОН/г Пероксидное число 1 Общее число микроорганизмов 5000 гр

В качестве пластификатора используется хлорпарафин ХП-470 по ТУ6-01-16-90 и дибутилфталат по ГОСТ 8728-88.

Для ускорения высыхания в лакокрасочной композиции используется сиккатив, представляющий собой раствор в уайт-спирите соли тяжелого металла (свинца, марганца, кобальта, цинка, железа, кальция), дистиллированной нафтеновой кислоты по ГОСТ 1003-73.

Физико-механические характеристики:

Цвет по йодометрической шкале, мгI₂/100 см³ 500 Массовая доля нелетучих веществ, % 32-75 Массовая доля металла, % 0,9-25 Температура вспышки, °С 33

В качестве поверхностно-активного вещества в акриловой лакокрасочной композиции используется полиметилсилоксановая жидкость, представляющая собой смесь полимеров линейной и разветвленной структуры по ГОСТ 13032-77.

Физико-механические характеристики:

Кинематическая вязкость при 20°С 192-208 cCm Динамическая вязкость при минус 50°С 2000 сП Показатель рН среды 6,2-7,0 Массовая доля кремния, % 37,0-38,5

Предлагаемая акриловая лакокрасочная композиция готовится следующим образом.

В смесителе без обогрева смешивают пленкообразующие пигменты, наполнитель, органический растворитель, загуститель, диспергатор, пластификатор, сиккатив и поверхностно-активное вещество, а затем смесь в бисерной мельнице перетирают до дисперсности не более 50 мкм.

В таблице 1 приведены примеры конкретного выполнения компонентного состава акриловой лакокрасочной композиции.

Укрывистость высушенной пленки, стойкость покрытия к статическому воздействию при (20±2)°С воды и 3%-ных растворов NaCl и HCl по прототипу определены дополнительно.

В таблице 2 приведены свойства предлагаемой акриловой лакокрасочной композиции в сравнении с составом по прототипу.

Из таблицы 2 видно, что акриловая лакокрасочная композиция по изобретению имеет значения укрывистости высушенной пленки 140-160 г/см² и стойкость покрытия к статическому воздействию при (20±2)°С воды 70-72 часа, 3%-ного раствора NaCl 70-74 часа и 3%-ного раствора HCl 70-73 часа при сохранении значений остальных показателей на том же уровне.

Таблица 1 Наименование компонентов По прототипу, мас.ч. По примерам, мас.ч. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Пленкообразующее:                         48-52%-ный раствор в толуоле сополимера бутилакрилата стирола и метакриловой кислоты в отношении (37,8-38,8)(58,5-59,5):2,7 35-60 - - - - - - - - - - - Сополимер метилметакрилата и Н-бутилметакрилата смола «Дегалан LP 64/12» - 20 21 22 24 26 28 26 28 29 30 30 Лак алкидно-уретановый - 2 2 3 3 4 4 4 5 4 5 5 Пигменты 2-20 2 5 10 15 18 20 19 17 8 10 20 Противокоррозионный пигмент «Фосмет»-смесь гидратированных фосфатов алюминия и кальция или «Полифосмет» - соединения полифосфатов алюминия и кальция - 2 3 3 3 4 4 4 5 5 6 6                           Наполнитель:                         Кальцитовый наполнитель 10-30 10 12 15 20 22 23 25 27 28 29 30 Тальк   2 3 4 5 6 7 7 7 7 8 8 Органический растворитель: -                       Толуол 5-15 30 33 35 37 40 43 43 40 45 45 45 Бутилацетат 5-15 5 7 9 11 13 14 14 13 13 15 15 Загуститель:                         Органическое производное монтмориллонита «Бентоне-SD2» 1-4 0,5 0,7 0,9 1,1 1,3 1.3 2,0 2,2 2,5 2,8 3,0 Диспергатор:                         Смесь натуральных фосфолипидов «Соя лецитин» 0,2-0,6 0,2 0,3 0,4 0,4 0,3 0,4 0,5 0,6 0,4 0,5 0,6 Пластификатор:                         Дибутилфталат или 1-6 1 2 3 - 4 - 3 4 5 - 6 Хлорпарафин ХП - 470 - - - - 1 - 3 - - - 6 - Сиккатив - 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50 0,50 Поверхностно-активное вещество:                         Полиметилсилоксановая жидкость - 0,01 0,02 0,05 0,10 0,15 0,20 0,30 0,35 0,45 0,45 0,50

Таблица 2 Наименование показателей По прототипу По примерам 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Время высыхания до степени 3 по ГОСТ 19007-73 при температуре 20°С, мин 55-60 55 56 58 58 59 55 56 56 59 59 59 При температуре +60°С, мин 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 Адгезия покрытия, балл, по ГОСТ 15140-78 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Прочность при ударе, см, по ГОСТ4765-73 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 Твердость пленки, условные единицы, по ГОСТ 5233-89 0,45-0,50 0,45 0,48 0,50 0,50 0,47 0,47 0,48 0,50 0,50 0,50 0,50 Блеск покрытия, %, по ГОСТ 896-69 67-72 70 72 71 72 70 70 72 72 72 72 72 Стойкость покрытия к истиранию, мг/мкм, по ГОСТ 20811-75 0,20-0,25 0,24 0,24 0,23 0,22 0,21 0,22 0,24 0,24 0,23 0,24 0,23 Укрывистость высушенной пленки, г/см², по ГОСТ 8784, метод 1 200 140 150 155 160 155 150 145 155 160 160 160 Стойкость покрытия к статическому воздействию при (20±2)°С, ч, по ГОСТ 9.403 метод А
- воды 60 70 71 72 71 72 70 70 72 72 72 72 - 3%-ного раствора NaCl 50 72 72 70 74 71 74 72 72 72 72 74 - 3%-ного раствора HCl 50 71 73 73 72 72 72 72 72 73 70 73

Изобретение относится к лакокрасочным материалам, предназначенным для защитно-декоративных покрытий металлических поверхностей. Акриловая лакокрасочная композиция в качестве акрилового пленкообразователя содержит сополимер метилметакрилата и Н-бутилметакрилата - смолу «Дегалан LP64/12», а также лак алкидно-уретановый, в качестве пластификатора дибутилфталат или хлорпарафин ХП-470, пигменты, кальцитовый наполнитель, органический растворитель - толуол и бутилацетат, загуститель - органическое производное монтмориллонита «Бентоне SD-2», диспергатор - смесь натуральных фосфолипидов «Соя лецитин», при этом композиция дополнительно содержит противокоррозионный пигмент «Фосмет» - смесь гидратированных фосфатов алюминия и кальция или «Полифосмет» - соединения полифосфатов алюминия и кальция, в качестве наполнителя - тальк, сиккатив и поверхностно-активное вещество - полиметилсилоксановую жидкость при заявленном соотношении компонентов. Предложенная акриловая лакокрасочная композиция обладает высокой укрывистостью высушенной пленки и высокой стойкостью покрытия к статическому воздействию. 2 табл.

Акриловая лакокрасочная композиция, включающая акриловый пленкообразователь, пигменты, кальцитовый наполнитель, органический растворитель - толуол и бутилацетат, загуститель - органическое производное монтмориллонита «Бентоне SD-2», диспергатор - смесь натуральных фосфолипидов «Соя лецитин», пластификатор, отличающаяся тем, что в качестве акрилового пленкообразователя содержит сополимер метилметакрилата и Н-бутилметакрилата - смолу «Дегалан LP64/12», а также лак алкидно-уретановый, в качестве пигмента дополнительно содержит противокоррозионный пигмент «Фосмет» - смесь гидратированных фосфатов алюминия и кальция или «Полифосмет» - соединения полифосфатов алюминия и кальция, в качестве наполнителя дополнительно содержит тальк, в качестве пластификатора содержит дибутилфталат или хлорпарафин ХП-470, кроме того, композиция дополнительно содержит сиккатив и поверхностно-активное вещество - полиметилсилоксановую жидкость, при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
Сополимер метилметакрилата и Н-бутилметакрилата - смола   «Дегалан LP64/12» 20-30 Лак алкидно-уретановый 2-5 Пигменты 2-20 Противокоррозионный пигмент «Фосмет» - смесь   гидратированных фосфатов алюминия и кальция или   «Полифосмет» - соединения полифосфатов алюминия и кальция 2-6 Кальцитовый наполнитель 10-30 Тальк 2-8 Толуол 30-45 Бутилацетат 5-15 Органическое производное монтмориллонита «Бентоне SD-2» 0,5-3,0 Смесь натуральных фосфолипидов «Соя лецитин» 0,2-0,6 Дибутилфталат или хлорпарафин ХП-470 1-6 Сиккатив 0,05-0,50 Полиметилсилоксановая жидкость 0,01-0,50