ЗАЩИТНО-ДЕКОРАТИВНАЯ КРАСКА Российский патент 2010 года по МПК C09D167/08 C09D5/00 

Изобретение относится к лакокрасочным материалам, в частности к краскам, применяемым для защитно-декоративных покрытий металлических поверхностей для наружных и внутренних отделок, работающих в условиях абразивного износа, эксплуатируемых в агрессивных средах и атмосферных условиях различных климатических зон.

Известна эмаль, содержащая пленкообразующий компонент (А-15-0) - 15% частично омыленный сополимер винилхлорида с винилацетатом в смеси органических растворителей, состоящих из бутилацетата, ацетона и толуола при их соотношении 1:2:5, смесевый пигмент, содержащий в мас.% диоксид титана 9,10-10,30, желтый железоокисный пигмент 1,10-8,8,90, красный железоокисный пигмент 0,10-0,30 и технический углерод - остальное, наполнитель в виде смеси микроталька и аэросила в мас.% 90,0-92,0 и 8,00-10,00 соответственно, при следующем соотношении компонентов, мас.%: пленкообразующий компонент 79,60-87,00; смесевой пигмент 10,50-18,00; наполнители 2,40-2,50 (Патент RU № 2238288, класс С09D 127/06, 5/08. Заявл. 2003.07.11 заявка № 2003121082/04. Опубл. 2004.10.20).

Однако эта эмаль предназначена для защиты только предварительно загрунтованных поверхностей, имеет многокомпонентный состав пигмента, обеспечивает недостаточные защитно-декоративные свойства, имеет длительное время высыхания, низкую долговечность, содержит дорогостоящие компоненты.

Известна акриловая лакокрасочная композиция для защитно-декоративных покрытий металлических поверхностей, деталей машин, приборов, эксплуатируемых внутри помещений, в атмосферных условиях и агрессивных средах, содержащая 48-52%-ный раствор в толуоле сополимера бутилакрилата, стирола и метакриловой кислоты в соотношении (37,8-38,8):(58,5-59,5):2,7, в качестве наполнителя - карбонат кальция кристаллический, а в качестве растворителя - толуол и бутилацетат, загуститель - органическое производное монтмориллонита «Бентоне SD-2», диспергатор - смесь натуральных фосфолипидов «Лецитин растительный» или «Соя лецитин Nalec 10-F», пластификатор - дибутилфталат (Патент RU № 2314327, класс С 09 D 133/04, 133/10, 5/00. Заявл. 2006.09.20, заявка №2006133695/04. Опубл. 2008.01.10).

Однако эта композиция обеспечивает недостаточные антикоррозионные и защитно-декоративные свойства, значительное время высыхание, незначительную декоративность при многокомпонентном составе.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является защитно-декоративная краска, включающая пленкообразующее на основе алкидной смолы, пигмент, ускоритель высыхания и органический растворитель, которая содержит в качестве пигмента белый пигмент - двуокись титана и цветной пигмент - порошок минерала волконскоит при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Указанное пленкообразующее 32-69 Ускоритель высыхания - сиккатив 0,1-0,5 Двуокись титана 0,1-0,5 Волконскоит 8-25 Органический растворитель остальное.

(Патент RU №2296147, класс С09D 167/08. Заявл. 01.11.2004 г., заявка № 2004131584/04. Опубл. 27.03.2007, Бюл. № 9).

Однако эта защитно-декоративная краска содержит дорогостоящий, редкий минерал волконскоит, имеющий травянисто-зеленый цвет, что ограничивает его декоративные возможности, значительное время высыхания, обеспечивает недостаточную антикоррозионную защиту и физико-механические свойства, в частности абразивостойкость.

Технический результат данного предлагаемого изобретения заключается в получении композиции, удовлетворяющей следующим требованиям:

- значительное повышение абразивостойкости, антикоррозионных и защитно-декоративных свойств;

- улучшения декоративного эффекта - получение разной степени шероховатости поверхности с металлическим блеском при незначительном времени высыхания.

Указанный технический результат достигается тем, что защитно-декоративная краска, включающая пленкообразующее на основе алкидной смолы, пигмент, ускоритель высыхания, органический растворитель, дополнительно содержит реологическую добавку, наполнители, а в качестве пигмента - спекулярит с высоким содержанием Fе₂O₃ и размером частиц не менее 30 мкм, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Указанное пленкообразующее 21-45 Спекулярит с высоким содержанием Fе₂O₃   и размером частиц не менее 30 мкм 35-55 Наполнители 4-12 Реологическая добавка 1-2 Ускоритель высыхания 0.5-1,5 Органический растворитель остальное

Защитно-декоративная краска в качестве пленкообразующего предпочтительно может содержать модифицированный алкидный пленкообразователь. Защитно-декоративная краска в качестве реологической добавки предпочтительно может содержать добавку, представляющую собой поверхностно-активное вещество на основе жирного амина, например, марки TROYSOL.

Защитно-декоративная краска дополнительно содержит красящий пигмент в количестве 0,5-4,5 мас.%. В качестве красящего пигмента может быть использован металлический пигмент и/или органический краситель

Для приготовления защитно-декоративной краски используют:

- В качестве пленкообразователя любую алкидсодержащую смолу, но предпочтительно модифицированную, например:

а) алкидно-фенольную смолу марки AMF 30х60 (ТУ LVUTN-40003245470-10-02), фирмы «Biolar» (Латвия), представляющую собой раствор тощего лака, модифицированного тунговым маслом и фенолформальдегидной смолой, содержащей 59-61% массовой доли нелетучих веществ;

б) алкидно-фенольную смолу марки АФ-033 ТУ 2311-025-54651722-2002, представляющую собой раствор глифталевой смолы в ксилоле, модифицированной канифолью и фенольной смолой, содержащей 53±2% массовой доли нелетучих веществ;

в) алкидно-уретановую смолу марки «Корундинол УПФТал-55» ТУ 2311-030-72311668-2006, представляющую собой раствор пентафталевой смолы в уайт-спирите, модифицированной жирными кислотами таллового масла и толуилендиизоцианатом, содержащей 49±2% массовой доли нелетучих веществ;

г) алкидно-стирольный лак МС-25 (ТУ 6-10-1403-78), представляющий собой раствор в ксилоле или смеси ксилола со скипидаром алкидной смолы, модифицированной стиролом и смесью высыхающего или полувысыхающего тунгового масла.

В качестве реологической добавки может быть использовано, например, поверхностно-активное вещество на основе жирного амина марки TROYSOL, ТЕЛА3-15 по ТУ2433-061-27991970-04, фирмы «Автоконинвест», представляющее собой аминоамид жирных кислот в растворителе с массовой долей нелетучих веществ: 50% (±2).

Предпочтительно использование импортной реологической добавки, идущей под торговым названием TROYSOL фирмы «Troy» (США), например, TROYSOL 98C, представляющей собой поверхностно-активное вещество на основе жирного амина. Кроме того, могут быть использованы другие реологические добавки, например, органофильный бентонит SD-1, производства Великобритании, соевый лецитин по ТУ 9146-203-00334534-97.

В качестве наполнителя применяют микротальк, омиакарб, микробарит и другие.

В качестве спекулярита применяют любой спекулярит с размером частиц не менее 30 мкм, но предпочтительно с высоким содержанием Fe₂O₃, например:

а) алтайского месторождения «Рудный Лог» с содержанием Fe₂O₃ 75-85%, окислов кремния, алюминия, магния и кальция соответственно не более 12,5-22,7; 1,8; 0,2; и 0,3%;

б) алтайского месторождения «Рудный Лог» с содержанием Fe₂O₃ 65-74%, окислов кремния, алюминия, магния и кальция соответственно не более 23,7-32,5; 1,8; 0,2; и 0,3%;

в) алтайского месторождения «Рудный Лог» с содержанием Fe₂O₃ 85-94%, окислов кремния, алюминия, магния и кальция соответственно не более 3,7-12,7; 1,8; 0,2; и 0,3%;

г) марки Miox фирмы Karntner Montanindustrie (Австрия), содержащую Fe₂O₃ 85- 94%, Аl₂О₃ - 2-3%, MgO - 1-2%, Ca - 0,3%, SiO₂ - 3-6%, Pb<0.1%;

д) марки Nubifer фирмы «Nubiola» (Испания), содержащую Fe₂O₃ 89-94%, Аl₂О₃ - 1,9%, MgO - 0,1%, Ca - 0,4%, SiO₂ - 4,2%, K₂O 0,2%.

В качестве органических растворителей используют, например, ксилол, уайт-спирит, бутилацетат и другие.

В качестве ускорителя высыхания используют, например:

а) сиккатив «Радуга» - 3.1 по ТУ 2311-001-59344679-04 с массовой долей металлов: Pb 13,0-17,0%, Zn 2.5-6.5%, Co 0,8-1,2%;

б) сиккатив марки LB-2, фирмы «Biolar», Латвия с массовой долей металлов: Pb 15,0±0,3%, Мn 0,9±0,1%, Со 1,2±0,1%;

в) сиккатив марки ОктаХим 1,2,3 (Со 0,5; Мn 1,0; Zn 2,0) ТУ 2311-001-79229214-2007 и другие.

В качестве красящего пигмента может быть использован металлический пигмент, например, бронзовая пудра марки ВПК (ТУ 48-21-721-84) или органический краситель, например, голубой фталцианиновый (15:3) ТУ 2463-014-40476089-2001, алый (ТУ 6-14-318-84) и другие. Количество дополнительного пигмента зависит от требуемого цвета краски. Таким образом, можно приготовить краски, которые по цвету будут соответствовать всей палитре цветов.

Сущность изобретения заключается в том, что предлагаемое сочетание компонентов со спекуляритом с размером частиц не менее 30 мкм в соответствующем процентном соотношении обеспечивают надежные защитные свойства: абразивостойкость, стойкость к коррозии и улучшают декоративный эффект за счет получения шероховатой поверхности с металлическим блеском. Степень шероховатости поверхности будет определяться размером частиц спекулярита.

Цвет покрытия можно изменить на любой другой путем дополнительно введения металлических пигментов или органических красителей, при этом шероховатость и угловой металлический блеск покрытия остается.

Таким образом, предлагаемая защитно-декоративная краска, состоящая из пленкообразующего на основе алкидной смолы ускорителя высыхания, органического растворителя, реологической добавки, наполнителей, спекулярита с размером частиц не менее 30 мкм, в предлагаемом процентном соотношении компонентов, который установлен опытным путем, в совокупности обеспечивает синергетический эффект, проявляющийся в повышении декоративности, количественных показателей защитных свойств, сокращении времени высыхания при низкой себестоимости в сравнении с прототипом.

Оптимальный размер частиц спекулярита для достижения повышенного декоративного эффекта составляет 200 мкм.

Защитно-декоративную краску готовят смешением в диссолвере с дальнейшим прогоном через бисерную мельницу типа «Neitsch» в расчетном количестве раствора полимерного пленкообразующего вещества в органическом растворителе, наполнителей, органического красителя в течение 45-60 минут до перетира не более 40 мкм по прибору «гриндометр», затем добавляют спекулярит, реологическую добавку, ускоритель высыхания, металлический пигмент и состав дополнительно перемешивают в течение 10-15 минут.

Композицию наносят на поверхность металла после удаления только рыхлой части ржавчины металлической щеткой методом пневматического или безвоздушного распыления, кистью, валиком. Толщина одного слоя покрытия составляет 30-40 мкм.

Изобретение иллюстрируется примерами, приведенными в таблице 1. Время высыхания композиции до степени 3 при температуре (20±2)°С не более 45-60 мин, а при температуре (80±5)°С не более 10 мин. Время высыхания определено по ГОСТ 19007.

Результаты испытаний композиции приведены в таблице 2. Данные таблицы показывают, что предлагаемая краска превосходит прототип по времени высыхания, абразивостойкости, антикоррозионным свойствам, особенно к воздействию соляного тумана.

Более высокие декоративные и защитные свойства предлагаемой краски позволяют использовать ее в атмосферных и агрессивных условиях в зонах с умеренным и умеренно-холодным климатом.

Таблица 1 Компоненты, мас.% Прототип по патенту №2296147 Примеры по изобретению 1 2 3 4 5 6 7 алкидный пленкообразователь:                 а) ГФ-177 50,5       45,0       б) АФ-033   45,0           21,0 в) АМФ 30×60     21,0           г) «Корундинол УПФТал-55»       35,0   35,0     д) МС-25             37,0   ускоритель высыхания:                 а) «Радуга-1» 0,3               б) марки LB-2   1,5         1,0   в) «Радуга»-3.1     0,5   1,2     0,5 г) ОктаХим 1,2,3       0,9   0,9     Двуокись титана 0,3               Волконскоит 16,5               Реологическая добавка:                 a) TROYSOL-98C   2,0   1,2         б) ТЕЛА3-15     1,0   1,5 1,2     в) Бентонит органофильный                 M.SD-6             1,0 1,0 Лецитин соевый             0,5   Спекулярит                 а) месторождения «Рудный Лог» (размер частиц 200 мкм) Fе₂O₃                 75-85%   35,0           55,0 б) месторождения «Рудный                 Лог» (размер частиц 150 мкм)                 Fe₂O₃ 65-74%             35,0   в) месторождения «Рудный Лог» (размер частиц 100 мкм)                 Fe₂O₃ 85-94%           40,0     г) марки Miox (размер частиц 63 мкм)     55,0   35,0      

д) марки Nubifer (размер частиц                 40 мкм)       40,0         Наполнители:                 а) Микротальк   8,0     8,0   8,0   б) Омиакарб 2Х-КА     4,0         4,0 в) микробарит       12,0   7,5     Органический растворитель: остальное               а) толуол         3,3       б) ксилол   8,5 9,4   5,5   17,5   в) уайт-спирит       10,9   10,9     г) бутилацетат     9,1         18,5 Красящий пигмент                 а) бронзовая пудра марки ВПК           3,5     б) органический пигмент                 (голубой фталцианиновый 15:3)         0,5 1,0    

Таблица 2 Результаты испытаний Наименование показателей Предлагаемая композиция Прототип по патенту   Составы из таблицы 1 2296147   1 2 3 4 5 6 7   Условная вязкость по вискозиметру В3-4 при 20°С, с 56,0 64,0 60,0 68,0 70,0 74,0 68,0 95,0 Массовая доля нелетучих веществ 66,4 71,6 69,5 66,0 69,5 62.5 70.5 52,0 Время высыхания до степени 3, 45 45 60 60 60 60 60   час, при температуре (20±2)°С не более мин мин мин мин мин мин мин 4 часа Твердость покрытия, усл. ед., не менее 0,5 0,5 0,45 0,3 0,46 0,4 0,45 0,5 Укрывистость в пересчете на сырую пленку (г/м², не более) 95,0 101,0 100,0 94,4 93,7 90,0 89,3 114 Стойкость покрытия к воздействию соляного тумана, ч 360 360 360 360 360 360 360 240 Прочность покрытия к истиранию абразивной шкуркой (уд. весовой износ), г/м² 11,5 10,8 10,5 12,7 10,1 11,1 12,0 13,2

Изобретение относится к лакокрасочным материалам, в частности к составу краски, применяемой для защитно-декоративных покрытий металлических поверхностей. Защитно-декоративная краска содержит 21-45 мас.% пленкообразующего на основе алкидной смолы, 35-55 мас.% спекулярита с высоким содержанием Fe₂O₃ и размером частиц не менее 30 мкм в качестве пигмента, 0,5-1,5 мас.% ускорителя высыхания, 1-2 мас.% реологической добавки, 4-12 мас.% наполнителя и органический растворитель - остальное. Защитно-декоративная краска предпочтительно содержит в качестве пленкообразующего модифицированный алкидный пленкообразователь, в качестве реологической добавки - поверхностно-активное вещество на основе жирного амина марки TROYSOL. Защитно-декоративная краска дополнительно содержит красящий пигмент в количестве 0,5-4,5 мас.%. Предложенная краска позволяет получить покрытие с высокими защитными свойствами: абразивостойкостью, стойкостью к коррозии и высоким декоративным эффектом, за счет получения шероховатой поверхности с металлическим блеском. 4 з.п. ф-лы, 2 табл.

1. Защитно-декоративная краска, включающая пленкообразующее на основе алкидной смолы, пигмент, ускоритель высыхания, органический растворитель, отличающаяся тем, что дополнительно содержит реологическую добавку, наполнители, а в качестве пигмента - спекулярит с высоким содержанием Fe₂О₃ и размером частиц не менее 30 мкм при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Указанное пленкообразующее 21-45 Спекулярит с высоким содержанием Fe₂О₃   и размером частиц не менее 30 мкм 35-55 Наполнители 4-12 Реологическая добавка 1-2 Ускоритель высыхания 0,5-1,5 Органический растворитель Остальное

2. Защитно-декоративная краска по п.1, отличающаяся тем, что в качестве пленкообразующего предпочтительно содержит модифицированный алкидный пленкообразователь.

3. Защитно-декоративная краска по п.1, отличающаяся тем, что в качестве реологической добавки предпочтительно содержит добавку, представляющую собой поверхностно-активное вещество на основе жирного амина марки TROYSOL.

4. Защитно-декоративная краска по п.1, отличающаяся тем, что дополнительно содержит красящий пигмент в количестве 0,5-4,5 мас.%.

5. Защитно-декоративная краска по п.4, отличающаяся тем, что в качестве красящего пигмента предпочтительно содержит металлический пигмент и/или органический краситель.