АКРИЛОВАЯ ЛАКОКРАСОЧНАЯ КОМПОЗИЦИЯ (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2010 года по МПК C09D133/04 C09D133/08 C09D133/10 C09D133/12 C09D5/00 

Изобретение относится к производству лакокрасочных покрытий и может быть использовано для создания защиты различных поверхностей от внешнего агрессивного воздействия и для придания изделиям соответствующего внешнего вида.

Известна «Акриловая лакокрасочная композиция «Акропласт» по патенту РФ №2078107 МПК С09Д 133/04, 27.04.1997, содержащая пленкообразующее - сополимер бутилакрилата, стирола и метакриловой кислоты, пигменты - углерод технический, пигмент желтый железоокисный, красный железоокисный, лазурь железная и наполнитель - алюминиевая пудра, матирующая добавка: аэросил, растворители: смесь этилцеллозольва с бутилацетатом.

Недостатками этой акриловой лакокрасочной композиции являются высокие значения показателей твердости пленки (0,68-0,75 условных единиц), так как покрытие становится хрупким, неэластичным, недостаточная стойкость покрытия к истиранию (0,30-0,40 мг/мкм).

Наиболее близким аналогом по технической сущности является акриловая лакокрасочная композиция, содержащая акриловое пленкообразующее - 48-52%-ный раствор в толуоле сополимера бутилакрилата, стирола и метакриловой кислоты в соотношении (37,8-38,8):(58,5-59,5):2,7, наполнитель - карбонат кальция кристаллический, растворитель - толуол и бутилацетат, загуститель - органическое производное монтмориллонита «Бентоне SD-2», диспергатор - смесь натуральных фосфолипидов «Лецитин растительный» или «Соя лецитин Nalec 10-F», пластификатор - эфир фталевой кислоты - дибутилфталат, пигмент, RU 2314327 МПК C09D 133/04, 133/10, 5/00 2008.01.10

Однако данная композиция имеет достаточно высокую стоимость за счет содержания в ней диспергатора - смеси натуральных фосфолипидов «Лецитин растительный» или «Соя лецитин Nalec 10-F», а также использования достаточно большого количества пленкообразующего (35-60 мас.%). Также акриловая лакокрасочная композиция имеет высокие значения показателей твердости пленки (0,44-0,50 условных единиц), недостаточную стойкость покрытия к истиранию (0,20-0,25 мг/мкм).

Задачей настоящего изобретения явилось создание композиции с необходимыми потребительскими характеристиками покрытия при пониженном содержании пленкообразующего, использование которой позволяет расширить арсенал средств данного назначения, а также расширить сырьевую базу для приготовления композиции.

Технический результат изобретения заключается в обеспечении необходимых потребительских характеристик покрытия при пониженном содержании пленкообразующего, а также снижение стоимости композиции, улучшение ее стабильности при хранении, увеличение стойкости покрытия к истиранию и снижение твердости пленки.

Поставленная задача решается двумя вариантами акриловой лакокрасочной композициии.

По 1 варианту акриловая лакокрасочная композиция содержит акриловое пленкообразующее, наполнитель, загуститель, пластификатор - эфир фталевой кислоты, пигмент и органический растворитель и отличается тем, что она в качестве акрилового пленкообразующего содержит акриловый органорастворимый сополимер "Полиформ" и сополимер п-бутилметакрилата с метилметакрилатом, в качестве наполнителя - силикатный наполнитель, в качестве загустителя - бентон или пангель при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Акриловый сополимер "Полиформ" 25,0-35,0 Сополимер п-бутилметакрилата   с метилметакрилатом 0,8-3,5 Указанный пластификатор 1,5-5,0 Пигмент 0,3-15,3 Указанный загуститель 0,5-3,0 Силикатный наполнитель 9,0-25,0 Растворитель остальное

По второму варианту акриловая лакокрасочная композиция содержит акриловое пленкообразующее, наполнитель, загуститель, пластификатор - эфир фталевой кислоты, органический растворитель, пигмент и отличается тем, что в качестве акрилового пленкообразующего она содержит акриловый органорастворимый сополимер "Полиформ" и сополимер п-бутилметакрилат с метилметакрилатом и дополнительно полифенилсилоксановую смолу, а в качестве наполнителя - силикатный наполнитель, в качестве загустителя - бентон или пангель при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Акриловый сополимер "Полиформ" 12,5-20,0 Полифенилсилоксановая смола 12,5-20,0 Сополимер п-бутилметакрилат с   метилметакрилатом 0,8-3,5 Указанный пластификатор 1,5-5,0 Пигмент 0,3-15,3 Указанный загуститель 0,5-3,0 Силикатный наполнитель 9,0-25,0 Органический растворитель остальное

Сравнение заявляемой композиции с известным составом позволяет сделать вывод о его соответствии критерию "Новизна", так как в данном случае содержится новая совокупность компонентов в новом количественном соотношении. При этом покрытие на основе предлагаемой композиции обладает хорошими малярно-техническими и физико-механическими свойствами при пониженном содержании в составе композиции пленкообразующего.

Указанные пределы соотношений между компонентами композиции определены экспериментальным путем и являются оптимальными с точки зрения достижения положительного технического результата и пониженной себестоимости композиции.

Использование по первому варианту в пленкообразователе сополимеров различной молекулярной массы, или по второму варианту сополимеров различной молекулярной массы совместно с полифенилсилоксановой смолой в сочетании с растворителями способствуют формированию такой структуры пленкообразователя, при которой обеспечивается повышенное содержание нелетучих веществ в композиции, что приводит к повышению технологической вязкости, за счет которой улучшается седиментационная устойчивость композиции и появляется возможность получения высококонцентрированной выпускной формы, за счет которой обеспечивается хорошая укрывистость. Сочетание силикатных наполнителей в сочетании с акриловым пленкообразующим и другими компонентами еще более улучшают укрывистость и улучшение эксплуатационных свойств покрытий.

При этом повышаются физико-механичесие свойства, а именно прочностные характеристики пленки, гидрофобность, морозостойкость, проницаемость, негорючесть, теплостойкость, атмосферостойкость. Акриловую лакокрасочную композицию готовят следующим образом: в реактор загружают 1/3 объема от расчетного количества органического растворителя, в котором растворяют расчетное количество загустителя, затем добавляют оставшуюся часть растворителя и акриловый сополимер "Полиформ", сополимер п-бутилметакрилата с метилметакрилатом или акриловый полимер "Полиформ", сополимер п-бутилметакрилат с метилметакрилатом и полифенилсилоксановой смолой в равных количествах, перемешивают и добавляют пигмент, наполнитель. Подученную массу перемешивают и перетирают с помощью бисера. После чего к смеси добавляют пластификатор и смешивают до образования однородной массы. Для испытания композицию наносят с помощью краскопульта на металлическую поверхность.

Составы для экспериментальной проверки изобретения приведены в табл.1. Физико-механические показатели приведены в табл.2.

Для получения композиции для защитного покрытия были использованы следующие материалы:

Акриловый пленкообразователь: акриловые сополимеры марки Полиформ 2245, Полиформ 1050, Полиформ 3026 производства ООО "НПК" ШУРАВИ". Акриловый сополимер марки Полиформ 2245 представляет собой стирол-акриловый сополимер в толуоле с температурой стеклования 45°С, сухой остаток - 50%, условная вязкость по В3-246, с 120);

Акриловый сополимер марки Полиформ 1050 представляет собой акриловый сополимер в толуоле с температурой стеклования 50°С, сухой остаток - 50%, условная вязкость по ВЗ-246, с - 70); Акриловый сополимер марки Полиформ 3026 представляет собой акриловый сополимер в уайт-спирите с бутилацетатом (3:1) с температурой стеклования 26°С, сухой остаток - 50%, условная вязкость по В3-246, с - 90);).

В качестве сополимера п-бутилметакрилата с метилметакрилатом используют DEGALAN LP 65/12, DEGALAN LP 64/12, DEGALAN LP 62/05.

Полифенилсилоксановая смола - ТУ 6-02-1-026-90;

Пластификатор: ди-2-этилгексилфталат, дибутилфталат, диэтилфталат - ГОСТ 8728-88;

Силикатный наполнитель: слюда молотая - ГОСТ 855-74; микротальк - ГОСТ 19284-79;

Пигменты: алюминиевая пудра - ГОСТ 5494-95, углерод технический - ГОСТ 7885-86; красный железоокисный - ТУ-2322-166-05011907-98; диоксид титана - ТУ У 24.1-05762329-001-2003.

Загуститель: бентон-27, 34, 38, производитель фирмы Elementic Specialties(RHEOX), Великобритания; пангель - В20 - FT-138-96-01,

Органический растворитель - толуол - ГОСТ 14710-78;

Пангель - органо-модифицированный сепиолит, химическое название - гидрированный силикат магния и четвертичная аммонийная соль. Химическая формула: SiMg₈O₃₀(OH)₄(OH₂)₄·8H₂O;CIN С₂₆Н₄₈. Физико-химические показатели: цвет: - светло-кремовый; внешний вид: - сыпучий мелкодисперсный порошок; влажность: - 11%; насыпная плотность: - 250 г/л±50; вязкость по Брукфильду: - не менее 70000 сР (25°С, 5 об/мин.); остаток на сите 75 µm - <1%;

Бентон - (Органобентонит) представляет собой продукт взаимодействия естественных монтмориллонитовых глин (бентонитов) с олеофилизаторами, в частности, с четвертичными аммониевыми солями (ЧАС).

Degalan - продукты марки "Degalan" относятся к сырьевым материалам для производства красок на акрилатной и метакрилатной основе. В частности, DEGALAN LP 64/12; DEGALAN LP 65/12, DEGALAN LP 62/05 относятся к сополимерам п-бутилметакрилата с метилметакрилатом.

Свойства: Дегалан LP 64/12 - температура стеклования (Tg) - 64°С; коэффициент вязкости (см³/г) - прибл. 30; динамическая вязкость (мПа·с) прибл.180; растворимость - ароматические углеводы, эфиры, кетоны.

Дегалан LP 65/12 - температура стеклования (Tg) - 57; коэффициент вязкости (см³/г) - прибл. 30; динамическая вязкость (мПа·с) прибл. 150; растворимость - ароматические углеводы, эфиры, кетоны.

Дегалан LP 62/05 - температура стеклования (Tg) - 55; коэффициент вязкости (см³/г) - прибл. 80; динамическая вязкость (мПа·с) прибл. 1.200; растворимость - ароматические углеводы, эфиры, кетоны.

Из таблицы 2 следует, что полученная по изобретению акриловая лакокрасочная композиция имеет высокие физико-механические свойства, пониженные значения твердости и повышенные значения стойкости пленки к истиранию.

Таким образом, использование в качестве пленкообразующего акрилового органорастворимого сополимера "Полиформ" и сополимера п-бутилметакрилата с метилметакрилатом в лакокрасочной композиции позволяет уменьшить количество пленкообразующего в композиции, что способствует ее удешевлению и позволяет улучшить ее стабильность при хранении без ухудшения основных физико-механических свойств, а также с улучшенными показателями твердости пленки и стойкости пленки к истиранию.

Продолжение таблицы 2

Изобретение относится к лакокрасочным материалам и может быть использовано для защиты различных поверхностей в машиностроении, в быту и в промышленности. Акриловая лакокрасочная композиция по первому варианту содержит акриловое пленкообразующее - акриловый органорастворимый сополимер "Полиформ" и сополимер п-бутилметакрилата с метилметакрилатом, силикатный наполнитель, загуститель - бентон или пангель, пластификатор - эфир фталевой кислоты, пигмент и органический растворитель. По второму варианту акриловая лакокрасочная композиция содержит акриловое пленкообразующее - акриловый органорастворимый сополимер "Полиформ", сополимер п-бутилметакрилат с метилметакрилатом и дополнительно полиорганосилоксановую смолу, силикатный наполнитель, загуститель - бентон или пангель, пластификатор - эфир фталевой кислоты, пигмент и органический растворитель. Предложенные акриловые лакокрасочные композиции обладают улучшенными физико-механические свойствами. 2 н.п. ф-лы, 2 табл.

1. Акриловая лакокрасочная композиция, содержащая акриловое пленкообразующее, наполнитель, загуститель, пластификатор - эфир фталевой кислоты, пигмент и растворитель, отличающаяся тем, что она в качестве акрилового пленкообразующего содержит акриловый органорастворимый сополимер "Полиформ" и сополимер п-бутилметакрилата с метилметакрилатом, в качестве наполнителя - силикатный наполнитель, в качестве загустителя бентон или пангель при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Акриловый сополимер "Полиформ" 25,0-35,0 Сополимер п-бутилметакрилата с   метилметакрилатом 0,8-3,5 Указанный пластификатор 1,5-5,0 Пигмент 0,3-15,3 Указанный загуститель 0,5-3,0 Силикатный наполнитель 9,0-25,0 Органический растворитель Остальное

2. Акриловая лакокрасочная композиция, содержащая акриловое пленкообразующее, наполнитель, растворитель, загуститель, пластификатор - эфир фталевой кислоты, пигмент, отличающаяся тем, что в качестве акрилового пленкообразующего она содержит акриловый органорастворимый сополимер "Полиформ", сополимер п-бутилметакрилата с метилметакрилатом и дополнительно полифенилсилоксановую смолу, а в качестве наполнителя - силикатный наполнитель, в качестве загустителя бентон или пангель при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Акриловый сополимер "Полиформ" 12,5-20,0 Полифенилсилоксановая смола 12,5-20,0 Сополимер п-бутилметакрилата с   метилметакрилатом 0,8-3,5 Указанный пластификатор 1,5-5,0 Пигмент 0,3-15,3 Указанный загуститель 0,5-3,0 Силикатный наполнитель 9,0-25,0 Органический растворитель Остальное