ВОДНАЯ ПОКРЫВНАЯ КОМПОЗИЦИЯ Российский патент 2011 года по МПК C09D5/02 C09D4/00 C09D133/08 C09D133/10 C09D163/10 C09D175/04 

Настоящее изобретение касается водной покрывной композиции, основанной на окислительно-отверждаемом полимере.

За последние годы были предприняты значительные усилия для разработки покрывных композиций с низким содержанием летучих органических соединений (VOC), в особенности растворителей. Законодательные положения об ограничении содержания VOC в покрытиях стимулировали исследования и разработку в поиске новых технологий, направленных на сокращение эмиссии растворителей из покрытий. Одна из технологий включает замену органических растворителей водой. Однако, хотя применение покрывных композиций на водной основе дает преимущества в плане здравоохранения и безопасности, эти покрывные композиции все же должны удовлетворять стандартам качества, ожидаемым для композиций на водной основе.

Окислительно-отверждаемые полимеры представляют собой полимеры, которые сшиваются при воздействии кислорода воздуха благодаря содержанию фрагментов ненасыщенных жирных кислот. Алкидные смолы являются типичными примерами таких полимеров. Алкидные краски отверждаются при действии кислорода путем окислительного сшивания ненасыщенных алифатических кислот как функциональных компонентов. Однако алкидные краски обычно характерны относительно медленным темпом высыхания. Для сокращения времени высыхания были предложены гибриды водно-дисперсионных алкидных смол и акриловых полимеров с относительно высокой молекулярной массой. Также были предложены алкидные смолы, модифицированные акриловыми соединениями, такие как описано в патенте США № 4451596.

Европейский патент ЕР 0874875 раскрывает красильную композицию на водной основе с высоким содержанием твердых компонентов, основанную на алкидной смоле и акрилате. Европейский патент 1171534 описывает водно-дисперсионную покрывную композицию, основанную на смеси окислительно-отверждаемого полимера, такого как алкидная смола, и винильного полимера с карбонильными функциональными группами.

В то время как в прототипных алкидно-акриловых гибридных красочных системах применяются эмульгированные акрилаты с относительно высокой молекулярной массой, недавно было неожиданно обнаружено, что если использовать щелочерастворимые акрилаты с кислотным числом по меньшей мере 15 мг/КОН, то это приводит к непредсказуемым преимуществам, таким как улучшение времени сохранения технологических свойств, реологических характеристик и смачивания подложки. Далее это позволяет составлять водные краски с высокой концентрацией твердых компонентов при содержании воды и летучих органических соединений (VOC) менее 40% по весу от всей композиции. Было также найдено, что во многих случаях существенно улучшаются показатели блеска и кроющая способность. Щелочерастворимые акрилаты являются неструктурированными, и это означает, что они не образуют ковалентных связей с окислительно-отверждаемой смолой или с другими, возможно присутствующими, связующими компонентами в какой-либо существенной степени. Акрилаты применяются в количестве 1,5% или более от общего веса покрывной композиции, например, 4,5% по весу или больше.

В современной практике такие акрилаты часто используются как интенсификаторы помола. В общем, эти акрилаты являются способными к набуханию в воде и имеют относительно высокое кислотное число, например, 65 мг КОН/г акрилата или выше, или 70 мг КОН/г акрилата или больше.

В общем, такие щелочерастворимые акрилаты имеют среднюю молекулярную массу Mw 200000 г/моль или ниже. В этом отношении Mw означает среднемассовую молекулярную массу. Mw может быть определена, например, методом гель-проникающей хроматографии (GPC), который описан на странице 4 Главы 1 книги “The Characterization of Polymers”, опубликованной издательством Rohm and Haas Company, Филадельфия, Пенсильвания, в 1976 году, с использованием полиметилметакрилата как стандарта. Среднемассовая молекулярная масса Mw также может быть вычислена. В системах, содержащих агенты передачи цепи, теоретическая среднемассовая молекулярная масса представляет собой общую массу полимеризуемого мономера в граммах, деленную на общее молярное количество агента переноса цепи, использованного во время полимеризации. Для эмульсионно-полимерной системы, которая не содержит агента переноса цепи, более грубая оценка может быть получена, если взять общую массу полимеризуемого мономера в граммах и разделить это количество на произведение молярного количества инициатора, умноженного на коэффициент эффективности инициирования. Дальнейшую информацию о теоретических расчетах молекулярной массы можно найти в книге “Principles of Polymerization”, George Odian, второе издание, опубликовано издательством John Wiley and Sons, New York, New York, в 1981 году, и в книге “Emulsion Polymerization”, под редакцией Irja Pirma, опубликованной издательством Academic Press, New York, New York, в 1982 году.

Акрилат может быть получен свободнорадикальным полиприсоединением по меньшей мере одного непредельного мономера олефинового типа, избранного из сложных эфиров акриловой кислоты и метакриловой кислоты, примерами которых являются метилакрилат, метилметакрилат, этилакрилат, этилметакрилат, н-бутилакрилат, н-бутилметакрилат, 2-этилгексилакрилат, 2-этилгексилметакрилат, изопропилакрилат, изопропилметакрилат, н-пропилакрилат и н-пропилметакрилат. Другими применимыми мономерами, например, являются 1,3-бутадиен, изопрен, стирол, дивинилбензол, акрилонитрил, метакрилонитрил, винилгалогениды (такие как винилхлорид), сложные виниловые эфиры (такие как винилацетат, винилпропионат и виниллаурат), гетероциклические винильные соединения, сложные алкиловые эфиры ненасыщенных этилендикарбоновых кислот (такие как ди-н-бутилмалеинат и ди-н-бутилфумарат). В дополнение акрилат может содержать в качестве сополимеризуемых блоков небольшие количества (по большей части от 0,5 до 10% по весу) ненасыщенных монокарбоновых кислот и/или дикарбоновых кислот с одной двойной связью, по большей части содержащих от 3 до 6 атомов углерода, и/или их N-незамещенных или N-замещенных амидов, главным образом акриловой кислоты, метакриловой кислоты, бета-карбоксиэтилакрилата, фумаровой кислоты, итаконовой кислоты, акриламида, метакриламида, N-метилакриламида, N-метилолакриламида, N-н-бутоксиметилметакриламида, малеимида и диамида малеиновой кислоты, а также ненасыщенных сульфоновых кислот с одной двойной связью, главным образом винилсульфоновой кислоты и метакриламидопропансульфоновой кислоты. Хорошие результаты были получены при использовании чистого акрилата, приготовленного без примесей из акриловых и/или метакриловых сложных эфиров и/или кислот. Коммерчески доступным примером применимого щелочерастворимого акрилата является, например, Joncryl 8004, поставляемый фирмой Johnson Polymer.

По меньшей мере часть окислительно-отверждаемой смолы включает окислительно-отверждаемые группы, то есть ненасыщенные алифатические соединения, по меньшей мере часть которых является полиненасыщенными. Типичными примерами таких смол являются алкидные смолы. Алкидные смолы могут быть получены из ненасыщенных и насыщенных жирных кислот, поликарбоновых кислот и ди- или полифункциональных гидроксилсодержащих соединений. Например, могут быть использованы моно- и полиненасыщенные жирные кислоты, к примеру, такие, которые содержат от 12 до 26 атомов углерода. Особыми примерами являются мононенасыщенные жирные кислоты, такие как додеценовая кислота, миристолеиновая кислота, пальмитолеиновая кислота, олеиновая кислота, гадолеиновая кислота, эруковая кислота, рицинолеиновая кислота; дважды ненасыщенные жирные кислоты, такие как линолевая кислота; трижды ненасыщенные кислоты, такие как линоленовая кислота, элеостеариновая кислота и ликановая кислота; четырежды ненасыщенные жирные кислоты, такие как арахидоновая кислота и клупанодоновая кислота, и другие ненасыщенные жирные кислоты, полученные из животных или растительных масел. По выбору, могут быть также использованы насыщенные кислоты. Конкретные примеры включают лауриновую кислоту, миристиновую кислоту, пальмитиновую кислоту, стеариновую кислоту и арахиновую кислоту. Другие монокарбоновые кислоты, пригодные для использования, включают тетрагидробензойную кислоту и гидрированную или негидрированную абиетиновую кислоту или ее изомер. При желании обсуждаемые монокарбоновые кислоты могут быть использованы в приготовлении алкидной смолы полностью или частично в виде триглицерида, например, как растительное масло. При желании могут быть применены смеси двух или более таких монокарбоновых кислот или триглицеридов, по выбору в присутствии одной или более насыщенных, (цикло)алифатических или ароматических монокарбоновых кислот, например, пивалевой кислоты, 2-этилкапроновой кислоты, лауриновой кислоты, пальмитиновой кислоты, стеариновой кислоты, 4-трет-бутилбензойной кислоты, циклопентанкарбоновой кислоты, нафтеновой кислоты, циклогексанкарбоновой кислоты, 2,4-диметилбензойной кислоты, 2-метилбензойной кислоты и бензойной кислоты.

Примеры поликарбоновых кислот включают фталевую кислоту, изофталевую кислоту, терефталевую кислоту, 5-трет-бутилизофталевую кислоту, тримеллитовую кислоту, пиромеллитовую кислоту, янтарную кислоту, адипиновую кислоту, 2,2,4-триметиладипиновую кислоту, азелаиновую кислоту, себациновую кислоту, димеризованные жирные кислоты, циклопентан-1,2-дикарбоновую кислоту, циклогексан-1,2-дикарбоновую кислоту, 4-метилциклогексан-1,2-дикарбоновую кислоту, тетрагидрофталевую кислоту, эндометиленциклогексан-1,2-дикарбоновую кислоту, бутан-1,2,3,4-тетракарбоновую кислоту, эндоизопропилиден-циклогексан-1,2-дикарбоновую кислоту, циклогексан-1,2,4,5-тетракарбоновую кислоту и бутан-1,2,3,4-тетракарбоновую кислоту. По желанию рассматриваемые карбоновые кислоты могут быть использованы в виде ангидридов или в форме сложных эфиров, например сложного эфира спирта, содержащего от 1 до 4 атомов углерода.

В дополнение алкидная смола включает ди- или полифункциональные гидроксилсодержащие соединения. Примерами пригодных бифункциональных гидроксилсодержащих соединений являются этиленгликоль, 1,3-пропандиол, 1,6-гександиол, 1,12-додекандиол, 3-метил-1,5-пентандиол, 2,2,4-триметил-1,6-гександиол, 2,2-диметил-1,3-пропандиол и 2-метил-2-циклогексил-1,3-пропандиол. Примеры применимых триолов представляют собой глицерин, триметилолэтан и триметилолпропан. Пригодные полиолы, имеющие более чем 3 гидроксильные группы, включают пентаэритрит, сорбит и продукты этерификации рассматриваемых соединений, такие как ди(триметилол)пропан и ди-, три- и тетрапентаэритрит.

Алкидные смолы могут быть получены прямой этерификацией составляющих компонентов с выбором части этих компонентов, уже преобразованных в сложные эфиры диолов или сложные полиэфиры диолов. Альтернативно, ненасыщенные жирные кислоты могут быть добавлены в форме высыхающего масла, такого как подсолнечное масло, льняное масло, тунцовый жир, обезвоженное касторовое масло, кокосовое масло и обезвоженное кокосовое масло. Трансэтерификация с другими добавленными кислотами и диолами затем даст конечную алкидную смолу. Эта трансэтерификация, в общем, происходит при температуре в интервале от 115 до 250°С, по выбору также в присутствии растворителей, таких как толуол и/или ксилол. Реакция обычно проводится в присутствии каталитического количества катализатора трансэтерификации. Примеры катализаторов трансэтерификации, пригодных для применения, включают кислоты, такие как пара-толуолсульфоновая кислота, основное соединение, такое как амин, или такие соединения, как оксид кальция, оксид цинка, тетраизопропилортотитанат, дибутилоловооксид и хлорид трифенилбензилфосфония.

Величина средней молекулярной массы Mn алкидной смолы, приготовленной таким образом, может составлять, например, по меньшей мере 1000, например, от 2000 до 5000. Алкидная смола может быть диспергирована в воде, например, с добавлением 2-30% по весу поверхностно-активного вещества.

По выбору, окислительно-отверждаемая смола может быть алкидно-уретановой смолой. Такие алкидные смолы могут быть, например, приготовлены, как описано в патенте ЕР-А 0 444 454. Пригодные полиуретаны, включающие окислительно-отверждаемые фрагменты алифатических сложных эфиров, например, представляют собой NeoRez R 2001, NeoRez R 2020, NeoRez R2040 (поставляемые фирмой DSM Neoresins), Valires HA 04001 (от фирмы Actichem), Spensol F97 (от фирмы Reichold) и Halwedrol OX 47-1-340, от фирмы Hüttenes-Albertus.

Для целей этого изобретения водная покрывная композиция означает композицию в водной среде, в которой вода является главным компонентом. Небольшие количества органических жидкостей, то есть сорастворителей, могут присутствовать по выбору. Примеры сорастворителей включают пропиленкарбонат, N-метилпирролидон (NMP), диэтиленгликоль, бутиленгликоль, дибутиленгликоль, н-бутоксипропанол и монометиловый эфир дипропиленгликоля, пропиленгликоль и метоксибутанол.

Сиккативы или отверждающие вспомогательные средства, могут быть использованы для активирования окислительного отверждения алкидной смолы. Примерами сиккативов являются соли металлов и алифатических кислот, включая циклоалифатические кислоты, такие как каприловая кислота и нафтеновая кислота, где металл представляет собой, например, кобальт, марганец, ванадий, свинец, цирконий, кальций, цинк или редкоземельные металлы. Используются также смеси сиккативов. Сиккативы (в расчете на металл) обычно употребляются в количестве от 0,001 до 5% по весу, относительно содержания твердых компонентов алкидной смолы. По выбору, покрывная композиция может включать ускоряющие высыхание комплексообразователи, например, 2,2'-бипиридил и 1,10-фенантролин. Комплексообразователи, например, могут быть добавлены в количестве до 3% по весу, например, 0,1-1,5% по весу, в расчете на вес всего связующего компонента.

По выбору, покрывная композиция включает добавочный акрилатный связующий компонент, например эмульгированное латексное связующее. Было найдено, что во многих случаях щелочерастворимый акрилат оказывал положительное влияние на совместимость окислительно-отверждаемой смолы и эмульгированных акрилатных связующих. Эмульгированные акрилатные связующие, к примеру, могут иметь среднемассовую молекулярную массу Mw 300000 г/моль или выше. Применимым примером такого акрилатного связующего является Primal® AC 2508, поставляемый фирмой Rohm and Haas. Применимым чистым акрилатом является Joncryl® SCX 8285, поставляемый фирмой Johnson Polymer. Такой акрилат может быть поставлен с функциональностью самосшивания. Пригодными примерами являются карбонилсодержащие акрилаты, такие как Joncryl® SCX 8383 и Neocryl® XK 98, сшивание которых производится гидразинами или полиаминами, такими как соединения, показанные в патенте ЕР 1171534. Пригодный поликарбонильный акрилат может быть образован свободнорадикальным полиприсоединением по меньшей мере одного карбонилсодержащего ненасыщенного мономера с одной двойной связью и по меньшей мере одного прочего ненасыщенного мономера олефинового типа, не обладающего карбонильной функцией. Примеры ненасыщенных мономеров, которые несут карбонильные функциональные группы, включают акролеин, метакролеин, диацетонакриламид, кротоновый альдегид, 4-винилбензальдегид, винилалкилкетоны с 4-7 атомами углерода, такие как винилметилкетон, и акрилокси- и метакрилоксиалкилпропанолы. Прочие примеры включают акриламидопивалевый альдегид, метакриламидопивалевый альдегид, 3-акриламидометиланисовый альдегид, диацетонакрилат и диацетонметакрилат. Пропорция карбонильных функциональных групп в винильном полимере может составлять, например, от 3 до 200 миллиэквивалентов на 100 г полимера, к примеру, от 6 до 100 миллиэквивалентов на 100 г полимера. Примеры олефиновых ненасыщенных мономеров, не содержащих карбонильную группу, включают 1,3-бутадиен, изопрен, стирол, дивинилбензол, акрилонитрил, метакрилонитрил, винилгалогениды (такие как винилхлорид), сложные виниловые эфиры (такие как винилацетат, винилпропионат и виниллаурат), гетероциклические винильные соединения, сложные алкиловые эфиры ненасыщенных дикарбоновых кислот с одной двойной связью (такие как ди-н-бутилмалеинат и ди-н-бутилфумарат) и, в частности, сложные эфиры акриловой кислоты и метакриловой кислоты, примерами которых являются метилакрилат, метилметакрилат, этилакрилат, этилметакрилат, н-бутилакрилат, н-бутилметакрилат, 2-этилгексилакрилат, 2-этилгексилметакрилат, изопропилакрилат, гидроксиэтилметакрилат, гидроксипропилметакрилат, изопропилметакрилат, н-пропилакрилат и н-пропилметакрилат. Могут быть также использованы олефиновые ненасыщенные мономеры, несущие анионные гидрофильные группы, примеры которых включают акриловую кислоту, метакриловую кислоту, итаконовую кислоту и/или малеиновую кислоту. Олефиновые ненасыщенные мономеры, имеющие неионные группы, такие как алкоксиполиэтиленгликольметакрилаты, тоже могут быть использованы.

По выбору, акрилат с карбонильной функцией может нести аминные и/или гидразиновые функциональные группы в дополнение к карбонильным функциональным группам. Гидразиновые функциональные группы могут быть введены путем полимеризации по меньшей мере одного олефинового ненасыщенного мономера с соединениями, в цепи которых присутствуют способные к гидразинолизу группы, которые впоследствии реагируют с гидразиновым реагентом, чтобы преобразовать по меньшей мере часть способных к гидразинолизу групп в гидразиновые функциональные группы. Примеры мономеров, в цепи которых присутствуют способные к гидразинолизу группы, включают хлоракриловую кислоту и особенно хлорангидрид или сложные эфиры акриловой кислоты, а также хлорангидрид или сложные эфиры метакриловой кислоты. Применимыми сложными эфирами метакриловой кислоты являются метиловый, этиловый, пропиловый, изопропиловый, н-бутиловый, третично- или вторично-бутиловый эфиры.

Пригодный акрилат с карбонильной функцией может быть приготовлен с помощью любой технологии полимеризации, инициируемой свободными радикалами, с употреблением свободнорадикального инициатора и при подходящем нагревании (например, от 40°С до 90°С). Полимеризация может быть проведена в водной среде, и в особенности эмульсионная полимеризация в водной среде применяется для получения полимера с использованием по выбору традиционных диспергаторов. Свободнорадикальные инициаторы включают пероксид водорода, трет-бутилгидропероксид и персульфаты, такие как персульфат аммония, персульфат калия и персульфат натрия, или же может быть использована окислительно-восстановительная система.

Отдельные полиамины или полигидразины могут быть использованы для сшивания поликарбонильного связующего компонента. Если добавляются обособленные полиаминные или полигидразиновые сшивающие агенты, то содержание может быть, например, таким, чтобы композиция включала от около 0,02 до 1,6 моль, к примеру от 0,05 до 0,9 моль аминных или гидразиновых групп на моль карбонильных функциональных групп, присутствующих в композиции. Возможные полиамины включают, но не ограничиваются таковыми, первичные и/или вторичные аминогруппы, и содержат от 2 до 10 таких аминогрупп на молекулу. Хорошие результаты были получены с использованием первичных аминов. Пригодные примеры включают этилендиамин, 4-амино-1,8-октандиаминопропилендиамин, декаметилендиамин, 1,2-диаминоциклогексан, изофорондиамин, мочевину, N-(2-гидроксиэтил)этилендиамин, трис(2-аминоэтил)амин, меламин, диэтилентриамин, дипропилентриамин, дибутилентриамин и полиэтиленимины. Возможные полигидразины включают бис-гидразиды дикарбоновых кислот, бис-гидразоны, с такими особыми примерами, как дигидразид щавелевой кислоты, дигидразид малоновой кислоты, дигидразид янтарной кислоты, дигидразид адипиновой кислоты и дигидразид себациновой кислоты, бис-гидразиды циклогександикарбоновых кислот, бис-гидразиды азелаиновой кислоты; а также гидразиды угольной кислоты, бис-семикарбазиды, тригидразиды, дигидразиноалканы и дигидразиновые производные ароматических углеводородов, например 1,4-дигидразинобензол и 2,3-дигидразинонафталин, дигидразин.

По выбору, акрилат с карбонильной функцией может представлять собой полиуретановый акрилат, например, того типа, какой описан в патенте ЕР-А 0332326. Полиуретановый акрилат можно сформировать, если ввести один или более винильных мономеров в реакцию в условиях свободнорадикальной полимеризации в присутствии дисперсии полиуретановой смолы с уже развитыми цепями с использованием общепринятой технологии. Так, свободнорадикальные инициаторы могут быть добавлены к смеси полиуретановой дисперсии и винильного мономера или, альтернативно, мономер может быть постепенно добавлен к полиуретановой дисперсии, содержащей инициатор. В еще одном варианте получения полиуретанового акрилата готовится раствор форполимера с концевыми изоцианатными группами в по меньшей мере одном винильном мономере. Затем раствор эмульгируется в водной среде, и в форполимере с концевыми изоцианатными группами происходит удлинение цепей. Затем либо может быть добавлен винильный мономер и инициирована его полимеризация, либо может быть инициирована полимеризация винильного мономера, и во время полимеризации может быть добавлен добавочный винильный мономер. Пригодные примеры такого полиуретанового акрилата представляют собой Neopac® E111, Neopac® E 125, коммерчески доступные от фирмы DSM NeoResins, и Alberdingk® APU 1061 и Alberdingk® APU 1062 от фирмы Alberdingk Boley.

В покрывной композиции согласно изобретению весовое отношение щелочерастворимого акрилата к эмульгированному акрилату может быть, например, в диапазоне от 1:0,5 до 1:5. Весовое отношение щелочерастворимого акрилата к окислительно-отверждаемому связующему компоненту может быть, например, в интервале от 1:0,5 до 1:10.

Более того, покрывная композиция может содержать одну или более добавок или вспомогательных компонентов, таких как пигменты, красители, наполнители, антиоксиданты, антиозонанты, матирующие вещества, диспергаторы пигмента, УФ-стабилизаторы, сорастворители, диспергаторы, поверхностно-активные вещества, ингибиторы, наполнители, антистатики, пламезамедляющие средства, смазочные средства, противовспениватели, разбавители, пластификаторы, антифризы, тиксотропные агенты, смачиватели, стерически затрудненные амины, бактерициды, фунгициды, средства против образования пленки на поверхности, отдушки, противовспениватели, стабилизаторы высыхания и воск. Если желательно, загуститель применяется в покрывной композиции согласно настоящему изобретению, такой как ассоциативный загуститель, например ассоциативные полиуретановые загустители. Примеры включают Polyphobe 9823 от фирмы Union Carbide, Acrysol RM 2020 и Acrysol RM8 от фирмы Rohm & Haas, Bermodol PUR2130 от фирмы Akzo Nobel, Rheo 2000 и Coapur 5035 от фирмы Coatex, Tafigel PUR 40 и Tafigel PUR 45 от фирмы Munzing, Serad FX1035 и FX 1070 от фирмы Servo, и Optiflo L100 и L120 от фирмы Ashland Südchemie. Например, до 10% по весу (сухого в расчете на твердую смолу) загустителя может быть использовано в покрывной композиции, например, от 1 до 10% по весу, или от 2 до 5% по весу.

Применимыми пигментами, например, являются природные или синтетические пигменты, которые могут быть прозрачными или непрозрачными. Примеры пригодных пигментов включают диоксид титана, железный сурик, оранжевый железооксидный, желтый железооксидный, фталоцианиновый голубой, фталоцианиновый зеленый, молибденовый красный, титанат хрома, и природные пигменты, такие как охры, глаукониты, умбры и прокаленные или сырые сиены.

Покрывные композиции могут быть нанесены на подложку любым подходящим способом, например с помощью валика, распылением, нанесением кистью, набрызгиванием, поливом или погружением. Композиция, к примеру, может быть нанесена кистью, напылением или с помощью валика.

Подходящие подложки включают металлы или синтетические материалы, древесину, бетон, цемент, кирпич, бумагу или кожу, все из которых могут быть по выбору подвергнуты предварительной обработке или предварительно окрашены. Нанесенное покрытие может быть отверждено лучше всего при температуре, например, 0-40°С. По выбору, может быть применена температура отверждения выше 40°С, в результате чего может быть сокращено время отверждения. Покрывная композиция может быть использована в качестве светопрозрачной или непроницаемой грунтовки или краски в декоративных целях. Покрывная композиция согласно изобретению, например, особенно пригодна как краска для внутренней отделки.

Далее изобретение иллюстрировано нижеприведенными примерами. В примерах были использованы следующие методы тестирования. Кроющая способность была испытана согласно стандартам DIN 55987 и DIN ISO 6504-3. О реологических свойствах судили визуально по слоям, нанесенным валиком и кистью на 1/2 qm диаграммы укрывистости (EN 4628/1). Период сохранения технологических свойств композиции после приготовления был визуально определен в тесте на истирание (пальцем) вытягиваемых 150 мкм пленок на диаграммах укрывистости с двухминутными интервалами, оценивая смещение натертых мест (EN 4628/2).

Пример 1

Краска была приготовлена смешением следующих компонентов:

4 весовых части воды

0,3 весовой части аммиака

7 весовых частей гликолевых сорастворителей

1 весовая часть Disperbyk®190

3 весовых части загустителя (Acrysol® RM-2020)

0,3 весовой части противовспенивателя

1 весовая часть модификатора реологии

24 весовых части диоксида титана

4 весовых части карбоната кальция как наполнителя

21 весовая часть эмульсии акриловой смолы

8,5 весовых частей диспергированной акриловой смолы

25 весовых частей эмульсии алкидной смолы со средним содержанием масла

0,5 весовой части смачивателя

0,7 весовой части сиккатива

0,2 весовой части деаэратора

Период сохранения технологических свойств композиции после приготовления был таким же хорошим, как и для стандартных акриловых красок для внутренней отделки или стандартных отделочных гибридных акрилоалкидных красок на водной основе, несмотря на существенно более высокое содержание твердых компонентов (61% по весу твердых веществ).

Растекание при нанесении кистью и валиком было сравнимыми с таковым для систем на основе растворителей, которые обычно имеют отличное растекание. Даже на больших и плоских поверхностях, таких как двери, результаты растекания были очень хорошими.

Смачивание, например, таких предметов, как двери, радиаторы и мебель, окрашенных оригинальным производителем алкидными красками на основе растворителей, очень хорошее. В отличие от распространенных алкидных или акрилоалкидных гибридных отделочных красок на водной основе, с которыми часто возникают проблемы, связанные с несмачиванием, такие как шелушение, рябизна или усадка краски при нанесении кистью и валиком и нанесении распылением, эти дефекты не наблюдались, когда использовалась краска из этого примера.

Пример 2

Краска приготовлена смешением следующих компонентов:

5 весовых частей воды

0,5 весовой части аммиака

7 весовых частей сорастворителей

1 весовая часть Disperbyk®190

4 весовых части ассоциативного загустителя

0,3 весовой части противовспенивателя

1 весовая часть модификатора реологии

21 весовая часть диоксида титана

5 весовых частей карбоната кальция как наполнителя

21 весовая часть полиуретана, модифицированного акрилатом (NeoPac® E125)

9 весовых частей диспергированной акриловой смолы

28 весовых частей эмульсии алкидной смолы со средним содержанием масла

0,5 весовой части смачивателя

0,7 весовой части сиккатива

Пример 3

Краска приготовлена смешением следующих компонентов:

0,1 весовой части аммиака

6,5 весовых частей сорастворителей

0,4 весовой части поверхностно-активного вещества

3,8 весовой части ассоциативного загустителя

0,5 весовой части противовспенивателя

16 весовых частей наполнителей

20 весовых частей диоксида титана

21 весовая часть эмульгированного акрилата (Neocryl® XK-98)

9 весовых частей диспергированной акриловой смолы (Joncryl® 8004)

22,5 весовых частей эмульсии алкидной смолы со средним содержанием масла (Resydrol® AF 6111)

0,5 весовой части смачивателя

0,65 весовой части сиккатива

Краска показала прекрасную кроющую способность, которая была примерно на 25% лучше, чем у стандартных акриловых отделочных красок, и отличную заливку. Реологические свойства и время сохранения технологических свойств композиции были очень хорошими.

Изобретение относится к водным покрывным композициям с низким содержанием летучих органических соединений. Водная покрывная композиция включает воду, окислительно-отверждаемую смолу, по меньшей мере 1,5% от веса композиции неструктурированного щелочерастворимого акрилата, имеющего среднемассовую молекулярную массу Mw 200000 г/моль или ниже, и кислотное число по меньшей мере 15 мг КОН/г; и эмульгированный второй акрилат, имеющий Mw по меньшей мере 300000 г/моль. Содержание щелочерастворимого акрилата в композиции составляет по меньшей мере 3% по весу. При этом весовое отношение щелочерастворимого акрилата ко второму эмульгированному акрилату находится в диапазоне от 1:0,5 до 1:5, а весовое отношение щелочерастворимого акрилата к окислительно-отверждаемой смоле находится в диапазоне от 1:0,5 до 1:10. Окислительно-отверждаемая смола представляет собой алкидную смолу, алкидно-уретановую смолу. Второй акрилат является сшиваемым, например, азометиновыми сшиваемыми звеньями. Водная покрывная композиция имеет высокие физико-механические характеристики. 8 з.п. ф-лы.

1. Водная покрывная композиция, включающая:
воду;
окислительно-отверждаемую смолу, где указанная смола представляет собой алкидную смолу;
по меньшей мере 1,5% от веса композиции неструктурированного щелочерастворимого акрилата, имеющего среднемассовую молекулярную массу Mw 200000 г/моль или ниже и кислотное число по меньшей мере 15 мг КОН/г; и
эмульгированный второй акрилат.

2. Покрывная композиция по п.1, где окислительно-отверждаемая смола представляет собой алкидно-уретановую смолу.

3. Покрывная композиция по п.1, отличающаяся тем, что содержание щелочерастворимого акрилата составляет по меньшей мере 3% по весу, например по меньшей мере 4,5% по весу.

4. Покрывная композиция по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что кислотное число щелочерастворимого акрилата составляет по меньшей мере 65 мг КОН/г, например 70 мг КОН/г.

5. Покрывная композиция по п.1, отличающаяся тем, что второй акрилат имеет Mw по меньшей мере 300000 г/моль.

6. Покрывная композиция по п.5, отличающаяся тем, что второй акрилат является сшиваемым, например, азометиновыми сшивающими звеньями.

7. Покрывная композиция по п.6, отличающаяся тем, что второй акрилат включает карбонильные группы.

8. Покрывная композиция по п.1, отличающаяся тем, что весовое отношение щелочерастворимого акрилата ко второму эмульгированному акрилату находится в диапазоне от 1:0,5 до 1:5.

9. Покрывная композиция по п.1, отличающаяся тем, что весовое отношение щелочерастворимого акрилата к окислительно-отверждаемой смоле находится в диапазоне от 1:0,5 до 1:10.