ДИСПЕРСИОННАЯ КРАСКА Российский патент 2011 года по МПК C09D5/02 C09D201/00 

Изобретение относится к материалу покрытия на дисперсионной основе, при помощи которого обеспечивается возможность получения белых, прозрачных, очень хорошо тонируемых и разноцветно окрашенных, в частности, имеющих интенсивный цвет и блестящих, износоустойчивых и матовых поверхностей для внутренних и наружных применений, обладающему очень хорошей способностью к исправлению и очень хорошими технологическими свойствами. При этом дисперсионная краска согласно изобретению относится как к непигментированным белым или прозрачным материалам покрытия, так и к пигментированным материалам покрытия.

В области дисперсионных красок в прошедшие годы следует отметить возрастающую тенденцию к интенсивным оттенкам краски. При этом с интенсивными оттенками краски связаны особые требования.

Первое требование относится к достаточной кроющей способности интенсивных оттенков краски. Под кроющей способностью следует понимать способность материала покрытия закрывать цвет или различия цвета основания. Она достигается при помощи пигментов и может повышаться посредством комбинации с соответствующими наполнителями. Наполнители имеют в большинстве случаев худшую кроющую способность, чем пигменты. Однако они помогают увеличить толщину слоя. Наполнители имеют собственную окраску, посредством которой может оказываться влияние на оттенок краски. Вследствие этого при интенсивных цветовых оттенках кроющие наполнители применяются лишь ограниченно.

Поэтому кроющая способность зависит прежде всего от применяемых пигментов, оттенка краски и возможной толщины слоя лакокрасочного покрытия. При этом белые или пастельные оттенки краски проявляют, как правило, высокую кроющую способность. Пастельные оттенки краски изготавливают из белого основного материала. Наряду с белым пигментом с высокой кроющей способностью, например диоксидом титана, он содержит большую долю наполнителей. Таким образом, получается большая толщина слоя, которая дополнительно улучшает кроющую способность.

Для материалов покрытия с интенсивным цветом имеются многочисленные пигменты. Они образуют важнейшие для кроющей способности компоненты и разделяются на неорганические и органические пигменты. Известные в технике материалы покрытия наиболее эффективным образом могут реализоваться при помощи очень ярких пигментов. Поэтому применяют органические пигменты, при помощи которых достижима очень высокая сочность. Однако максимально возможная добавка пигмента ограничена, что ведет к ухудшению кроющей способности. Это, в свою очередь, имеет следствием то, что контрасты в основании просвечивают даже после нанесения нескольких слоев краски. Поэтому перекрытие этим покрытием зачастую обеспечивается лишь при большой толщине слоя, что достигается посредством большого количества операций окрашивания. Однако несколько рабочих этапов означает более высокие затраты. В известных технических решениях эта проблема до сих пор решалась посредством грунтующей предварительной окраски, приближенной к желаемому цветовому оттенку. После этого было достаточно одно- или двукратного нанесения материала покрытия с желаемым оттенком краски.

Следующей проблемой материалов покрытия с интенсивным цветом, известной в технике, является так называемый «эффект написания». Он возникает в особенности при матовых покрытиях. При контакте или трении по матовой поверхности, например если по покрытию скользит некоторый предмет, возникает более светлое место трения, которое блестит в скользящем свете.

Это объясняется тем, что каждая кроющая краска, как известно, наряду с пигментами содержит также наполнители. В цветных покрытиях они перекрываются пигментами. В блестящих лакокрасочных покрытиях пигменты обволакиваются связующим веществом, в матовых, напротив, они свободно лежат на поверхности. При контакте или трении по такой матовой поверхности пигменты сдвигаются в сторону, посредством чего открываются более светлые наполнители. Вследствие этого данное место представляется для наблюдателя более светлым. Матовые материалы покрытия отличаются неровной поверхностью, так что при трении по поверхности может даже произойти отделение выпуклых мест, вследствие чего также становятся видимыми светлые наполнители. Вследствие этого отделения и связанного с ним сглаживания поверхности в поврежденных местах происходит повышение степени блеска.

Из DE 102004049592 A1 известны так называемые сенсорные лаки, которые основаны на двухкомпонентной системе на базе полиуретана. При этом, однако, речь идет об отверждающейся системе, то есть происходит отверждение обоих компонентов.

Кроме того, известны системы на основе водных полиуретан-акрилатных дисперсий. Однако в этих системах «эффект написания» при механическом воздействии не подавляется.

Исходя из этого, задачей данного изобретения является разработка материалов покрытия, которые имеют высокую механическую износоустойчивость и в которых минимизирован «эффект написания».

Эта задача решена посредством дисперсионной краски с признаками, указанными в п.1 формулы изобретения. Кроме того, в зависимых пунктах формулы изобретения представлены выгодные усовершенствования.

Согласно изобретению предложена дисперсионная краска, которая содержит следующие компоненты:

а) от 2 до 40 мас.% полимерной дисперсии, в расчете на содержание твердого вещества,

б) от 0,1 до 20 мас.% наполнителей,

в) от 0,5 до 20 мас.% порошка синтетического материала,

г) от 0,1 до 15 мас.% воска,

д) от 0,5 до 15 мас.% волокон, и

е) дополняющее до 100 мас.% количество воды.

Комбинация согласно изобретению полимерных дисперсий, волокнистых наполнителей, порошков синтетического материала, воска и слюдяных наполнителей дает возможность существенного улучшения механической нагрузочной способности этих материалов покрытия. Так, например, комбинация упомянутых компонентов рецептуры позволяет получить матовое покрытие без блеска, которое не обнаруживает обычного «эффекта написания».

Благодаря комбинации согласно изобретению упомянутых компонентов (а)-(е) рецептуры можно обеспечить особенно интенсивные и сочные оттенки краски. Всегда возникавший до сих пор при интенсивных оттенках краски «эффект написания», то есть склонность пигментированной поверхности к повреждению вследствие контакта с различными предметами, согласно изобретению минимизирован или почти полностью исключен. Для средних оттенков краски и пастельных оттенков благодаря комбинации согласно изобретению упомянутых компонентов рецептуры также достигается улучшение свойств поверхности или чувствительности поверхности.

Обеспеченная благодаря изобретению малая чувствительность поверхностей, покрытых дисперсионной краской, является тем более отчетливой, чем более интенсивным по цвету и более сочным является цветовой оттенок материала покрытия. При темных оттенках краски «эффект написания» особенно выделяется наличием светлых пятен на поврежденных местах поверхности, что особенно контрастно проявляется по отношению к темной пигментации. Для этого случая улучшение, достигнутое при помощи дисперсионной краски согласно изобретению, является особенно выраженным по сравнению с уровнем техники.

Следующим существенным преимуществом по сравнению с системами, известными в технике, является значительно улучшенная способность дисперсионной краски согласно изобретению к исправлению.

Согласно изобретению предпочтительным является то, что порошок синтетического материала применяется в количестве от 3 до 15 мас.%. При этом возможно использование порошка синтетического материала в виде прозрачного, белого или окрашенного в различные цвета материала. В качестве порошка синтетического материала применяют материалы, которые выбраны из группы, включающей полиэтилен, полиамид, полиакрилонитрил, полипропилен, полиэтилентерефталат, полистирол, полиуретан, полиакрилат, резину, их сополимеры, композиции и сплавы полимеров. Также возможно, чтобы порошок синтетического материала состоял из смеси указанных выше материалов.

При этом порошок синтетического материала предпочтительно имеет размер частиц в диапазоне от 1 до 250 мкм. Если дисперсионная краска предназначена для нанесения распылением, то размер частиц порошка синтетического материала предпочтительно составляет до 100 мкм.

Кроме того, предпочтительным является то, что дисперсионная краска согласно изобретению содержит от 3 до 10 мас.% волокон. Применение таких волокон поддерживает положительный эффект порошка синтетического материала. Если дисперсионную краску согласно изобретению применяют исключительно путем нанесения накаткой, то могут применяться волокна с максимальной длиной до 200 мкм. В случае нанесения безвоздушным распылением длина волокон предпочтительно находится в диапазоне от 10 до 100 мкм, особенно предпочтительно - от 10 до 50 мкм.

При этом волокна предпочтительно выбраны из группы, включающей целлюлозные волокна, полимерные волокна, в частности полиамиды, например дралон и нейлон, полиакрилонитрил и их смеси. Волокна могут при этом применяться как в нарезанной, так и в измельченной (размолотой) форме.

В качестве полимерных дисперсий дисперсионная краска согласно изобретению предпочтительно содержит такие, которые получены из мономеров: винилового сложного эфира карбоновой кислоты, содержащих от 3 до 20 атомов углерода, N-винилпирролидона, винилароматических соединений, винилгалогенидов, этиленненасыщенных карбоновых кислот, их сложных эфиров, их амидов или их ангидридов, наногибридные дисперсии, жидкое стекло, полисилоксановые эмульсии, водные дисперсии полиуретана, стиролакрилатов, α-олефины и/или 1,3-диены в форме водных полимерных дисперсий или полимерного порошка, редиспергируемого в воде. Особенно предпочтительно полимерная дисперсия выбрана из группы, включающей гомополимеры винилацетата, сополимеры винилацетата и этилена, тройные сополимеры винилацетата, этилена и акрилата, акрилатные дисперсии, виниловые сложные эфиры различных кислот и их смеси. Дисперсионная краска содержит при этом предпочтительно от 5 до 30 мас.%, особенно предпочтительно от 10 до 25 мас.% полимерной дисперсии, соответственно в расчете на содержание твердых веществ.

Предпочтительно дисперсионная краска содержит от 1 до 8 мас.% воска. При этом можно применять как порошок воска, так и восковые эмульсии. Такие воски оптимизируют свойства поверхности в отношении матирования и способности к исправлению. Воски предпочтительно выбирают из группы, включающей полиэтиленовый воск, воск из полиэтилена высокой плотности (ПЭВП), парафин, горный воск, карнаубский воск, амидный воск, полиэтилентерефталатные (ПТФЭ) воски, полипропиленовые воски, силиконовые воски, их композиции и смеси.

В качестве наполнителей предпочтительно содержатся слюдяные наполнители, в частности биотит, мусковит и/или их смеси. Особенно предпочтительно применяют мусковит. Наполнители при этом предпочтительно имеют размер частиц менее 100 мкм.

Также возможно, чтобы дисперсионная краска согласно изобретению в качестве наполнителей содержала силикатные, карбонатные или сульфатные наполнители. Они предпочтительно содержатся в количестве от 0,1 до 20 мас.%. В качестве силикатных наполнителей предпочтительно применяют каолин или тальк, кварцевый порошок, а также кремниевые кислоты. Из карбонатных наполнителей предпочтительными являются карбонат кальция или карбонат магния или смеси (доломит). В качестве сульфатного наполнителя предпочтительным является сульфат бария. Применение этих наполнителей дает возможность регулирования степени наполнения дисперсионной краски согласно изобретению.

Кроме того, дисперсионная краска может содержать оксид титана, так что можно регулировать кроющую способность и сочность цветового оттенка дисперсионной краски. Для этого применяют традиционные анатазные и рутиловые пигменты, которые могут содержаться в количестве от 0,1 до 30 мас.%.

Также возможно, чтобы дисперсионная краска содержала цветные пигменты или их композиции в количестве от 0,1 до 20 мас.%.

В качестве следующей составной части дисперсионная краска может содержать добавки в количестве от 0,1 до 5 мас.%. Под добавками здесь следует понимать традиционные загустители, такие как простой эфир целлюлозы, порошок из гранул гуара, пленкообразующие силикаты, полиуретановые и акрилатные загустители, силиконы, и, кроме того, обычно применяемые антивспениватели, смачивающие и диспергирующие средства, а также консервирующие средства для пленочной консервации и консервации в емкости.

Дисперсионные краски согласно изобретению и их состав приведены в таблице 1.

Таблица 1   №1 №2 №3 №4 №5 №6 №7 №8 №9 №10 №11 №12 Вода 61,1 51,8 43,8 37,3 42,3 47 37,5 25,5 34,2 55 34 29,5 Диоксид титана 0 5 0 3 20 0 13 7 0 2 5 30 Карбонаты 5 10 5 5 0 0 0 12 8 3 0 0 Силикаты 5 5 10 5 0 0 3 8 5 2 0 2,5 Волокна 1 6 8 2 3 15 4 4 5 2 4 3 Слюда 10 2 5 8 3 6 5 7 8 4 18 8 Порошок синтетического материала 5 4 3 15 11 5 8 20 8 16 6 7 Восковые композиции 1 2 6 3 4 8 13 7 5 9 1 6 Полимерная дисперсия (твердая часть) 10 12,5 17,5 20 15 17,5 15 7,5 25 5 30 12,5 Добавки 1,9 1,7 1,7 1,7 1,7 1,5 1,5 2 1,8 2 2 1,5

С целью дальнейшей иллюстрации составов краски согласно изобретению ниже приведены дополнительные примеры 1 и 2, где указаны конкретные вещества, используемые в этих составах. Испытания показали, что эти составы проявляют пониженный «эффект написания».

Таблица 2 Компонент Содержание, мас.%   Пример 1 Пример 2 Вода 22,5 9,2 Диоксид титана сульфатного типа, 90% TiO₂, покрытие: Al, SiO₂ 13,0 0,0 Карбонат кальция, средний размер частиц 2-5 мкм 0,0 8,0 Тальк, каолин, средний размер частиц 30 мкм 3,0 5,0 Полиэтиленовые волокна, средний размер частиц 30 мкм 4,0 5,0 Мусковитная слюда, средний размер частиц 30 мкм 5,0 8,0 Полиэтиленовый порошок, средний размер частиц 30 мкм 8,0 8,0 Эмульсия парафинового воска, содержание твердого вещества 30% 13,0 5,0 Акрилатная дисперсия, содержание твердого вещества 50% 30,0 50,0 Простой эфир целлюлозы, пеногаситель - минеральное масло, консервант (MIT/BIT), полиакрилат 1,5 1,8

Изобретение относится к материалу покрытия на основе дисперсионных красок. Дисперсионная краска содержит (мас.%): 2-40 диспергируемых полимеров, 0,1-20 наполнителей, 0,5-20 порошка синтетического материала, 0,1-15 воска, 0,5-15 волокон, воду. Изобретение позволяет получить интенсивные и сочные оттенки краски, снизить эффект написания и улучшить свойства поверхности или чувствительность поверхности. 18 з.п. ф-лы, 2 табл.

1. Дисперсионная краска с пониженным эффектом написания, содержащая
а) от 2 до 40 мас.% диспергируемых полимеров, в расчете на содержание твердого вещества,
б) от 0,1 до 20 мас.% наполнителей,
в) от 0,5 до 20 мас.% порошка синтетического материала, при этом порошок синтетического материала состоит из материала, выбранного из группы, включающей полиэтилен, полиамид, полиакрилонитрил, полипропилен, полиэтилентерефталат, полистирол, полиуретан, полиакрилат, резину, их сополимеры, и имеет размер частиц в диапазоне от 1 до 250 мкм,
г) от 0,1 до 15 мас.% воска, при этом воск выбран из полиэтиленового воска, воска полиэтилена высокой плотности (ПЭВП), парафина, горного воска, карнаубского воска, амидного воска, полиэтилентерефталатных восков, полипропиленовых восков, силиконовых восков,
д) от 0,5 до 15 мас.% волокон, при этом волокна выбраны из группы, включающей целлюлозные волокна, полимерные волокна, в частности полиамиды, полиакрилонитрил, и их смеси, и имеют длину от 10 до 200 мкм, и
е) дополняющее до 100 мас.% количество воды.

2. Дисперсионная краска по п.1, отличающаяся тем, что она содержит от 3 до 15 мас.% порошка синтетического материала.

3. Дисперсионная краска по п.1, отличающаяся тем, что она содержит от 3 до 10 мас.% волокон.

4. Дисперсионная краска по п.1, отличающаяся тем, что волокна являются нарезанными и/или измельченными.

5. Дисперсионная краска по п.1, отличающаяся тем, что волокна имеют длину, в частности, от 10 до 50 мкм.

6. Дисперсионная краска по п.1, отличающаяся тем, что диспергируемые полимеры выбраны из группы, включающей: полимеры, которые образованы из мономеров - винилового эфира карбоновой кислоты, содержащего от 3 до 20 атомов углерода, N-винилпирролидона, винилароматических соединений, винилгалогенидов, этиленненасыщенных карбоновых кислот, их сложных эфиров, их амидов или их ангидридов, наногибридные дисперсии, жидкое стекло, полисилоксановые эмульсии, водные полиуретановые дисперсии, стиролакрилаты, α-олефиновые и/или 1,3-диеновые полимеры в форме водных полимерных дисперсий.

7. Дисперсионная краска по п.1, отличающаяся тем, что полимерная дисперсия выбрана из группы, включающей гомополимеры винилацетата, сополимеры винилацетата и этилена, тройные сополимеры винилацетата, этилена и акрилата, акрилатные дисперсии, виниловые сложные эфиры кислот «версатик» и их смеси.

8. Дисперсионная краска по п.1, отличающаяся тем, что она содержит от 5 до 30 мас.%, в частности от 10 до 25 мас.%, полимерной дисперсии.

9. Дисперсионная краска по п.1, отличающаяся тем, что она содержит от 1 до 8 мас.% воска.

10. Дисперсионная краска по п.1, отличающаяся тем, что в качестве наполнителей она содержит слюдяные наполнители.

11. Дисперсионная краска по п.10, отличающаяся тем, что в качестве слюдяных наполнителей она содержит биотит и/или мусковит, в частности, с размером частиц менее 100 мкм.

12. Дисперсионная краска по п.1, отличающаяся тем, что в качестве наполнителей она содержит вещества, выбранные из группы, включающей силикаты, карбонаты, сульфаты и их смеси.

13. Дисперсионная краска по п.12, отличающаяся тем, что она содержит дополнительные наполнители в количестве от 1 до 40 мас.%, в частности от 1 до 20 мас.%.

14. Дисперсионная краска по п.12 или 13, отличающаяся тем, что в качестве силикатов она содержит каолин и/или тальк, кварцевую муку, кремниевые кислоты.

15. Дисперсионная краска по п.12, отличающаяся тем, что в качестве карбонатов она содержит карбонат кальция, карбонат магния и/или доломит.

16. Дисперсионная краска по п.1, отличающаяся тем, что она содержит оксид титана, в частности в анатазной и/или рутильной форме, в количестве от 0,1 до 30 мас.%.

17. Дисперсионная краска по п.1, отличающаяся тем, что она содержит цветные пигменты или их композиции в количестве от 0,1 до 20 мас.%.

18. Дисперсионная краска по п.1, отличающаяся тем, что она содержит добавки в количестве от 0,1 до 5 мас.%.

19. Дисперсионная краска по п.18, отличающаяся тем, что добавки выбраны из группы, включающей загустители, антивспениватели, смачивающие и диспергирующие средства, консервирующие средства, силиконы и их смеси.