ГРУНТОВОЧНАЯ КОМПОЗИЦИЯ Российский патент 2013 года по МПК C09D127/06 

Изобретение относится к лакокрасочным покрытиям, в частности к грунтовочным композициям с пониженным содержанием летучих веществ холодного отверждения, предназначенным для окраски металлических и неметаллических поверхностей, и может быть использовано в авиационной технике, в строительстве и других отраслях промышленности.

Известны грунтовочные композиции марки Aviox CF Primer 37124 на основе эпоксидной смолы (Рекламный проспект фирмы Akzo Nobel Aerospace Coating, 2009 года) и на основе акриловой смолы (патент США №7445848), содержащие отвердитель и легколетучие соединения.

Известные композиции обладают пониженным содержанием легколетучих соединений, однако недостатками известных композиций являются низкая жизнеспособность (0,5-1 час), невозможность применения их для окраски металлических изделий, длительность холодного отверждения (не менее 4 часов).

Известна грунтовочная композиция для покрытия, включающая, мас.%: поливинилхлорид или сополимер винилхлорида с винилацетатом, обработанный углеводородформальдегидной смолой 12,6-30,6 в соотношении 15:4 до 15:8, эпоксидную диановую смолу 2-15, пластификатор 3-9, отвердитель аминного типа 0,07-2,20, пигмент 0,9-8,0, органический растворитель - остальное (а.с. СССР №1776683).

Недостатками известной грунтовочной композиции являются невысокие адгезионные свойства, пониженная водостойкость.

Известен состав для покрытий, включающий, мас.ч.: хлорированную поливинилхлоридную смолу 100, пластификатор 4-22, пигменты 73-210, поверхностно-активное вещество 1,4-8, наполнитель 450-890, органический растворитель 640-1170, хлорированный углеводород с длиной цепи С₁₀-С₂₀ и содержанием хлора 45-52% 11-51 (а.с. СССР №1636435).

Недостатком известного состава для покрытия является пониженное содержание нелетучих веществ (до 52%), что приводит к увеличению токсичности лакокрасочной композиции.

Наиболее близким аналогом, взятым за прототип, является грунтовочная композиция, включающая, мас.ч.: поливинилхлоридная смола - 100, пластификатор - 25-50, пигменты - 10-30, термостабилизатор - 3-5, разбавитель - 50-120 (а.с. СССР №525734).

В качестве пластификатора состав может содержать диоктилфталат, диоктилсебацинат, диоктиладипинат, хлорированный парафин, хлорированный дифенил, бутилбензилфталат или их смесь.

В качестве пигментов состав содержит оксид хрома, диоксид титана, сажу.

В качестве термостабилизатора состав содержит эпоксидированное соевое масло или глицериновый эфир аминокротоновой кислоты.

В качестве разбавителя грунтовочная композиция содержит смесь, включающую моноэтиловый или монобутиловый эфир этиленгликоля, ксилол, и/или бутанол, изопропанол в соотношении 1,5:1,0:0,5.

Недостатками известной композиции являются высокая температура отверждения покрытия (160-175°C в течение 45-60 минут), а также повышенное водопоглощение.

Технической задачей изобретения является создание грунтовочной композиции холодного отверждения с пониженным содержанием летучих веществ, обладающей пониженным водопоглощением при сохранении адгезионных и физико-механических характеристик на уровне прототипа.

Поставленная техническая задача достигается тем, что предложена грунтовочная композиция, включающая хлорированный сополимер, пигменты и органический растворитель, которая в качестве хлорированного сополимера содержит продукт эмульсионной полимеризации винилхлорида и винилиденхлорида, дополнительно содержит модификатор - глицидиловый эфир, минеральный наполнитель и отвердитель - смесь гексаметилендиамина и третичного амина при следующем соотношении компонентов, мас.%.:

Хлорированный сополимер 8-15 Модификатор 4-14 Пигменты 16,5-22,7 Минеральный наполнитель 25-33 Отвердитель 1-5 Органический растворитель 25-29

В качестве модификатора она содержит триглицидиловый эфир полиоксипропилентриола или триметилолпропана или диглицидиловый эфир полиоксипропиленгликоля.

В качестве пигментов композиция содержит смесь диоксида титана с цинковыми белилами, или с углеродом техническим, или с пигментом красным железоокисным, или с оксидом хрома.

В качестве минерального наполнителя она содержит тальк или микротальк в смеси с микропеском.

В качестве органического растворителя могут быть использованы ацетон, бутилацетат, ксилол или их смесь в соотношении 3:3:4.

Установлено, что за счет введения модификатора в предлагаемую композицию происходит наиболее равномерное распределение компонентов в хлорированном сополимере, позволяющее сформировать наиболее качественное лакокрасочное покрытие (однородное, без шагрени, подтеков и шероховатостей), что приводит к повышению водостойкости, адгезионных, физико-механических свойств.

Холодное отверждение грунтовочной композиции достигается за счет введения в нее указанного отвердителя, содержащего катализатор отверждения - третичный амин, в качестве которого могут быть использованы диметилбензиламид, диэтилентриамин, диметиламинмезитол, приводящий к повышению общей нуклеофильности отвердителя. В результате снижается температура до (20±2)°C реакции полимеризации отвердителя с функциональными группами хлорированного сополимера с образованием трехмерной пространственной структуры.

Пониженное содержание летучих веществ достигается за счет введения в грунтовочную композицию минеральных наполнителей и пигментов, увеличивающих содержание сухого остатка.

В качестве продукта эмульсионной полимеризации винилхлорида и винилиденхлорида используют ВХВД-40 (Сырье и полупродукты для лакокрасочных материалов. М., Химия, 1978, стр.185), ОСТ 6-01-19.

В качестве пигментов использованы диоксид титана ГОСТ 9808, пигменты железоокисные ТУ 6-10-602-86, оксид хрома ГОСТ 2912, цинковые белила ГОСТ 202, технический углерод ГОСТ 7885.

В качестве модификатора использованы триглицидиловый эфир полиоксипропилентриола марки Лапроксид 703, триглицидиловый эфир триметилолпропана марки ТМП или диглицидиловый эфир полиоксипропиленгликоля марки Лапроксид 702 по ТУ 2226-029-1048057.

В качестве наполнителя использованы тальк ГОСТ 879, микротальк ГОСТ 19284, микропесок кварцевый пылевидный ГОСТ 9077.

В качестве отвердителя использована смесь гексаметилендиамина ТУ 6-10-1263 и катализатора - третичного амина, в качестве которого могут быть использованы диметилбензиламид, диэтилентриамин, диметиламинмезитол ТУ 6-09-4136 в массовом соотношении, см. табл.1.

Примеры осуществления

Пример 1

Раствор в ацетоне ВХВД-40, лапроксид 703, пигменты - диоксид титана и углерод технический, тальк, микропесок в количествах, указанных в таблице, загрузили в шаровую мельницу. Перемешивали до получения однородной грунтовочной композиции. Добавили отвердитель и нанесли композицию на окрашиваемую поверхность.

Примеры 2-5 проводили аналогично примеру 1.

Пример 6 (прототип)

Поливинилхлоридную смолу, пластификатор, пигменты, термостабилизатор, разбавитель загрузили в шаровую мельницу и провели диспергирование компонентов до степени дисперсности 25-40 ед. по методу «Клина». Полученный состав нанесли на покрытие и выдержали при (20±2)°C 10 суток.

Составы предлагаемой грунтовочной композиции и прототипа приведены в таблице 1, свойства - в таблице 2.

Определение характеристик композиции проводили по действующей на лакокрасочные материалы нормативно-технической документации.

Адгезионные и физико-механические свойства предлагаемой композиции находятся на уровне прототипа. Адгезионные свойства (ГОСТ 15140), балл - 1, эластичность пленки при изгибе (ГОСТ Р 52740), мм - 1, прочность пленки на удар (ГОСТ 4765), Дж - 5.

Как видно из данных, приведенных в таблице 2 предлагаемая грунтовочная композиция является композицией холодного отверждения, отверждается при (20±2)°C не более 90 мин, а прототип при (20±2)°С более 7 суток. По сравнению с прототипом предлагаемая композиция имеет повышенную на 9-11% массовую долю нелетучих веществ и пониженное более чем в 2 раза водопоглощение и при этом не уступает прототипу по адгезионным и физико-механическим показателям. Предлагаемая грунтовочная композиция позволяет сформировать наиболее качественное лакокрасочное покрытие (однородное, без шагрени, подтеков и шероховатостей).

Применение грунтовочной композиции позволит снизить энергозатраты и повысить экологическую безопасность при ее производстве и использовании.

Таблица 1 Наименование компонентов Состав, мас.% Прототип 1 2 3 4 5 ВХВД-40 8,0 10,9 15,0 10,6 10,7 - Лапроксид 703 14,0 6,7 - - - - Лапроксид 702 - - 12,6 4,0 - - Лапроксид ТМП - - - - 8,3 - Пигменты:   диоксид титана 16,0 18,0 15,0 18,0 17,0 10,0 оксид хрома - 4,7 - - - - красный железоокисный - - 2,2 - - - цинковые белила - - - 4,6 - - углерод технический 0,5 - - - - - Минеральный наполнитель:   микротальк - 25,9 23,5 - 29,0 - тальк 25,0 - - 22,8 - - микропесок 6,5 4,8 5,0 8,0 4,0 - Отвердитель: 1,0 4,0 1,2 3,2 5,0 - гексаметилендиамин 87 81 86 89 91 - диметилбензиламид 13 - 14 - - - диэтилентриамин - - - 11 - - диметиламинмезитол - 19 - - 9 - Органический растворитель:   ацетон 29,0 - - - - - бутилацетат - 25,0 - - - - ксилол - - 25,5 - - - или их смесь в соотношении 3:3:4 - - - 28,8 26,0 - Поливинилхлоридная смола - - - - - 33,3 Пластификатор - - - - - 16,6 Термостабилизатор - - - - - 1,7 Органический разбавитель:
смесь моноэтилового эфира этиленгликоля, ксилола, бутанола в соотношении 1,5:1,0:0,5 - - - - - 38,4

Таблица 2 Свойства Примеры заявляемой композиции Прототип   1 2 3 4 5   Массовая доля нелетучих веществ (сухой остаток), % 77,0 78,4 78,6 76,8 77,7 70,6 Время высыхания до степени 3 при температуре (20±2)°C, в мин 90 30 60 45 15 >7 суток Водопоглощение за 30 суток, % 2,6 2,3 2,5 2,4 2,2 4,8

Изобретение относится к лакокрасочным покрытиям, в частности к грунтовочным композициям с пониженным содержанием летучих веществ холодного отверждения, предназначенным для окраски металлических и неметаллических поверхностей, и может быть использовано в авиационной технике, в строительстве и других отраслях промышленности. Грунтовочная композиция включает хлорированный сополимер, в качестве которого она содержит продукт эмульсионной полимеризации винилхлорида и винилиденхлорида, модификатор - глицидиловый эфир, минеральный наполнитель, отвердитель - смесь гексаметилендиамина и третичного амина, пигменты и органический растворитель. В качестве модификатора она содержит триглицидиловый эфир полиоксипропилентриола или триметилолпропана или диглицидиловый эфир полиоксипропиленгликоля. В качестве пигментов композиция содержит смесь диоксида титана с цинковыми белилами, или с углеродом техническим, или с пигментом красным железоокисным, или с оксидом хрома. В качестве минерального наполнителя она содержит тальк или микротальк в смеси с микропеском. В качестве органического растворителя могут быть использованы ацетон, бутилацетат, ксилол или их смесь в соотношении 3:3:4. Технический результат - создание грунтовочной композиции холодного отверждения с пониженным содержанием летучих веществ, обладающей пониженным водопоглощением при сохранении адгезионных и физико-механических характеристик. Применение грунтовочной композиции позволит снизить энергозатраты и повысить экологическую безопасность при ее производстве и использовании. 4 з.п. ф-лы, 2 табл.

1. Грунтовочная композиция, включающая хлорированный сополимер, пигменты и органический растворитель, отличающаяся тем, что в качестве хлорированного сополимера она содержит продукт эмульсионной полимеризации винилхлорида и винилиденхлорида, дополнительно содержит модификатор - глицидиловый эфир, минеральный наполнитель и отвердитель - смесь гексаметилендиамина и третичного амина при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Хлорированный сополимер 8-15 Модификатор 4-14 Пигменты 16,5-22,7 Минеральный наполнитель 25-33 Отвердитель 1-5 Органический растворитель 25-29

2. Грунтовочная композиция по п.1, отличающаяся тем, что в качестве модификатора она содержит триглицидиловый эфир полиоксипропилентриола или триметилолпропана или диглицидиловый эфир полиоксипропиленгликоля.

3. Грунтовочная композиция по п.1, отличающаяся тем, что в качестве пигментов она содержит смесь диоксида титана с цинковыми белилами, или с углеродом техническим, или с пигментом красным железоокисным, или с оксидом хрома.

4. Грунтовочная композиция по п.1, отличающаяся тем, что в качестве минерального наполнителя она содержит тальк или микротальк в смеси с микропеском.

5. Грунтовочная композиция по п.1, отличающаяся тем, что в качестве органического растворителя она содержит ацетон, бутилацетат, ксилол или их смесь в соотношении 3:3:4.