КРАСКА ДЛЯ ЛЬДА Российский патент 2015 года по МПК C09D5/00 C09C1/02 

Изобретение относится к химической технологии, в частности к составу сухой краски, применяемой для декоративной и технологической окраски ледовых площадок и треков спортивных сооружений, в частности ледовых арен, также может быть отнесено к области художественного оформления ледовых площадок для культурно-массовых мероприятий.

Задачей изобретения является подбор рецептуры вододиспергируемой краски, в виде порошковой композиции неорганических соединений с добавлением функциональных добавок, придающих водному раствору свойства, необходимые для окрашивания ледовых поверхностей. Ледовая поверхность окрашивается путем нанесения слоя водного раствора сухой краски, обеспечивающей стабильность красочного слоя в ледовом массиве при интенсивной эксплуатации льда в таких видах спорта, как конькобежный спорт, шорт трек, фигурное катание, хоккей, бобслей и др., также для декоративного оформления ледовых площадок другого назначения. Краска должна давать яркий белый цвет льда, хорошую укрывистость слоя, при нанесении распылением на поверхность, имеющую отрицательную температуру, стабильность и отсутствие диффузии в процессе интенсивной эксплуатации ледовых полей, безопасность при производстве и применении.

В качестве прототипа краски для льда использовалась сухая, вододиспергируемая краска для окрашивания ледовых поверхностей (Патент US 135066 В1 от 31.03.2006 г.), где в качестве наполнителя использовался карбонат кальция, в качестве отбеливателя - диоксид титана рутильной формы.

Состав сухой краски:

Диоксид титана 10-13% Карбонат кальция 70-85% Поверхностно-активное вещество 2-3%

Недостатками прототипа является недостаточность белизны, низкая укрывистость водной дисперсии краски при нанесении на поверхность льда распылением. Так же карбонат кальция (мел) является самым распространенным абразивом, который при наличии диффузии к поверхности льда, искажает декоративный вид дорожки и приводит к порче лезвий беговых коньков и ножей льдозаливочных машин.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что в качестве стабилизатора водной дисперсии сухой краски используется диоксид кремния коллоидный, представляющий собой легкий микронизированный порошок с выраженными адсорбционными свойствами. Наличие силанольных Si-OH и силоксановых Si-О-Si групп определяют его физические и химические свойства, позволяющие предотвратить расслоение и оседание различных компонентов водного раствора краски, улучшить тиксотропию и реологические характеристики готовой краски. Данные характеристики особенно важны при перемешивании водного раствора краски и нанесении ее на лед. Присутствие диоксида кремния также позволяет повысить устойчивость смесей к отрицательным температурам.

Состав заявленной сухой краски содержит два наполнителя, один из которых диоксид титана - ГОСТ 9808-84 «Двуокись титана пигментная» рутильной формы.

Диоксид титана - белый пигмент с высокой светоотражающей способностью, используется в качестве многофункционального наполнителя, улучшающего укрывистость краски, защищающего от ультрафиолетовых лучей и пожелтения.

Для повышения светостойкости и атмосферостойкости диоксид титана обработан гидроксидами циркония и алюминия, также специальным органическим модификатором поверхности для улучшения диспергируемости в водных дисперсионных системах.

В числе основных преимуществ диоксида титана: нетоксичность, высокие оптические характеристики, доступность, химическая инертность, атмосферостойкость.

В качестве второго наполнителя используется микротальк - гидрофобное вещество, чешуйчатая форма частиц которого усиливает армирующие свойства краски, придает ей дополнительную прочность, повышает укрывистость, а также способствует равномерному распределению наносимого покрытия по поверхности. Применение микроталька с высокими показателями белизны позволяет значительно экономить на дорогостоящих белых пигментах. Использование микроталька повышает стойкость покрытия к воздействию ультрафиолетового излучения и низким температурам.

В качестве стабилизатора водного раствора сухой порошковой краски используется диоксид кремния, который выполняет функцию диспергатора - стабилизатора, предотвращая оседание ингредиентов при производстве водных растворов краски, повышает физико-механические свойства, повышает текучесть и стабильность сухой краски при хранении. Это - химически инертное вещество, пожаро- и взрывобезопасное, не оказывает общетоксического действия.

В качестве пеногасителя используется полиэтиленгликоль с молекулярной массой ниже 700, представляющий бесцветную прозрачную жидкость со слабым характерным запахом. Полиэтиленгликоль имеет код пищевой добавки Ε1521 (пеногаситель) и его применение в пищевой и косметической промышленности разрешено в Российской Федерации в соответствии с п. 2.25.2 СанПиН 2.3.2.1293-03. (с изменениями от 26.05.2008 и 27.04.2009).

Сухую краску получают методом смешения компонентов, используя специальные смесители с мешалками для гомогенизации сухих смесей с частотой вращения 900 об/мин в течение 15-60 минут. После смешения порошкообразная смесь поступает на вибросито для удаления механических включений и агрегированных частиц, а затем на упаковку.

После смешения состав сухой краски для льда:

Диоксид титана рутильной формы 60,0-70% Микротальк 15-20% Диоксид кремния коллоидный, микронизированный 10,0-15% Полиэтиленгликоль 0,5-1,0%

Для окрашивания поверхности льда готовят водный раствор краски непосредственно перед применением. В качестве растворителя используют деминерализованную воду. Количественное содержание сухой предлагаемой краски в водной дисперсии может меняться от 10 до 20% в зависимости от требуемой интенсивности белого цвета и варианта применения.

Сочетание компонентов в предлагаемом соотношении позволяет получить краску для ледовых поверхностей, которая при нанесении образует однородный слой, обеспечивающий требуемые характеристики.

Для получения водного раствора красок в процессе сравнительных испытаний использовались следующие соотношения ингредиентов:

Данные испытаний приведены в Таблице №2.

Как видно из Таблицы 1, процентное содержание сухих ингредиентов в дисперсии заявленной краски меньше, но за счет присутствия повышенного содержания диоксида титана и стабилизатора - диоксида кремния качественные характеристики предлагаемой краски выше, что также подтверждается органолептическими оценками независимых экспертов.

Технико-экономический эффект предложенной краски для льда заключается в том, что в сравнении с применяемой для окрашивания льда краской, она создает более прочное и устойчивое покрытие с высокими органолептическими характеристиками. По среднестатистическим данным стоимость предлагаемой краски значительно ниже поставляемой из-за рубежа.

Изобретение относится к краске для льда, предназначенной для декоративной и технологической окраски ледовых площадок и треков спортивных сооружений. Сухая краска содержит наполнители - диоксид титана рутильной формы и микротальк, в качестве стабилизатора - диоксид кремния микронизированный, коллоидный с выраженными адсорбционными свойствами, в качестве пеногасителя - полиэтиленгликоль. Предложенная краска обеспечивает прочное и устойчивое покрытие на льду с высокими органолептическими характеристиками при отсутствии вредного влияния на здоровье человека и окружающую среду. 2 табл.

Сухая краска для льда, содержащая в качестве наполнителей диоксид титана рутильной формы и микротальк, в качестве пеногасителя полиэтиленгликоль, придающих ее водной дисперсии свойства, необходимые для окрашивания ледовой поверхности путем нанесения распылением слоя водного раствора краски на ледовую поверхность, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит в качестве стабилизатора диоксид кремния коллоидный, микронизированный, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
диоксид титана рутильной формы 60-70 микротальк 15-20 диоксид кремния коллоидный, микронизированный 10-15 полиэтиленгликоль 0,5-1,0