Эмульсионная композиция для лакокрасочных покрытий Советский патент 1979 года по МПК C09D3/28 C09D5/02 

Изобретение относится к области получения грубодисперсных систем, в частности к получению водомасляных эмульсий, используемых для приготовления лакокрасочных составов.

Известны эмульсионные композиции, полз ченные путем эмульгирования двух несмешивающихся жидкостей, например олифы и воды. Для получения такой эмульсионной композиции к указанным компонентам добавляют различные эмульгаторы, в качестве которых используют желатину, казеин, мыла, аммиак 1.

Недостатком известных эмульсионных композиций является их малая устойчивость и повышенная коррозионная активность.

Из известных эмульсионных композиций наиболее близкой по технической суш;ности является композиция, содержащая олифу, воду и эмульгатор - триэтаноламин 2. Эта эмульсионная композиция также имеет малую устойчивость и повышенную коррозионную активность. Кроме того, ей свойственна известная токсичность в связи с наличием в ней триэтаноламина.

Цель изобретения - повышение устойчивости и снижение коррозионной активности эмульсионной композиции, а также экономия растительного сырья (растительных масел).

Поставленная цель достигается тем, что эмульсионная композиция, включающаяГ олифу, эмульгатор и воду, в качестве эмульгатора содержит емесь кубовых остатков синтетических жирных кислот с числом атомов углерода С is-Сзо, полиэтиленполиамина и окиси амина общей формулы

сНз 0

Г снз- R

где R - алкильный радикал Сю-Cie, при следующем соотношении компонентов, г/л, эмульсии:

Олифа890-910

Кубовые остатки синтетических жирных кислот С18-Сзо4 5

Полиэтиленполиамин0,5- 1,0

Окись амина0,6- 1,0

Вода85-100

Кубовые остатки синтетических жирных кислот представляют собой отход производства, получаемый при окислении парафинов, и содержат смесь преимущественно

жирных кислот Ci8-СзоОкись амина в данном составе используется либо в виде товарного продукта, представляющего собой смесь окислов амина с

различными алкильными радикалами, содержащими 10-18 атомов углерода, либо в виде отдельных соединений, отвечающих указанной формуле.

В качестве олифы используют натуральную олифу, олифу «оксоль и комбинированную олифу, например К-4, приготовленную на различных растительных маслах.

Эмульсионную композицию готовят путем растворения требуемого количества кубовьтх остатков синтетических жирных кислот в олифе при нагревании ее до 50-60°С и при постоянном перемешивании до получения однородной жидкости (до полного растворения кубовых остатков). Затем в воде растворяют прлиэтиленполиамин и окись амина, которые также берутся в указанных количествах. После этого оба раствора сливают и тщательно перемешивают в механической мешалке при 1000- 1500 об/мин в течение 3-5 мин. В результате получают эмульсионную композицию в виде однородной жидкости светло-кремового цвета с уд. весом 6,83-0,87 г/см.

Пример 1. В 890 г олифы-оксоль при 60°С растворяют 4 г кубовых остатков синтетических жирных кислот при ручном перемешивании. В 105 г воды растворяют последовательно 0,6 г окиси амина и 0,5 г полиэтиленполиамина. Полученньщ водньш раствор вливают в раствор олифь и перемешивают смесь лопастной мешалкой в течение 5 мин. Условная вязкость эмульсионной композиции по вискозиметру ВЗ-4 132 с при 20°С, рН около 7. Эмульсионная композиция не расслаивается в течение S,5 сутрк. В нее помещают для коррозионНЬ1Х испьттаиий образцы стали. После расслоения эмульсионной композиции часть образцов остается в расслоившейся системе, при этом образец размещается на границе раздела фаз (половина образца находилась в масляной, а половина - в водной фазе). Другая часть образцов все время находится в эмульсионной композиции, однородность которой возобновляется сразу же после начинающегося расслоения. В течение 30 суток испь1таний на образцах не возникает никаких коррозионных повреждений.

Восстановление однородности расслоившейся эмульсионной композиции может быть достигнуто при механическом перемешивании и даже при простом взбалтывании.

Пример 2. Состав и приготовление эмульсионнрй композиции не отличаются от примера 1, трлько вместо товарного продукта (окись амина) берут окись диметилдециламина. Все показатели эмульсионной композиции оказываются одинаковыми с показателями в примере 1.

Пример 3. Состав и пригртовление эмульсирнной крмцрзиции не отличаются от примера 1, но вместо олифььоксоль берут натуральную олифу, прлученную из подсолнечного масла. Устойчиврсть композиции увеличивается до 4 суток, а удельцъш в§с снижается до 0,85 г/см. Остальны е показатели не изменяются.

Пример 4. В 910 г олифы-оксоль при 60°С растворяют 5 г синтетических жирнЬ1х кислот, в 85 г воды по 1 г окиси амина и полиэтиленполиамина. После смешения

растворов их эмульгируют при 1000 об/мин в течение 5 мин. Эмульсионная композиция имеет уд. вес 0,83 г/см, рН около 7, условная вязкость по ВЗ-4 при 20°С составляет 130 с. Композиция не расслаивается 4 суток. Коррозии образцов за 30 дней испытаний не обнаружено.

Пример 5. Все условия, как и в примере 4, но вместо олифы-оксоль берут натуральную олифу. Эмульсионная композиция не расслаивается 5 суток. Остальные показатели те же, что и в примере 4.

Пример 6. В 890 г комбиниррваннрй ОЛИФЬ К-4 растворят 4 г кубрвь1х остатков синтетических жирных кислот при перемешивании лопастной мешалкой. Эмульсионная композиция имеет условную вязкость 134 при 20°С. Кислотность характеризуется рН, близким к 7. Композиция не расслаивается в течение 4 суток. При коррозионных

в течение 30 суток на стальных образц.а:( не рбнаружено коррозионных повреждений.

Вместо товарного продукта (окисла амина) берут окись диметилдециламина в осталь 1ом составе и приготрвление композиции аналогичны предыдущему примеру. Показатели эмульсионной композиции не отличаются от показателей примера 6, но расслоение началось через 3,5 суток.

Пример 8. Вместо товарного продукта (окись амина) берут окись диметилоктадециламина. Показатели эмульсии такие, как в примере 6. Из приведенных примеров видно, что действие товарного продукта

практически не отличается от действия miдивидуальных представителей смеси.

Пример 9 (контрольный). Эмульсионную композицию приготовляют без использования полиэтиле 1полиамина и окиси амина (остальное так же, как в примере 4). Расслоение композиции наступает через 54 ч. Через 10 суток испытаний на образцах появляются первые коррозионные пятна. Приготовляют эмульсионную композицию

натуральной олифы с триэтаноламином в качестве эмульгатрра. Композиция не расслаивается в. течение 49 ч. При коррозионных испытаниях оказывается, что через 15 суток на образцах появляются коррозионные пятна. Через 30 суток .70-80% площади образцов покрываются продуктами коррозии.

На основе эмульсионных композиций олифы из примеров 4 и 5 изготовляют

краски. Твердая фаза в красках, полученСвойства Эмульсионных композиций

Таблица 1

Примечание. Площадь, пораженную бразца в эмульсионной композиции.

Свойства красок, приготовленных на эмульсионных композициях

ных на эмульсионных композициях, после оседания меньше уплотняется при хранении, чем в красках на чистой олифе. Вследствие этого восстановление однородности краски происходит легче.

Защитные свойства проверяют для красок, изготовленных на олифе и на эмульсионных композициях (в том числе и на эмульсии с триэтаноламином). Испытания

Таблица 2

проводят в камере искусственного климата при 40°С и 100%-ной влажности, периодическом орошении и облучении ультрафиолетом и инфракрасными лучами. Защитные свойства всех покрытий оказываются одинаковыми, за исключением покрытий, полученных на эмульсионной композиции с триэтаноламином. Эти покрытия к концу испытаний покрываются пузырями, сыпью коррозией, определяют через 30 суток выдержки стального

И частично отслаиваются, в ТО время как остальные покрытия имеют на своей поверхности отдельные небольшие участки сыпи.

Проводят также испытания комбинированного типа: сначала образцы 15 дней выдерживались в 3%-ном растворе хлорида натрия, а затем находятся в атмосферных условиях. Через 4 месяца атмосферных испытаний на всех образцах появляются заметные повреждения. Однако на образцах, защищенных красками, приготовленными на предлагаемых эмульсионных композициях олифы, продуктов коррозии железа обнаружено гораздо меньше, чем на образцах, покрытых красками на чистой олифе. Покрытия, приготовленные из краски на эмульсионной композиции с триэтаноламином, почти полностью разрушаются.

В табл. 1 и 2 представлены данные сравнительных свойств известной эмульсионной композиции и композиции по изобретению, а также свойства красок, приготовленных на их основе.

На основе приведенных можно заключить, что с помощью окиси амина и полиэтиленполиамина можно существенно снизить коррозионную активность эмульсионных композиций и повысить защитные свойства красок. Применение комбинации кубовых остатков синтетических жирных кислот, окиси амина и полиэтиленполиамина приводит также к повышению устойчивости эмульсионной композиции. Вместе с тем экономится примерно 10% олифы.

Формула изббрё ёййя

Эмульсионная композиция для лакокрасочных покрытий, включающая олифу,. эмульгатор и воду, отличающаяся тем,, что, с целью повышения устойчивости, снижения коррозионной активности и экономии растительного сырья, она содержит в качестве эмульгатора смесь кубовых остатков синтетических жирных кислот с числом атомов углерода Cis-Сзо, полиэтиленполиамина и окиси амина общей формулы

сн,

СНч

где R - алкильный радикал Сю-Cis, при

следующем соотношении компонентов,

г/л эмульсии:

Олифа

890-910

Кубовые остатки синтетических жирных кислот

С18-Сзо

4,0-5,0

Полиэтиленполиамин 0,5- 1,0

Окись амина 0,6- 1,0 85-100 Вода

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Клочанов П. Н. и др. Рецептурно-технологический справочник по отделочным работам, М., издат. литературы по строительству, 1965, с. 102-103.

2. Киселев В. С., Абашкина А. Ф. Производство лаков, олиф и красок, М., «Госхим издат, 1961,с. 180.