атмосферостойкая лакокрасочная композиция

Формула изобретения

Атмосферостойкая лакокрасочная композиция, включающая пленкообразующее на основе 20%-ного раствора полистирола в растворителе, пластификатор, пигменты и модифицирующую добавку, отличающаяся тем, что в качестве пластификатора содержит - димер альфа-метилстирола, в качестве пигментно-модифицирующей добавки - полимер карбамидоформальдегидный марки КФП-порошок с размеров частиц до 20 мкм и маслоемкостью до 90 г/100 при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Пленкообразующее на основе 20%-ного раствора полистирола в растворителе - 79,5

Пигментно-модифицирующая добавка - полимер карбамидоформальдегидный марки КФП-порошок - 4,5 - 7,5

Пластификатор - димер альфа-метилстирола - 5,5

Пигменты - Остальное

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области получения лакокрасочных материалов, частности красок на основе полистирольного пленкообразующего, может быть использовано для защиты наружных металлических, бетонных, деревянных поверхностей от атмосферной коррозии в различных отраслях промышленности.

Известна композиция для защитного покрытия металлических изделий, включающая в качестве пленкообразователя органические соединения: полистирол или нетоксичные сополимеры на основе стирола с бутадиеном и/или акрилонитрилом, наполнители - неорганические добавки, растворители - толуол, сольвент и ксилол или их смеси произвольного состава при следующем соотношении функциональных компонентов, мас.%: пленкообразователь 6-16, наполнитель 6-14, растворитель 70-88. [1. Патент Украины N 23484A, МПК C 09 D 109/06, 5/08, опуб. 31.08.98, БИ N4].

Известен состав для получения лакокрасочных материалов, в котором растворителями полистирола служат толуол, сольвент, ксилол, пластификатором - каменноугольная смола, дибутилфталат, диоксилфталат, хлорпарафин, совол, касторовое масло или их смеси. Для получения цветовой гаммы используют известные пигменты: диоксид титана, окись хрома, железный сурик, берлинскую лазурь. Водостойкость и укрывистость повышают введением отработанного окисьцинкового катализатора с тониной помола 50 мкм. [2. Патент РФ N 2017781, МКИ C09D191/00, опуб. 15.08.94, БИ N15 - 3. Патент Украины N19264, опубл. 25.12.97, ПВ N 6].

Известна антикоррозионная полистирольная композиция, включающая в массовых частях: отходы полистирола 15-16, каменноугольную смолу 3,5-4,9, цинковый порошок 15-16, оксид алюминия 7-8, толуол 54,5-60,0. Для повышения стойкости металлического оборудования шахт и предприятий цветной металлургии в агрессивных средах, в частности 25% парах соляной кислоты при 60^oC, вводится органический ингибитор коррозии в количестве 0,016-0,02. [4. Патент Украины N3394, МПК C 09 D 125/06, 5/08, опуб. 27.12.94, БИ N6-1].

Известные покрытия и композиции обладают недостаточной атмосферостойкостью на деревянных и бетонных поверхностях; для получения защитных лакокрасочных покрытий с требуемой укрывистостью расход пигментов увеличивают; наличие каменноугольной смолы повышает токсичность в атмосфере и темную цветовую гамму.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является состав антикоррозионного покрытия на основе полистирола, где в качестве растворителя используется толуол, пигмента - цинковая пыль, в который для повышения защитных свойств и атмосферостойкости вводится каменноугольная смола. [5. Патент Украины N5003, МКИ C 09 D 3/733, C 09 D 5/08, опубл. 23.08.94; ПВ N31 - 6. А.С.СССР N 1523563, МКИ C 09 J 3/12, Опуб. 23.11.89, БИ N43 - прототип].

Недостатком указанного состава является недостаточная атмосферостойкость покрытия, большой расход пигмента при получении покрытий с требуемой укрывистостью и невозможность получения светлых тонов краски из-за темного цвета каменноугольной смолы.

В основу изобретения атмосферостойкой лакокрасочной композиции поставлена задача усовершенствования покрытия путем введения в качестве модификатора и наполнителя определенного количества карбамидо-формальдегидного полимера, обеспечивающего повышение защитных свойств покрытия как на металлических, так деревянных и бетонных поверхностях, снижение расхода пигмента и расширение диапазона цветовой гаммы за счет получения светлых тонов.

Поставленная задача решается за счет того, что в состав для атмосферостойкой лакокрасочной композиции, включающей пигменты, пластификатор и пленкообразующее на основе 20%-ного раствора полистирола, по изобретению, в качестве пластификатора содержит димер альфа-метилстирола, дополнительно вводят в качестве модифицирующей добавки и пигмента полимер карбамидо-формальдегидный марки КФП-порошок с размером частиц до 20 мкм и маслоемкостью до 90 г/100 г, при следующем соотношении компонентов, мас %:

Пленкообразующее на основе 20%-ного раствора полистирола в растворителе - 79,5

Пигменто-модифицирующая добавка - полимер карбамидо-формальдегидный марки КФП-порошок - 4,5-7,5

Пластификатор - димер альфа-метилотирола - 5,5

Пигменты - Остальное.

Полимер карбамидо-формальдегидный марки КФП-порошок получают путем взаимодействия карбамидоформальдегидного концентрата (20-24% карбамида и 54-60% формальдегида) в водной среде в присутствии кислотного катализатора при температуре 80^oC, нейтрализации полученной суспензии мелом или другим щелочным реагентом, фильтрации и сушки осадка. Данный продукт выпускают по ТУ-05761 6143.021-99 или ТУ 3.01 Украины 013-93 или по СТП 51-98 "Полимер карбамидо-формальдегидный".

Улучшение атмосферостойкости, расширение диапазона цветовой гаммы, снижение расхода пигмента при улучшении физико-механических показателей предлагаемой защитной лакокрасочной композиции обеспечивает введение в заявляемых пределах полимера карбамидоформальдегидного марки КФП-порошок с размером частиц до 20 мкм и маслоемкостью до 90 г/100 г.

Порядок приготовления композиции следующий. В емкость с мешалкой загружают полистирол и соответствующее количество растворителя для получения 20%-го раствора полистирола. Содержимое перемешивают до полного растворения полистирола. В полученный раствор добавляют полимер карбамидо-формальдегидный и пластификатор, перемешивают до получения однородной массы. Затем смесь перегружают в шаровую мельницу или краскотерку, добавляют пигмент(ы) и достигают заданной степени перетира (ТУ113-03-27-89-91). Полученную композицию наносят на металлическую, бетонную и деревянную поверхности образцов для испытаний, сушат при температуре 18-23^oC и испытывают на атмосферостойкость по ГОСТ 6992 (ст. СЭВ 1767-79) Покрытия лакокрасочные. Метод испытаний на стойкость в атмосферных условиях. Декоративные и защитные характеристики после испытания образцов в атмосферных условиях определяют по ГОСТ 9.407-84 (ст. СЭВ 5731-86) Покрытия лакокрасочные. Метод оценки внешнего вида. Твердость пленки определяют с помощью маятникового прибора МИ-3 по ГОСТ 6883. Адгезию определяют методом решетчатых надрезов по ГОСТ 15140. Изгиб пленки определяют по ГОСТ 6806. Прочность пленки при ударе определяют на приборе У-1А по ГОСТ 4765. Условную вязкость определяют на вискозиметре B3-4 по ГОСТ 8420. Укрывистость определяют методом стеклянной пластинки по ГОСТ 8784.

В таблице 1 приведены рецептуры лакокрасочных композиций по изобретению (примеры 1-9, из них 1, 4, 7 с оксидом цинка, 2, 5, 8 с диоксидом титана, 3, 6, 9 с цинковой пылью), запредельные значения (примеры 10-15 и 19-20, в т.ч. 10,13 с ZnO, 11, 14, 19, 20 с TiO₂, 12, 15 с цинковой пылью), прототип (примеры 16-18), контрольные (примеры 21- 22); в таблице 2 - свойства покрытий из этих композиций.

По данным таблиц 1-2 новый состав (примеры 1-9), по сравнению с прототипом (примеры 16-18), обеспечивает улучшение атмосферостойкости по декоративным и защитным показателям с 2 до 1 балла, на 38-53% снижается расход пигмента, появляется возможность выпуска и светлых тонов атмосферостойкой краски. Уменьшение количества КФП-порошка ниже предлагаемого соотношения (примеры 10-12) приводит к ухудшению декоративных показателей до 2 баллов, увеличение количества КФП-порошка выше предлагаемого соотношения (пр. 13-15) ухудшает вязкость, твердость и адгезию пленки. Использование КФП-порошка с размером частиц более 20 мкм (пример 19) приводит к появлению видимых крупинок на поверхности покрытия, что ухудшает его декоративные свойства. КФП-порошок с маслоемкостью до 100 г/100 г (пример 20) снижает твердость пленки покрытия до 0,22 усл.ед. Замена пластификатора в прототипе (пример 21к) улучшает вязкость, облегчает нанесение композиции, снижает токсичность, однако не влияет на защитные свойства и цветовую гамму. Добавление предлагаемого модификатора-наполнителя к известному составу (пример 22к) не дает высоких результатов в заявляемых пределах.