полиэфирная эмаль
Классы МПК: | C09D167/00 Составы для нанесения покрытий на основе сложных полиэфиров, получаемых реакциями образовния карбоксэфирной связи в основной цепи; составы для нанесения покрытий на основе их производных |
Автор(ы): | Федченко Николай Николаевич (RU), Кустов Василий Геннадьевич (RU), Кондрашов Николай Николаевич (RU), Мокрецов Иван Игнатьевич (RU), Парахин Алексей Николаевич (RU), Афиногенов Олег Федорович (RU), Ободова Тамара Николаевна (RU), Ганьжин Владимир Александрович (RU), Логинов Виктор Васильевич (RU), Шитов Борис Александрович (RU), Минеева Ольга Ивановна (RU) |
Патентообладатель(и): | Федеральное государственное унитарное предприятие (ФГУП) "Пермский завод им. С.М. Кирова" (RU), Открытое акционерное общество "Акционерная компания Лысьвенский металлургический завод" (RU) |
Приоритеты: |
подача заявки:
2005-04-27 публикация патента:
20.11.2006 |
Изобретение относится к области получения лакокрасочных материалов, а именно к получению эмалей горячей сушки для окраски рулонного металла, а также строительных конструкций, автомобилей и различных приборов. Полиэфирная эмаль включает пленкообразователь, катализатор отверждения, отвердитель, органический растворитель, пигмент. В качестве пленкообразователя полиэфирная эмаль содержит 40%-ный раствор насыщенной полиэфирной смолы в смеси сольвента и эфира двухосновной кислоты «Уралак SH973S1E5-40» с молекулярной массой 20 000, гидроксильным числом 5-10 мгКОН/гр, кислотным числом 8-10 мгКОН/гр и температурой стеклования 65°С и 75%-ный раствор насыщенной полиэфирной смолы в сольвенте «Уралак SN865S2-75» с молекулярной массой 4 500, гидроксильным числом 15-30 мгКОН/гр, кислотным числом 3-7 мгКОН/гр и температурой стеклования - 17°С, в качестве катализаторов отверждения - 40%-ный раствор пара-толуиленсульфокислоты в изопропаноле и 30%-ный раствор динонилмононафталенсульфокислоты в ксилоле, в качестве отвердителя - метилированную меламино-формальдегидную смолу, в качестве органического растворителя содержит смесь толуола и Н-бутилового спирта, в качестве пигментов содержит диоксид титана, стабилизированный оксидами алюминия и циркония, фосфат цинка и оксид алюминия, кроме того, дополнительно содержит матирующие добавки - аморфный силикагель «Силоид ЕД-3» с размером частиц (5,3-6,3 м) и содержанием SiO2 (в сухом веществе) - 99%, двуокись кремния - аэросил и органическую модификацию монтмориллонита на основе магнезиального слоистого силиката «Бентоне-38» и растекатель - 75%-ный раствор акрилового полимера в смеси сольвента и Н-бутилового спирта в отношении 4:1 «Urad DD27» при определенном соотношении компонентов. Время высыхания при пиковой температуре металла до 249°С предлагаемой полиэфирной эмали составляет 65-72 с, а стойкость пленки к действию метилэтилкетона - 140-160. 1 табл.
Формула изобретения
Полиэфирная эмаль, включающая пленкообразователь, катализатор отверждения, отвердитель, органический растворитель, пигмент, отличающаяся тем, что в качестве пленкообразователя содержит 40%-ный раствор высокомолекулярной полиэфирной смолы в смеси сольвента и эфира двухосновной кислоты «Уралак SH973S1E5-40» с молекулярной массой 20000, гидроксильным числом 5-10 мгКОН/г, кислотным числом 8-10 мгКОН/г и температурой стеклования 65°С и 75%-ный раствор насыщенной полиэфирной смолы в сольвенте «Уралак SN865S2-75» с молекулярной массой 4500, гидроксильным числом 15-30 мгКОН/г, кислотным числом 3-7 мгКОН/г и температурой стеклования - 17°С, в качестве катализатора отверждения 40%-ный раствор пара-толуиленсульфокислоты в изопропаноле и 30%-ный раствор динонилмононафталенсульфокислоты в ксилоле, в качестве отвердителя - метилированную меламино - формальдегидную смолу, в качестве органического растворителя содержит смесь толуола и Н-бутилового спирта, в качестве пигментов содержит диоксид титана, стабилизированный оксидами алюминия и циркония, фосфат цинка и оксид алюминия, кроме того, дополнительно содержит матирующую добавку - аморфный силикагель «Силоид ЕД-3» с размером частиц (5,3-6,3 мкм), и содержанием SiO2 (в сухом веществе) - 99%, двуокись кремния - аэросил и органическую модификацию монтмориллонита на основе магнезиального слоистого силиката «Бентоне-38» и растекатель 75%-ный раствор акрилового полимера в смеси сольвента и Н-бутилового спирта в отношении 4:1 «Urad DD27», при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
40%-ный Раствор высокомолекулярной полиэфирной смолы в | |
смеси сольвента и эфира двухосновной кислоты «Уралак SH | |
973S1E5-40» с молекулярной массой 20000, гидроксильным | |
числом 5-10 мгКОН/г, кислотным числом 8-10 мгКОН/г и | |
температурой стеклования 65°С | 40-50 |
75%-ный Раствор насыщенной полиэфирной смолы в | |
сольвенте «Уралак SN 865S2-75» с молекулярной массой | |
4500, гидроксильным числом 15-30 мгКОН/г, кислотным | |
числом 3-7 мгКОН/г и температурой стеклования - 17°С | 3-7 |
40%-ный Раствор пара-толуиленсульфокислоты | |
в изопропаноле | 0,30-0,50 |
30%-ный Раствор динонилмононафталенсульфокислоты | |
в ксилоле | 1,0-1,5 |
Метилированная меламино-формальдегидная смола | 3,0-5,0 |
Толуол | 9,0-27,0 |
Н-бутиловый спирт | 3,0-9,0 |
Аморфный силикагель «Силоид ЕД-3» с размером частиц | |
(5,3-6,3 мкм) и содержанием SiO 2 (в сухом веществе) - 99% | 0,3-0,5 |
Двуокись кремния-аэросил | 0,25-0,50 |
Органическая модификация монтмориллонита на основе | |
магнезиального слоистого силиката «Бентоне-38» | 0,5-2,1 |
Диоксид титана, стабилизированный оксидами | |
алюминия и циркония | 1,0-2,2 |
Фосфат цинка | 3,0-7,5 |
Оксид алюминия | 3,0-7,5 |
75%-ный Раствор акрилового полимера в смеси сольвента | |
и Н-бутилового спирта в отношении 4:1, «Urad DD27» | 0,3-0,5 |
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к области получения лакокрасочных материалов, а именно к получению эмалей горячей сушки для окраски рулонного металла, а также строительных конструкций, автомобилей и различных приборов.
Известна полиэфирная эмаль по авторскому свидетельству № 567326, МПК С 09 D 3/48, содержащая, вес. %:
Пленкообразователь:
Насыщенная полиэфирная смола | |
на основе диметилтерефталата, | |
адипиновой кислоты, этиленгликоля, | |
диэтиленгликоля, триметилолпропана | |
в соотношении, вес.% 33:27:20:10:10 | 25 |
Диглицидный эфир высших дикарбоновых кислот | 0-5 |
Катализатор отверждения: | |
Пара-толуолсульфокислота | 0,07 |
Отвердитель: | |
Меламино-формальдегидная смола | 2,5 |
Органический растворитель:
Циклогексанон | 31,5-36,5 |
Изофорон | 6 |
Бутиловый спирт | 4,93-5,0 |
Пигменты:
Двуокись титана | 20 |
Наполнитель:
Микротальк | 5 |
Недостатками известной полиэфирной эмали являются длительное время высыхания при пиковой температуре металла до 249°С (90 с) и низкая стойкость пленки к действию метилэтилкетона (100).
Задачей изобретения является создание полиэфирной эмали с небольшим временем высыхания при пиковой температуре металла и высокой стойкостью пленки к действию метилэтилкетона при сохранении остальных показателей на том же уровне.
Поставленная задача решается за счет того, что полиэфирная эмаль, включающая пленкообразователь, катализатор отверждения, отвердитель, органический растворитель, пигмент, в качестве пленкообразователя содержит 40%-ный раствор высокомолекулярной полиэфирной смолы в смеси сольвента и эфира двухосновной кислоты «Уралак SH 973S1E5-40» с молекулярной массой 20000, гидроксильным числом 5-10 мг/КОН/гр, кислотным числом 8-10 мгКОН/гр и температурой стеклования 65°С и 75%-ный раствор насыщенной полиэфирной смолы в сольвенте «Уралак SN 865S2-75» с молекулярной массой 4500, гидроксильным числом 15-30 мгКОН/гр, кислотным числом 3-7 мгКОН/гр и температурой стеклования -17°С, в качестве катализаторов отверждения - 40%-ный раствор паратолуиленсульфокислоты в изопропаноле и 30%-ный раствор динонилмононафталенсульфокислоты в ксилоле, в качестве отвердителя - метилированную меламино-формальдегидную смолу, в качестве органического растворителя содержит смесь сольвента и Н-бутилового спирта в качестве пигмента содержит диоксид титана, стабилизированный оксидами алюминия и циркония, кроме того, дополнительно содержит матирующую добавку - аморфный силикагель «Силоид ЕД-3» с размером частиц (5,3-6,3 м) и содержанием SiO2(в сухом веществе) - 99%, двуокись кремния - аэросил и органическую модификацию монтмориллонита на основе магнезиального слоистого силиката «Бентоне - 38» и 75%-ный раствор акрилового полимера в смеси сольвента и Н- бутилового спирта в отношении 4:1, «Urad DD27», при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
40%-ный раствор высокомолекулярной | |
полиэфирной смолы в смеси сольвента | |
и эфира двухосновной кислоты | |
«Уралак SH 973S1E5-40» | |
с молекулярной массой 20000, | |
гидроксильным числом 5-10 мгКОН/гр, | |
кислотным числом 8-10 мгКОН/гр | |
и температурой стеклования 65°С | 40-50 |
75%-ный раствор насыщенной | |
полиэфирной смолы в | |
сольвенте «Уралак SN 865S2-75» | |
с молекулярной массой 4500, | |
гидроксильным числом 15-30 мгКОН/гр, | |
кислотным числом 3-7 | 3-7 |
мгКОН/гр и температурой стеклования -17°С | 3-7 |
40%-ный раствор пара-толуиленсульфокислоты в | |
изопропаноле | 0,30-0,50 |
30% - ный раствор динонилмононафталенсульфокислоты | |
в ксилоле | 1,0-1,5 |
Метилированная меламино-формальдегидная смола | 3,0-5,0 |
Толуол | 9,0-27,0 |
Н-бутиловый спирт | 3,0-9,0 |
Аморфный силикагель «Силоид ЕД-3» | |
с размером частиц (5,3-6,3 м) | |
и содержанием SiO2(в сухом веществе) - 99% | 0,3-0,5 |
Двуокись кремния - аэросил | 0,25-0,50 |
Органическая модификация монтмориллонита | |
на основе магнезиального слоистого силиката | |
«Бентоне-38» | 0,5-2,1 |
Диоксид титана, стабилизированный | |
оксидами алюминия и циркония | 1,0-2,2 |
Фосфат цинка | 3,0-7,5 |
Оксид алюминия | 3,0-7,5 |
75%-ный раствор акрилового полимера | |
в смеси сольвента и H- бутилового спирта | |
в отношении 4:1, «Urad DD27» | 0,3-0,5 |
В композиции эмали в качестве пленкообразователя используется 40%-ный раствор высокомолекулярной полиэфирной смолы в смеси сольвента и эфира двухосновной кислоты «Уралак 973 S1E5-40» с молекулярной массой 200,00, гидроксильным числом 5-10 мгКОН/гр, кислотным числом 8-10 мгКОН/гр и температурой стеклования 65°С и 75%-ный раствор насыщенной полиэфирной смолы в сольвенте - «Уралак SN 865 S2-75» с молекулярной массой 4 500, гидроксильным числом 15-30 мгКОН/гр, кислотным числом 3-7 мгКОН/гр и температурой стеклования -17°С.
В качестве катализаторов отверждения композиция содержит:
- 40%-ный раствор пара-толуиленсульфокислоты в изопропаноле - «Кислотный катализатор K-CURE 1040» и 30%-ный раствор динонилмононафталенсульфокислоты в ксилоле - «Блокированный катализатор NACURE 1419».
В качестве отвердителя используется метилированная меламино-формальдегидная смола - «CYMEL+303 смола».
В качестве органического растворителя используется смесь толуола (ГОСТ 5789) и Н-бутилового спирта (ТУ 64-5-65-80).
В качестве матирующей добавки используется аморфный силикагель - «Силоид ЕД - 3» с размером частиц (5,3·6,3 м) и содержанием SiO2 (в сухом веществе) - 99%, двуокись кремния - аэросил и органическая модификация монтмориллонита на основе магнезиального слоистого силиката «Бентоне - 38»
«Бентоне - 38» представляет собой специальную органическую модификацию монтмориллонита и является чрезвычайно активной реологической присадкой.
Физико-химические характеристики
Состав магнезиального слоистого силиката
Цвет | Кремово - белый |
Товарная | |
форма | Тонкодисперсный порошок |
Влажность | Не более 3% |
Плотность | 1,7 г/см3 |
Активаторами для оптимального перевода в удобную для переработки форму, то есть для полной эффективности «Бентоне - 38» являются метанол/вода (95/5), пропиленкарбонат, пропиленкарбонат/вода (95/5), этанол/вода (95/5), ацетон/вода (95/5).
В качестве пигментов используется диоксид титана, стабилизированный оксидами алюминия и циркония - «TRONOX R-KB-6». Представляет собой тонкоизмельченный рутиловый пигмент, обладающий хорошими оптическими свойствами, хорошей дисперсностью, устойчивостью к воздействию света и погодных условий, фосфат цинка по ТУ 2329-002-12588040-95 и оксид алюминия - «Прокаль» по ТУ 1711-040-00196368-98.
В качестве растекателя эмаль содержит «Urad DD 27» - 75%-ный раствор акрилового полимера в смеси сольвента и Н-бутилового спирта в отношении 4:1. «Urad DD27» представляет собой акриловый полимер, который предотвращает появление всех типов поверхностных дефектов.
Композиция готовится по следующей технологии.
В диссольвер без обогрева загружают органический растворитель, пленкообразователь, матирующую добавку, пигмент, растекатель, отвердитель и катализатор отверждения и перемешивают 1,5-2 часа.
Полученную композицию диспергируют в бисерной мельнице. В таблице 1 приведены примеры выполнения компонентного состава полиэфирной эмали.
Готовая эмаль наносится на рулонный электролитически оцинкованный металл валковым методом для получения защитно-декоративного покрытия.
Испытания свойств полиэфирной эмали и покрытия из нее проводятся по стандартным методикам.
Стойкость пленки к действию метилэтилкетона по ЕССАТ 11 определяется количеством возвратно-поступательных движений (одно движение вперед-назад) по лакокрасочному покрытию тампоном, смоченным метилэтилкетоном, с усилием в диапазоне 0,04 МПа и со скоростью 1 с на одно двойное движение. Длина одного движения должна быть в 5 раз больше длины контактной области тампона с покрытием.
Время высыхания при пиковой температуре металла до 249°С, стойкость пленки к действию метилэтилкетона эмали по прототипу определены дополнительно.
Полученные результаты испытаний предлагаемой эмали по примерам и по прототипу приведены в таблице 2.
Из таблицы 2 видно, что время высыхания при пиковой температуре металла до 249°С предлагаемой полиэфирчой эмали составляет 65-72 с, а стойкость пленки к действию метилэтилкетона - 140-160.
Таблица №1 | |||||||||||||
Прототип | По примерам, мас.ч. | ||||||||||||
Наименование компонентов | Мас.% | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 |
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 |
Пленкообразователь | |||||||||||||
40%-ный раствор насыщенной полиэфирной смолы в смеси сольвента и эфира двухосновной кислоты «Уралак SN 973 SI E5-40» с молекулярной массой 20 000, гидроксильным числом 5-10 мг/КОН/гр, кислотным числом 8-10 мгКОН/гр и температурой стеклования 65°С | - | 39 | 40 | 43 | 45 | 47 | 50 | 49 | 41 | 42 | 43 | 50 | 52 |
75%-ный раствор насыщенной полиэфирной смолы в сольвенте - «Уралак SN 865S2-75» с молекулярной массой 4500, гидроксильным числом 15-30 мгКОН/гр, кислотным числом 3 - 7 мгКОН/гр и температурой стеклования -17°С | - | 8 | 7 | 7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 6 | 7 | 7 | 3 | 2 |
Насыщенная полиэфирная смола на основе диметилтерефталата, адипиновой кислоты, этиленгликоля, диэтиленгликоля, триметил-олпропана в соотношении, вес.% 33:27:20:10:10 | 25 | ||||||||||||
Диглицидный эфир высших дикарбоновых кислот | 0-5 | ||||||||||||
Катализатор отверждения: | |||||||||||||
Паратолуолсульфокислота | 0,07 | ||||||||||||
40%-ный раствор пара-толуиленсульфокислоты в изопропаноле «Кислотный катализатор K-CURE 1040» | - | 0,2 | 0,3 | 0,4 | 0,4 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 0,4 | 0,4 | 0,5 | 0,6 |
30%-ный раствор динонилмононафталенсульфокислогы в ксилоле «Блокированный катализатор NACURE 1419» | - | 1,6 | 1,5 | 1,4 | 1,0 | 1,3 | 1,2 | 1,0 | 1,0 | 1,4 | 1,4 | 1,0 | 0,9 |
продолжение таблицы №1 | |||||||||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 |
Отвердитель: | |||||||||||||
Меламино-формальдегидная смола | 2,5 | ||||||||||||
Метилированная меламино-формальдегидная смола - "CYMEL+303 смола» | - | 2,8 | 3,0 | 3,5 | 3,1 | 3,3 | 4,0 | 4,5 | 5,0 | 5,0 | 5,0 | 5,0 | 5,3 |
Органический растворитель: | |||||||||||||
Циклогексанон | 31,5-36,5 | ||||||||||||
Изофорон | 6 | ||||||||||||
Бутиловый спирт | 4,93-5,0 | ||||||||||||
Толуол | 6,0 | 9,0 | 12,0 | 15,0 | 21,0 | 24,0 | 12,0 | 18,0 | 18,0 | 24,0 | 27,0 | 30,0 | |
Н-бутиловый спирт | 2,0 | 3,0 | 4,0 | 5,0 | 7,0 | 8,0 | 3,0 | 6,0 | 6,0 | 8,0 | 9,0 | 10,0 | |
Матирующая добавка: | |||||||||||||
Аморфный силикагель «Силоид ЕД-3» с размером частиц (5,3-6,3 M) и содержанием SiO2 (в сухом веществе) - 99% | 0,2 | 0,3 | 0,4 | 0,5 | 0,4 | 0,3 | 0,3 | 0,3 | 0,5 | 0,4 | 0,5 | 0,6 | |
Двуокись кремния - аэросил | 0,20 | 0,25 | 0,35 | 0,30 | 0,40 | 0,45 | 0,45 | 0,50 | 0,50 | 0,40 | 0,50 | 0,60 | |
Органическая модификация монтмориллонита на основе магнезиального слоистого силиката «Бентоне-38» | 0,4 | 0,5 | 2,0 | 0,6 | 0,7 | 1,0 | 1,2 | 1,6 | 1,8 | 1,9 | 2,1 | 2,2 |
продолжение таблицы №1 | |||||||||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 |
Пигмент: | |||||||||||||
Диоксид титана, стабилизированный оксидами алюминия и циркония «TRONOX R - KB - 6» | 0,9 | 1,0 | 1,3 | 1,5 | 1,7 | 2,0 | 1,8 | 1,9 | 1,4 | 2,0 | 2,2 | 2,3 | |
Двуокись титана | 20 | ||||||||||||
Фосфат цинка | - | 2,0 | 3,0 | 4,0 | 7,0 | 7,5 | 4,0 | 7,0 | 6,0 | 4,0 | 7,0 | 7,5 | 7,6 |
Оксид алюминия «Прокаль» | - | 2,0 | 3,0 | 4,0 | 5,0 | 6,0 | 7,0 | 4,0 | 4,0 | 7,0 | 4,0 | 7,5 | 7,6 |
Наполнитель | |||||||||||||
Микротальк | 5 | ||||||||||||
Растекатель | |||||||||||||
75%-ный раствор акрилового полимера в смеси сольвента и Н-бутилового спирта в отношении 4:1, «Urad DD27» | 0,2 | 0,3 | 0,4 | 0,4 | 0,5 | 0,5 | 0,3 | 0,4 | 0,4 | 0,4 | 0,5 | 0,6 |
Класс C09D167/00 Составы для нанесения покрытий на основе сложных полиэфиров, получаемых реакциями образовния карбоксэфирной связи в основной цепи; составы для нанесения покрытий на основе их производных