водоразбавляемая композиция для лакокрасочного покрытия

Классы МПК:C09D133/12 гомополимеры или сополимеры метилметакрилата
C09D5/02 эмульсионные краски 
Автор(ы):, , , , ,
Патентообладатель(и):Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2007-08-27
публикация патента:

Изобретение относится к водоразбавляемым лакокрасочным материалам, предназначенным для нанесения на металлические и неметаллические конструкции в строительстве, авиационной технике и других отраслях промышленности. Описана водоразбавляемая композиция для лакокрасочного покрытия, содержащая водоразбавляемый акриловый сополимер ОЛД-04С - продукт согидролиза акриловой кислоты, метакриловой кислоты, метилметакрилата, бутилакрилата и (мет)акрилата кальция в количестве 100 мас.ч., пигменты 50-205,1 мас.ч., силиконовую жидкость 0,3-0,7 мас.ч., воду 450-550 мас.ч. В качестве пигментов предложенная композиция содержит диоксид титана, пигменты голубой фталоцианиновый, синий антрахиноновый, зеленый фталоцианиновый, желтый светопрочный, красный железоокисный, пигменты цветные жаростойкие, технический углерод или их смеси, дополнительно композиция может содержать в качестве наполнителя тальк, каолин, модифицированный наносиликат или их смеси в количестве 7-93 мас.ч., в качестве антипирена - фосфат меламина в количестве 1-5 мас.ч. Технический результат - предложенная композиция для лакокрасочного покрытия обеспечивает высокие реологические свойства, в частности хорошую укрывистость, повышенную водостойкость и морозостойкость при сохранении адгезионных и физико-механических характеристик. 3 з.п ф-лы, 2 табл.

Формула изобретения

1. Водоразбавляемая композиция для лакокрасочного покрытия, включающая акриловый сополимер, пигменты, пеногаситель - силиконовую жидкость и воду, отличающаяся тем, что в качестве акрилового сополимера она содержит водоразбавляемый сополимер ОЛД-04С - продукт согидролиза акриловой кислоты, метакриловой кислоты, метилметакрилата, бутилакрилата и метакрилата кальция при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

указанный водоразбавляемый сополимер 100
пигменты 50-205,1
силиконовая жидкость 0,3-0,7
вода 450-550

2. Водоразбавляемая композиция для лакокрасочного покрытия по п.1, отличающаяся тем, что в качестве пигментов она содержит диоксид титана, пигменты голубой фталоцианиновый, синий антрахиноновый, зеленый фталоцианиновый, желтый светопрочный, красный железоокисный, пигменты цветные жаростойкие, технический углерод или их смеси.

3. Водоразбавляемая композиция для лакокрасочного покрытия по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит наполнитель - тальк, каолин, модифицированный наносиликат или их смеси в количестве 7-93 мас.ч.

4. Водоразбавляемая композиция для лакокрасочного покрытия по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит антипирен - фосфат меламина в количестве 1-5 мас.ч.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к водоразбавляемым лакокрасочным материалам, предназначенным для нанесения на металлические и неметаллические конструкции в строительстве, авиационной технике и других отраслях промышленности.

Известна водно-дисперсионная краска, включающая 46%-ную водную эмульсию акрилового сополимера бутилакрилата, стирола и метакриловой кислоты Эмульсар-272, полиакриламид, пигменты, гидроксид алюминия с удельной поверхностью 5-20 м 2/г, диспергирующую добавку, диэтиловый эфир полиоксиметиленгликоля или водоразбавляемая композиция для лакокрасочного покрытия, патент № 2338766 -полиоксиметилен, антикоррозионную добавку, трибутилфосфат, моноэтиловый эфир этиленгликоля, аммиак водный 26%-ный, оксиэтилированный алкилфенол ОП-10, водометанольный раствор формальдегида 37%-ный, карбонат натрия и воду (патент РФ №2209223).

Недостатками данной композиции является недостаточная укрывистость и невысокая морозостойкость.

Известна водно-дисперсионная краска, содержащая водную эмульсию акриловую сополимерную метилметакрилата, бутилакрилата и метакриловой кислоты или стиролакриловую сополимерную н-бутилакрилата и стирола, структурирующую добавку, пигменты, тальк тонкомолотый, диспергирующую, консервирующую антикоррозионную, пеногасящую добавки, аммиак 26%-ный, антифриз, питьевую воду, а также кремнийорганическую жидкость ГКЖ-11 и сульфат бария (патент РФ №2142975).

Однако покрытие на основе данной композиции имеет недостаточные морозостойкость и укрывистость.

Наиболее близким аналогом, принятым за прототип, является водно-дисперсионная краска, включающая, мас.%:

дисперсия сополимера метилакрилата,  
бутилакрилата и метакриловой кислоты25-35
наполнитель30-35
пигмент5,0-10
фунгицид0,2-0,4
эмульгатор0,1-0,5
силиконовая жидкость0,1-0,2
диспергатор1,0-1,5
загуститель0,3-0,6
водный раствор аммиака 0,1-0,3
уайт-спирит 1,2-3,0
декагидроборат натрия 0,005-0,01
вода остальное

(патент РФ №2069223).

Однако эта композиция образует покрытие, обладающее невысокими реологическими свойствами, в частности плохой укрывистостью, что приводит к увеличению расхода лакокрасочного материала, низкой водостойкостью и недостаточной морозостойкостью.

Технической задачей заявляемого изобретения является создание водоразбавляемой композиции для лакокрасочного покрытия, обладающей высокими реологическими свойствами, в частности хорошей укрывистостью, повышенной водостойкостью и морозостойкостью при сохранении адгезионных и физико-механических характеристик на уровне прототипа.

Решение поставленной технической задачи достигается тем, что предложена водоразбавляемая композиция для лакокрасочного покрытия, включающая акриловый сополимер, пигменты, пеногаситель - силиконовую жидкость и воду, которая в качестве акрилового сополимера содержит водоразбавляемый сополимер ОЛД-04С - продукт согидролиза акриловой кислоты, метакриловой кислоты, метилметакрилата, бутилакрилата и (мет)акрилата кальция при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

указанный водоразбавляемый сополимер 100
пигменты50-205,1
силиконовая жидкость 0,3-0,7
вода450-550

В качестве пигментов композиция может содержать диоксид титана, пигменты голубой фталоцианиновый, синий антрахиноновый, зеленый фталоцианиновый, желтый светопрочный, красный железоокисный, пигменты цветные жаростойкие, технический углерод или их смеси.

Композиция может дополнительно содержать в качестве наполнителя тальк, каолин, модифицированный наносиликат или их смеси в количестве 7-93 мас.ч.

С целью повышения огнезащитных свойств композиция может дополнительно содержать антипирен - фосфат меламина в количестве 1-5 мас.ч.

Авторами установлено, что применение в заявляемой композиции в качестве акрилового сополимера водоразбавляемого сополимера ОЛД-04С - продукта согидролиза акриловой кислоты, метакриловой кислоты, метилметакрилата, бутилакрилата и (мет)акрилата кальция - обеспечивает высокие реологические свойства композиции, позволяющие повысить укрывистость покрытия, что приводит к значительному уменьшению расхода лакокрасочного материала. Заявляемое соотношение компонентов композиции позволяет наиболее равномерно распределить их в полимерной матрице, что дает возможность сформировать наиболее качественное лакокрасочное покрытие (однородное, без шагрени, подтеков и шероховатостей), обладающее повышенной морозостойкостью и водостойкостью, а также придать поверхности покрытия нужное качество - сделать ее глянцевой, полуматовой или матовой. Отсутствие органических растворителей обеспечивает высокие экологические свойства композиции, а в сочетании с правильно подобранными антипиренами снижает пожароопасность при ее использовании.

В заявляемой композиции использован водоразбавляемый сополимер ОЛД-04С - продукт согидролиза акриловой кислоты, метакриловой кислоты, метилметакрилата, бутилакрилата и (мет)акрилата кальция с массовой долей нелетучих веществ 20-26% и условной вязкостью по ВЗ-246 при 20°С 25-50 с (ТУ 1-595-15-937-2006).

В качестве пигментов могут быть использованы диоксид титана (ГОСТ 9808), пигменты фталоцианиновые (ГОСТ 6320, ТУ 6-14-408-76), пигменты железоокисные (ТУ 6-10-602-86), пигменты светопрочные (ГОСТ 5691), пигменты цветные жаростойкие (ТУ 2364-017-00303835-96), технический углерод (ГОСТ 7885-85) или их смеси.

В качестве наполнителя используют тальк (ГОСТ 879-79), каолин (ГОСТ 21285-75), модифицированный наносиликат (ГОСТ 7032) или их смеси.

В качестве пеногасителя могут быть использованы различные силиконовые жидкости, но наиболее предпочтительно использовать пенорегулятор кремнийорганический Пента-483 по ТУ 2482-026-40245042-2004.

В качестве антипирена может быть использован фосфат меламина по ТУ 2257-001-17364-40).

Примеры осуществления

Пример 1

Водоразбавляемую композицию для лакокрасочного покрытия готовят следующим образом: акриловый сополимер в виде водного раствора, пигменты и пеногасящую добавку перетирали в бисерной мельнице до степени перетира по клину не более 20 мкм. Полученную пасту разбавляли водой до рабочей вязкости. Композицию наносили на окрашиваемую поверхность кистью, валиком или пневмораспылителем.

Технология приготовления композиций по примерам 2-5 аналогична примеру 1.

Составы предлагаемой водоразбавляемой композиции для лакокрасочного покрытия и прототипа приведены в таблице 1, свойства - в таблице 2.

Определение характеристик водоразбавляемой композиции для лакокрасочного покрытия проводили по действующей на лакокрасочные материалы нормативно-технической документации.

Таблица 1
Наименование компонентовСостав, мас.ч.Прототип
123 45
1 23 456 7
Сополимер ОЛД-04С 100100100 100100-
Дисперсия сополимера        
метилакрилата,бутилакрилата,         
метакриловой кислоты --- --27,0
Пигменты:        
диоксид титана50 120150180 2008,5
жаростойкий синий-18 -25 -
зеленый фталоцианиновый -52- ---
красный железоокисный- -4 ---
желтый светопрочный- -20- --
технический углерод-5 --0,1 -
Пеногасящая добавка:         
силиконовая жидкость 0,30,70,5 0,40,60,15
Наполнитель:        
тальк- 1040- 905,4
каолин -20 20-- 17,6
наносиликат         
модифицированный --5 73-
мел- --- -15,7
Триполифосфат натрия-- --- 1,2
Тиурам Д- -- --0,3
Эмульгатор ОП-7- --- -0,2
Гидроксиметилцеллюлоза -- --- 0,4
Водный раствор аммиака --- --0,25
Уайт-спирит- --- -2,5
Декагидроборат натрия-- --- 0,08
Фосфат меламина -21 35-
Вода450 500480550 52020,72

Таблица 2
СвойстваПример Примеры по изобретениюПрототип
12 345
12 345 67
Цвет краски Соответствует контрольным образцам Соответствует контрольным образцамСоответствует контрольным образцамСоответствует контрольным образцамСоответствует контрольным образцам Соответствует контрольным образцам
Адгезия, балл1 111 11
Эластичность покрытия при изгибе, мм1 111 11
Время высыхания до степени 3 при температуре (20±2)°С, ч водоразбавляемая композиция для лакокрасочного покрытия, патент № 2338766 1водоразбавляемая композиция для лакокрасочного покрытия, патент № 2338766 1водоразбавляемая композиция для лакокрасочного покрытия, патент № 2338766 1водоразбавляемая композиция для лакокрасочного покрытия, патент № 2338766 1водоразбавляемая композиция для лакокрасочного покрытия, патент № 2338766 1водоразбавляемая композиция для лакокрасочного покрытия, патент № 2338766 1
Укрывистость высушенной пленки, г/м240 404545 4083,2
Водостойкость, ч720720 720720720 20
Устойчивость к перепаду температур (циклы - 60°С 6 часов, +80°С 18 часов 252525 252510
Длина затухания пламени, мм 565354 504855

Как видно из данных, приведенных в таблице 2, заявляемая композиция для лакокрасочного покрытия и покрытие на ее основе по сравнению с прототипом обладают повышенной в 2 раза укрывистостью и морозостойкостью, высокой водостойкостью, практически не обрастает микроорганизмами (высокая грибостойкость) при сохранении высокого уровня адгезии и физико-механических характеристик. Качество предлагаемой водоразбавляемой композиции для лакокрасочного покрытия не уступает качеству прототипа, имеющего сложный многокомпонентный состав, а по некоторым показателям превосходит. Заявляемая композиция экологически безопасна, легко наносится и сохраняет свои свойства на высоком уровне после замерзания и размораживания.

Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2338766

patent-2338766.pdf

Класс C09D133/12 гомополимеры или сополимеры метилметакрилата

композиция термоотверждаемого порошкового покрытия -  патент 2522644 (20.07.2014)
композиция для фотоактивированного травления пленок диоксида кремния -  патент 2513620 (20.04.2014)
фотополимеризующаяся акриловая олигомер-олигомерная композиция, износостойкое покрытие на органических стеклах для элементов остекления зданий, сооружений и транспортных средств на ее основе и способ получения износостойкого покрытия -  патент 2458953 (20.08.2012)
акриловый лак для изделий из древесины -  патент 2443742 (27.02.2012)
акриловая лакокрасочная композиция (варианты) -  патент 2398807 (10.09.2010)
клеевой лак для поливинилхлорида -  патент 2387686 (27.04.2010)
терморегулирующее покрытие класса "солнечные отражатели" -  патент 2331553 (20.08.2008)
композиция для декоративной отделки -  патент 2310671 (20.11.2007)
цветная краска для трафаретной печати на внутренней стороне запрессованных отливок -  патент 2298024 (27.04.2007)
композиция для лакокрасочного терморегулирующего покрытия -  патент 2290422 (27.12.2006)

Класс C09D5/02 эмульсионные краски 

Наверх