Сиккатив для лакокрасочных материалов

 

Изобретение относится к получению лакокрасочных материалов, в частности сиккативов для алкидных и масляных лакокрасочных материалов. Изобретение позволяет сократить время высыхания покрытий, устранить токсичность сиккативов, повысить стабильность лакокрасочных материалов и снизить их стоимость за счет применения белита шлакового порошкообразного технического от производства силикотермического силикокальция на основе оксидов кальция, магния, кремния и трехвалентных металлов с содержанием CaF₂ от 0,1 до 2,0 мас.% в качестве сиккатива для лакокрасочных материалов. 4 табл.

Изобретение относится к получению лакокрасочных материалов, в частности сиккативов, которые используют в виде добавок в лакокрасочные материалы для ускорения превращения жидкой пленки покрытия в сухую. Целью изобретения является снижение времени высыхания лакокрасочных материалов, снижение токсичности и удешевление их. БШПТ (белит шлаковый порошкообразный технический или БСК) получают в электродуговой печи как побочный продукт металлургического производства, а именно производства силикотермического силикокальция и сплавов на его основе. Получают его путем совместного проплавления извести, кремний содержащего сплава (ферросилиция или другого сплава с содержанием кремния более 40% ), плавикового шпата, а также присадки в расплав оксидов металлов (магния и переходных металлов, железа, ванадия, алюминия, хрома, титана и др. ) и выпуска оксидного расплава в емкость с последующим охлаждением со скоростью 50-100^оС/мин. Минералогический состав БШПТ, % : β- 2CaO ˙SiO₂ 3-5 nMeO ˙mMe'₂O_3-x 10-28 где Me - Mg; Me' - Al, Ti, V, Fe и др.; x не превышает 0,1; n и m = 1 CaF_2-x 0,1-2 γ- 2CaO ˙SiO₂ Остальное соответствует следующему химическому составу сухого вещества, мас.%: CaO 46-60 MgO 3-7 SiO₂ 25-32 CaF₂ 0,1-2 Сумма оксидов трехвалентных металлов (Al, Ti, V, Fe и др.) 7-21, в том числе Al₂O₃ 7-12. Цвет БШПТ белый, коэффициент белизны 78-82%. Физико-механические свойства БШПТ: Удельная масса, н/м³ ˙10^-4 2,77 Объемная масса, насыпная, н/м³ 10^-4 1473 Межзерновая пустот- ность, % 46 Плотность, % 98,94 Удельная поверх- ность, см²/г 3500 Водопоглощение, % 0,46 Потери в массе, %: после пропарки 0 в дистиллированной воде 0 Активность БШПТ значительно выше, чем каждого из традиционных сиккативов в отдельности. Так, при введении свинцового сиккатива в оптимальной концентрации пленка лакокрасочной композиции высыхает соответственно за 60 и 90 мин, а при пользовании БШПТ высыхание протекает соответственно за 15 и 40 мин (см. табл. 2). БШПТ, применяемый в качестве сиккатива для лакокрасочных материалов, выполняет многофункциональное действие. Он способствует не только ускорению процесса высыхания, но и получению чрезвычайно прочных пленок к изгибу и удару после термостарения. Избыток БШПТ не ускоряет старения пленки. Плавку проводят при напряжении 150 В на шихте, состоящей из 2280 кг ферросилиция марки ФС 65ф по СТП 14.139.1.4.5.13-79 с содержанием 68,6% Si, 1,9% Al, 28,5% Fe, остальное примеси, 2180 кг извести с шахтных печей по ВТТ139-2-84 с содержанием СаО 96,4%, 375 кг глинозема марки Г-О по ГОСТ 6912-74 с содержанием 97,3% Al₂O₃, 180 кг магнезитового порошка по ГОСТ 10360-63 с содержанием 93,7% MgO и 50 кг плавикового шпата марки ФК 85 с содержанием 82% CaF₂. Шихтовые компоненты в печь задают полностью в смеси. После полного проплавления загруженной шихты в печи (продолжительность плавления 1 ч и 40 мин) расплав выпускают в последовательно установленные футерованный ковш и шлаковню. При выпуске из печи расплава металлическая фаза, имеющая плотность, большую плотности оксидной фазы, концентрируется в приемном ковше, а оксидная по мере выхода расплава из печи, переливается в шлаковую. После окончания выпуска из печи расплава плавки и 15-минутной выдержки для полноты разделения металлической и оксидной фаз оксидную фазу из ковша сливают в ту же шлаковую и далее металл разливают и используют по назначению (состав полученного металла, %: Ca 17; Si 55,5; Al 0,4; Fe 29,1). Оксидная фаза в шлаковне выдерживается до полного затвердевания, затем вываливается для охлаждения, которое проводится со скоростью 75^оС/мин (естественное охлаждение на воздухе). При охлаждении оксидный материал рассыпается вследствие прохождения твердофазных превращений в порошок, который затем после полного охлаждения (до температур не более 50^оС) подвергают двукратной воздушной классификации. БШПТ используют в качестве сиккатива для лакокрасочных материалов (грунтовок и эмалей) на основе алкидных смол и комбинированных. Грунтовку с применением БШПТ получают следующим образом. БШПТ, красный железооксидный пигмент по ТУ 6-10-602-77, лак алкидный ГФ-01 с содержанием нелетучих веществ 50 мас.% по ТУ 6-10-612-76, сольвент по ГОСТ 10214-78, ксилол по ГОСТ 9410-78 по загрузочной рецептуре загружают в шаровую мельницу, закрывают крышку люка и пускают мельницу в ход. Перетир пасты в шаровой мельнице продолжают до достижения степени перетира 40 мкм. Первую пробу отбирают через 6 ч работы мельницы. Дальнейшие пробы отбирают периодически через 2-4 ч работы мельницы. После достижения требуемой степени перетира в мельницу заливают в два приема расчетное количество лака ГФ-01 для разбавления пасты в два приема, перемешивают не менее 30 мин для получения однородной суспензии. Разбавленную пасту сливают в смеситель, снабженный мешалкой. Режим работы смесителя по действующему на ЧЛКЗ регламенту N 278-78. Число оборотов мешалки 180 об/мин. В смеситель добавляют лак ГФ-01 и растворители и размешивают до достижения однородности грунтовки. Однородность проверяют, рассматривая пробу, налитую тонким слоем на стекло. Проба не должна иметь крупных включений. Проверяют вязкость по ГОСТ 8420-74, которая должна быть не менее 40 с и содержание нелетучих веществ по ГОСТ 17537-72, разд.2, которое должно быть не менее 5,8 мас.%. Для постановки грунтовки на тип по содержанию нелетучих веществ, вязкости и проценту разбавления в смеситель добавляют лак ГФ-01, растворители и перемешивают до однородности. После окончания процесса постановки грунтовки на тип ее выдерживают в смесителе не менее 4 ч для стабилизации вязкости, фильтруют и испытывают. Эмаль с применением БШПТ готовят следующим образом. Пасту замешивают в дисольвере с мешалкой, вращающейся со скоростью 980 об/мин. В дисольвер загружают лак ПФ-060 с содержанием 50 мас.% нелетучих веществ по ТУ 6-10-612-76, красный железоокисный пигмент по ТУ 6-10-602-77, двуокись титана пигментной марки Р-03 по ГОСТ 9808-75 и сольвент по ГОСТ 10214-78, перемешивают не менее 0,5 ч до однородности и сливают в расходный дисольвер. Вязкость пасты определяют факультативно по ВЗ-4 по ГОСТ 8420-74. Из расходного дисольвера паста непрерывно подается на бисерную мельницу. Мелющими телами служит бисер. Стакан мельницы снабжен водяной рубашкой для охлаждения материала. Пройдя зону диспергирования, паста по желобу стекает в фильтр с сеткой, которая задерживает бисер. Процесс диспергирования ведется на трех мельницах, последовательно включенных в технологический цикл. При достижении 20 мкм степени перетира, определенной по ГОСТ 6589-74, пасту сливают в смеситель-сборник и фильтруют на фильтрах Кюно. В смеситель заливают лак ПФ-060, при перемешивании загружают пасту эмали и сольвент. По окончании загрузки всех компонентов перемешивают не менее 30 мин содержимое смесителя до получения однородной эмали. Однородность эмали проверяют, рассматривая пробу, налитую тонким слоем на стекло. Затем эмаль ставят на тип. Грунтовку и эмаль наносят на поверхность металлических пластин пневматическим распылением и испытывают. Испытания образцов проводят по стандартным методам: время высыхания - по ГОСТ 19007-73; водостойкость - по ГОСТ 21065-75; солестойкость - в камере солевого тумана (5%-ный раствор поваренной соли, температура 35-40^оС, относительная влажность 95-100% ) и влагостойкость - в камере влажности (температура 50-55^оС), относительную влажность 95-100%) определяют по РТМ 35-61, прочность - при ударе по ГОСТ 4765-78, адгезию по ГОСТ 6808-78. В табл. 1-4 представлены конкретные примеры лакокрасочных материалов с использованием БШПТ в качестве сиккатива и данные по свойствам в сравнении с известными, содержащими известные промышленные сиккативы (например, октат свинца), а также в сравнении с другим известным отходом металлургического производства ПБДС (порошкообразный белит двойной сепарации).

Формула изобретения

СИККАТИВ ДЛЯ ЛАКОКРАСОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ. Применение белита шлакового порошкообразного технического от производства силикотермического силикокальция на основе оксидов кальция, магния, кремния и трехвалентных металлов с содержанием CaF₂ от 0,1 до 2,0 мас.% в качестве сиккатива для лакокрасочных материалов.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3