Водоразбавляемый нитроцеллюлозный лак для древесины

 

Изобретение относится к получению лакокрасочных материалов на основе нитроцеллюлозы и может быть использовано для изготовления водоразбавляемых лаков для получения матовых покрытий при отделке мебели. Изобретение позволяет снизить блеск и улучшить розлив за счет использования эпоксидной диановой смолы с темп, плавления 70-130°С от 1,284 до 4,930 мае. % в композиции состава, мас.%: нитроцеллюлоза 10,939-18.421, алкидная смола 6,357- 11,168, пластификатор 1.729-5,023, поверхностно-активное вещество 0,087- 4.000, органический растворитель 36-46, вода 24-34. 3 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО.ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4 790234/05 (22) 08.02.90 (46) 23.04.92. Бюл. йг 15 (71) Казанский химико-технологический институт им. С.M.Kupoaa (72) В.Ф.Сороков, Н.В.Светлаков, А.И.Шайхутдинов, О,В.Михалишин и Л.P.Äæàíáåêoва (53) 667.636;45 (088,8) (56) Авторское. свидетельство СССР

N 1100293, кл. С 09 Р 5/02, 1981.

Патент США 1ь 4177172, кл-. С 08 L 1/18, 1979. (54) ВОДОРАЗБАВЛЯЕМЫЙ НИТРОЦЕЛЛЮЛОЗНЫЙ ЛАК ДЛЯ ДРЕВЕСИНЫ

Изобретение относится к получению ла- кокрасочных материалов на основе нитроцеллюлозы и может быть использовано для изготовления. водоразбавляемых нитроцеллюлозных лаков для получения матовых покрытий.

Известны водоразбавляемые нитроцелл юлозн ые краски, содержащие нитроцеллюлозу, алкидную смолу, пластификаторы, органические растворители, пигменты, ПАВ и воду. Однако они.не могут быть использованы для получения лаковых покрытий, по- . скольку содержат пигменты, т.е. получается укрывистое покрытие, скрывающее декоративный эффект подложки. Кроме того, физико-механические свойства не. достаточны для получения покрытий по дереву: относи-тельная твердость, смываемость.

Известны водоразбавляемые нитроцел люлозные лаки, содержащие нитроцеллю-. лозу, пластификаторы, алкидную смолу,. органические растворители, поверхностноактивные вещества и воду, которые мОгут

„„ЯХ„„1728132 А1 (si)s С g9. 0 101/18!/(Ñ 09 0 101/18, (67 .08. 163:02) 0 ц

У,1 < (57) Изобретение относится к получению лакокрасочных материалов на основе нитроцеллюлозы и может быть использовано для изготовления водоразбавляемых лаков для получения матовых покрытий при отделке мебели, Изобретение позволяет снизить блеск.и улучшить розлив за счет использоВания эпоксидной диановой смолы с 1емп. плавления 70-130 С от 1,284 до 4,930 мас.% в композиции состава, мас.%: нитроцеллюлоза 10,939 — 18,421, алкидная смола 6,36711,168, пластификатор 1,729-5,023, поверхностно-активное вещество 0,0874,000, органический растворитель 36 — 46, вода 24-34. 3 табл. (/) формировать покрытия на древесине и других материалах и могут быть испогьзованы для лакирования мебели. Соотношение нитроцеллюлозы и других пленкообразующих компонентов выбирается исходя из необходимости получения комплекса физико-механических свойств (эластичность, твердость).

Состав и количество органических растворителей выбирается исходя из необходимости формирования бездефектных покрытий, Матовые покрытия из таких композиций можно формировать. если использовать малое количество органических растворителей. Однако в этом случае получаются покрытия с невысокими физико-механическими свойствами и низкой водостойкостью, Введение матирующих добавок приводит к ухудшению стабильности дисперсий в процессе хранения и ухудшения качества покрытий.

Другим недостатком водоразбавляемых лаков является их плохое растекание, осо

1728132

55 бенно на гидрофобных подложках, что не обеспечивает равномерности слоя при формировании двухслойного покрытия. Уменьшение количества растворителя или введение матирующих добавок ухудшает растекание и качество покрытий, Таким образом, существующими составами невозможно получить водную дисперсию лака, из которого можно получить матовые покрытия с хорошим растеканием.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемому лаку является дисперсия, для лакирования мебели (см. патент

США N 4177172, МКИ С08 1. 1/18), включающая в себя нитроцеллюлозу, алкидную смолу, пластификатор, органические растворители, поверхностно-активные вещества и воду. Покрытия из этой дисперсии образуют нелипкие прозрачные пленки.

Они имеют относительно высокий блеск и плохо растекаются при нанесении на стеклянную пластинку или вторым слоем.

Целью изобретения является снижение блеска и улучшение розлива.

Цель достигается тем, что в известный водоразбавляемый нитроцеллюлозный лак для древесины, содержащий нитроцеллюлозу, пластификатор, органические растворители, алкидную смолу, поверхностно-активные вещества и воду, дополнительно содержит эпоксидную смолу с температурой плавления

70-130 С при следующем соотношении компонентов, мас :

Нитроцеллюлоза 10,939 — 18,421

Алкидная смола 6,367 — 11,168

Эпоксидная диановая смола 1,284 — 4,930

Пластификатор 1,729 — 5,023

Поверхностно-активное вещество 2,087 — 4,000

Органический растворитель 36 — 46

Вода 24-34

В качестве алкидной смолы могут быть использованы алкидные смолы, применяемые при производстве нитролаков и красок, представляющие собой полиэфир глицерина и фталевого ангидрида, модифицированные льняным, подсолнечным, касторовым, хлопковым маслом или синтетическими жирными кислотами;

В качестве пластификатора могут быть использованы пластификаторы, применяемые при производстве нитролаков и красок: дибутилфталат, диоктилфталат, трибутилфталат (табл, 3).

В качестве растворителей могут быть использованы ароматические углеводороды (толуол, ксилол), ацетаты (этилацетат, бутилацетат, амилацетат), спирты (этанол, бутанол), целлозольвы, Состав растворителей выбирается исходя из наличия растворителей в исходных компонентах (в нитрате. целлюлозы — спирты, в алкидной смоле — . толуол, ксилол, в эпоксидном олигомере— толуол), экономических соображений и необходимости получения растворов пленкообразователей с вязкостью, достаточной для перевода их в дисперсионное состояние (в табл. 4 представлены примеры получения лаков и покрытий на их основе с применением различных составов растворителей).

В качестве ПАВ могут быть использованы поверхностно-активные вещества: смеси проксанола с синтафопом (оксифосом) (табл.5).

Пример получения лака (известный). В емкость, снабженную мешалкой с числом оборотов до 10000 в мин вводят 60 г раствора ПАВ, состоящего иэ 1,8 поливинилового спирта и 58,2 r воды, а затем раствор. состоящий из 16,4 r коллоксилина, 3,6 r дибутилфталата, 20 r алкидной смолы и 60 г этилацетата, и диспергируют смесь в течение 40 мин. После диспергирования отгоняют зтилацетат на ротационном испарителе под вакуумом и дополнительно вводят 20 г дибутилфталата, 24,8 г метилцеллозольва, 8,8 г этиленгликольацетата, 6,4 г 4-метил-2оксипентанола, 46,8 r воды и 12 г ПАВ.

Пример получения лака по предлагаемому способу. В смеситель, снабженный мешалкой на 10000 об/мин, вводят 60 г водного раствора ПАВ, состоящего из 3,6 r проксанола-305, 3,6 г триэтаноламиновой соли синтафопа-7, 52,8 r воды, а затем раствор, состоящий из 26 r нитроцеллюлозы, 11

r этилового спирта, 27 r бутилацетата, 18 г толуола, 10 r бутилцеллозольва, 4 г дибутилфталата, 32 г алкидной смолы (s виде 50 ного раствора в толуоле), 12 r эпоксидной смолы (50 -ный раствор в толуоле), и диспергируют смесь в течение 10 мин. Полученные образцы лака исследовались на стабильность в процессе хранения, вязкость. сухой остаток, Перед нанесением образцы разбавлялись водой до вязкости

20 — 28 с по вискозиметру В3-4, наносились пневмораспылением на стеклянные пластинки для определения твердости, растекания, времени высыхания; на металлические пластинки для определения прочности пленок при изгибе (эластичность); на деревянные пластинки для определения . блеска, водостойкости, светостойкости, Определение свойств проводились в соответствии с принятыми методиками и требованиями ГОСТа для нитроцеллюлозных лаков. Блеск покрытий не должен превышать 20 . Растекание on1728132 ределялось по трехбальной системе (пять вариантов 1а, 1б, 1вб И, И().

Рецептуры полученных лаков, их свойства и свойства покрытий на их основе представлены в табл. 1 и 2. .Свойства воднодисперсионных нитроцеллюлозных лаков и покрытий на их основе, содержащих различные алкидные смолы, приведены в табл. 3.

Свойства воднодисперсионных нитроцеллюлозных лаков и покрытий на их основе, содержащих различные пластификаторы, приведены в табл. 4.

Свойства воднодисперсионных нитро-. целлюлозных лаков и покрытий на их основе, содержащих различные поверхностно-активные вещества приведены в табл. 5.

Свойства водоразбавляемых нитроцеллюлозных лаков и покрытий на их основе, содержащих различные органические растворители, приведены в табл. 6.

Как видно из таблиц, улучшение розлива и получение матовых покрытий без ухудшения других свойств наблюдается у образцов лакэ при выполнении с предлага.емым соотношением компонентов.

Воднодисперсионные нитроцеллюлозные лаки для получения матовых покрытий на древесине промышленно не выпускаются., По сравнению с нитролаком НЦ-243 М при производстве предлагаемого лака в два

Нитроцелл юлоза 10,939-18,421

Алкидная смола 6.367-11.168

Эпоксидная диановая смола с температурой плавления 70- 1300С 1,284-4,930

Пластификатор t,729-5,023

Поверхностно-активное вещество 2,087-4,000

Органический растворитель 36 — 46

Вода 24-34 раза меньше используется органических растворителей (с учетом разбавления до рабочей вязкости). Технология получения лака исключает стадию диспергирования мати5 рующей добавки (аэросила), наиболее трудоемкую и пожароопасную. Увеличена стабильность в процессе хранения за с ет отсутствия процесса выседания матирующей добавки в осадок..

10 Формула изобретения

Водоразбавляемый нитроцеллюлозный лак для древесины, включающий нитроцеллюлозу, алкидную смолу, пластификатор, поверхностно-активное вещество, ерганиче15 ский растворитель и воду, отличающийся тем, что, с целью снижения блеска и улучшения розлива, лак дополнительно содержит эпоксидную диановую смолу с температурой плавления 70-130 С при следующем со20 отношении компонентов, мас, :.1 728132

Таблица l

-Вода, ь

ПАВ, 6

Эпоксид нал смола, 4

Органи еский раство" ритель,3

Пластификатор, Алкидна я смола, Ф

Питроцелгюлоза, Пример

9,02

13,00

12,00

11,00

17,00

19,00

I3,5О7

17,00

l1,396

11,142

11,142

14,782

14,782.

1G,939

18,421

19,473

9 I17

15,953

16,866

12, 735

10,612

11 524

16,619

15,696

12,840

l0,700

16,431

17,398

13,ООО

13,000

13,000!

1,00

0,00

7,305

6,77

10,4Ь2

11,693

8,312

10,462

7,013

6,057

6,057

9>097

9,097

7,650

9,210

9,737

6,382

11, 160

11,806

6 367

5,306

7,о9о

10,229

9,66о

7,900

61504

lot 111

10,706

8,000

8,000

8,000

П р и м е ч а н и el no рецептуре примера 1 сделаны образцы с различными эпоксидными смолами; 28 - ЭД-20; 29 - Э-41; 30 - Э-49

Таблица2

Блеск, ф

Растека" Относиемость, тельная баллы т ве р" дость б 7

Стабиль" ность и мес.

Пример

Вязкость по ВЭ-4, с

Время высыхания, ч

Водостойкость, ч

Свето" стойПрочность при изгибе, мм кость

4 зв 3

12 . 1

28 1

11 2

10 5

10 1

Ь

12 2 в з

6 2.

11 1

21 5

17 1

17 2

16 5

11 3.

14 1

10 3

16 1

12 3

Прототип

l Более 12

2 Более 12

4 10

5 3

6 8

7 2

8 10

9 б

10 8

ll 8

12 2

13 10

14 6 .15 2

16 6

17 6

18 2

19 !О

20 4 I8

32

30"

16

44

66

Более 100

12

14

4В

3z

36

Более 100

48

68

Прототип

2

4

5 б

7 е

1f

12

13

14

16

17 . 18

19

21

22

23

24

26

27

28

29

1,2

0,6

0,65

1,3

0,5

G 5

0,6

0,0

0,65

1,3

1 3

0,6

1,4

0,65

0,6

0,6

li00

0,60

0,50

0,65

1,30

z,98

2,00

1,046

1,692

2,615

2,923

2,078

2,615

1,753

1,714

1 714

2,274

2,274

z,Â70

3,114

3,292

2,397

4,197

4,436

1,960

1,Ь34

1,729

5,310

5,023

1,976

1,646

2,528 . 2,676

2,000

2,000

2,000

3,00

2,769

z,538

3,923

4,304

3.1!7

3,923

2,630

2,5»

2,571

3,4I1

3,411

2,525

4,255

4,498

2,104 з,бв2

3,092

2,930

2,448

2,657

З,ЕЗ4

3,62!

1,284

1,070

4,930

5,220

3,000

3,000

3,000

20,00

44,оо

46,00

50,00

36,00

32,00

45,713

41,00

39,208

37,716

37 716

44,349

44в349

46,00

38,00

36,00

44,00

38,00

36,00

46,00

44,00

46,00

36,00

38,00

46,00

44,00

38,00

Зб,Оо

44,00

44,00

44,00

0,26

0,46

0,46

0,48

0,44

0,32

0 45

0,38

0,42

o,çå

0,26

0,45 . 0,48

0,40

0,49

0,32

0,38

0,40

0,32 о 49

0,41

55,41

26,4о

26,40

26,40

26,4о

26,4о

24,00

22,00

34,00

36,00

34,00

24,00

24,522

26,40

24,00

24,00

32,00

24,оо

24,00

26,40

32,00

27,40

24,00

24,00

26,40

32,00

24,0G

24,00

26,4о

26,40

z6,4î

5

5

10, 5

3

2

5

3

5

8 е е

2 в

6 е

2

2 б

2

4 б

2 е.

1,59

3,60

3„60

3,60

3,60

3;60

3,273

3,00

4,00

4,00

6,00

2,087

1,565

3,60

3,00

3,00

4,00

3,00

3,00

3,60

4,00

3,60

4,00

4,00 .

3 60

4,00 .

4,00

4,00

3,60

3,60

3,60

1728132

Продолжение -.àá;;.2 (ф 1

»

Z 1 3, 4 I 5 6

g 6 О

Таблнца3

Относительная тавра дость

Пример

Марка алкидной смолы

СтабильВязкость по 83-4, с

Время Блеск, высыха- Ф

Проч" ность

ВодостойРастекаСвето. стой" ность, мес емость, баллы ния, ч при иа" гибе, мм кость ч кость

l2 1

13 1

IO

13 1

0 46

0,45 о,48

0,45

5 .5

1 1 188 более 12

3I II 130 более 12

32 Б 80 более 12

33 И 131 более 12

0,60

0,65

0,60

0,50

32

28

32

8 +

8 + в +

7 +

П р и м е ч а н и е. Состав остальных компонентов использован как и в примере 1.

Т а б л и ц а 4

Относительная твердость

Вязкость по В3-4, с

Пластификатор

Растекаемость, баллы

Пример

СтабильВодо" стой" кость, ч

Время высыхания, ч

Прочностьь при изги" бе, мм

С ветостойкость, ч

Блеск, ф ность мес

0,46

0,44

0,43 более 12 32 0,60 12 более 12 32 0,60 13 более 12 34 0,60 12

5 8 5 .8

1 Дибутилфталат

34 Диоктилфталат

35 Дрибутилфталат

П р и м е ч а н и е. Состав остальных компонентов, использованных в лаке, тот ме, что и в примере 1 °

Таблица 5

Стабиль- Вязкость ность, по 83-4, нес с

Проч" ность прм изгибе, Сеетостойкость, Ч

Водостойкость, ч

Блеск,2

Относмчель мал

Расте каеПример твер" дость ность, балли

5 8

0,46 более 12 32 0,60 12

50:50

Проксанол-305

Синтафоп-7

1 0,46 5 более 12 34 0,60. 12

36 Проксанол-305 40:60

Смнтафоп-7

6osae 12 30 0,60

1 0,47 5

80:20

37 Проксанол-305

Синтафоп-7

38 Проксанол-168

Смнтафоп-7

39 Проксанол-306

Синтафоп-7

40 Проксанол-305

50:50 Более 12 30 0,60 13

1 0,46 5

0,45 5

0,45 5 более 12 34 0,60 11

50-50 более 12 36 0>60 10

50150

21

22

23

24

2.5

26

27

28

29

12

6

12

8

12

l2

21

42

36

28

16

42

78

34

3г

0,65

О,GO о,65

0,65

1,ãî

O G O

0 50

О 70

0iG0

0,60

13

11

l3

16

26

12

1l...Л

3 г ю,4о

1 0,42 5

5 0,3Е 1О

1 0,40 5

5 0,43 10

1 0,40 2

1 о,46 5

1 0,46 5

6

4

3

8

1728132

Iаблицаб

Состав орган« ec«nru раотворнтсля. Сталнльность, Эта- Буга" Втил. Бутил- Анин- lолуол Кон- Бутил- нес нол нол вцетат ацетат ацетат лол цемоэольа !

Вренл вьснВ«э кост ° ло 33-4, с

Блеск, 4

ВтноВоцо0уеа° вр

Свете сто«кость снтельная канна, кость тьер. аост °

12,5

12,5 15,34

12.5 15 34

12,5

Составитель H.ÕðóñòàëåBà

Техред М,Моргентал Корректор Л.Патай

Редактор О.Хрипта

Заказ 1373 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

1 12,5

\I

42

43

44 12,5

45 12,5

30,68

30.68

I5,34

30,68

45.46

20,46

20,46

15,34 25г

30 25

26, 04

11, 36

25 11,36

25 11,36

20,46 11,36

20,46 7,96

I 1. 36

20.46 11 36

Более 12 более 12 более 12

Более .12 более 12 боке 12 более 12

32

38

29

28

32

31

0,60 12

0,64 13

0,59 II

0,61 12

0,62 13

0,61 11

0,60, 13

Расте«аеность. белли

1 0,46

1 0,47

1 0,45

0,46

I О,ч7

1 0,48

1 0,46

llpou" ноСть лри

»эгибе,н»

8 +

8 +

) +

8 +

8 +

8 +

8 +