Порошковая композиция для покрытий

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)л С 09 D 5/03 167/08

ГОСУДАРСТВЕ ННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

«4

О

{. () ф (21) 4799699/05 (22) 12.01.90

{46) 23.02,93. Бюл. N 7 (71) Ленинградский технологический институт им.Ленсовета (72) Л.Н.Машляковский, А.B,Àôàíàcüåâ, Т.M,Ñèëü÷åíêî, Н.А.Егорова, В.В.Юрковский и А.M.Âåíåöêèé (56) Авторское свидетельство СССР

M. 734238, кл. С 09 D 167/08, 1980.

Заявка Франции М 2392096, кл, С 08 L

63/00, опублик, 1978.

Авторское свидетельство СССР

N 1495349, кл. С 09 D 5/03, 1989. (54) ПОРОШКОВАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ

ПОКРЪ|ТИЙ

Изобретение относится к получению порошковых полимерных композиций на основе насыщенных полиэфиров, содержащих гидроксильные или гидроксильные и карбоксильные группы, для матовых покрытий, которые находят применение при окраске изделий, эксплуатируемых в атмосферных условиях в транспортном машиностроении, приборостроении, бытовой и спецтехнике.

Матовая поверхность придает изделиям хороший декоративный вид, не дает бликов, делает менее заметными дефекты при окрашивании. Снижение блеска поверхности оказывает соответствующее воздействие на человека: уменьшается рассеянность и концентрируется внимание, В настоящее время наиболее распространены порошковые композиции для покрытий на основе термореактивных. Ы«1796646 А1 (57) Использование: окраска изделий, эксплуатируемых в атмосферных условиях.

Сущность изобретения: порошковая композиция для покрытий содержит. мас.ч,: насыщенную тидроксилкарбоксилсодержащую полиэфирную смолу 100; диангидрид пиромеллитовой кислоты или тримеллитовый ангидрид 2,3-7.0; ускорител ь 3,0-7,0; полиэтиленовый воск ПВ-200 (с мол,м. 2000)

5,0-10,0; окисленный полиэтиленовый воск

ПВО-30 (с мол.м, 1000) 0,1-0,5; тальк 1,10,0; феррохромовый шлак 0,5-2,0; поливинилбутиловый эфир 0,2-|,0. Компонент;, смешивают в шаровой мельнице, смесь сплавляют в экструдере, охлаждают и измельчают. 2 табл. пленкообразователей — эпоксидных, эпоксиполиэфирных, полиэфирных, Из них наилучшей атмосферостойкостью обладают покрытия на основе порошковых полиэфирных композиций.

При эксплуатации в атмосферных условиях покрытия должны иметь не только высокие защитные свойства, но и отличаться устойчивостью к загрязнению атмосферной пылью и грязью; Способность лакокрасочных покрытий к грязеудержанию зависит н только от состояния (шероховатости) поверхности покрытия, но и от химического состава материала; При воздействии климатических факторов в результате разрушения пленки возможно выделение на поверхности покрытия низкомолекулярных продук- тов деструкции, что создает условия, особенно на поверхности неглянцевых по1796646 крытий, необратимо удерживать пыль и грязь.

Известна порошковая композиция на основе насыщенной гидроксилсодержащей полиэфирной смолы и отвердителя, в качестве которого используют диангидрид пиромеллитовой кислоты; тримеллитовый ангидрид.

Покрытия на основе этой композиции характерйз1уются удовлетворительными защитными свойствами, однако значения адгезии сравнительно небольшие; кроме того, . они не являются матовыми; коэффициент. .отражения 50-550/,.

Известна термоотверждаемая композиция, включающая насыщенную гидрокСилсодержащую полиэфирную смолу, ускоритель, отвердитель, ацетилацетонат аммония, волокнистый тальк, обработанный полиэфирной смолой, агент розлива.

Покрытия на основе этой композиции формируют при температуре 160-220 С за 5-40 мин с коэффициентом отражения 5-35%.

Существенными недостатками композиции являются сравйительно невысокие значения адгезионной прочности покрытий, Рельефность поверхности таких матовых . покрытий способствует повышению показателя грязеудержания покрытий при их-эксплуатации в атмосферных условиях. При хранении сыпучесть композиции ухудшается, она комкуется и плохо наносится на изделйя при электростатическом методе нанесения, Кроме того, композиция нетехнологична, так как требуются достаточно сложные.и длительные процессы приготовления отвердителя и наполнителя, Отвердителем служит продукт взаимодействия при

230 Св токе азота тримеллитового ангидрида с этиленгликолем, Наполнитель (волокнистый тальк) предварительно добавляют в расплавленную при 200 С полиэфирную

-смолу, перемешивают и сушат при 120 С в течение 24 ч.

По технической сущности и достигаемому результату наиболее близкой к предлагаемой является: порошковая композиция для покрытий, включающая гидроксилкарбоксил, содержащий полиэфир с. кислотным числом

50-60 мг КСН/г, гидроксильным числом 120150 мг KOH/r, мол.м. 2500-3500 и температурой размягчения 80-95 С, ускоритель — окись цинка„отвердитель — ЯпС14 . 5Н О, пигменты и наполнители — двуокись титана, сажу, микробарит, аэросил, винил.

Покрытия, получаемые на основе этой композиции, имеют высокие показатели по прочности к удару и изгибу, но неудовлетворительны по таким показателям, как адгезия, показатель грязеудержания и степень

2,3-7,0 меления после исйытания их в аппарате искусственной погоды. При хранении композиции ухудшается ее сыпучесть, она комкуется и плохо наносится на изделия, 5 Кроме того, на основе известной композиции невозможно получать матовые llOKpbl- тия.

Целью изобретения является повышение адгезии, атмосферостойкости покрытий,снижение их грязеудержания и . повышение сыпучести композиции.

Поставленная цель достигается тем, что порошковая композиция для покрытий, включающая гидроксилкарбоксилсодержащую полиэфирную смолу, отвердитель,ускоритель, пигменты и наполнители, в качестве отвердителя содержит диангидрид пиромеллитовой кислоты или TpMMGAllMToBblA ангидрид и дополнительно полиэтиленовый

20 .воск ПВ-200 с мол. м. 2000,. окисленный.полиэтиленовый воск ПВО-300 с мол, м 1000, феррохромовый шлак, поливинилбутиловый эфир и тальк при следуещем соотношении компонентов, мас, ч.;

Насыщенная гидроксилкарбоксилсодержащая полиэфирная смола 100

Диангидрид пиромеллитовой кислоты или тримеллитовый ангидрид

Полиэтиленовый воск

ПВ-200 с мол, м, 2000 5,0-10,0

Окисленный полиэтиленовый воск

35 . ПВ-300 с мол. м. 1000 0,1-0,5

Тальк 1,0-10,0

Феррохромовый шлак 0,5-2,0

Пигменты и наполнители 3,0-10,0

Поливинилбутиловый эфир 0,2-1,0 . В качестве насыщенной полиэфирной смолы используют гидроксилкарбоксил, содержащий полиэфир марки 4-35п-89 к (ТУ 402-158-87); имеющий кислотное число 40-80 мг КОН/г или гидроксильное число 130-170

45 мг КОН/г, температуру размягчения 9095 С, мол.м. 2000-4000.

В качестве.отвердителя используют диангидрид пиромеллитовой кислоты (ТУ

3810227-80), тримеллитовый ангидрид (ТУ .

14П-994-69), В качестве ускорителей отверждения йспользуют оксид цинка (ГОСТ

10262-73), карбонат цинка, основной карбонат цинка (МРТУ 6-09-6619-70). Регулятором розлива порошковой композиции является поливинилбутиловый эфир (Фармакопея

СССР, сборник l0, статья 732).

В качестве пигментов можно использовать диоксидтитана марки PO-2 (ГОСТ 980884). черный железоокисный пигмент (СТП

6-10-100-80), углерод технический (сажа К1796646

354, ГОСТ 7885-86). оксид хрома (ГОСТ

2912-73), Феррохромовый шлак представляет собой отходы производства Челябинского электрометаллургического комбината со. става, мас. (»: СаО 45,9-53,6; Сг20з 0,7-6,7, SiOz 24,7-26.7; FeO 13,0-24,7. Насыпная плотность 1040 кг/м; плотность 2740 кг/м .

Наполнители;микробарит(ТУ 6-10-94376), тальк (ГОСТ 19729-74).

В композициях применяют полиэтиленовый воск марки ПВ-200 и окисленный полиэтиленовый воск марки ПВО-30 (ТУ

6-05-1516-77). Характеристика ПЭ-восков:

ПВ-200: мол,м. - 2000, вязкость расплава при 140 С 180-300 сП, степень пенетрации 5 мм, удельное сопротивление при

110 С 10 10 Ом . см.

ПВО-30;мол.м. 1000, вязкость расплава при 140 С 25-46 сП, степень пенетрации 30 мм, кислотное число 25-30 мг

КОН/r.

Степень пенетрации — глубина проникновения иглы, замеренная на пенетрометре в течение 5 с под нагрузкой 100 г при 25 С.

Порошковую композицию изготавливают обычным способом. Предварительно компоненты смешивают в шаровой мельнице. Полученную смесь сплавляют в двухшнековом экструдере при 120 С и после охлаждения измельчают до размера частиц порядка 100 мкм, Композиция стабильна при хранении при температуре 25 С в течение 6 месяцев. Стойкость покрытий к атмосферной пыли и грязи определена по известному методу (Карякина M,È. Испытания лакокрасочных материалов и покрытий.

M,: Химия, 1988, с.216-217), Устойчивость покрытия к атмосферной пыли и грязи оценивается по показателю грязеудержания Г(%), рассчитываемому по формуле

Формула изобретения

Порошковая композиция для покрытий, включающая насыщенную гидроксилкарбоксилсодержащую полиэфирную смолу, отвердитель, ускоритель, пигменты и наполнители, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения адгезии и атмосферостойкости покрытий, снижения их грязеудержания и повышения сыпучести композиции, в качестве отвердителя она содержит диангидрид пиромеллитовой кислоты или тримеллитовый ангидрид и дополнительно полиэтиленовый воск ПВ-200 с мол,м. 2000, Г= 100, r1 где г1 — коэффициент яркости исходного покрытия до загрязнения;

5 г — коэффициент яркости покрытия по окончании испытания после очистки поверхности.

Чем выше Г, тем в большей степени покрытие способно удерживать атмосфер10 ную пыль и грязь.

Изобретение иллюстрируется примерами композиций, составы и свойства которых приведены в табл.1,2.

Пример 1. 100 мас,ч. полиэфирной

15 смолы марки 4-35п-89 к смешивают в течение 10 ч в лабораторной шаровой мельнице с 2,3 мас.ч. диангидрида пиромеллитовой кислоты, 3 мас.ч. оксида цинка, 5 мас.ч, полиэтиленового воска ПВ-200, 0,1 мас.ч, 20 окисленного полиэтиленового воска ПВО30, 5,5 мас.ч, талька, 0,5 мас.ч. феррохромового шлака,0,2 мас.ч. поливинилбутилового эфира, 3 мас,ч. черного железоокисного пигмента, Полученную смесь сплавляют в двух25 шнековом экструдере при 120 С, охлаждают и измельчают до частиц размером 100 мкм, Аналогично примеру 1 готовят композиции 2-32.

30 Нанесение порошковой композиции на изделия осуществляется любым из известных методов:в псевдоожиженном слое, электро- и трибостатическим напылением.

Из данных таблиц видно, что использо35 вание смеси полиэтиленового воска ПВ-200 с окисленным полиэтиленовым воском

ПВО-30, тальком и феррохромовым шлаком обеспечивает получение покрытий с коэффициентом отражения 5-30%, позволяет по40 высить адгезию в 1,5-2 раза, а также снизить показатель грязеудержания в 2-4 раза и улучшить сыпучесть композиции. окисленный полиэтиленовый воск П ВО-30 с мол.м. 1000, феррохромовый шлак. поливинилбутиловый эфир, тальк, при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Насыщенная гидроксилкарбоксилсодержащая полиэфирная смола 100

Диангидрид пиромеллитовой кислоты или тримеллитовый ангидрид 2,3-7,0

Ускоритель 3,0-7,0

Полиэтиленовый воск

П В-200 с мол.м. 2000 5,0-10,0

1796646

0,5-2,0

3,0-10,0

0,2-1,0

Окисленный полиэтиленовый воск

ПВО-30 с мол.. 1000

Тальк

0,1-0 5

1,0-10;0

Таблица 1

Компонент

100

100

100

100

100

2,3

4,65

2,3

7,0

7;О

4,65

3,0

5,0

5,0

5,0

5,0

7,5

0,3

5,5

1,25

0.5

1,0

2;0

0,1

0,5

0,1

5,5

0,5

0,3

5,5

1,25

1,0

1,0

0,2 .

0,6

0,6

3,5

0,7

5,0

2,0

3,0

2,0

8,0

5,8

6.5

Таблица 2

Физико-механические и защитные свойства покрытий

Показатель

Известная композицияя

160-180

20-40

220

500

53-57

770

29-3О

1. Полиэфирная смола

2. Диангидрид пиромеллитовой кислоты

3. Тримеллитовый ангидрид

4. Оксид цинка

5. Карбонат цинка

6. Основной карбонат цинка

7, Полиэтиленовый воск

П — 200

8. Окисленный полиэтиленовый воск ПВС вЂ” 30

9. Тальк

10. Феррохромовый шлак

11. Поливинилбутиловый эфир

12. Черный железоокисный пигмент

13. Технический углерод (сажа)

14. Диоксид титана P0 — 2

15. Оксид хрома

16. Мик оба ит, Режим отверждения:

Температура, С

Время; мин

Прочность покрытий на изгиб, мм, ГОСТ

6806-73

Прочность покрытий на удар, Н . м, ГОСТ

7465-73

Адгезия методом отслаивания к алюминиевой фольге, Н/м, ГОСТ 18299 — 72

Блеск, по ФБ-2

Показатель грязеуде жания, Феррохромовый шлак

Пигменты и наполнители

Поливинилбутиловый эфир

Рецептуры полиэфирных композиций

Со е жание в компози иях по изоб етению, мас. ч

Компози ия по изоб етению

1796646

Продолжение табл, 2

Составитель 3.Комова

Техред М.Моргентал Корректор H.Ñëoáoäÿíèê

Редактор Г.Бельская

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

Заказ 630 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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