Шпатлевка

 

Изобретение относится к лакокрасочным материалам, а именно к составам шпатлевок, и может быть использовано для выравнивания металлических, деревянных, пластиковых и других поверхностей, а также для склеивания изделий из указанных материалов. Задачей изобретения является расширение ассортимента шпатлевочных составов с сохранением их свойств, удешевление шпатлевки за счет утилизации отходов горноперерабатывающей промышленности. Шпатлевка содержит в качестве полиэфирного связующего стиролсодержащую ненасыщенную полиэфирную смолу 57 - 60 мас.%, в качестве отверждающей системы - пероксид метилэтилкетона 0,8 - 2,6 мас.%, в сочетании с ускорителем нафтенатом кобальта 0,8 - 3,2 мас.%, в качестве пластификатора - дибутилфталат 2,8 - 3,4 мас. %, в качестве наполнителя - базальтовую пыль с размером частиц менее 0,063 мм 27 - 35 мас.%, с добавлением аэросила 3,0 - 6,0 мас.%. Разработанная полимерная композиция по техническим характеристикам не уступает используемым в промышленности и быту шпатлевкам. Наряду с расширением ассортимента шпатлевочных составов имеет место удешевление шпатлевки за счет утилизации базальтовой пыли. 1 табл.

Изобретение относится к лакокрасочным материалам, а именно к составам шпатлевок, и может быть использовано для выравнивания металлических, деревянных, пластиковых и других поверхностей, а также для склеивания изделий из указанных материалов.

Основным назначением шпатлевки является заполнение неровностей и исправление дефектов окрашиваемой поверхности в системах покрытий, эксплуатируемых в атмосферных условиях и внутри помещений. Они представляют собой густые вязкие массы, состоящие из смеси пигментов и наполнителей в связующем веществе. В качестве связующего вещества используются лаки, например алкидостирольный, пентафталевый, смолы, например поливинилхлоридная хлорированная, полиэфирная и другие (см. ГОСТ 10277-90). В качестве наполнителей чаще всего используются неорганические вещества, такие как белая сажа, гидроокись алюминия, мел, двуокись титана, окись цинка, тальк, каолин и другие (см. авт.св. N 1634689, пат. ГДР N 278345, заявка ФРГ N 3901924). Некоторые из этих веществ используются также в качестве наполнителей в строительных материалах, например базальтовый гравий с размером частиц 0,05 - 4 мм, используются в нерасслаивающемся бетоне (см. пат. ГДР N 278472).

Наиболее близким к заявляемому составу шпатлевки, взятым за прототип, является состав по авт.св. N 1609802, который включает в себя полиэфирное связующее, ускоритель диметиланилин, в качестве отвердителя смесь перекиси бензоила, дибутилфталата и типографской краски при соотношении, мас. ч. соответственно 49:50:1, в качестве наполнителя перлит или пемзу и тальк при следующем соотношении компонентов, мас.ч.

Полиэфирное связующее 100 Указанный ускоритель 0,2 0,5 Указанный отвердитель 2,5 6,0 Пигмент 20 40 Наполнитель 100 150 Недостатком данного состава является высокая стоимость наполнителя, связанная с недостаточной распространенностью природных запасов компонентов наполнителя и необходимостью их переработки перед использованием в составе шпатлевки, что в конечном итоге ведет к удорожанию всего состава.

Задачей настоящего изобретения является расширение ассортимента шпатлевочных составов с сохранением их свойств, удешевление шпатлевки за счет утилизации отходов горноперерабатывающей промышленности.

Поставленная задача решается предложенным составом шпатлевки, который включает в себя в качестве полиэфирного связующего стиролсодержащую ненасыщенную полиэфирную смолу, например ПН-1, ПН-12, в качестве отверждающей системы пероксид метилэтилкетона в сочетании с ускорителем нафтенатом кобальта, в качестве пластификатора дибутилфталат, в качестве наполнителя базальтовую пыль с размером частиц менее 0,063 мм и аэросил при следующем соотношении компонентов, мас.

Стиролсодержащая ненасыщенная полиэфирная смола 57 60 Пероксид метилэтилкетона 0,8 2,6 Нафтенат кобальта 0,8 3,2 Дибутилфталат 2,8 3,4 Аэросил 3,0 6,0
Базальтовая пыль 27 35
Ограничение максимального размера частиц базальтовой пыли (0,063 мм) в составе шпатлевки объясняется тем, что введение более крупной фракции приводит к неоднородности шпатлевочной массы, что влечет за собой ухудшение потребительских свойств, а именно неоднородность шпатлевочного покрытия, появление на нем царапин, пузырей и уменьшение клеящей способности шпатлевки. Введение в состав наполнителя указанного количества аэросила существенно увеличивает клеящую способность.

Сопоставительный анализ заявляемого состава шпатлевки с составом прототипа показал, что он имеет с ним ряд сходных компонентов: полиэфирное связующее, дибутилфталат, минеральный наполнитель, но отличается от него тем, что в качестве полиэфирного связующего она содержит стиролсодержащую ненасыщенную полиэфирную смолу, в качестве отверждающей системы пероксид метилэтилкетона в сочетании с ускорителем нафтенатом кобальта, а именно раствором кобальтовых солей нафтеновых кислот в стироле или толуоле, в качестве наполнителя вместо перлита, пемзы, талька взята базальтовая пыль с размером частиц менее 0,063 мм и аэросил, а также тем, что предлагаемая рецептура имеет другой количественный состав, т.е. данное решение обладает новизной.

Анализ уровня техники показал, что в технике известны входящие в состав шпатлевки компоненты и применяются для указанных целей при производстве лакокрасочных и строительных материалов, за исключением базальтовой пыли. Известно также применение базальтового гравия с размером частиц 0,05 4 мм в качестве наполнителя для приготовления бетона.

Однако рассев базальтовой пыли на стандартном наборе сит показал, что можно выделить три основные фракции с размером частиц:
крупная (более 0,16 мм) 27 38%
средняя (от 0,063 мм до 0,16 мм) 18 34%
мелкая (менее 0,063 мм) 40 50%
т. е. около половины базальтовой пыли использовать для приготовления бетона невозможно. Учитывая то, что утилизация отходов горноперерабатывающей промышленности представляет серьезную проблему в некоторых регионах (например, Кемеровская область, Алтайский край), можно сказать, что использование базальтовой пыли в качестве наполнителя в составе шпатлевки является одним из вариантов решения этой проблемы.

Несмотря на то, что промышленностью выпускается много различных по составу шпатлевок, предлагаемый состав расширит ассортимент выпускаемой продукции с сохранением всех свойств, которым должны отвечать шпатлевки, одновременно удешевит ее, а также позволит частично решить проблему утилизации отходов горноперерабатывающей промышленности. Таким образом, данное решение явно не вытекает из существующего уровня техники и не было очевидным для специалистов, что дает возможность считать данное решение обладающим изобретательским уровнем.

Производство заявляемого состава шпатлевки не вызовет затруднений. Используемые в нем компоненты являются доступными. Все они изготавливаются в промышленности, компонент, используемый в качестве наполнителя, является отходом горноперерабатывающей промышленности и имеется в больших количествах, например в Кемеровской области, Алтайском крае. Таким образом, предложение имеет и третий признак изобретения промышленную применимость.

Пример конкретного выполнения.

Технологический процесс изготовления шпатлевки состоит из двух стадий - смещения основы и приготовления отвердителя.

Смешение основы производится в смесителях периодического действия для пастообразных материалов с Z-образными лопастями и разгрузочным шнеком при комнатной температуре по следующему режиму:
загрузка смолы и ускорителя, перемешивание в течение 10 мин;
загрузка аэросила, перемешивание в течение 15 мин;
загрузка базальтовой пыли в два приема с перемешиванием каждой порции в течение 15 мин;
дополнительное перемешивание в течение 30 мин до получения однородной массы.

Отдельно готовится отвердитель смешением в течение 15 мин дибутилфталата и пероксида метилэтилкетона.

Разработанная полимерная композиция по техническим характеристикам не уступает используемым в промышленности и быту шпатлевкам и может использоваться, кроме шпатлевания, для склеивания металлов, древесины, керамики, декоративнооблицовочных и других материалов.

Для экспериментальной проверки заявляемого состава шпатлевки были приготовлены пять рецептур (см. таблицу).

Способность наноситься определялась визуально. Жизнеспособность оценивалась временем от начала смешения основы шпатлевки с отвердителем до момента, когда шпатлевка перестанет равномерно наноситься шпателем, сворачиваясь под ним.

Время высыхания определялось с момента потери шпатлевкой способности наноситься до получения поверхности, шлифующейся без засаливания шкурки.

Оценка прочности адгезионного соединения шпатлевки с поверхностью проводилась по Методике АПО.045.5050, разработанной в НПО "Алтай". Сущность метода заключается в измерении максимальной нагрузки, при которой происходит отрыв металлических поверхностей, выполненных в виде грибков и соединенных между собой рекомендуемой шпатлевкой.

Изменение количества пыли за счет общего содержания связующего (состав 1) изменяет технологические характеристики. Шпатлевочная масса становится способной течь и не может быть использована для выравнивания вертикальных поверхностей. Увеличение содержания пыли более 35 мас. (состав II) делает массу жесткой с завышенным содержанием абразива, которую нанести на поверхность тонким слоем равномерно невозможно. Снижение содержания отвердителя ниже рекомендуемого (состав III) приводит к значительному замедлению процесса отверждения даже при повышенной температуре, что снижает потребительские качества.

Увеличение содержания отвердителя выше рекомендуемого (состав IV) повышает когезионную прочность сцепления, снижая адгезионное сцепление шпатлевки с выравниваемой поверхностью.

Увеличение содержания ускорителя до 3,6 мас. (состав V) резко снижает время, в течение которого шпатлевочная масса сохраняет способность наноситься ровным, тонким слоем.

Формула изобретения

Шпатлевка, включающая полиэфирное связующее, отверждающую систему, наполнитель и дибутилфталат, отличающаяся тем, что в качестве полиэфирного связующего она содержит стиролсодержащую ненасыщенную полиэфирную смолу, в качестве отверждающей системы пероксид метилэтилкетона в сочетании с ускорителем нафтенатом кобальта, в качестве наполнителя базальтовую пыль с размером частиц менее 0,063 мм и аэросил при следующем соотношении компонентов, мас.

Стиролсодержащая ненасыщенная полиэфирная смола 57 60
Пероксид метилэтилкетона 0,8 2,6
Нафтенат кобальта 0,8 3,2
Дибутилфталат 2,8 3,4
Аэросил 3,0 6,0
Базальтовая пыль 27 35а

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3