Атмосферостойкая эмаль

 

Изобретение относится к лакокрасочной промышленности. Предлагаемая эмаль предназначается для применения в промышленности, строительстве и в быту для защитной декоративной окраски загрунтованных поверхностей металлических изделий и конструкций, деревянных, бетонных и железобетонных конструкций, эксплуатируемых в атмосферных условиях при температуре от -40 до 60^oC, в том числе в районах с повышенным содержанием агрессивных газов химических и других производств. Описывается атмосферостойкая эмаль, включающая перхлорвиниловую смолу ПСХ-ЛС, пластификатор, пигменты, наполнители, диспергатор и органические растворители, отличающаяся тем, что содержит в качестве дополнительного пленкообразующего вещества сополимер бутилметакрилата, металметикрилата и метакриловой кислоты БМС-86 при следующем соотношении компонентов, мас.%: перхлорвиниловая смола ПСХ-ЛС 9,0-11,0; сополимер бутилметакрилата, метилметакрилата и метакриловой кислоты БМС-86 4,5-6,5; пластификатор 3,0-5,2; диспергатор 0,1-0,2; пигменты-наполнители 8,0-19,0; органические растворители - остальное. Технический результат заключается в создании новой перхлорвиниловой эмали с улучшенными эксплуатационными характеристиками, в частности, по стабильности при хранении, повышенной адгезии, твердости, светостойкости, теплостойкости покрытия. Сопутствующий эффект - улучшение декоративных свойств покрытий: их повышенный блеск, меньшее грязеудержание, более гладкие, с уменьшенным запахом. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 табл.

Изобретение относится к лакокрасочной промышленности, в частности к получению атмосферостойких лакокрасочных материалов для создания защитных и декоративных покрытий по металлу, железобетону, дереву.

Известна композиция для атмосферостойкого покрытия на основе перхлорвиниловой и глифталевой смол, пластификаторов, пигментов и растворителей (эмаль ХВ-16) [М.Л.Лившиц, Б.И.Пшиялковский. Лакокрасочные материалы. Справочное пособие. М., "Химия", с. 199].

Однако эта эмаль при хранении при температуре ниже 0^oC склонна к желатинизации с ухудшением физико-химических и потребительских свойств (тенденция к расслоению, образованию осадка), декоративных и защитных свойств покрытия.

Наиболее близкой к описываемому изобретению по технической сущности и достигаемым результатам является эмаль, включающая перхлорвиниловую ПСХ-ЛС и алкидную смолу, пластификатор, диспергатор, пигменты, наполнители и органические растворители [Эмаль ХВ-15 по ТУ 07506004-88-96].

Недостатками известной эмали являются низкая стабильность при хранении, относительно низкие адгезия и твердость, светостойкость, теплостойкость покрытия.

Цель изобретения - повышение стабильности эмали при хранении, твердости, свето-, теплостойкости покрытия.

Указанная цель достигается тем, что в атмосферостойкую эмаль, включающую перхлорвиниловую смолу ПСХ-ЛС, пластификатор, пигменты, диспергатор, наполнители и органические растворители, вводится в качестве дополнительного пленкообразующего вещества сополимер бутилметакрилата, метилметакрилата и метакриловой кислоты БМС-86 при следующем соотношении компонентов, мас.%: Перхлорвиниловая смола ПСХ-ЛС - 9,0 - 11,0 Сополимер бутилметакрилата, метилметакрилата и метакриловой кислоты БМС-86 - 4,5 - 6,5 Пластификатор - 3,0 - 5,2 Диспергатор - 0,1 - 0,2 Пигменты-наполнители - 8,0 - 19,0 Органические растворители - Остальное В качестве пластификаторов применяются трикрезилфосфат, трихлорэтилфосфат, дибутилфталат, диоктилфталат, хлорпарафин и др. В качестве пигментов используются свето-, атмосферостойкие органические и неорганические пигменты, обладающие одновременно функцией термо- и светостабилизаторов и акцепторов хлористого водорода, образующегося при длительной эксплуатации покрытий.

В качестве наполнителей применяются мел, бентонит, каолин, кальцит, тальк, термосульфат кальция, глинозем, барит, аэросил и др.

В качестве растворителя обычно используется стандартная смесь P-4, состоящая из 26% ацетона, 12% бутилацетата и 62% толуола. В данной смеси толуол может заменяться полностью или частично на ксилол. Может использоваться и смесь P-5, состоящая из 15% ацетона, 35% ксилола и 50% сольвента.

В качестве диспергатора применяется олеат меди.

Получение эмали включает приготовление лаковой основы, подготовку пигментной пасты, составление эмали, ее типизацию (регулирование вязкости добавлением растворителей или компонентов нелетучей части, подколеровка цвета эмали однопигментными пастами), ее очистку и расфасовку в тару.

Растворение перхлорвиниловой смолы ПСХ-ЛС проводится в вертикальном цилиндрическом аппарате со сферическим дном и крышкой, снабженном рубашкой для обогрева паром, якорной или рамной мешалкой, обратным вертикальным конденсатором, вводом инертного газа, термометром, люком для загрузки и чистки, трубопроводами для подачи жидкого сырья и слива готового раствора. Раствор фильтруется.

В случае изготовления эмали с применением бисерной мельницы в диссольвер с быстроходной дискозубчатой мешалкой загружаются растворители через объемные счетчики, затем раствор сополимера бутилметакрилата, метилметакрилата и метакриловой кислоты БМС-86, пластификаторы через весовые мерники, а также пигмент(ы)-наполнители. После преддиспергирования пигментной суспензии (например до степени перетира 80 - 100 мкм по прибору "Клин", контроля по вязкости и содержанию нелетучих веществ) дежа диссольвера подключается к бисерной мельнице, проводится диспергирование пигментной суспензии при циркуляции через дежу и размольную камеру бисерной мельницы до требуемой степени перетира. Полученная пигментная паста подается через весовой мерник в смеситель с раствором перхлорвиниловой смолы ПСХ-ЛС для составления эмали, ее типизации. Готовая эмаль очищается (фильтруется) и сливается в тару.

Эмаль используется для окраски изделий и конструкций из металла и дерева, а также сооружений из бетона (дорожные и строительные механизмы, сельскохозяйственные машины, нефте-, газопроводы, железнодорожные вагоны, цистерны, станки, мосты, фермы и др.). Наносится пневматическим, безвоздушным или электростатическим распылением, валиком или кистью. При окраске металлических поверхностей эмаль наносится по глифталевым, пентафталевым, алкиднофенольным, акриловым, поливинилбутиральным или перхлорвиниловым грунтовкам.

Рецептуры составов эмалей на примерах шести цветов по изобретению и свойства эмали и покрытий приведены в табл. 1, 2.

Определение свойств эмали и покрытий проводится по стандартным методикам: определение условной вязкости эмали по ГОСТ 8420, определение количества растворителя и сухого остатка по ГОСТ 6989, определение скорости высыхания эмали по ГОСТ 19007, эластичность пленки при изгибе по ГОСТ 6806, твердость покрытия по ГОСТ 5233, прочности пленок при ударе по ГОСТ 4765, адгезии покрытия по ГОСТ 15140-78, условной светостойкости покрытия по ГОСТ 21903, стойкости пленки к статическому воздействию воды по ГОСТ 9.403.

Стабильность эмали при хранении определяли по количеству осветлившейся жидкой фазы в процентах от высоты слоя эмали за 30 суток и 12 месяцев [О.В. Орлова и др. Технология лаков и красок. М. "Химия", 1980, с. 296].

Атмосфероустойчивость покрытий исследуемой эмали определяли ускоренными испытаниями по методу 2 ГОСТ 9.401-91, а также в естественных условиях через 24 месяца.

Подготовку образцов эмалей и покрытий к испытаниям проводили по ГОСТ 8832, разд. 3.

Полученные результаты испытаний композиций предлагаемой эмали и покрытий свидетельствуют о достижении цели изобретения (табл. 1, табл. 2): - эмаль практически не расслаивается, стабильна при хранении в течении 12 месяцев; - твердость покрытия из предлагаемой эмали выше в среднем на 40-45%;
- адгезия покрытия постоянно соответствует высшему баллу;
- светостойкость покрытий различных цветов выше, чем у покрытий из эмали-прототипа на 50%;
- теплостойкость покрытия, оцениваемая по потере массы пленки в процессе нагревания при температуре 150^oC, из предлагаемой эмали (фиг. 1, кривая 1) в 2 раза выше, чем у покрытия из эмали-прототипа (кривая 2).

Образцы эмали выдерживали 15 циклов ускоренных испытаний атмосферостойкости (умеренный климат). На образцах практически отсутствуют динамика изменений внешнего вида, трещины, пузыри, отслаивание. Оценка защитных свойств покрытия - 1 балл (по ГОСТ 9.407-84, п.2.3.6), в естественных условиях через 24 месяца также высший бал - 1.

Содержание сополимера бутилметакрилата, метилметакрилата и метакриловой кислоты БМС-86, равное 4,5 - 6,5 мас.% в предлагаемой композиции, является оптимальным для стабильного получения всего комплекса малярно-технических свойств эмали, защитных и декоративных характеристик из нее. Покрытия имеют улучшенные декоративные свойства: несколько повышенный блеск (7 - 10% по блескомеру ФБ-2), в отличие от штатных перхлорвиниловых эмалей, меньшее грязеудержание, а также уменьшенный запах.

Предприятием-заявителем подготовлено промышленное производство предлагаемой эмали, разработана техническая документация.

Формула изобретения

1. Атмосферостойкая эмаль, включающая перхлорвиниловую смолу ПСХ-ЛС, пластификатор, пигменты, наполнители, диспергатор и органические растворители, отличающаяся тем, что содержит в качестве дополнительного пленкообразующего вещества сополимер бутилметакрилата, метилметакрилата и метакриловой кислоты БМС-86 при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Перхлорвиниловая смола ПСХ-ЛС - 9,0 - 11,0
Сополимер бутилметакрилата, метилметакрилата и метакриловой кислоты БМС-86 - 4,5 - 6,5
Пластификатор - 3,0 - 5,2
Диспергатор - 0,1 - 0,2
Пигменты-наполнители - 8,0 - 19,0
Органические растворители - Остальное
2. Эмаль по п.1, отличающаяся тем, что массовое соотношение сополимера бутилметакрилата, метилметакрилата и метакриловой кислоты БМС-86 к перхлорвиниловой смоле ПСХ-ЛС составляет 1:1,6 - 1:2,3.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3