Композиция для защитно-декоративного покрытия и способ ее получения

 

Изобретение относится к лакокрасочным материалам на основе стиролсодержащего пленкообразующего и может быть использовано при нанесении защитно-декоративных покрытий на металлические, бетонные, деревянные и иные наружные поверхности. Композиция содержит в качестве стиролсодержащего пленкообразующего и красящего компонента концентрат пигментов полистирольный, в качестве пластификатора - эфиры фталевой кислоты, в качестве органического растворителя - смесь циклогексанона с растворителем, выбранным из группы, включающей ксилол, толуол, этилацетат, при массовом соотношении 2,5 - 4,5 : 1. Композицию получают смешиванием компонентов в одну стадию в реакторе-растворителе с мешалкой, причем вначале смешивают органический растворитель с пленкообразующим и красящим компонентом при нагревании, после чего в полученную смесь вводят пластификатор и перемешивание продолжают до полной однородности состава. Технический результат - покрытие обладает высокими эксплуатационными характеристиками в атмосферных условиях умеренного климата, композиция стабильна при хранении, способ прост, одностадиен, отличается низкой энергоемкостью. 2 с. и 4 з.п. ф-лы, 2 табл.

Предлагаемое изобретение относится к области лакокрасочных материалов, в частности, к лакокрасочным материалам на основе стиролсодержащего пленкообразующего, и может быть использовано при нанесении защитно-декоративных покрытий на металлические, бетонные, деревянные и другие наружные поверхности зданий, сооружений, эстакад, трубопроводов и арматуры технологического оборудования, а также для защиты железнодорожного подвижного состава.

Известна композиция для защитно-декоративного покрытия на основе стиролсодержащего пленкообразующего [з-ка РФ N 96108196/04, МПК⁶ C 09 D 125/06, 1996] . Она содержит органический растворитель - смесь этилацетата с толуолом, пластификатор - эфиры фталевой кислоты, наполнитель, пленкообразующее - смесь отходов производства эмульсионного полистирола (ПС), содержащих воду, эмульгатор, и 44,6 - 97,0% ПС, с низкомолекулярным эпоксидным олигомером и дополнительно - отвердитель эпоксидного компонента - смесь полиамина, выбранного из группы полиэтиленполиаминов, с продуктом гидролитической поликонденсации γ -аминопропилтриэтоксисилана в циклогексаноне. Недостатком композиции является ее усложненный, относящийся к так называемым двухупаковочным, состав, и, следовательно, усложненная технология нанесения покрытия.

Ближайшей по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому изобретению является композиция для защитно-декоративного покрытия металлических, бетонных и пластмассовых поверхностей по авт. св. СССР N 1684298, МПК⁵ C 09 D 125/06, 1988. В соответствии с авт.св. СССР N 1684298, композиция включает стиролосодержащее пленкообразующее, пластификатор, пигмент, наполнитель и органический растворитель. В качестве пленкообразующего она содержит пенополистирол (ППС), ударопрочный полистирол (УПС, УПМ), акрилонитрилбутадиенстирольный сополимер (АБС) или бутадиенстирольный сополимер - один или в смеси с ППС, в качестве пластификатора - смесь этилбензолстирольной смолы с продуктом конденсации тионафтеновой примеси технического нафталина с формальдегидом; пигмент в композиции - органический или неорганический, наполнитель - мел, тальк, аэросил.

Композицию в соответствии с авт.св. СССР N 1684298, получают путем последовательных операций: растворение пленкообразующего в органическом растворителе в реакторе - дисольвере; фильтрация полученного раствора и возвращение его в дисольвер, загрузка в дисольвер остальных компонентов - пластификатора, пигментов и наполнителя и перемешивание смеси до достижения однородности; подача дисперсии насосом - дозатором в бисерную мельницу и диспергирование композиции в ней до необходимой степени перетира пигмента; слив дисперсии в накопительную емкость.

Композиция по авт.св. СССР N 1684298 обеспечивает высокие эксплуатационные качества покрытий по отношению к атмосферным воздействиям в условиях умеренного климата. Недостатком способа получения композиции являются высокие энергозатраты при ее изготовлении, т.к. стадия диспергирования в бисерной мельнице (перетир) является особенно высокоэнергоемким процессом.

Технической задачей настоящего изобретения является разработка такого состава композиции и таких технологических операций способа ее получения, которые бы обеспечили получение композиции для защитно-декоративного покрытия с высокими характеристиками покрытия в атмосферных условиях умеренного климата, позволили бы упростить и удешевить технологию получения такой композиции, а также утилизировать отходы полистирола различного происхождения (как процессов его производства, так и переработки) и отходы производства эфиров фталевой кислоты. Поставленная задача решается тем, что композиция для защитно-декоративного покрытия, включающая стиролсодержащее пленкообразующее, красящий компонент, пластификатор и органический растворитель, в качестве стиролсодержащего пленкообразующего и красящего компонента содержит концентрат пигментов полистирольный, в качестве пластификатора - эфиры фталевой кислоты, в качестве органического растворителя - смесь циклогексанона с растворителем, выбранным из группы, включающей ксилол, толуол, этилацетат, при массовом соотношении 2,5-4,5:1 при следующем соотношении компонентов, мас.%: Концентрат пигментов полистирольный - 25,0-35,0 Пластификатор - 5-15 Органический растворитель - Остальное В качестве концентрата пигментов полистирольного композиция содержит концентрат пигментов на основе отходов полистирола или концентрат пигментов на основе полистирола общего назначения, полистирола ударопрочного, полистирола вспенивающегося, тройных сополимеров стирола - метилметакрилатстиролакрилонитрильный сополимер (МСН).

Композиция содержит в качестве пластификатора диоктилфталат или диаллилфталат, или отходы производства диоктилфталата, диаллилфталата.

Поставленная задача решается также тем, что в способе получения композиции для защитно-декоративного покрытия путем смешения стиролсодержащего пленкообразующего, красящего компонента, пластификатора и органического растворителя, смешение проводят в одну стадию в реакторе-растворителе с мешалкой, причем, вначале смешивают органический растворитель с пленкообразующим и красящим компонентом и при этом в качестве стиролсодержащего пленкообразующего и красящего компонента используют концентрат пигментов полистирольный, после чего в полученную смесь вводят пластификатор и перемешивание продолжают до получения полностью однородного состава.

В концентрате пигментов полистирольном (КП-ПС) могут быть использованы неорганические и органические пигменты, их смеси, например, диоксид титана, оксид хрома, сажа ацетиленовая, оксид цинка, пигмент красный железоокисный, кроны желтый и красный, пигмент жирорастворимый зеленый антрахиноновый и др. в количестве от 10 до 45 мас.%.

Смешение компонентов проводят при температуре 30-80^oC.

Использование в заявляемой композиции концентрата пигментов полистирольного с содержанием пигмента, неорганического или органического, выше или ниже выбранного интервала приводит к некачественному покрытию.

В предлагаемую композицию могут быть внесены целевые добавки в известных соотношениях, например, светостабилизаторы, антиседиментационные добавки, ингибиторы коррозии; эти добавки вводятся в композицию сверх 100%, т.е. за вычетом необязательных компонентов соотношение обязательных остается в пределах заявляемого.

Предлагаемая композиция обладает высокими эксплутационными характеристиками покрытия в атмосферных условиях умеренного климата, обеспечивает широкий цветовой ассортимент покрытий, стабильна при хранении, дешева, т.к. позволяет утилизировать отходы ПС и фталатов, а также отличается простотой технологической схемы изготовления и низкой энергоемкостью процесса.

Заявляемый способ прост, одностадиен, не требует сложного оборудования, отличается низкой энергоемкостью.

Композицию наносят кистью, валиком или краскораспылителем. Время высыхания нанесенного покрытия - не более 4 ч.

В композиции использовали следующие материалы: - концентрат пигментов полистирольный КП-ПС по ТУ 2243-023-00203501-96, в котором в качестве полимерной основы используются либо ПС общего назначения, УПС, МСН; либо отходы производства ПС - некондиция, лепешки, отходы переработки ПС - некондиция формовки, литники, облой - в виде дробленки; пыль, россыпи гранул; пластификаторы, в т.ч. диоктилфталат и диаллилфталат по ГОСТ 8728-88 или отходы этих фталатов с содержанием основного продукта не менее 88% и представляющие собой некондиционный продукт этих фталатов; растворители, в т. ч.: циклогексанон по ГОСТ 24615-81, ксилол по ГОСТ 9949-76 E, этилацетат по ГОСТ 8981-78 E, толуол по ГОСТ 14710-78.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами. Состав композиций и свойства полученного из нее покрытия приведены в табл. 1, 2.

Испытания покрытия, полученного из заявляемой композиции, проводили по соответствующим тестированным методикам.

Пример 1.

В реактор емкостью 200 л. с мешалкой и водяной рубашкой загружают 48 кг циклогексанона, 12 кг толуола и 30 кг КП-ПС на основе отходов ПС с содержанием TiO₂ - 40 мас.%.

Перемешивание ведут при 50^oC в течение 4 ч до получения однородной смеси, после чего добавляют в полученную смесь 10 кг диоктилфталата и перемешивание продолжают еще в течение 1 ч до получения однородного состава.

Самотеком через фильтры грубой очистки композицию сливают в фасовочное устройство и затаривают.

Примеры NN 2-6, 7-12 (контрольные).

Опыты проводят как в примере 1, меняя состав композиции.

Как видно из приведенных в табл. 2 результатов, покрытия, полученные из предлагаемой композиции, обладают высокими эксплуатационными характеристиками, композиция дешева, а способ прост и эффективен.

Формула изобретения

1. Композиция для защитно-декоративного покрытия, включающая стиролсодержащее пленкообразующее, красящий компонент, пластификатор и органический растворитель, отличающаяся тем, что в качестве стиролсодержащего пленкообразующего и красящего компонента она содержит концентрат пигментов полистирольный, в качестве пластификатора - эфиры фталевой кислоты, в качестве органического растворителя - смесь циклогексанона с растворителем, выбранным из группы, включающей ксилол, толуол, этилацетат, при массовом соотношении 2,5 - 4,5:1 при следующем соотношении компонентов, мас.%: Концентрат пигментов полистирольный - 25-35 Пластификатор - 5-15 Органический растворитель - Остальное 2. Композиция для защитно-декоративного покрытия по п.1, отличающаяся тем, что в качестве концентрата пигментов полистирольного она содержит концентрат пигментов на основе отходов полистирола.

3. Композиция для защитно-декоративного покрытия по п.1, отличающаяся тем, что в качестве концентрата пигментов полистирольного она содержит концентрат пигментов на основе полистирола общего назначения, ударопрочного полистирола, полистирола вспенивающегося, тройных сополимеров стирола.

4. Композиция для защитно-декоративного покрытия по пп.1-3, отличающаяся тем, что в качестве пластификатора она содержит диоктилфталат или диаллилфталат.

5. Композиция для защитно-декоративного покрытия по пп.1-3, отличающаяся тем, что в качестве пластификатора она содержит отходы диоктилфталата или диаллилфталата.

6. Способ получения композиции для защитно-декоративного покрытия по п.1 путем смешения стиролсодержащего пленкообразующего, красящего компонента, пластификатора и органического растворителя, отличающийся тем, что смешение проводят в одну стадию при нагревании в реакторе-растворителе с мешалкой, причем вначале смешивают органический растворитель с пленкообразующим и красящим компонентом и при этом в качестве стиролсодержащего пленкообразующего и красящего компонента используют концентрат пигментов полистирольный, после чего в полученную смесь вводят пластификатор и перемешивание продолжают до полной однородности состава.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2