Краска для защитно-декоративного покрытия строительных конструкций

 

Изобретение относится к технологии строительных материалов, предназначенных для использования в качестве защитно-декоративного покрытия по металлу, бетону, древесине, древесным плитам, асбоцементу. Краска содержит фосфатное связующее, оболочковый пигмент, латекс и воду. В качестве фосфатного связующего она содержит продукт взаимодействия фосфорной кислоты, нефелинового концентрата и полиакриламида при их весовом соотношении 0,5: 1: 0,15, полученный постепенным добавлением к раствору фосфорной кислоты с концентрацией 11% Р₂О₅ при перемешивании нефелинового концентрата до достижения рН 3,5-4,0, выдерживанием смеси 0,5 ч, отделением невскрытых частиц нефелина и последующим добавлением полиакриламида и перемешиванием в течение 1 ч, в качестве оболочкового пигмента и наполнителя - композицию оболочкового строения, в которой роль носителя выполняет один из перечисленных продуктов: тонкодисперсный порошок слюды, фосфат алюминия в смеси с оксидом кремния, сульфат кальция, зола-унос тепловых станций, тонкодисперсные шламы флотации, содержащие алюмо-железо-кальцийсиликаты, а оболочкой носителя служат оксиды титана или железа, а содержание компонентов в краске составляет, мас. %: указанное фосфатное связующее - 10-25, композиция оболочкового строения - 15-40, латекс - 25-55, вода - остальное. Технический результат: упрощение состава краски при повышении ее качества, повышение устойчивости при хранении. 2 табл.

Изобретение относится к технологии строительных материалов, предназначенных для использования в качестве защитно-декоративного покрытия по металлу, бетону, древесине, древесным плитам, асбоцементу.

Известна композиция для защитно-декоративного покрытия, включающая мас. %: фосфатное связующее - фосфорная кислота (в пересчете на 100% Н₃РО₄) 2,5-10, цинкосодержащее соединение - 0,7-2,8, наполнитель и пигмент - 18,0-39,5, поверхностно-активное вещество - 0,5-2,0, латекс - 35-58; один из группы компонентов: оксид кальция, кальцийсодержащая соль - 0,1-0,7 по СаО, один компонент из группы: борная кислота, соль борной кислоты - 0,05-3,2 по Н₃РО₄ 2,2-10, цинкосодержащее соединение - 0,7-2,8, наполнитель и пигмент - 18,0-39,5, поверхностно-активное вещество - 0,5-2,0, латекс - 35-58; один из группы компонентов: оксид кальция, кальцийсодержащая соль - 0,1-0,7 по СаО, один компонент из группы: борная кислота, соль борной кислоты - 0,05-3,2 по Н₃ВО₃; вода - остальное (SU 1715765, кл. С 04 В 28/34, 29.02.1992).

Однако описанная композиция имеет недостатки. В частности, композиция (краска) недостаточно устойчива при хранении - менее 1 месяца и обладает невысокой водоустойчивостью, что ограничивает ее использование для внешних покрытий. Кроме того, для получения такой композиции требуются дорогие компоненты.

Наиболее близким аналогом является композиция для защитно-декоративного покрытия, включающая, мас. %: фосфатное связующее - 7-17; пигмент - по крайней мере один из компонентов группы: диоксид титана, оксид железа, оксид хрома, шпинель, смесь оксидов из группы: оксид хрома, оксид кобальта, хромат бария, цинка, фталоцианиновый пигмент и смесь указанных компонентов, осажденный на наполнителе - 3-12; наполнитель - по крайней мере один компонент из группы: оксид кремния, диатомитовый кремнезем, андезитовая пыль, шунгит, кислый шлак, шлам флотации фосфоритных или апатитовых руд, кислая зола-унос, сульфат бария, фосфогипс и смесь указанных компонентов - 4-30; поверхностно-активное вещество 0,4-2,0; латекс - 25-55; а также по крайней мере один из компонентов из группы: аэросил, белая сажа, глина, гидрализованный акрилат - 0,15-3,0, пеногаситель - 0,2-2,0; вода - остальное. Также могут быть введены и/или антисептик в количестве 2-7% (RU 2 097 356, кл. С 04 В 28/34, 27.11.1997).

Известная композиция обладает рядом недостатков. Во-первых, в качестве фосфатного связующего используют дорогой реагент фосфаткальцийцинкнитратборат. Во-вторых, помимо пигмента, в качестве которого используются дорогие и зачастую токсичные компоненты, в состав рецептуры вводится дополнительно наполнитель и диспергатор (аэросил, белая сажа и т. д. ). Все это увеличивает количество компонентов в составе краски, и, соответственно, ее цена повышается.

В основу настоящего изобретения была положена задача приготовить краску для защитно-декоративного покрытия строительных материалов, которая бы содержала дешевые и нетоксичные ингредиенты, имела бы упрощенный состав при повышении ее качества (повышение устойчивости при хранении).

Поставленная задача решается тем, что в краске для защитно-декоративного покрытия, включающей фосфатное связующее, оболочковый пигмент, наполнитель, латекс и воду, в качестве фосфатного связующего используют продукт взаимодействия фосфорной кислоты, нефелинового концентрата и полиакриламида при их весовом соотношении 0,5: 1: 0,15, полученный постепенным добавлением к раствору фосфорной кислоты с концентрацией 11% Р₂О₅ при перемешивании нефелинового концентрата до достижения рН 3,5-4,0, выдерживанием смеси 0,5 ч, отделением невскрытых частиц нефелина и последующим добавлением полиакриламида и перемешиванием в течение 1 ч, а в качестве оболочкового пигмента и наполнителя используют композицию оболочкового строения (далее оболочковый пигмент), в которой роль носителя выполняет один из перечисленных продуктов: тонкодисперсный порошок слюды, фосфат алюминия в смеси с оксидом кремния, сульфат кальция, зола-унос тепловых станций, тонкодисперсные шламы флотации, содержащие природные алюмо-железо-кальцийсиликаты, а оболочкой носителя служат оксиды железа или титана при следующем соотношении компонентов в краске, мас. %: Указанное фосфатное связующее - 10 - 25 Композиция оболочкового строения - 15 - 40 Латекс - 25 - 40 Вода - Остальное Фосфатное связующее имеет в своем составе кремнегель, который выполняет роль диспергатора и загустителя, сокращающего продолжительность диспергирования и повышающего агрегативную устойчивость краски более эффективно, чем известные компоненты (поверхностно-активные вещества, белая сажа, аэросил, глина, гидролизованный акрилат).

Уменьшение количества фосфатного связующего <10% увеличивает продолжительность диспергирования и снижает устойчивость краски при хранении, а повышение расхода более 25% приводит к загустеванию краски, снижению ее реологических свойств, и, как следствие, повышается укрывистость.

Уменьшение в составе краски оболочкового пигмента <15% уменьшает атмосферостойкость (устойчивость к статическому воздействию воды) покрытия, а более 40% способствует загустеванию, повышению показателя укрывистости, что приводит к мелению покрытия.

Уменьшение расхода латекса <25% снижает устойчивость краски к хранению, а также ухудшается стойкость покрытия к воде. При расходе латекса >55% краска загустевает, укрывистость повышается.

Оболочковый пигмент белого цвета получают при нанесении диоксида титана на поверхность одного из перечисленных выше носителей. Содержание в оболочковом пигменте TiO₂ 15-35%.

Оболочковый пигмент желтого, красного и коричневого цвета получают при нанесении окиси (закиси) железа на поверхность одного из перечисленных носителей. Содержание железа в оболочковом пигменте в пересчете на Fe₂O₃ 20-80%.

Ниже сущность настоящего изобретения более подробно поясняется примерами его осуществления.

Заявляемый способ осуществляется следующим образом. В раствор фосфорной кислоты с концентрацией 11% Р₂О₅ постепенно при перемешивании добавляют нефелиновый концентрат (состав концентрата, мас. %: Аl₂О₃ - 28,6, SiO₂ - 43,3, Na₂О - 12,6, К₂О - 7,5) до достижения рН 3,5-4,0, смесь выдерживают 0,5 ч, отделяют от невскрытых частиц нефелинового концентрата (нефелина), а затем в нее добавляют полиакриламид и перемешивают в течение 1 ч. Весовое отношение названных компонентов равно 0,5: 1: 0,15. В полученное таким образом фосфатное связующее добавляют воду, а затем при перемешивании - оболочковый пигмент и латекс до содержания компонентов в краске, мас. %: Указанное фосфатное связующее - 10 - 25 Оболочковый пигмент - 15 - 40 Латекс СКС-65ГП - 25 - 55 Вода - Остальное
Смесь вначале диспергируют в диссольвере, а затем в бисерной мельнице до крупности зерна менее 40 мкм. Полученная таким образом краска хранится без образования плотного донного осадка в течение не менее 6 месяцев. При эксплуатации вне помещений не трескается и сохраняет гладкую поверхность без меления. Стойкость краски к статическому воздействию воды 30-45 ч.

Конкретный пример осуществления изобретения.

Пример.

Берут 15,4 кг раствора фосфорной кислоты, содержащей 1,7 кг Р₂О₅, добавляют в нее постепенно, при перемешивании 4 кг нефелинового концентрата до достижения рН 3,5-4 и выдерживают смесь 0,5 ч. После чего отделяют частицы невскрытого нефелинового концентрата, а затем добавляют 0,6 кг полиакриламида, а через 1 ч перемешиванием вводят 15 л воды, затем белый оболочковый пигмент в количестве 25 кг и 40 кг латекса СКС-65ГП до получения краски, отвечающей следующему составу, мас. %: фосфатное связующее - 20, пигмент - 25, латекс - 40, вода - остальное. Смесь диспергируют вначале в диссольвере, а затем в биссерной мельнице до крупности зерна менее 40 мкм. Устойчивость краски к хранению более 6 месяцев без образования плотного данного осадка. Устойчивость к статическому воздействию воды 45 ч. Укрывистость - 115 г/м².

Примеры, обосновывающие заявляемые в предлагаемом изобретении параметры (1-4 и 13-17) и их запредельные значения (5-12), приведены в табл. 1. Цвет краски регулируют подбором определенного соотношения белой и цветной композиции оболочкового строения.

В табл. 2 приведен сравнительный анализ предлагаемого и известного способов, а также приведены данные ГОСТа 28106-89 (ВД-КЧ-183) на краску водно-дисперсионную, используемую для защитно-декоративного покрытия внутри и вне помещений.

Как следует из данных, приведенных в табл. 1 и 2, краска, полученная по заявляемому изобретению, обладает более высокой устойчивостью к хранению и статическому воздействию воды и может без ограничений использоваться для защитно-декоративного покрытия строительных конструкций как внутри, так и вне помещения.

Предлагаемый способ освоен на ОПУ "Пигмент" ОАО "Апатит". Выпускаемые краски используются для защитно-декоративных покрытий строительных конструкций внутри и вне помещений. Эксплуатация покрытий показала эффективность применения разработанной краски в условиях Крайнего Севера. Сырьем для производства служат концентраты комплексного обогащения хибинских апатито-нефелиновых руд (апатит, нефелин, эгирин, титаномагнетит, сфен).

Формула изобретения

Краска для защитно-декоративного покрытия строительных конструкций, включающая фосфатное связующее, оболочковый пигмент, наполнитель, латекс 25-55 мас. % и воду, отличающаяся тем, что в качестве фосфатного связующего она содержит продукт взаимодействия фосфорной кислоты, нефелинового концентрата и полиакриламида при их весовом соотношении 0,5 : 1 : 0,15, полученный постепенным прибавлением к раствору фосфорной кислоты с концентрацией 11% Р₂О₅ при перемешивании нефелинового концентрата до достижения рН 3,5-4,0, выдерживанием смеси 0,5 ч, отделением невскрытых частиц нефелина и последующим добавлением полиакриламида и перемешиванием в течение 1 ч, а в качестве оболочкового пигмента и наполнителя - композицию оболочкового строения, в которой роль носителя выполняет один из перечисленных продуктов: тонкодисперсный порошок слюды, фосфат алюминия в смеси с оксидом кремния, сульфат кальция, зола-унос тепловых станций, тонкодисперсные шламы флотации, содержащие природные алюмо-железо-кальцийсиликаты, а оболочкой носителя служат оксиды титана или железа при следующем соотношении компонентов в краске, мас. %:
Указанное фосфатное связующее - 10 - 25
Композиция оболочкового строения - 15 - 40
Латекс - 25 - 55
Вода - Остальное

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3