Порошковый состав для покрытия

 

Изобретение относится к лакокрасочным материалам и предназначено для получения защитно-декоративных покрытий по неметаллическим подложкам в строительстве и в быту, для внутренней окраски зданий и сооружений по кирпичным, бетонным, отштукатуренным, деревянным и другим пористым поверхностям. Порошковый состав для покрытия содержит в качестве связующего пленкообразующее, полученное на основе диэтиленгликоля, фталевого ангидрида и лапроксидов, взятых в соотношении (в эквивалентах) 1,0:1,0:1,0 - 1,0:1,0:1,2, в качестве пигмента - диоксид титана, в качестве наполнителей - двуокись кремния и доломит, в качестве поверхностно-активных веществ - смесь компонентов, в качестве диспергатора - полифосфат натрия, в качестве эмульгатора и смачивателя - ОП-7, в качестве стабилизатора - поливиниловый спирт, в качестве загустителя - акрэмос 402, в качестве стабилизатора - гептиловый эфир стеариновой кислоты. Сочетание компонентов в определенном соотношении позволяет получить и приготовить необходимое именно в данный момент количество "сухой" краски, обладающей хорошей морозостойкостью и транспортабельностью, не загрязняя окружающую среду. 2 табл.

Изобретение относится к лакокрасочным составам, в частности к порошковым редиспергируемым композициям, предназначенным для получения защитно-декоративных покрытий по неметаллическим подложкам, а также для внутренней окраски зданий и сооружений по кирпичным, бетонным, отштукатуренным, деревянным и другим пористым поверхностям.

Известен порошковый состав, включающий термопластичный сложный полиэфир и средство для улучшения розлива; в качестве термопластичного сложного полиэфира содержит сополиэфир 1,4-бутандиола или его смеси с алифатическими С₂-С₆ диолами и тере- и/или изофталевой кислоты или их смеси с алифатическими дикарбоновыми кислотами С₆-С₁₀, имеющий температуру плавления 150-200^oС, вес. % [ФРГ, авт. свид-во 605548, кл. С 09 D 5/00, 1978]: Сополиэфир - 95-99,9 Средство для улучшения розлива - 0,1-5 Однако данный состав не способен к редиспергированию и применяется только в виде порошка, а покрытия могут быть сформированы только при высоких температурах (180-200^oС).

Известна наиболее близкая по технической сущности и выбранная за прототип порошковая краска, содержащая в качестве связующего полиэфирную смолу, при следующем содержании компонентов, вес.% [СССР, авт. свид-во 734238, кл. С 09 D 5/03, 1980]: Насыщенная полиэфирная смола - 60-80 Термореактивный акриловый сополимер - 0,4-6,0 0твердитель - 3-10 Поверхностно-активное вещество - 0,2-3,0 Пигменты и наполнители - Остальное
Однако данная краска обладает целым рядом недостатков:
необходима достаточно высокая температура (порядка 200 ^oС) для формирования покрытия;
необходимо специальное дорогостоящее оборудование для нанесения покрытия;
при нанесении покрытия происходит пыление, что ухудшает экологию в цехе и неблагоприятно влияет на здоровье рабочих.

Также краска подобного характера не обладает способностью к редиспергированию, что исключает возможность ее использования в качестве сухой смеси в строительстве.

Задачей изобретения является создание сухой краски, способной к редиспергированию в воде непосредственно перед использованием (т.е. редиспергируемой порошковой краски), покрытия на основе которой могут быть сформированы при низких температурах (<15С). Термин "редиспергируемая" подчеркивает специальное и важное свойство синтетической смолы: способность высушенной дисперсии повторно диспергироваться в воде.

В этом случае:
отпадает необходимость перевозить воду (транспортировка и складирование дешевле);
простая и более дешевая упаковка - бумажные мешки (упрощается утилизация тары);
хранение и транспортировка возможны даже в экстремально сложных климатических условиях (например, на морозе) без ущерба для качества краски;
простота подготовки краски на стройплощадке путем замеса сухой смеси в воде (возможность приготовления краски в необходимом для работы количестве);
не требуется специального оборудования для нанесения - краска наносится на поверхность валиками или кистью;
благодаря низкой температуре формирования покрытий, такие краски применимы для различных строительных работ, например для отделки стен и потолков помещений по кирпичным, бетонным, отштукатуренным, деревянным и другим пористым поверхностям [Лутц Г. Порошковые полимеры для модификации сухих строительных красок. ЛКМ и их применение, 1997, 2, с. 26-27].

Поставленная задача изобретения достигается тем, что порошковый состав для покрытия содержит пленкообразующее, пигменты, наполнители, поверхностно-активные вещества, отличающийся тем, что в качестве связующего он содержит пленкообразующее, полученное на основе диэтиленгликоля, фталевого ангидрида и низкомолекулярных лапроксидов, взятых в соотношении (в эквивалентах) 1,0: 1,0: 1,0-1,0: 1,0: 1,2; в качестве пигмента - диоксид титана; в качестве наполнителей - двуокись кремния и доломит; в качестве поверхностно-активных веществ - смесь компонентов: в качестве диспергатора - полифосфат натрия, в качестве эмульгатора и смачивателя - ОП-7, в качестве стабилизатора - поливиниловый спирт, в качестве загустителя - акрэмос 402, в качестве стабилизатора - гептиловый эфир стеариновой кислоты, при следующем соотношении компонентов (мас.%):
Указанное пленкообразующее - 15-25
Диоксид титана - 14,06-23,44
Двуокись кремния - 5,63-9,37
Доломит - 35,94-60,94
Полифосфат натрия - 0,38-0,63
ОП-7 - 1,5-2,5
Поливиниловый спирт - 0,19-0,31
Акрэмос 402 - 1,5-2,5
Гептиловый эфир стеариновой кислоты - 0,19-0,31
Лапроксиды - низкомолекулярные олигомеры с концевыми эпоксидными группами, полученные взаимодействием лапролов (простых полиэфиров, получаемых анионной полимеризацией пропиленоксида) с эпихлоргидрином.

В качестве лапроксидов могут быть использованы, например, лапроксиды марок 603 и 703.

Пленкообразующее синтезируют в две стадии следующим образом: на первой стадии в четырехгорлую колбу, снабженную термометром, трубкой для подачи инертного газа и обратным холодильником, помещают диэтиленгликоль и включают мешалку, систему продувки инертным газом и обогрев. Далее в три приема загружают фталевый ангидрид, причем каждую порцию фталевого ангидрида загружают после растворения предыдущей порции. Синтез ведут при температуре 100^oС. Степени завершения реакции оценивают по изменению кислотного числа. Синтез первой стадии останавливают, когда исходное кислотное число уменьшается в два раза.

На второй стадии в четырехгорлую колбу к полученной на первой стадии кислоте добавляют лапроксид. Включают мешалку, систему продувки инертным газом и поднимают температуру до 130^oС. Степень завершения реакции контролируют по изменению кислотного числа. Синтез останавливают по достижении степени завершения реакции близкой к рассчитанной по уравнению Карозерса. Характеристики пленкообразующих приведены в табл.1.

Приготовление "сухой" краски иллюстрируется следующим примером.

Пример 1. Полученный раствор образовавшегося в ходе синтеза олигомера проверяют на содержание основного вещества (сухой остаток) и разбавляют при необходимости до 30%-ной концентрации.

В дисольвер загружают (в мас.%):
Указанное пленкообразующее - 20
Диоксид титана - 18,75
Двуокись кремния - 7,5
Доломит - 48,75
Полифосфат натрия - 0,50
ОП-7 - 2,0
Поливиниловый спирт - 0,25
Акрэмос 402 - 2,0
Гептиловый эфир стеариновой кислоты - 0,25
Диспергирование ведут до достижения степени дисперсности 38-40 мкм, которую контролируют методом клина. После диспергирования растворитель удаляют из полученного продукта и подвергают сухую смесь измельчению.

Образовавшийся порошок и является требуемой формой "сухой" краски.

Получение готового к употреблению лакокрасочного материала осуществляется путем добавления к порошку воды в соотношении порошок:вода 1:1-3:4 (по массе) и тщательного перемешивания сначала в течение 60 с, а затем после десятиминутного перерыва еще в течение 5 мин.

Материал наносили (кистью, валиком, краскораспылителем) на стеклянные, деревянные, бетонные и отштукатуренные подложки. После отверждения полученные покрытия оценивали по внешнему виду, адгезии, смываемости.

Примеры 2-6 аналогичны примеру 1. Результаты испытаний образцов композиций различного состава приведены в табл.2.

Как видно из приведенных примеров, покрытия, полученные на основе предлагаемых композиций, обладают удовлетворительными адгезией и твердостью по сравнению с композициями, полученными по прототипу.

Порошковая форма "сухой" краски дает возможность приготовить такое ее количество, какое требуется в данный момент. Кроме того, данная краска очень практична благодаря тому, что в порошковом виде она не замерзает и мороз вообще никак не влияет на качество краски. В сухом виде она не портится и сразу готова к использованию после смешивания с водой. Также краска не загрязняет окружающую среду, поскольку не содержит в своем составе каких-либо консервантов и токсичных растворителей.

Дополнительно к положительным качествам краски, перечисленным выше, необходимо упомянуть о ее практичной упаковке (бумажные мешки), т.к. вода добавляется только перед использованием, что очень удобно и выгодно при транспортировке.

Формула изобретения

Порошковый состав для покрытия содержит пленкообразующее, пигменты, наполнители, поверхностно-активные вещества, отличающийся тем, что в качестве связующего он содержит пленкообразующее, полученное на основе диэтиленгликоля, фталевого ангидрида и низкомолекулярных лапроксидов, взятых в соотношении (в эквивалентах) 1,0:1,0:1,0 - 1,0:1,0:1,2, в качестве пигмента - диоксид титана, в качестве наполнителей - двуокись кремния и доломит, в качестве поверхностно-активных веществ - смесь компонентов, в качестве диспергатора - полифосфат натрия, в качестве эмульгатора и смачивателя - ОП-7, в качестве стабилизатора - поливиниловый спирт, в качестве загустителя - акрэмос 402, в качестве стабилизатора - гептиловый эфир стеариновой кислоты при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Указанное пленкообразующее - 15 - 25
Диоксид титана - 14,06 - 23,44
Двуокись кремния - 5,63 - 9,37
Доломит - 35,94 - 60,94
Полифосфат натрия - 0,38 - 0,63
ОП-7 - 1,5 - 2,5
Поливиниловый спирт - 0,19 - 0,31
Акрэмос 402 - 1,5 - 2,5
Гептиловый эфир стеариновой кислоты - 0,19 - 0,31и

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2