Композиция для получения защитных покрытий

Настоящее изобретение относится к области получения защитных покрытий металлических поверхностей и может быть использовано, в частности, для получения грунтовочных покрытий на поверхности изделий из стали, алюминия и их сплавов. Предложена композиция для получения грунтовочных покрытий на основе водных дисперсий полимеров (латексов). Композиция содержит латекс сополимера бутилакрилата со стиролом марки “Лентекс А-7” или латекс сополимера бутилакрилата со стиролом и акрилонитрилом марки “Лентекс АН-72”, поливиниловый спирт, жидкую эпоксидную диановую смолу с молекулярной массой 350-600, полиэтиленполиамин, воду. 1 табл.

 

Изобретение относится к области лакокрасочных покрытий и может быть использовано в качестве грунтовки при окраске поверхностей из стали, алюминия и их сплавов.

В мировой практике известны химически- и коррозионноустойчивые грунтовки, используемые для окрашивания наземных и подводных металлических конструкций на основе водных дисперсий полимеров (латексов).

Так в 1939 году немецкой фирмой BASF Corp. (US) получена водная дисперсия полиакрилата и полиуретана, рекомендованная ими в качестве грунтовки для защиты от ржавчины металлических конструкций (Патент ЕР №0551568, МКИ C 09 D 5/08, С 09 D 133/06, C 09 D 175/04, 1993 г.).

Позднее в 2003 г. фирмой d.w. Ostendorf GMBH and Co Kb (DE) создана композиция на водной основе для защиты от коррозии металлических конструкций, включающая эфиры акриловой и метакриловой кислот (Патент ЕР №1298174, МКИ C 09 D 129/14, C 09 D 133/06, C 09 D 151/00, C 09 D 5/02, 2003 г.).

По данным авторов композиция отличается тем, что она не содержит эмульгаторов. Метод изготовления композиции заключается в следующем:

Смесь, состоящую из воды (10 в.ч.), сшивающего агента (0,5 в.ч.), 15%-ного раствора аммиака (0,1 в.ч.), обычного пеногасителя (0,4 в.ч.), бутилгликоля (4 в.ч.), двуокиси титана (25 в.ч.) и сульфата бария (7 в.ч.) тщательно диспергируют до величины частиц менее 10 мк, после чего добавляют 52 в.ч. полиакрилатной водной дисперсии и 1 в.ч. полиуретанового уплотнителя. рН композиции 8,5-9,0, которая регулируется с помощью 15%-ного аммиака. Таким образом, использование в качестве растворителя воды, латексов, компонентов, растворяющихся в воде, и тонкодисперсных наполнителей позволяет создать безопасные композиции, исключив из их состава легколетучих горючих органических растворителей. Однако в патентах не приводятся какие-либо конкретные составы композиций, характеристика сшивающего агента и пеногасителя.

Авторы утверждают также, что композиция не содержит эмульгатора. Однако последним может служить полиакрилатный латекс, взятый в количестве 52 в.ч., в котором растворяется заранее приготовленная водно-дисперсионная композиция.

В качестве прототипа выбрана композиция для получения гидроизоляционных покрытий (Патент РФ 2208029, МКИ C 09 D 109/08, C 09 D 119/02, C 09 D 5/02, 2003 г.).

Композиция включает в качестве основы полиакрилатный или бутадиен-стирольный латекс, а также эпоксидную диановую смолу, эмульгатор и разбавитель - воду и наполнитель - оксиды титана или цинка.

Известная композиция имеет следующий состав, мас.%:

Полиакрилатный или бутадиен-стирольный латекс 50,00-63,00

Эпоксидная диановая смола 2,40-4,00

Поливиниловый спирт 0,70-1,00

Оксид титана или цинка 20,00-25,00

Полиэтилетполиамин 0,24-0,40

Вода остальное

Покрытия, полученные на основе этой композиции, обладают высокими адгезионными свойствами по отношению к пористым строительным материалам - бетону, кирпичу, древесине, обладают высокими гидроизоляционными свойствами. Композиция является нетоксичной, взрыво- и пожаробезопасной.

Недостатком известной композиции является то, что покрытия на ее основе имеют низкую адгезию к металлу.

Задачей данного изобретения является создание композиции для защитного покрытия. наносимого на металлы, обладающего повышенной к ним адгезией.

Для решения поставленной задачи предложена композиция, содержащая латекс в виде основы, эмульгатор - поливиниловый спирт, эпоксиднуто диановую смолу и отвердитель - полиэтиленполиамин, которая согласно изобретению в качестве основы содержит латекс сополимера бутилакрилата со стиролом или латекс сополимера битилакрилата со стиролом и акрилонитрилом при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Латекс сополимера бутилакрилата со стиролом

или латекс сополимера бутилакрилата со стиролом

и акрилонитрилом 57,2-78,6

Поливиниловый спирт 0,4-0,8

Эпоксидная диановая смола 10,0-20,0

Полиэтиленполиамин 1,0-2,0

Вода остальное

Латекс сополимера бутилакрилата со стиролом берут марки "Лентекс А-7 " (ТУ 2841 -001-47923137-01) или латекс сополимера бутилакрилата со стиролом и акрилонитрилом марки "Лентекс АН-72" (ТУ 2241-016-47983137-03).

Технические характеристики латексов следующие:

Наименование показателей	А-7	АН-72
1. Внешний вид	Однородная жидкость белого цвета без посторонних включений
2. Массовая доля сухого вещества в %, не менее	47	48
3. Условная вязкость на воронке ВЗ-4,с	13-25	15-25
4. Показатель концентрации водородных ионов (рН)	7,5-9,5	7,0-9,0
5. Массовая доля суммарного остаточного мономера, %, не более	0,1	0,1

Для увеличения адгезии к металлам в состав продуктов А-7 и АН-72 вводилась предварительно эмульгированная поливиниловым спиртом диановая эпоксидная смола ЭД-20 и отвердитель эпоксидной смолы -- полиэтиленполиамин. В качестве разбавителя использовали воду.

В качестве эпоксидной смолы могут быть применены и другие жидкие диановые эпоксидные смолы с мол. массой 350-600.

В качестве водных дисперсий пригодны и другие акрилат-стирольные латексы и их сополимеры с акрилонитрилом. При этом свойства грунтовочных покрытий остаются практически неизменными.

Грунтовочную композицию изготавливают из доступного отечественного сырья. Способ приготовления отличается простотой. Он состоит в дозировке компонентов в указанном выше соотношении и последующем их смешении до получения однородной массы.

Процесс приготовления грунтовочной композиции может быть проиллюстрирован следующим примером:

Пример 1. В смеситель, снабженный мешалкой, помещают 0,8 г поливинилового спирта. 20 г воды и 20 г эпоксидной смолы. Смесь перемешивают в течение 20 минут, после чего к содержимому смесителя добавляют латекс бутилакрилата со стиролом в количестве 57,2 г и продолжают перемешивание еще в течение 15 минут. Затем при работающей мешалке в полученную массу добавляют 2 г полиэтиленполиамина. Массу перемешивают еще в течение 5 минут, после чего полученный продукт выгружают в плотно закрываемую емкость.

Остальные примеры изготовления композиций и результаты испытаний покрытий на их основе предоставлены в таблице 1.

В отличие от композиции по прототипу предложенная нами композиция содержит в качестве основы латекс сополимера иного строения, а также имеет иное соотношение входящих в ее состав компонентов, что обеспечивает в итоге наличие новых свойств покрытий, а именно: высокой их адгезии к металлам, в частности к алюминию и стали и их сплавам.

Полученные на основе композиции покрытия являются, прежде всего, грунтовочными. Однако их можно использовать в качестве защитных покрытий строительных материалов - бетона, древесины, шифера, кирпича и др., при этом сама композиция нетоксична, взрыво- и пожаробезопасна. Как видно из таблицы, предложенная нами композиция при ее нанесении на поверхность из алюминия, стали образует покрытия, имеющие адгезию от 0,38 до 5,8 МПа, в то время как композиция по прототипу к тем же материалам имеет адгезию от 0,1 до 0,15 МПа.

Композиция для получения защитных покрытий на основе латекса, содержащая в качестве эмульгатора - поливиниловый спирт, эпоксидную диановую смолу и отвердитель - полиэтиленполиамин, отличающаяся тем, что в качестве латексной основы она содержит латекс сополимера бутилакрилата со стиролом марки “Лентекс А-7” или латекс сополимера бутилакрилата со стиролом и акрилонитрилом марки “Лентекс АН-72”, а в качестве эпоксидной диановой смолы содержит жидкую эпоксидную диановую смолу с молекулярной массой 350-600 при следующем соотношении компонентов, мас.%:

латекс сополимера бутилакрилата

со стиролом марки “Лентекс А-7”

или латекс сополимера бутилакрилата

со стиролом и акрилонитрилом

марки “Лентекс АН-72” 57,2-78,6

поливиниловый спирт 0,4-0,8

жидкая эпоксидная диановая

смола с молекулярной массой 350-600 10,0-20,0

полиэтиленполиамин 1,0-2,0

вода остальное