Полимеризвестковая краска
Изобретение относится к строительству и строительным материалам, в частности к краскам для декоративно-защитных покрытий фасадов зданий, преимущественно по бетону, дереву, кирпичу и асбестцементу. Краска содержит 50%-ную поливинилацетатную пластифицированную дисперсию, 50%-ное известковое тесто, пигменты и дополнительно перхлорвиниловый лак ХВ-784. Технический результат - повышение адгезии при положительных и отрицательных температурах, повышение водостойкости. 2 табл.
Изобретение относится к строительству и строительным материалам, в частности к краскам для декоративных защитных покрытий фасадов зданий, преимущественно по бетону, дереву, кирпичу, асбестцементу.
Известна масляная краска на основе олифы натуральной, пигмента, наполнителя, сиккатива и растворителя.
/см. Краска масляная марки МА-11н ГОСТ 10503-71/.
Основной недостаток ее заключается в большом расходе дефицитного дорогостоящего растительного масла, в большом сроке высыхания и в низкой атмосферостойкости, невозможности нанесения при больших отрицательных температурах и невысокой адгезии при отрицательных температурах.
Из описанных в литературе веществ аналогичного назначения наиболее близким по составу является полимеризвестковая краска, вес.ч:
| Поливинилацетатная пластифицированная | |
| 50%-ная эмульсия | 14,0 |
| 50%-ное известковое тесто | 56,0 |
| ГКЖ-10 или ГКЖ-11 | 3,0 |
| Цветные пигменты | 7,0 |
| Вода | 20,0 |
/см. Магистерство строительства СССР. Центральное бюро технической информации. «Опыт применения кремнийорганических веществ в строительстве», М., 1971, стр.27/.
Недостатками краски являются небольшая адгезия при отрицательных температурах, низкая водостойкость, большой срок высыхания при низких положительных температурах, при низких температурах до (-3)-(-5)°С происходит появление высылов /белых пятен/, то есть низкое качество получаемых покрытий.
Задачей решаемой краски является повышение адгезии при положительных и отрицательных температурах, повышение водостойкости.
Это достигается тем, что полимеризвестковая краска, включающая поливинилацетатную пластифицированную эмульсию /дисперсию/, 50%-ное известковое тесто, пигменты, отличается тем, что она содержит дополнительно перхлорвиниловый лак ХВ-784 при следующем соотношении компонентов, мас.ч:
| Поливинилацетатная пластифицированная | |
| 50%-ная эмульсия /дисперсия/ | 14-16 |
| 50%-ное известковое тесто | 55-65 |
| Пигменты | 0,5-14,5 |
| Перхлорвиниловый лак ХВ-784 | 1-7 |
Для приготовления полимеризвестковой краски применяли поливинилацетатную эмульсию пластифицированную ДФ51/10С ТУ2241-028-00149274-97 ОАО «Калининский завод резиновых изделий» Саратовской области. Поливинилацетатная дисперсия, пластифицированная дибутилфталатом ГОСТ 8728-66.
Перхлорвиниловый лак ХВ-784 ГОСТ 7313-75.
Лак ХВ-784 представляет собой раствор хлорированной поливинилхлоридной смолы в смеси летучих органических растворителей с добавкой пластификатора.
В лаке ХВ-784 применена смола ПСХ-ЛС средней вязкости в виде 10-25% раствора в растворителе Р-4, а также применен пластификатор совол /полихлордифенил/ в количестве 0,3-0,5 мас.ч на 1 мас.ч перхлорвиниловой смолы.
/см. М.Л. Лившиц, Б.И. Пшиялковский. «Лакокрасочные материалы». М.: Химия, 1982, стр.190-191, 211/
Растворитель Р-4 ГОСТ 7827-74 содержит, мас.%:
| Бутилацетат | 12 |
| Ацетон | 26 |
| Толуол | 62 |
/см. С.А. Дринберг, Э.Ф. Ицко. «Растворители для лакокрасочных материалов». Л.: Химия, 1980, стр.60/
Пигменты: Сурик железный ГОСТ 8135-65,
Окись хрома техническая ГОСТ 9808-65,
Охра сухая ГОСТ 8019-71
Титана двуокись пигментная ГОСТ 9808-65.
Известь строительная ГОСТ 9179-70 Озинского известкового завода Саратовской области Известь 1-го сорта, активностью 90%, комовая.
Была исследована адгезия и водостойкость предлагаемой краски и краски-прототипа.
Для этого были приготовлены 5 составов предлагаемой и один известной краски с различным содержанием компонентов, которые сведены в таблицу 1.1., а физико-механические показатели - в таблицу 1.2., а также приведены примеры.
| Таблица 1.1. | ||||||
| Компоненты | Содержание компонентов, мас.ч. Бетон | Прототип | ||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | ||
| Поливинилацетатная пластифицированная 50%-ная эмульсия (дисперсия) ДФ51/10С | 12 | 14 | 15 | 16 | 18 | 14 |
| 50%-ное известковое тесто | 52 | 55 | 60 | 65 | 67 | 56 |
| Сурик железный | 7 | 7 | ||||
| Окись хрома | 7 | 7 | ||||
| Охра сухая | 7 | |||||
| Титана двуокись | 7 | |||||
| Перхлорвиниловый лак ХВ-784 | 0,5 | 1 | 4 | 7 | 8 | |
| ГКЖ-10 | 3 | |||||
| Вода | 20 | |||||
| Таблица 1.2. | ||||||
| Составы для покрытия бетонных поверхностей | Показатели свойств | Водостойкость | ||||
| Адгезия через 3 суток при Т=(МПа) | ||||||
| Т=20°С | Т=-5°С | Т=-10°С | Т=-15°С | Т=-20°С | ||
| Состав 1 | 2,4 | 1,0 | 0,4 | 0,3 | 0,4 | Без измен. |
| Состав 2 | 4,0 | 3,0 | 2,5 | 2,4 | 2,4 | Без измен. |
| Состав 3 | 4,2 | 3,0 | 2,6 | 2,5 | 2,7 | Без измен. |
| Состав 4 | 4,2 | 3,2 | 3,0 | 2,7 | 2,8 | Без измен. |
| Состав 5 | 2,9 | 9,4 | 0,3 | 0,3 | 0,25 | Без измен. |
| Прототип | 2,4 | 0,1 | Замерзает | Цвет белый 80% |
Пример 1.
В испытаниях использовали полимеризвестковое покрытие /краску/ следующего состава, мас.ч.: /бетон/
| Поливинилацетатная пластифицированная | |
| 50%-ная дисперсия ДФ51/10С | 12 |
| 50%-ное известковое тесто | 52 |
| Сурик железный | 7 |
| Перхлорвиниловый лак ХВ-784 | 0,5 |
Предварительно получают 50%-ное известковое тесто путем гашения комковой извести в известегасилках и вылеживание извести в емкостях в течение двух недель.
Далее известковое тесто пропускают через сетку с ячейками 5×5 мм для удаления крупных комков из теста, после чего тесто пропускают через дисковую краскотерку СО-110.
Затем в мешалку выливают дисперсию ДФ51/10С, после вливают в мешалку, где находится дисперсия ДФ51/10С, перхлорвиниловый лак ХВ-784 и пигмент, и все перемешивают в течение 5 минут при скорости оборотов вала мешалки 60 об/мин до получения однородной массы. После в мешалку вливают известковое 50%-ное тесто и все перемешивают в течение 10 минут до получения однородной массы. После чего содержимое мешалки /массу/ пропускают через дисковую краскотерку, получается однородная по цвету и вязкости полимеризвестковая краска, которая наносится на бетонные образцы при Т=20°С на открытом воздухе и при Т=-5°С, Т=-10°С, Т=-15°С, Т=-20°С в холодильной камере ТУ-1000У с помощью кружки-распылителя и оставляют образцы в камере при той же температуре в течении 3 суток, и после проверяют на отрыв на разрывной машине РМ250 при скорости нагружения 25 мм/мин и рассчитывают по формуле
где Р - разрушающая нагрузка,
F - площадь отрыва покрытия.
Прочность сцепления краски определяют испытанием на отрыв 8-10 штампов, наклеенных поверх краски быстротвердеющей мастикой на основе эпоксидной смолы ЭД-20, отвержденной поэтиленнолиамином, цементом, взятыми в соотношении 10:1:3 по массе.
Расстояние между штампом и краями образца должно быть не менее 2 см. Через 24 часа после отверждения мастики краску /покрытие/ прорезают по периметру штампа до основания и не раньше чем через 2 суток определяют прочность сцепления при постоянной скорости изменения усилий в приборе, равной 10 кс/с.
Величина прочности сцепления покрытия принимается по среднему арифметическому из 8-10 отрывов.
Применяемое оборудование.
Разрывная машина РМ250.
Штамп /круглая стальная пластина с гладкой обезжиренной поверхностью, диаметром 20 мм, высотой 10 мм с отверстием, в которое вставляется стальной стержень прибора - 10 штук.
Подложка /20×20 мм/, покрытая краской.
После испытания на отрыв образцы краски с бетоном показали адгезию через 3 суток, МПа:
| при | Т=20°С | 2,4 | |
| Т=-5°С | 1,0 | ||
| Т=-10°С | 0,4 | ||
| Т=-15°С | 0,3 | ||
| Т=-20°С | 0,4 |
Водостойкость краски определяют следующим образом.
Подготовка образцов к испытанию.
Испытуемую краску при помощи краскораспылителя наносят в один слой на чистую пластинку из черной жести согласно ОСТ 10086-69 «Методы испытания лакокрасочных материалов и покрытий», М.И.16. «Методы получения пленки на подложке» и сушат сначала в течение 1 часа при температуре 18-22°С, а потом в течение 2 часов, при температуре 65-70°С, потом пластину помещают на 2/3 высоты покрытия в дистиллированную воду и выдерживают в течение 2 часов при температуре 13-22°С. Затем пластину вынимают, вытирают чистой ватой и выдерживают на воздухе в течение 2 часов, после чего производят осмотр внешнего вида и цвета пленки.
Пластина была покрыта полимеризвестковой краской следующего состава: мас.ч.:
| Поливинилацетатная пластифицированная | |
| 50%-ная дисперсия ДФ51/10С | 12 |
| 50%-ное известковое тесто | 52 |
| Сурик железный | 7 |
| Перхлорвиниловый лак ХВ-784 | 0,5 |
Внешний вид и цвет пленки остался без изменений.
Пример 2.
Испытание осуществляют, как в примере 1.
В испытаниях использовали полимеризвестковую краску /покрытие/ следующего состава, мас.ч.: /бетон/
| Поливинилацетатная пластифицированная | |
| 50%-ная дисперсия ДФ51/10С | 14 |
| 50%-ное известковое тесто | 55 |
| Сурик железный | 7 |
| Перхлорвиниловый лак ХВ-784 | 1 |
После испытания на отрыв образцы краски с бетоном показали адгезию через 3 суток, МПа:
| Т=20°С | 4,2 | |
| Т=-5°С | 3,0 | |
| Т=-10°С | 2,5 | |
| Т=-15°С | 2,4 | |
| Т=-20°С | 2,4 |
Водостойкость: внешний вид и цвет пленки без изменений.
Пример 3.
Испытание осуществляют, как в примере 1.
В испытаниях использовали полимеризвестковую краску следующего состава, мас.ч.: /бетон/
| Поливинилацетатная пластифицированная | |
| 50%-ная дисперсия ДФ51/10С | 15 |
| 50%-ное известковое тесто | 60 |
| Окись хрома | 7 |
| Перхлорвиниловый лак ХВ-784 | 4 |
После испытания на отрыв образцы краски с бетоном показали адгезию через 3 суток, МПа:
| Т=20°С | 4,2 | |
| Т=-5°С | 3,0 | |
| Т=-10°С | 2,5 | |
| Т=-15°С | 2,4 | |
| Т=-20°С | 2,7 |
Водостойкость: внешний вид и цвет пленки без изменений.
Пример 4.
Испытание осуществляют, как в примере 1.
В испытаниях использовали полимеризвестковую краску следующего состава, мас.ч.: /бетон/
| Поливинилацетатная пластифицированная | |
| 50%-ная дисперсия ДФ51/10С | 16 |
| 50%-ное известковое тесто | 65 |
| Охра сухая | 7 |
| Перхлорвиниловый лак ХВ-784 | 7 |
После испытания на отрыв образцы краски с бетоном показали адгезию через 3 суток, МПа:
| Т=20°С | 4,2 | |
| Т=-5°С | 3,2 | |
| Т=-10°С | 3,0 | |
| Т=-15°С | 2,7 | |
| Т=-20°С | 2,8 |
Водостойкость: внешний вид и цвет пленки без изменений.
Пример 5.
Испытание осуществляют, как в примере 1.
В испытаниях использовали полимеризвестковую краску следующего состава, мас.ч.: /бетон/
| Поливинилацетатная пластифицированная | |
| 50%-ная дисперсия ДФ51/10С | 18 |
| 50%-ное известковое тесто | 67 |
| Титана двуокись | 7 |
| Перхлорвиниловый лак ХВ-784 | 8 |
После испытания на отрыв образцы краски с бетоном показали адгезию через 3 суток, МПа:
| Т=20°С | 2,9 | |
| Т=-5°С | 04 | |
| Т=-10°С | 063 | |
| Т=-15°С | 0,3 | |
| Т=-20°С | 0,25 |
Водостойкость: внешний вид и цвет пленки без изменений.
Пример 6 /Прототип/
В испытаниях использовали полимеризвестковую краску следующего состава, мас.ч.: поливинилацетатная пластифицированная 50%-ная эмульсия - 14, 50%-ное известковое тесто - 56, ГКЖ-10 или ГКЖ-11 - 3, цветной пигмент - /окись хрома/ - 7, вода - 20. Вначале пигменты перемешивают в смесителе с водой. Полученную пасту перетирают на дисковой краскотерке /до консистенции не более 20 мкм по микрометру/. В бак-смеситель загружают эмульсию ПВА, ГКЖ, известковое тесто, пигментную пасту и перемешивают в течение 1 часа. Перед выгрузкой проверяют вязкость краски /20-25 сек по вискозиметру ВЗ-4/. Затем краску фильтруют через сито с 900 отверстиями на 1 см2.
Испытание осуществляют, как в примере 1.
После испытания на отрыв образцы краски с бетоном показали адгезию через 3 суток, МПа:
| Т=20°С | 2,4 | |
| Т=-5°С | 0,1 | |
| Т=-10°С | Краска замерзает |
Водостойкость: внешний вид и цвет пленки после испытаний при Т=-5°С изменился, цвет пленки белый /80%/.
Протекание адгезионных процессов, протекают при отрицательных температурах, благодаря щелочной среде, образуемой известью, а также улетучиванием легких фракций растворители Р-4, создающих условия структурообразования.
Известь /с высокой дисперсностью/ с ПВА, усиленные полимерным вяжущим /полихлорвиниловой смолой/ предопределяют высокую адгезионную прочность.
Содержание перхлорвинилового лака менее 1 мас.ч. приводит к снижению адгезии при положительных и отрицательных температурах.
Содержание перхлорвинилового лака более 7% мас.ч. приводит к растрескиванию покрытия при отрицательных температурах и к снижению адгезии.
Использование изобретения позволяет увеличить объемы производства краски на существующих мощностях /линиях/ из-за круглогодичного выпуска ее, т.е. увеличить объемы отделочных работ, уменьшить удельные капитальные вложения при хранении и перевозке.
Полимеризвестковая краска, включающая поливинилацетатную пластифицированную 50%-ную дисперсию, 50%-ное известковое тесто, пигменты, отличающаяся тем, что она содержит дополнительно перхлорвиниловый лак ХВ-784 при следующем соотношении компонентов, мас.ч:
| Поливинилацетатная пластифицированная | |
| 50%-ная дисперсия | 14-16 |
| 50%-ное известковое тесто | 55-65 |
| Пигменты | 0,5-15,5 |
| Перхлорвиниловый лак ХВ-784 | 1-7 |
