Способ получения лакокрасочных покрытий

Изобретение относится к лакокрасочной промышленности и может быть использовано для получения покрытий с водо-, масло-, бензоотталкивающими свойствами. Способ заключается в получении лакокрасочного покрытия путем нанесения на подложку лакокрасочного материала, содержащего фторорганический модификатор, и последующего его отверждения. В качестве фторорганического модификатора используют эфиры или амиды перфторполиэфирокислот с молекулярной массой 1200-1400 в количестве 0,2-0,5% от массы лакокрасочного материала. Технический результат состоит в повышении масло-, бензоотталкивающих свойств влагостойких лакокрасочных покрытий. 1 табл.

 

Изобретение относится к лакокрасочной промышленности и может быть использовано при получении лакокрасочных покрытий, например на основе автоэмалей и автолаков, с водо-, масло-, бензоотталкивающими свойствами.

Известен способ получения водостойких лакокрасочных покрытий путем нанесения на подложку меламиноалкидных эмалей, содержащих кислотный ускоритель сушки на основе фосфорных кислот и олигомерные фторсодержащие спирты-теломеры общей формулы H(CF₂CF₂)_nСН₂ОН, где n=3, взятые в количестве 1,5-2,0% от массы эмалей, с последующим отверждением эмалей при 50-60°С в течение 35 мин (RU 2223998 С1, кл. С 09 D 167/08, 20.02.2004).

Наиболее близким аналогом предложенного технического решения является способ получения водостойких лакокрасочных покрытий путем нанесения на подложку меламиноалкидных эмалей, содержащих кислотный ускоритель сушки - перфторпеларгоновую кислоту формулы CF₃(CF₂)₇СООН, взятый в количестве 0,5-1,0% от массы эмалей, с последующим отверждением эмалей при температуре 60-80°С в течение 35 мин (RU 2111224 С1, кл. С 09 D 167/08, 20.05.1998).

Недостатком известных способов является то, что полученные влагостойкие лакокрасочные покрытия обладают относительно низкими масло-, бензоотталкивающими свойствами.

Техническим результатом изобретения является повышение масло-, бензоотталкивающих свойств влагостойких лакокрасочных покрытий.

Данный результат достигается тем, что в способе получения лакокрасочных покрытий путем введения в лакокрасочные материалы фторорганического модификатора, нанесения их на подложку и последующего отверждения, в качестве фторорганического модификатора используют эфиры или амиды перфторполиэфирокислот с молекулярной массой 1200-1400 в количестве 0,2-5,0% от массы лакокрасочных материалов.

Отличительной особенностью предложенного способа является введение в лакокрасочный материал в качестве фторорганического модификатора производных перфторполиэфирокислот, содержащих объемные перфторорганические радикалы, соединенные с углеводородными фрагментами, что позволяет ему совмещаться с органической частью лакокрасочного материала (ЛКМ). Установлено, что объемные перфторорганические радикалы модификатора снижают растворимость ЛКМ в бензинах и маслах. За счет низкой поверхностной энергии фторорганических фрагментов происходит диффузия модификатора к поверхности лакокрасочного покрытия, сообщая ему водо-, масло-, бензоотталкивающие свойства.

Введение модификатора с молекулярной массой менее 1200 в количестве менее 0,2% от массы ЛКМ не позволяет получить покрытие с высокими водо-, масло-, бензоотталкивающими свойствами. Введение модификатора с молекулярной массой более 1400 более 5,0% не целесообразно, так как дальнейшего усиления указанного эффекта не происходит.

В качестве лакокрасочных материалов используют лаки и эмали на основе меламиноалкидных смол - МЛ-001110, МЛ-1110-1 (ТУ 2312-007-00204151-2000), МЛ-1120 (ТУ 2312-062-00204151-2004); на основе хлорированной поливинилхлоридной смолы - ХВ-784, ХВ-785 (ГОСТ 7313-75), ХВ-124 (ГОСТ 12707-77); на основе эпоксидных смол - ЭП-525 (ТУ 6-10-1703-79), ЭП-755 (ТУ 6-10-717-75) и др.

Эфиры перфторполиэфирокислот с молекулярной массой 1200-1400 получают путем этерификации фторангидридов перфторполиэфирокислот (ТУ 1229-027-27992970-01) алифатическими спиртами ряда С₁-С₉ при их молярном соотношении 1:1,1 и температуре 45-50°С по схеме:

R_FCOF+C_nH_2n+1OH→R_FC(O)ОС_nН_2n+1, где n=1-9.

Амиды перфторполиэфирокислот с молекулярной массой 1200-1400 получают путем взаимодействия эфиров перфторполиэфирокислот с молекулярной массой 1200-1400 с первичными алифатическими аминами ряда C₁-C₆, при их молярном соотношении 1:1 и температуре 85-90°С по схеме:

R_FC(O)ОС_nН_2n+1+RNH₂→R_FC(O)NHR, где R=С_mН_2m+1, m=1-6.

Данные соединения представляют собой бесцветные или светло-желтые жидкости с вязкостью 600-1500 сСт, плотностью 1620-1810 кг/м³ и температурой застывания +36-(-65)°С. Они термостабильны до температуры 250°С, не горючи, взрывопожаробезопасны и не токсичны (4 класс опасности).

Способ получения лакокрасочных покрытий заключается в следующем.

В ЛКМ вводят эфиры или амиды перфторполиэфирокислот с молекулярной массой 1200-1400 в количестве 0,2-5,0% от массы ЛКМ, после чего полученную смесь наносят на предварительно загрунтованную подложку и отверждают путем холодной или горячей сушки в зависимости от используемого ЛКМ.

Для сравнительных испытаний системы покрытий наносили на стальные пластины размером 50×150×1 мм.

Пример 1. На стальные пластины, загрунтованные вначале фосфатирующей грунтовкой ВЛ-023 (ГОСТ 12707-77) - 1 слой толщиной 15-18 мкм, затем грунтовкой ГФ-0119 (ГОСТ 23343-78) красно-коричневой - 1 слой толщиной 15-20 мкм, наносили 2 слоя эмали МЛ-1110-1 толщиной 32-36 мкм каждый, в которую предварительно ввели метиловые эфиры перфторполиэфирокислот с молекулярной массой 1200 в количестве 0,2% от массы эмали. Покрытие отверждали при температуре 130°С в течение 30 мин.

Пример 2. На стальные пластины, загрунтованные, как в примере 1, наносили 2 слоя эмали ХВ-124 толщиной 18-23 мкм каждый, в которую предварительно ввели бутиловые эфиры нерфторполиэфирокислот с молекулярной массой 1300 в количестве 2,6% от массы эмали. Покрытие отверждали при температуре 18-22°С в течение 2 ч.

Пример 3. На стальные пластины, загрунтованные вначале фосфатирующей грунтовкой ВЛ-023 (ГОСТ 12707-77) - 1 слой, затем грунтовкой ЭП-0228 (ТУ 6-10-1943-84) - 1 слой, наносили 2 слоя эмали ЭП-755, в которую предварительно ввели н-нониловые эфиры перфторполиэфирокислот с молекулярной массой 1400 в количестве 5,0% от массы эмали. Покрытие отверждали при 90°С в течение 40 мин.

Пример 4. На загрунтованных стальных пластинах получали покрытие, как в примере 1, но в эмаль МЛ-1110-1 предварительно вводили метиловые эфиры перфторполиэфирокислот с молекулярной массой 1000 в количестве 0,1% от массы эмали.

Пример 5. На загрунтованных стальных пластинах получали покрытие, как в примере 2, но в эмаль ХВ-124 предварительно вводили бутиловые эфиры перфторполиэфирокислот с молекулярной массой 1600 в количестве 5,3% от массы эмали.

Пример 6. На стальные пластины, загрунтованные, как в примере 1, наносили 2 слоя эмали МЛ-1120, в которую предварительно ввели метиламиды перфторполиэфирокислот с молекулярной массой 1200 в количестве 0,2% от массы эмали. Покрытие отверждали при температуре 105°С в течение 30 мин.

Пример 7. На стальные пластины, загрунтованные, как в примере 1, наносили 2 слоя эмали ХВ-785, в которую предварительно ввели бутиламиды перфторполиэфирокислот с молекулярной массой 1300 в количестве 2,6% от массы эмали. Покрытие отверждали при температуре 18-22°С в течение 1 ч.

Пример 8. На стальные пластины, загрунтованные, как в примере 3, наносили 2 слоя эмали ЭП-525, в которую предварительно ввели гексиламиды перфторполиэфирокислот с молекулярной массой 1400 в количестве 5,0% от массы эмали. Покрытие отверждали при 100°С в течение 30 мин.

Пример 9. На загрунтованных стальных пластинах получали покрытие, как в примере 6, но в эмаль МЛ-1120 предварительно вводили метиламиды перфторполиэфирокислот с молекулярной массой 1000 в количестве 0,1% от массы эмали.

Пример 10. На загрунтованных стальных пластинах получали покрытие, как в примере 7, но в эмаль ХВ-785 предварительно вводили бутиламиды перфторполиэфирокислот с молекулярной массой 1600 в количестве 5,3% от массы эмали.

Качественные показатели полученных лакокрасочных покрытий в сравнении с покрытиями по прототипу представлены в таблице.

Использование предложенного способа позволяет получать лакокрасочные покрытия с высокими водо-, масло-, бензоотталкивающими свойствами.

Таблица
Показатели	Свойства покрытий по примерам	Прототип
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Краевой угол смачивания по воде, °	120	120	120	97	115	120	120	120	98	117	120
Краевой угол смачивания по маслу, °	75	75	75	65	73	75	75	75	68	74	55
*Стойкость покрытия при температуре (20±2)°С к статическому воздействию воды, ч	120	120	120	95	115	120	120	120	96	116	120
*Стойкость покрытия при температуре (20±2)°С к статическому воздействию минерального масла, ч	130	140	136	90	120	125	135	130	85	115	85
*Стойкость покрытия при температуре (20±2)°С к статическому воздействию бензина, ч	12	15	14	9	11	11	14	12	8	11	8
Твердость пленки по маятниковому прибору типа М-3, у.е.	0,70	0,73	0,75	0,65	0,73	0,69	0,74	0,76	0,65	0,73	0,75
Прочность пленки при растяжении, мм	8,5	8,8	8,7	7,8	8,5	8,6	8,9	8,8	7,9	8,5	7,0
Адгезия пленки, баллы	1	1	1	1	1-2	1	1	1	1	1-2	1
*Примечание: испытания проводились по ГОСТ 9.403-80 метод А

Способ получения лакокрасочного покрытия путем нанесения на подложку лакокрасочного материала, содержащего фторорганический модификатор, и последующего его отверждения, отличающийся тем, что в качестве фторорганического модификатора используют эфиры или амиды перфторполиэфирокислот с молекулярной массой 1200-1400 в количестве 0,2-0,5% от массы лакокрасочного материала.