Применение крахмалов и его производных вместе с целлюлозой в качестве загустителя в красочных системах, способ приготовления красочных систем (варианты), комбинированный загуститель дисперсной краски и дисперсная краска



Применение крахмалов и его производных вместе с целлюлозой в качестве загустителя в красочных системах, способ приготовления красочных систем (варианты), комбинированный загуститель дисперсной краски и дисперсная краска
Применение крахмалов и его производных вместе с целлюлозой в качестве загустителя в красочных системах, способ приготовления красочных систем (варианты), комбинированный загуститель дисперсной краски и дисперсная краска
Применение крахмалов и его производных вместе с целлюлозой в качестве загустителя в красочных системах, способ приготовления красочных систем (варианты), комбинированный загуститель дисперсной краски и дисперсная краска
Применение крахмалов и его производных вместе с целлюлозой в качестве загустителя в красочных системах, способ приготовления красочных систем (варианты), комбинированный загуститель дисперсной краски и дисперсная краска

 


Владельцы патента RU 2407767:

АГРАНА ШТЕРКЕ ГМБХ (AT)

Изобретение относится к дисперсным краскам для внутренних и наружных работ, а также к комбинированному загустителю дисперсной краски, содержащему крахмал(ы) или его производные вместе, по меньшей мере, с одной высоковязкой целлюлозой, причем целлюлоза имеет вязкость более 50000 мПа·с, замеренную ротационным вискозиметром Brookfield в виде 2%-го набухшего водного раствора при 5 об/мин, и 25°С. Также изобретение относится к способу приготовления красочных систем на основе дисперсного связующего, в котором в красочную систему вводят указанный комбинированный загуститель. Технический результат - краски обладают высокой способностью к загущению, стойкостью к истиранию и мойке, а также технологичностью. 5 н. и 16 з.п. ф-лы, 2 ил., 25 табл.

 

Изобретение относится к комбинированному применению крахмалов или их производных вместе с высоковязкими целлюлозами в качестве загустителя в красочных системах, характеризующихся неожиданно высокой способностью к загущению, а также к получаемым при этом дисперсным краскам для внутренних и наружных работ. Среднему специалисту известно, что широко применяемые краски для внутренних и наружных работ, имеющие в своей основе водные системы, содержат часто четыре основных компонента, а именно наполнители, пигменты, связующие вещества и воду, а также большое количество важных, присутствующих в небольшом количестве компонентов, таких как диспергаторы, смачиватели, антивспениватели, вспомогательные пленкообразующие средства, замедлители, консерванты, биоциды, соли, кислоты, основания, буферы, стабилизаторы, жидкое стекло, кремнезем, органические растворители, загустители и пр.

Также среднему специалисту известны самые разные дифференцирования или синонимы таких основанных на дисперсных связующих веществах красок, как, например, дисперсная краска, краска для стен, краска для внутренних работ, прочная на истирание краска, моющаяся краска, эмульсионная краска, глянцевая краска, краска с зеркальным блеском, металлическая краска, краска для наружных работ, фасадная краска, краска-заполнитель, силикатная краска, краска для однослойного покрытия, краска для двухслойного покрытия, краска-растворитель, строительная краска, тертая краска для строительных работ, краска по бетону, отделка с использованием связующего в виде искусственной смолы, минеральная отделка, сухая дисперсная краска, краска для распыления, грунтовочная краска и пр.

Кроме того, среднему специалисту известно, что в таких красках для внутренней и наружной окраски стен применяются преимущественно производные целлюлозы в качестве загустителей и регуляторов реологии. При этом применяются гидроксиэтилцеллюлоза, метилцеллюлоза, метилгидроксиэтилцеллюлоза, этилгидроксиэтилцеллюлоза, гидроксипропилцеллюлоза, карбоксиметилцеллюлоза, карбоксиметилгидроксиэтилцеллюлоза, аминированные целлюлозы и пр. Часто такие порошковые материалы дополнительно модифицированы для замедления разбухания.

В зависимости от загущающего действия различают высоковязкие, средневязкие и низковязкие целлюлозы. Для сообщения изготовителю красок ориентировочного значения загущающей способности часто пользуются показателями вязкости 2%-ных растворов для приблизительной классификации. В соответствии с этим целлюлоза с вязкостью около 2000 мПа·с (и менее), замеренная ротационным вискозиметром Брукфельда при скорости вращения 5 об/мин, и 25°С, означает низковязкий вариант, а продукт с 50000 мПа·с (и более) означает высоковязкую целлюлозу. Продукты с показателями вязкости, лежащими между приведенными показателями, могут классифицироваться как средневязкие целлюлозы. Такая классификация вязкости позволяет также произвести сравнение разных замещенных целлюлоз, благодаря чему могут быть оценены путем сравнения, например, метилцеллюлозы и гидроксиэтилцеллюлозы. Обычно низковязкие и средневязкие простые эфиры целлюлозы применяются в качестве загустителей дисперсных красок. Это имеет место, в частности, в производстве высококачественных красок. Однако в отдельных случаях для регулировки реологии красок применяют и высоковязкие простые эфиры целлюлозы, в частности, для красок пониженного качества.

Наряду с целлюлозами также применяют в отдельных случаях другие виды загустителей, например, неорганические бентониты, синтетические полимеры и сополимеры на основе метакрила, акрила, винила и полиуретана, и органические, модифицированные материалы на основе гуара, алгината, пектина, ксантена, смолы и крахмала астрагала.

Крахмалы и их производные могут, кроме того, применяться в качестве связующих в простых красках, которыми являются краски без содержания синтетических связующих. В WO 97/12946 описано наряду с применением молочного казеина, яичного белка и яичного желтка также применение картофельного крахмала и крахмальных паст в красках на водной основе для окраски наружных и внутренних стен. При этом используется суммарно до 30% натуральных связующих веществ. Аналогичная информация содержится и в ЕР-А 1477535. Здесь также применяется крахмал в качестве связующего для простых красочных систем.

В US-A-4716186 описаны растворимые в холодной воде, гранулированные производные крахмала и их применение в качестве загустителей для дисперсных красок. При этом производные крахмала выбираются из группы, состоящей из гранулированных метилированных, этилированных или карбоксиметилированных крахмалов, причем загустители (1) растворимы в воде (2) при 25°С, по меньшей мере, на 90%, имеют среднюю степень замещения метила, этила или карбоксиметила в диапазоне от около 0,15 до около 1,0 таких заместителей на единицу ангидроглюкозы в молекуле крахмала, (3) соотношение между содержанием неорганических анионов (в мас.% от сухой массы производного крахмала) и степенью замещения метила, этила или карбоксила составляет около 14 или менее.

В ЕР-А-0979850 описаны ассоциированные загустители. Ассоциативные загустители не образуют сами сетчатую структуру, а лишь вызывают ассоциацию частиц, присутствующих в жидкости. Они обладают свойствами ПАВ, так как содержат как гидрофильные, так и гидрофобные концевые и боковые группы. В результате они образуют, например, мицеллы и таким образом способствуют повышению вязкости. Кроме того, в дисперсиях, например в водных лаках, они могут соединяться с присутствующими частицами латекса и связывать их посредством «мицелловых мостиков».

Наконец в DE-A-2005591 описаны пасты для печатания текстильных изделий, состоящие из воды, красителя, по меньшей мере, одного полимерного органического загустителя, почти полностью растворимого в воде, и, по меньшей мере, одного производного крахмала, который разбухает в холодной воде, является сшитым, но практически нерастворимым в холодной и/или горячей воде.

В US 5118732 описан устойчивый к дождевой воде уплотнительный состав, содержащий водные полимерные дисперсии, анионные простые эфиры целлюлозы, выбранные из группы: гидроксиэтил, гидроксиэтилметил, гидроксипропилметил и гидроксипропилцеллюлоза, а также при необходимости обычные добавки, такие как наполнители, пигменты, пластификаторы и пр.

В ЕР 0307915 А2 описаны анионные водорастворимые карбоксиметилгидроксиэтиловые производные простых эфиров целлюлозы, применяемые в качестве загустителей в водных составах, таких как водные краски, содержащие гидрофобную модифицирующую группу алкила, альфагидроксиалкила или азила с 8-25 атомами углерода и образующие в структуре полимера соотношение по массе от около 0,1 до около 4%, при этом степень замещения карбоксиметила составляет от около 0,05 до<1.

В ЕР 0601404 А1 сообщается об определенных высокозамещенных простых эфирах карбоксиметилсульфоэтилцеллюлозы и об упрощенном и экономичном способе получения таких высокозамещенных простых эфиров, а также об их применении в качестве загустителей для печатания текстильных изделий.

В JP 03-0348971 А описана вспениваемая огнезащитная краска на водной основе, содержащая эмульсию из синтетической смолы, вспениватель, агент карбонизации и регулятор вязкости, содержащие производные целлюлозы и характеризующиеся вязкостью 10-400 Па·с.

Согласно "Stach Derivatisation" (Образование производных крахмала), K.F.Gotlieb и A.Capelle, Wageningen Academic Publishers, The Netherlands, 2005 г., стр.47, в крахмальной промышленности - очевидно для приготовления обойного клейстера - уже на протяжении длительного времени применяются гидроксиэтилцеллюлозы для «улучшениям» (структурированных) карбоксиметиловых крахмалов, применяемых в качестве загустителей в технических целей. Специальные назначения не указаны, также не наблюдался выраженный синергетический эффект.

Принципиальное преимущество в случае применения крахмала, модифицированного крахмала и производных крахмала в продукции для технического назначения состоит в том, что крахмал представляет собой природное и ежегодно обновляющееся сырье, являющееся дешевым и присутствующее в избытке, способное производиться экологически чистыми способами и подвергаться модификации. Поэтому в технике крахмал действительно часто используется для самых разнообразных целей.

При этом производные крахмала могут выполнять при использовании в техническом назначении самые разные функции. Так, например, крахмалы и их производные применяются в качестве клея, материла для нанесения покрытия, а также в качестве регулятора реологии, в частности, в качестве загустителя теперь уже во многих областях. В зависимости от требований и необходимых дополнительных свойств крахмалы подвергаются более или менее интенсивной модификации. При этом в случае использования в качестве загустителей часто применяются переэтерифицированные и/или этерифицированные продукты. Такие продукты часто являются структурированными. При этом структурирование обеспечивает некоторую стойкость и тем самым стойкость к сдвигу продукта. С другой же стороны, замещение должно приводить к сильному набуханию и тем самым вызывать сильное связывание воды, что ведет к образованию продуктов с сильным загущающим действием.

Загустители на основе крахмала почти не имеют значения для дисперсных красок. И хотя все крупные изготовители крахмалов указывают, что в красках могут применяться определенные продукты, однако в противоположность применению в бумажной, строительной и текстильной областях ни один изготовитель не имеет собственных продуктов, уже не говоря о наборе собственных продуктов, для сферы красок. Крахмальные продукты при использовании только в качестве регуляторов реологии характеризуются слишком малой способностью к загущению для того, чтобы они могли конкурировать с целлюлозами. По этой причине такие продукты не получили распространение на рынке.

Однако неожиданно было найдено, что комбинированное применение крахмала (крахмалов) или его производных, по меньшей мере, с одной высоковязкой целлюлозой с вязкостью >50000 мПа·с, предпочтительно >60000 мПа·с, в частности >75000 мПа·с, замеренной ротационным вискозиметром Brookfield в виде 2%-го набухшего водного раствора при 5 об/мин, и 25°С, в качестве загустителя в красочных системах на основе связующих веществ обеспечивает особые преимущества. При комбинированном применении крахмала с целлюлозой в качестве загустителя согласно изобретению конкурентоспособными становятся и крахмалы. По сравнению с чистыми целлюлозами такие комбинированные загустители красок обеспечивают практически одинаковые показатели вязкости и характеризуются неожиданно существенно более высокими показателями вязкости, чем это можно было ожидать с учетом большой разницы между отдельными компонентами. В водной системе могут быть заменены от 25 до около 40% целлюлозы на производные крахмала без снижения вязкости водной системы. В красочной системе комбинированные загустители согласно изобретению могут замещать высоковязкие целлюлозы при содержании крахмала от 0,1 до 30%, предпочтительно до 25% и при его содержании от 0,1 до 65%, предпочтительно до 50%, средневязкие целлюлозы.

В красочной системе обычно применяется целлюлоза в качестве загустителя в количестве от 0,05 до 1,2%, предпочтительно от 0,2 до 0,5%. При замещении согласно изобретению до 65%, предпочтительно 20-50%, целлюлозы крахмалом это означает применение крахмала в количестве от около 0,01 до 0,78%, предпочтительно от 0,1 до 0,25%, в красочной системе.

Наряду с упомянутыми очевидными, связанными с вязкостью недостатками крахмалов при самостоятельном использовании в качестве загустителей в дисперсных красках имеется также вторая, вытекающая отсюда, намного более важная причина низкого рыночного спроса, а именно снижение качества краски. Правда более низкую способность крахмалов к загущению можно компенсировать увеличением их содержания в продукте от двух до трех раз, однако такое повышенное количество приводит к резкому ухудшению свойств краски, в частности ее стойкости к мытью и истиранию.

Однако такие недостатки отсутствуют при комбинированном применении согласно изобретению крахмалов с целлюлозами и в приготовленной при этом краске. В результате того, что комбинированный загуститель применяется только в количествах, обычных для целлюлозы, не образуется «избытка» растворенного полимера и, следовательно, не происходит ухудшения стойкости красок к мойке и истиранию по сравнению с красками с содержанием только одной целлюлозы. Следовательно, при этом устраняется существенное препятствие на пути применения крахмалов в этих системах.

Также настоящее изобретение относится к способу получения красочных систем на основе дисперсных связующих веществ, при этом в красочную систему добавляется крахмал(ы) в комбинации, по меньшей мере, с одной высоковязкой целлюлозой в качестве загустителя в сухом виде или в виде раствора, причем вязкость целлюлозы составляет более 50000 мПа·с, предпочтительно более 60000 мПа·с, в частности, более 75000 мПа·с, замеренная ротационным вискозиметром Brookfield в виде 2%-го набухшего водного раствора при 5 об/мин и 25°С.

Альтернативно к красочной системе могут быть примешаны крахмал(ы) и, по меньшей мере, высоковязкая целлюлоза с вязкостью более 50000 мПа·с, преимущественно более 60000 мПа·с, в частности более 70000 мПа·с, замеренная ротационным вискозиметром Brookfield в виде 2%-го набухшего водного раствора при 5 об/мин, и 25°С, в качестве загустителя раздельно и в разные моменты.

Применяемые в красках целлюлозы вызывают обычно задержку набухания, что способствует однородному перемешиванию в воде без образования комков. Такая задержка набухания очень резко снижается при щелочном показателе рН. Следовательно, такие замедляющие набухание целлюлозы могут вводиться в сухом виде только в начале приготовления краски. Более поздняя добавка в красочную систему, в частности, после введения пигментов и наполнителей, привела бы к быстрому набуханию целлюлоз и, следовательно, к ее комкованию. Обычно в приготовленную воду целлюлоза вводится вместе со щелочами или аммонием, диспергирующим и сшивающим агентами, пигментами, наполнителями, антивспенивателями, консервантом и связующим веществом. Целлюлозы, не вызывающие замедления набухания, могут вводиться в водную систему только при больших технологических затратах, в связи с чем данные продукты почти полностью отсутствуют на рынке красок.

Однако крахмальные продукты могут добавляться в красочную систему и в более поздний момент, не вызывая при этом неоднородности. Так, например, крахмалы, применявшиеся во время собственных опытов, вводились вначале вместе с целлюлозой после введения наполнителей или даже связующего вещества. Это обеспечивает преимущества, состоящие в составлении более гибких рецептур и в создании возможности регулирования вязкости в конце рецептурных действий с помощью крахмала. При этом предпочтительно, чтобы крахмал, входящий в комбинацию крахмал/целлюлоза, примешивался к красочной системе на завершающем этапе приготовления краски, до введения связующего вещества.

На рынке присутствуют целлюлозы с разной степенью полимеризации и вязкости, при этом в странах Европейского союза на средневязкие продукты в рыночном секторе красок приходится основная доля. Они применяются в повышенном количестве преимущественно для приготовления высококачественных красок, в то время как для дешевых видов красок высоковязкие продукты применяются скорее в незначительных количествах. Высококачественные краски отличаются высокой вязкостью, низким наплывом, хорошим распределением, высокой стойкостью к мытью и истиранию, низкой способностью к разбрызгиванию и хорошей укрывистостью. Дешевые сорта красок обладают наряду с низкой укрывистостью и умеренной стойкостью к мытью и истиранию более низкой стойкостью к наплыву и большой способностью к разбрызгиванию, при этом более низкая стойкость к наплыву и склонность к разбрызгиванию объясняются низким содержанием загустителя.

Благодаря комбинированному применению согласно изобретению загустителей из целлюлозы и крахмала средневязкие производные целлюлозы могут быть очень успешно заменены, при этом неожиданно достигается даже улучшение некоторых свойств приготавливаемых красок, таких как уменьшенный блеск и превосходный накат. В соответствии с этим согласно изобретению предусмотрено комбинированное применение загустителей для дисперсных красок, состоящих из крахмала(ов) или его производных и, по меньшей мере, одной высоковязкой целлюлозы, причем вязкость целлюлозы составляет более 50000 мПа·с, предпочтительно более 60000 мПа·с, в частности, более 75000 мПа·с, замеренная ротационным вискозиметром Brookfield в виде 2%-го набухшего водного раствора при 5 об/мин, и 25°С. Благодаря комбинации высоковязкой целлюлозы с крахмалом становится возможным применение очень большой доли крахмала, в частности до 60%, причем общее применяемое количество соответствует количеству средневязких целлюлоз и, следовательно, гарантируются положительные свойства высококачественных красок. При этом дополнительно улучшается накат. Таким образом благодаря применению комбинированных загустителей красок можно приготавливать краски с превосходными свойствами, такими как стойкость при мойке и к истиранию, и обладающие технологичностью.

Предпочтительно выбирать применяемые согласно изобретению высоковязкие целлюлозы из группы, состоящей из гидроксиэтилцеллюлозы, метилцеллюлозы, метилгидроксиэтилцеллюлозы, этилгидроксиэтилцеллюлозы, гидроксипропилцеллюлозы, карбоксиметилцеллюлозы, катионных целлюлоз и их комбинаций.

Иногда заказчик требует, чтобы загуститель обладал особыми реологическими свойствами. Это может достигаться добавкой в систему загустителя специальных вспомогательных веществ и регуляторов реологии. В таком случае в комбинированный загуститель из крахмала и/или высоковязкой целлюлозы могут вводиться дополнительные вспомогательные вещества и регуляторы реологии, такие как соли, кислоты, основания, полиуретаны, синтетические полимеризаты и сополимеризаты на основе акриловой и метакриловой кислот, натуральные и полунатуральные полимеры на основе хитозана, пектина, траганта, гуара и альгината. Именно в комбинации с крахмалом может достигаться существенное повышение свойств красок: их стойкость, распределение, наплыв, накат и распыляемость.

Описанные комбинированные загустители красок могут также применяться и для сухих дисперсных красок, и аналогичных сухих красочных систем. Именно в этом назначении крахмал обеспечивает благодаря своей хорошей растворимости большие преимущества.

Кроме того, такие комбинированные загустители красок предназначены для применения при окраске красками на основе дисперсных связующих веществ и при грунтовании потолочных панелей или иных строительных элементов. В этом случае большое значение имеют особые реологические свойства крахмала.

Для применения комбинированного загустителя из крахмала и целлюлозы для дисперсных красок пригодны самые разные крахмалы и их производные. Согласно предпочтительному варианту выполнения настоящего изобретения в качестве крахмала и его производных могут применяться кукурузный, пшеничный, картофельный, кассавный, маниоковый, гороховый, рисовый, амарантовый, ржаной, ячменный крахмалы и их натуральные или трансгенные амилопектиновые виды или их натуральные и трансгенные виды с высоким содержанием амилозы.

В принципе крахмал представляет собой растительный природный продукт. Он состоит в основном из глюкозного полимера, имеющего в своем составе, как правило, два компонента: амилопектин и амилозу. Однако последние не являются в свою очередь отдельными веществами, а представляют собой смеси полимеров с разным молекулярным весом. Амилоза состоит в основном из неразветвленных полисахаридов, в которых глюкоза имеет связь альфа-1,4. Напротив, амилопектин является сильно разветвленным глюкозным полимером, в котором глюкозные единицы содержатся наряду со связями альфа-1,4 в местах разветвления со связью 1,6.

Природные крахмалы содержат амилозу, как правило, в количестве от 15 до 30%. Правда, имеются крахмалы аминопектинового типа с повышенным содержанием амилопектина, а также амилопектиновые продукты с повышенным содержанием амилозы. Наряду с природными или культивируемыми природными аминопектиновыми типами и типами с высоким содержанием амилозы (природными гибридами или мутантами) имеются также аминопектиновые крахмалы, а также крахмалы с высоким содержанием амилозы, полученные химическим и/или физическим фракционированием или из генномодифицированных растений. Все эти крахмалы могут применяться в принципе в том виде, в каком они присутствуют, или в виде производных в комбинации с высоковязкими целлюлозами в качестве загустителей для дисперсных красок.

Указанные крахмалы, предназначенные для комбинированного применения вместе с высоковязкими целлюлозами в качестве загустителей для дисперсных красок, предпочтительно модифицируются. Из литературы известно множество производных, приготовление которых подробно описано в числе прочего в труде "Starch: Chemistry and Technology", R.L.Whistler, гл. Х и XVII, 1984 г., и в "Modified Starches: Properties and Uses", под ред. О.В.Wurzburg, гл. 2-6, 9-11, CRC Press, 1986 г. Как правило, среди производных крахмала выявляется различие между простыми и сложными эфирами крахмала. Кроме того, есть различие между неионными, анионными, катионными и амфотерными, а также между гидрофобными производными крахмала, получаемыми в ходе образования производных на основе суспензий и клейстеров, с помощью полусухого и сухого методов, а также образованием производных в органических растворителях.

Предпочтительно, чтобы применяемый согласно изобретению крахмал представлял собой продукт этерификации, в качестве альтернативы он может быть также продуктом переэтерификации. Последующие операции по образованию производных известны из уровня техники.

Под анионной и неионной модификацией крахмала понимается получение таких производных, в которых свободные гидроксильные группы крахмала замещены анионными или неионными группировками. В отличие от крахмала кукурузы и восковидной кукурузы картофельные крахмалы и амилопектиновые картофельные крахмалы содержат естественно связанные анионные группы, в связи с чем здесь имеются в виду собственно анионные производные крахмала, полученные дополнительной анионной модификацией. При этом предполагаются естественно химически связанные фосфатные группы, придающие картофельным и амилопектиновым картофельным крахмалам дополнительное специфическое свойство полиэлектролита.

Анионное и неионное образование производных может проводиться в принципе двояким способом:

а) модификацию проводят лишь настолько, чтобы произошла этерификация крахмала. Модификаторами выступают разные неорганические и органические, в большинстве случаев двухвалентные кислоты, или их соли, или их сложные эфиры, или их ангидриды. Так, например, пригодными являются, в числе прочего, причем их перечисление приводится здесь в качестве примера, о-фосфорная, m-фосфорная, полифосфорная кислоты, самые разные серные кислоты, самые разные кремниевые кислоты, самые разные борные кислоты, уксусная и щавелевая кислоты, янтарная кислота и ее производные, глутаровая, адипиновая, фталевая, лимонная кислоты и др. Также могут применяться смешанные сложные эфиры или ангидриды. Этерификация крахмала может проводится неоднократно, в результате чего могут быть получены, например, сложные эфиры дикрахмал-фосфорной кислоты. Предпочтительно, чтобы применяемый согласно изобретению крахмал являлся продуктом этерификации посредством моно-, ди- или трикарбоновых кислот с алкильной цепью с 1-30 атомами углерода или карбаматом, особенно предпочтительно ацилированным, например, сукцинилированным, октенилсукцинилированным, додецилсукцинилированным или ацетилированным;

б) модификация проводится настолько, чтобы произошло этерификация крахмала. В качестве модификаторов служат неорганические и органические замещенные кислоты, или их соли, или их сложные эфиры. Особенно предпочтительно, чтобы применяемый согласно изобретению крахмал представлял собой крахмал простого метилового, этилового, гидроксиэтилового, гидроксипропилового, гидроксибутилового, карбоксиметилового, цианоэтилового, карбамоилэтилового эфира или их смеси. При таком типе реакции происходит отщепление заместителя и образуется эфирная группа.

В результате крахмал замещается, например, первично или дополнительно фосфатом, фосфонатом, сульфатом, сульфонатом или карбоксильными группами. Это достигается, например, преобразованием картофельного крахмала под действием галогенкарбоновых кислот, хлоргидроксиалкилсульфонатов или хлоргидроксиалкилфосфонатов.

Под катионной модификацией крахмалов подразумевается получение таких производных, в которых в результате замещения крахмалу был сообщен положительный заряд. В способах образования катионов применяются группы, амино, имино, аммония, сульфония или фосфония. Методы получения катионированных крахмалов описаны, например, в D.B.Solareck, Cationic Starches, в книге O.W.Wurzburg (под редакцией): Modified Starches: Properties and Uses, CRC Press Inc., Boca Raton, Флорида (1986 г.), стр.113-130. Такие катионные производные содержат преимущественно азотсодержащие группы, в частности первичные, вторичные, третичные и четвертичные амины и группы сульфония и фосфония, связанные посредством связей простого или сложного эфира. Предпочтительным является применение катионированных кислот, содержащих заряженные положительным зарядом группы четвертичного аммония.

Следующую группу образуют амфотерные крахмалы. Они содержат как анионные, так и катионные группы, в результате чего их возможности применения являются очень специфичными. В большинстве случаев имеются в виду катионные крахмалы, дополнительно модифицированные либо фосфатными группами, либо ксантатами. Способ получения таких продуктов также описан в D.B.Solareck: Cationic Starches, в книге О.В.Wurzburg (под его редакцией): Modified Starches: Properties and Uses, CRC Press Inc., Boca Raton, Флорида (1986 г.), стр.113-130.

Модификация крахмалов может проводиться также с помощью реактивов, вызывающих гидрофобность. При этом этерифицированные гидрофобные крахмалы получают в том случае, когда в гидрофобных реактивах содержится галогенид, эпоксид, галогенгидрин, глицидил, карбоновая кислота или группа четвертичного аммония. Для гидрофобных крахмалов применяют гидрофобный реактив с содержанием, по меньшей мере, одного ангидрида. Прошедшие карбоксиметилирование крахмалы могут подвергаться обработке на гидрофобию с помощью гидрофобного реактива с содержанием аминной группы. Указанные реакции могут протекать также в присутствии поверхностно-активного вещества. Придание гидрофобных свойств крахмалу может достигаться посредством смешивания крахмала или его производного со сложным эфиром жирной кислоты. Полученные в ходе таких реакций гидрофобные крахмалы также пригодны для применения в красочных системах.

Большое значение имеют сложные и простые эфиры крахмалов. Различают между отдельными и смешанными сложными эфирами крахмала, при этом заместитель(ли) сложного эфира может(могут) быть разным(и): в остатке сложного эфира RCOO R может означать алкильный, арильный, алкенильный, алкарильный или аралкильный остаток с 1-17 атомами углерода, предпочтительно, 1-6 атомами углерода, в частности, 1-2 атомами углерода. Такие продукты включают в себя производные: ацетат (полученный из винилацетата или ацетангидрида), пропионат, бутират, стеарат, фталат, сукцинат, олеат, малеинат, фурмарат и бензоат.

Такие ацилированные, в частности сукцинилированные, октенилсукцинилированные, додецилсукцинилированные и ацетилированные, крахмалы характеризуются очень высокой способностью к загущению в водных системах и поэтому наиболее пригодны для красочных систем.

Этерификация проводится в большинстве случаев путем реакции взаимодействия с алкиленоксидами с 2-6 атомами углерода, предпочтительно 2-4 атомами углерода, в частности, благодаря применению этилен- и пропиленоксида. Однако могут быть также получены и применены простые метиловые, карбоксиметиловые, цианэтиловые и карбамоиловые эфиры. Особо предпочтительным является используемый согласно изобретению крахмал, карбоксиметилированный кукурузный или картофельный крахмал, предпочтительно со степенью замещения при карбоксиметилировании DS (degree of substitution) 0,01-1,0, предпочтительно DS 0,2-0,5.

Другие продукты содержат алкилгидроксиалкиловые, алкилкарбоксиалкиловые, гидроксиалкилкарбоксиметиловые и алкилгидроксиалкилкарбоксиметиловые производные.

Наряду со сложными и простыми эфирами или дополнительно к образованию производных применяемый согласно изобретению крахмал может подвергаться, как таковой или дополнительно, в разной степени структурированию, окислению, термохимическому разложению, декстринизации или экструдированию.

При этом структурирование проводят преимущественно посредством реакции обмена с применением эпихлоргидрина, адипиновой кислоты, фосфороксихлорида или триметафосфата натрия, а также 1,3-дихлор-2-пропанола, при необходимости, в смеси с (поли)аминами, ди- или полиэпоксидами, альдегидов или выделяющих альдегид реактивов, таких, как, например, N,N'-диметилол-N,N'-этиленмочевина и смешанные ангидриды карбоновых кислот с двух- или трехосновными кислотами, как, например, смешанный ангидрид, состоящий из ацетангидрида и адипиновой кислоты. Такое структурирование и его многочисленные варианты можно обозначить понятием «структурирование адипиновой кислотой».

Особо предпочтительно, чтобы применяемый согласно изобретению крахмал был дополнительно структурирован ацеталом. Особо предпочтительно, чтобы применяемый согласно изобретению крахмал был структурирован глиоксалом или пропионалдегидом, как правило, ацеталовое структурирование проводится ацеталдегидом, пропионалдегидом, бутиралдегидом и альдегидами с длинной цепью. Структурированные ацеталом крахмалы могут быть получены и применены либо в комбинации с дополнительным образованием производных (переэтерификацией или этерификацией), либо без дополнительной модификации.

Крахмалы, применяемые при этерификации, переэтерификации и структурировании, могут дополнительно подвергаться термофизическим модификациям (в суспензии) или ингибированию (сухая или полусухая реакция).

Специальные продукты согласно изобретению могут быть получены реакцией крахмалов и его производных с самыми разными видами глицидового простого эфира, диглицидовых простых эфиров, триглицидовых простых эфиров, тетраглицидовых простых эфиров и глицидовых сложных эфиров. При этом в реактивах могут также содержаться фениловые, циклогексановые, алкильные, пропиленгликолевые и другие химические группы. Так, например, можно указать на реактивы, такие, как простые эфиры бутандиолдиглицида, полиглицеролтриглицида, о-крезолглицида, полипропилендигликольглицида, трет.-бутилфенилглицида, циклогександиметанолдиглицида, глицеринтриглицида, неопентилгликольдиглицида, пентаэритриттетраглицида, этилексилглицида, гександиолглицида, триметилолпропантриглицида, пергидробисфенолдиглицида и сложные глицидные эфиры неодекановой кислоты. Упомянутые модификации могут проводиться в комбинации с обычной этерификацией, переэтерификацией и мерами по физической или термической обработке.

Клейстеры структурированных крахмалов обладают при незначительном структурировании очень быстро возрастающей вязкостью, которая при высокой степени структурирования снова снижается. Однако в обоих случаях степень снижения является очень незначительной, в связи с чем структурированные крахмалы очень подходят для применения в красках.

Особенно пригодны для применения комбинации из структурированных эпихлоргидрином, карбоксиметилированных крахмалов и структурированных эпихлоргидрином, карбоксиметилированных и гидроксипропилированных крахмалов, причем структурирование может проводиться в суспензии (Slurry) и клейстере. Однако и крахмалы, структурированные только пропионалдегидом и модифицированные в комбинации с указанной выше этерификацией и переэтерификацией, обнаруживают здесь особо положительную способность к загущению красочной системы.

В предпочтительном варианте выполнения настоящего изобретения применяемый(применяемые) согласно изобретению крахмал(ы) является(являются) полимеризованным(и) прививкой или сополимеризованным(и) прививкой крахмалом(крахмалами), например, с применением продуктов из группы поливиниловых спиртов, акриламидов, акриловых кислот или мономеров и полимеров на основе углеводородов нефти. При этом привитый (со)-полимеризат крахмала может предпочтительно присутствовать в виде эмульсионного полимеризата.

Как уже упоминалось, все указанные модификации крахмала не только могут быть получены превращением нативного крахмала, но могут также применяться и расщепленные виды крахмала. Процессы расщепления могут обеспечиваться механическим, термическим, термохимическим или ферментативным способами. При этом происходит не только структурное изменение крахмала, т.к. его производные могут приобрести способность к растворению и набуханию в холодной воде (например, при декстринизации и экструзии).

В предпочтительном варианте выполнения применяемый согласно изобретению крахмал или модифицированный крахмал является растворимым в холодной воде. Специально растворимый в холодной воде крахмал может быть получен посредством предварительной клейстеризации или без нее вальцовой сушкой, сушкой распылением, распылительной варкой и пр. Для достижения оптимальных свойств растворимого в холодной воде крахмала или его производных большое значение имеет степень разложения. Крахмал и его производные не образуют комки при разложении и последующем применении, не пылят и не создают расслоения, поэтому при практическом применении соответствующего сухого продукта на основе клейстера обеспечивается оптимальная переработка после помещения в воду. При этом особый способ представляет собой экструзия. При нем становится возможным в разной степени интенсивно расщеплять модифицированные крахмалы воздействием физических факторов и одновременно превращать его в продукт, растворимый и набухающий в холодной воде. Кроме того, по этой технологии проводится непосредственное химическое образование производных крахмала при пониженных затратах. Применение технологии сушки распылением (в частности, технологии варки распылением (Spray-Cooking)) позволяет получать особо высоковязкие крахмалы и их производные, очень хорошо пригодные в качестве загустителей для красочных систем.

Для того чтобы действие загустителя полностью проявилось в краске, требуется интенсивное набухание крахмала. Добавка крахмала или его производных может производиться, как правило, двумя разными способами. Если применяется варочный крахмал, то перед добавкой приготавливают концентрированный крахмальный клейстер. Для этого крахмал размешивают с водой и такую крахмальную суспензию доводят до кипения, затем охлаждают и добавляют в красочную систему. Только нагревом крахмал может переводиться в клейстер и, следовательно, в водорастворимое состояние. В качестве альтернативы можно предварительно растворить в холодной воде производное или ввести его в виде порошка либо чешуек в систему, причем при умеренном перемешивании крахмал переходит в раствор без образования комков. Второй вариант является более предпочтительным, так как вызывает у конечного потребителя меньше технологических затрат.

Настоящее изобретение относится также к дисперсной краске, содержащей комбинированный загуститель, такой, как описанный выше.

Приводимые ниже примеры служат для пояснения изобретения без его ограничения.

Пример 1

В стакане емкостью 1 л перемешали целлюлозы, крахмалы и их комбинации при образовании 1%-го титрованного раствора (i.TS) в деионате при общем количестве 500 г, задали с помощью 1%-го NaOH показатель рН более 9, размешивали в течение 10 минут при скорости 1500 об/мин с помощью турбинной мешалки диаметром 80 мм и после набухания в течение 24 ч при 5 об/мин, и 25°С произвели замер ротационным вискозиметром Brookfield.

1.1. Сравнение 1

Крахмал А (структурированный эпихлоргидрином карбоксиметиловый крахмал на основе картофельного крахмала; степень замещения карбоксиметилового крахмала: ≈ 0,33), высоковязкая гидроксиметилцеллюлоза 103 000 (с вязкостью 2% i.TS 103000 мПа·с) (табл.1).

Таблица 1
Сравнение водных растворов 1% i.TS с содержанием гидроксиэтилцеллюлозы
Загуститель Соотношение, вес.% Вязкость, замеренная вискозиметром Brookfield, 5 об/мин, 25°С
Высоковязкая гидроксиэтилцеллюлоза 100 10400 мПа·с
Высоковязкая гидроксиэтилцеллюлоза /крахмал А 90/10 10920 мПа·с
Высоковязкая гидроксиэтилцеллюлоза/ крахмал А 75/25 10120 мПа·с
Высоковязкая гидроксиэтилцеллюлоза/ крахмал А 60/40 8080
Крахмал А 100 96 мПа·с

Результат: практически одинаковая вязкость при использовании 25% крахмала; почти полное отсутствие снижения вязкости при содержании до 40%, неожиданный эффект на основе низкой вязкости чистого крахмального раствора.

1.2. Сравнение 2

Крахмал А (структурированный карбоксиметиловый крахмал на основе картофельного крахмала). Высоковязкая метилцеллюлоза 78000 (с вязкостью 2% i.TS 77 600 мПа·с) (табл.2).

Таблица 2
Сравнение водных растворов 1% i. TS с содержанием метилцеллюлозы
Загуститель Соотношение, вес.% Вязкость, замеренная вискозиметром Broolfield, 5 об/мин, при 25°С
Высоковязкая метилцеллюлоза 100 4712 мПа·с
Высоковязкая метилцеллюлоза / крахмал А 90/10 12320 мПа·с
Высоковязкая метилцеллюлоза /крахмал А 75/25 16560 мПа·с
Высоковязкая метилцеллюлоза /крахмал А 60/40 10320 мПа·с
Крахмал А 100 96 мПа·с

Результат: более высокие показатели вязкости при использовании 40%. Неожиданный эффект на основе низкой вязкости чистого крахмального раствора.

Пример 2

Применение комбинации из крахмала и целлюлозы для дисперсных красок Рецептура дисперсной краски для внутренних работ составлена на основе примеров:

краска I: дисперсная краска с чистой целлюлозой в качестве загустителя;

краска II: дисперсная краска с содержанием крахмала/целлюлозы при соотношении 50:50, добавка крахмала в начале приготовления;

краска III: дисперсная краска с содержанием крахмала/целлюлозы в соотношении 50:50. Добавка крахмала после введения связующего (табл.3).

Таблица 3
Рецептура приготовления дисперсных красок с добавкой крахмала и без нее
Материал Описание Краска I Краска II Краска III
Н2О (деионат) Растворитель 257,5 257,5 257,5
Целлюлоза Загуститель 3,4 1,7 1,7
Крахмал А Загуститель 1,7 -
NaOH 25%-нoe Основание 0,4 0,4 0,4
Коатекс Смачиватель 2,3 2,3 2,3
Агитан 285 Антивспениватель 1,5 1,5 1,5
Превентол D7 Биоцид 1,1 1,1 1,1
Кронос 2190 Пигмент 75,0 75,0 75,0
Финнтальк М Наполнитель 52,5 52,5 52,5
30 SL
Омиакарб 5-GU Наполнитель 93,8 93,8 93,8
Омиакарб 2-GU Наполнитель 187,5 187,5 187,5
Акронал LR 8961 Связующее 75 75 75
Крахмал А Загуститель - - 1,7
Итого: 750 г 750 г 750 г

Методика проведения:

В деионате размешивали целлюлозу (краска I) и комбинацию из целлюлозы и крахмала (краска II) в течение 5 минут и затем загустили добавкой натрового щелока. После этого примешали смачиватель, антивспениватель, биоцид, пигменты и наполнители. После дисперсной фазы длительностью 20 минут добавили связующее и затем крахмал для краски III. После перемешивания в течение более 10 минут краску хранили и через 24 часа определяли вязкость и показатель рН.

2.1. Сравнение загущающей способности целлюлозы/крахмала при их разном соотношении и в зависимости от момента добавки крахмала

В приготовленных затем дисперсных красках постоянно применяли одинаковое количество загустителя (целлюлоза, комбинация из крахмала и целлюлозы). Однако соотношения меняли.

По приведенной выше рецептуре (см. табл.3) применяли разные средневязкие гидроксиэтилцеллюлозы в дисперсных красках (аналогично рецептуре I) и составили полученные при этом показатели вязкости. Средневязкие гидроксиэтилцеллюлозы, как уже упоминалось в описании, классифицировали определением вязкости 2%-х растворов и соответственно обозначили (табл.4).

Таблица 4
Результаты вмешивания средневязких целлюлоз
Средневязкие гидроксиэтилцеллюлозы Вариант краски 1, вязкость, замеренная вискозиметром Stormer после хранения в течение 24 ч при 25°C
Гидроксиэтилцеллюлозы 4650 94,1 KU
Гидроксиэтилцеллюлозы 16500 100,2 KU
Гидроксиэтилцеллюлозы 28800 104,2 KU
Гидроксиэтилцеллюлозы 49000 108,1 KU

На следующем этапе приготовили дисперсные краски на основе разных соотношений между высоковязкой гидроксиэтилцеллюлозой (103000) и крахмалом, причем добавка крахмала производилась, с одной стороны, в начале (аналогично варианту II получения краски) и, с другой стороны, в конце приготовления (аналогично варианту III приготовления краски) при указанных ниже количествах крахмала (табл.5).

Таблица 5
Показатели вязкости при использовании комбинации из целлюлозы и крахмала в дисперсных красках (рецептуры красок II и I-II)
Доля крахмала при использовании с гидроксиэтилцеллюлозой 103000 Вариант краски II (ранняя добавка крахмала) Вариант краски III (поздняя добавка крахмала)
60% крахмала - 95,3 KU
50% крахмала 94,1 KU 100,2 KU
40% крахмала 97,7 KU 104,5 KU
30% крахмала 102,0 KU 107,2 KU
20% крахмала 106,3 KU 108,7 KU
15% крахмала 108,2 KU -

Из диаграммы явствует количество крахмала, вносимого вместе с высоковязкой гидроксиэтилцеллюлозой в красочную систему, для получения загущающей способности чистых средневязких целлюлоз.

В соответствии с этой диаграммой гидроксиэтилцеллюлоза 4 650 может заменяться 50% крахмала в комбинированном загустителе краски при ранней добавке и около 60% крахмала при поздней добавке. Гидроксиэтилцеллюлозу 16 500 можно заменять примерно 65% высоковязкой целлюлозы и 35% крахмала при ранней добавке и примерно 50% высоковязкой целлюлозы и 50% крахмала при поздней добавке. Гидроксиэтилцеллюлозе 28800 в краске соответствует комбинация с содержанием крахмала около 25% при ранней добавке и около 40% при поздней добавке. Гидроксиэтилцеллюлоза 49000 может быть заменена 15% крахмала при ранней и около 20% крахмала при поздней добавке.

2.2. Сравнение свойств дисперсных красок, загущенных гидроксиэтилцеллюлозой и комбинацией гидроксиэтилцеллюза/крахмал

По рецептуре на табл.3 для дисперсных красок для внутренних и наружных работ было приготовлено три разных вида краски:

а) краска (краска IV) с применением гидроксиэтилцеллюлозы 49 000 в качестве загустителя;

б) краска (краска V) с комбинированным применением высоковязкой гидроксиэтилцеллюлозы 103000 и крахмала (типа А) при соотношении 74:26;

в) для сравнения краска (краска VI) с применением только высоковязкой гидроксиэтилцеллюлозы 103000, доля которой соответствовала только доле при комбинированном применении (0,34%) (табл.6).

Таблица 6
Сравнение дисперсных красок для внутренних работ, в т.ч. результатов технологических испытаний (распределение, наплыв, истирание, накат)
Дисперсная краска для внутренних работ Краска IV, гидроксиэтилцеллюлоза 103000/крахмал А, 74:26 Краска V, гидроксиэтилцеллюлоза 49000 Краска VI, гидроксиэтилцеллюлоза 103000
Частичное применяемое количество, % 0,34/0,11 0,45 0,34
Общее применяемое количество, % 0,45 0,45 0,34
Вязкость, замеренная вискозиметром Brookdfield, мПа·с, 20 об/мин 8800 8300 5700
Вязкость, замеренная вискозиметром Stormer (KU) 108 108 92
Распределение (Laneta; стандарт ASTM D 4062-99) 8 6 8
Наплыв, ASTM D 4400-99, милы 14 14 10
Класс стойкости к истиранию (стандарт ISO 11998) 3 3 3
Испытание на накат* +++ ++ ++
*Субъективная оценка наката роликом с покрытием из шкуры ягненка: +++ - очень хорошо; ++ - хорошо; + - удовлетворительно; - - плохо.

Как явствует из табл.6, при комбинированном применении крахмала А/гидроксиэтилцеллюлозы обеспечиваются свойства краски, получаемые на основе применения только средневязкой гидроксиэтилцеллюлозы 49000 (краска V). Кроме того, отмечается улучшение распределения (8 вместо 6 милов) и наката. Сравнение краски, приготовленной с применением только гидроксиэтилцеллюлозы в количестве (краска VI), которое применялось в комбинации (0,34% в краске IV), свидетельствует об отсутствии требуемых показателей вязкости, а также о низких показателях наплыва и более жестком накате. Дисперсные краски, приготовленные на основе комбинированного загустителя (крахмал/целлюлоза), обладают улучшенными красочными свойствами.

2.3. Сравнение свойств дисперсных красок, загущенных метилцеллюлозой и метилцеллюлозой/крахмалом

По рецептуре приготовления дисперсных красок для внутренних работ, приведенной в примере 2, получили два вида краски:

а) краску (краска VII) с содержанием метилцеллюлозы 22500,

б) краску (краска VIII) с комбинированным применением высоковязкой метилцеллюлозы 78000 и крахмала (крахмал типа В: структурированный эпихлоргидрином, карбоксиметилированный амилопектиновый картофельный крахмал; DS≈0,33) при соотношении 60:40 (табл.7).

Таблица 7
Сравнение дисперсных красок для внутренних работ, в т.ч. результатов технологических испытаний (на распределение, наплыв, истирание и накат)
Дисперсная краска для внутренних работ Краска VII, метилцеллюлоза 22500 Краска VIII, метилцеллюлоза 78000/крахмал В, 60:40, поздняя добавка крахмала
Частичное используемое количество, % - 0,27/0,18
Общее используемое количество, % 0,45 0,45
Вязкость, замеренная вискозиметром Brookfield, мПа·с; 20 об/мин. 8160 8460
Вязкость, замеренная вискозиметром Stormer, (KU) 106,6 106,2
Распределение (Leneta; ASTM D 4062-99) 8 9
Наплыв, ASTM D 4400-99, милы 14 14
Класс истираемости (ISO 11998) 3 3
Испытание на накат* ++ +++
*Субъективная оценка наката роликом с покрытием из шкуры ягненка: +++ - очень хорошо; ++ - хорошо; + - удовлетворительно; - - плохо.

Как следует из табл.7, при комбинированном применении крахмала/метиловой целлюлозы 78000 обеспечиваются, как правило, свойства, присущие краске на основе только средневязкой метиловой целлюлозы 22 500 (краска VII). Также отмечается улучшение распределения (9 вместо 8 милов) и наката. Дисперсные краски, приготовленные с применением комбинированного загустителя (крахмала/целлюлозы), обладают, следовательно, улучшенными свойствами.

Пример 3

Применение комбинации из крахмала/целлюлозы в дисперсных красках

Рецептура другой дисперсной краски для внутренних работ составлена на основе примеров с применением растворимого в холодной воде октенилсукцинилированного амилопектинового картофельного крахмала (крахмал С) и растворимого в холодной воде структурированного пропионалдегидом обычного картофельного крахмала (крахмал D).

Краска IX: дисперсная краска с применением только целлюлозы 16 500 в качестве загустителя.

Краска Х+XI: дисперсная краска с применением крахмала/целлюлозы. Добавка крахмала производилась после введения связующего (табл.8).

Таблица 8
Рецептуры приготовления дисперсных красок с добавкой крахмала и без нее
Материал Описание Краска IX Краска Х Краска XI
Н2O (деионат) Растворитель 377,3 377,3 377,3
Гидроксиэтилцеллюлоза 16500 Загуститель 5,0 - -
Гидроксиэтилцеллюлоза 103000 Загуститель - 3,0 3,0
NaOH 25%-нoe Основание 0,2 0,2 0,2
Коатекс Смачиватель 3,5 3,5 3,5
Агитан 285 Антивспениватель 2 2 2
Зокаль Р2 Наполнитель 150 150 150
Омиакарб 5-GU Наполнитель 400 400 400
Мергал К15 Биоцид 2 2 2
Акронал LR 8961 Связующее 60 60 60
Крахмал С Загуститель - 2 -
Крахмал D Загуститель - - 2
Итого: 1000 г 1000 г 1000 г

Методика проведения:

В деионате размешивали целлюлозу в течение 5 минут и затем сгущали натровым щелоком. После этого примешивали смачиватель, антивспениватель, наполнители и биоцид. По окончании фазы диспергирования, длившейся 10 минут, ввели связующее и затем крахмал для краски Х и XI. После перемешивания в течение 10 минут краску хранили и через 24 часа измерили вязкость и показатель рН, а также были проведены дополнительные исследования относительно качества краски.

Благодаря применению комбинированного загустителя, состоящего из гидроксиэтилцеллюлозы и крахмала в соотношении 60:40, достигается очень высокая способность к загущению по сравнению с применением только одной гидроксиэтилцеллюлозы 16500 в краске. Красочные свойства почти не отличаются. Незначительные преимущества по отношению к краске IX с применением в ней только гидроксиэтилцеллюлозы были отмечены для красок Х (крахмал С) и краски XI (крахмал D), которые относились к наплыву и накату.

Пример 4

Комбинированное применение крахмала и целлюлозы в дисперсных красках для наружных работ

Рецептура дисперсной краски составлена на основе примеров с использованием крахмалов (крахмалы А и В):

краска XII: дисперсная краска с применением в качестве загустителя только целлюлозы (гидроксиэтилцеллюлоза 28800),

краска XIII+XIV: дисперсная краска с применением крахмала/целлюлозы. Добавка крахмала после связующего (табл.10).

Таблица 10
Рецептуры приготовления дисперсных красок с добавкой крахмала и без нее
Материал Описание Краска XII Краска XIII Краска XIV
Н2О (деионат) Растворитель 160 160 160
Гидроксиэтилцеллюлоза 28800 Загуститель 3,4 - -
Гидроксиэтилцеллюлоза 103000 Загуститель - 2,0 2,0
NaOH 25%-нoe Основание 0,4 0,4 0,4
Коатекс Смачиватель 1,5 1,5 1,5
Агитан 315 Антивспениватель 1,5 1,5 1,5
Превентол D6 Биоцид 1,2 1,2 1,2
Кронос 300 Пигмент 75 75 75
Финнтальк М 20 SL Наполнитель 52 52 52
Омиакарб 15-GU Наполнитель 117 117 117
Омиакарб 5-OU Наполнитель 113 113 113
Акронал S 559 Связующее 225 225 225
Крахмал А Загуститель - 1,4 -
Крахмал В Загуститель - - 1,4
Итого: 750 г 750 г 750 г

Методика проведения:

В деионате размешивали целлюлозу в течение 5 минут и затем сгущали натровым щелоком. После этого примешивали смачиватель, антивспениватель, биоцид, пигмент и наполнители. После фазы диспергирования, длившейся 20 минут, ввели связующее и затем крахмал для красок XIII и XIV. После перемешивания в течение 10 минут краску хранили и через 24 часа измеряли вязкость и показатель рН (табл.11).

Таблица 11
Сравнение дисперсных красок для наружных работ, в т.ч. результатов технологических испытаний (на распределение, наплыв, истирание и накат)
Дисперсная краска для наружных работ Краска XII, гидроксиэтилцеллюлоза 28800 Краска XIII, гидроксиэтилцеллюлоза 103000/крахмал А, 60:40 Краска XIV, гидроксиэтилцеллюлоза 103000/крахмал В, 60:40
Частичное используемое количество, % - 0,27/0,18 0,27/0,18
Общее используемое количество, % 0,45 0,45 0,45
Вязкость, замеренная вискозиметром Brookfield, мПа·с; 20 об/мин. 6240 7340 7380
Вязкость, замеренная вискозиметром Stormer (KU) 99,2 100,4 100,3
Распределение (Leneta; ASTM D 4062-99) 5 5 6
Наплыв, ASTM D 4400-99, милы 10 12 10
Класс истираемости (ISO 11998) 2 2 2
Испытание на накат* ++ +++ +++
*Субъективная оценка наката роликом с покрытием из шкуры ягненка: +++ - очень хорошо; ++ - хорошо; + - удовлетворительно; - - плохо.

Благодаря применению комбинированного загустителя, состоящего из гидроксиэтилцеллюлозы и крахмала в соотношении 60:40, достигается очень высокая способность к загущению по сравнению с применением только одной гидроксиэтилцеллюлозы 28800 в краске. Красочные свойства почти не отличаются. Незначительные преимущества по сравнению с краской (краска XII) с применением в ней только гидроксиэтилцеллюлозы были отмечены для краски XIII (крахмал А), которые (преимущества) относились к наплыву, и для краски XIV (крахмал В), которые относились к распределению, а также для обеих красок, которые относились к накату.

Пример 5

Аналогично примеру 2 или 2.1 проводились дополнительные сравнения красок для внутренних работ, приготовленных, с одной стороны, с применением целлюлоз, в частности метилцеллюлоз и этилцеллюлоз и, с другой стороны, с применением комбинации из целлюлозы (метилцеллюлозы. этилцеллюлозы) и крахмала. Рецептура дисперсной краски для внутренних работ аналогична приведенной в примерах рецептуре красок I-III.

5.1. Сравнение загущающего действия при разных соотношениях между метилцеллюлозой и крахмалом при разном моменте добавки крахмала

В приводимых ниже дисперсных красках применяли во время их приготовления постоянно одинаковое общее количество загустителя (целлюлоза, комбинация крахмал/целлюлоза). Однако соотношения варьировали.

По приведенной выше рецептуре (см. табл.3) в дисперсные краски ввели разные средневязкие метилгидроксиэтилцеллюлозы (аналогично рецептуре I краски) и составили полученные при этом показатели вязкости. Как уже упоминалось в описании, средневязкие метилгидроксиэтилцеллюлозы классифицировали посредством определения вязкости 2%-ных растворов и соответственно обозначали (табл.12).

Таблица 12
Результаты вмешивания средневязких целлюлоз
Средневязкая метилгидроксиэтилцеллюлозы Вариант краски I, вязкость, замеренная вискозиметром Stormer после хранения в течение 24 часов при 25°С
Метилгидроксиэтилцеллюлоза 4000 92,0 KU
Метилгидроксиэтилцеллюлоза 10000 99,0 KU

На следующем этапе были приготовлены дисперсные краски на основе разных соотношений между высоковязкой метилгидроксиэтилцеллюлозой (138000) и крахмалом, причем добавка крахмала производилась, с одной стороны, вначале (аналогично варианту краски II) и, с другой стороны, в конце приготовления (аналогично варианту краски III), удельные доли крахмала приведены ниже (табл.13).

Таблица 13
Показатели вязкости при комбинированном применении метилгидроксиэтилцеллюлозы и крахмала А в дисперсных красках (рецептуры краски II, III)
Доля крахмала А в комбинации с метилгидроксиэтилцеллюлозой 138000 Вариант краски II (ранняя добавка крахмала) Вариант краски III (поздняя добавка крахмала)
60% крахмала - 98,8 KU
50% крахмала 97,5 KU 102,2 KU
40% крахмала 104,3 KU 106,0 KU
30% крахмала 108,2 KU 109,5 KU
22% крахмала 111,0 KU 112,0 KU

На диаграмме показано, какое количество крахмала при комбинированном применении с высоковязкой метилгидроксиэтилцеллюлозой 138 000 может вводиться в красочную систему для достижения загущающего действия, присущего только средневязким метилцеллюлозам.

В соответствии с ней метиловая целлюлоза 4000 может заменяться крахмалом в количестве 55% в комбинированном загустителе при ранней добавке и в количестве около 65% при поздней добавке. Метиловую целлюлозу 10000 можно заменить высоковязкой метилцеллюлозой в количестве около 55% и крахмалом в количестве 45% при ранней добавке и высоковязкой метилцеллюлозой в количестве около 45% и крахмалом в количестве 55% при поздней добавке.

5.2. Сравнение загущающего действия при разных соотношениях между этилгидроксиэтилцеллюлозой и крахмалом при разных моментах добавки крахмала

В приводимых ниже дисперсных красках применяли во время их приготовления постоянно одинаковое общее количество загустителя (целлюлоза, комбинация крахмал/целлюлоза). Однако соотношения варьировали.

По приведенной выше рецептуре (см. табл.3) в дисперсные краски ввели разные средневязкие этилгидроксиэтилцеллюлозы (аналогично рецептуре I краски) и составили полученные при этом показатели вязкости. Как уже упоминалось в описании, средневязкие этилгидроксиэтилцеллюлозы классифицировали посредством определения вязкости 2%-х растворов и соответственно обозначали (табл.14).

Таблица 14
Результаты вмешивания средневязких целлюлоз
Средневязкая этилгидроксиэтилцеллюлоза Вариант краски I, вязкость, замеренная вискозиметром Stormer после хранения в течение 24 часов при 25°С
Этилгидроксиэтилцеллюлоза 4700 89,7 KU
Этилгидроксиэтилцеллюлоза 22600 102,2 KU

На следующем этапе были приготовлены дисперсные краски на основе разных соотношений между высоковязкой этилгидроксиэтилцеллюлозой (75 000) и крахмалом, причем добавка крахмала производилась, с одной стороны, вначале (аналогично варианту краски II) и, с другой стороны, в конце приготовления (аналогично варианту краски III), удельные доли крахмала приведены ниже (табл.15).

Таблица 15
Показатели вязкости при комбинированном применении этилгидроксиэтилцеллюлозы и крахмала А в дисперсных красках (рецептуры краски II и III)
Удельная доля крахмала А при комбинированном применении с этилгидроксиэтилцеллюлозой 75000 Вариант краски II (ранняя добавка крахмала) Вариант краски III (поздняя добавка крахмала)
60% крахмала 85,7 KU -
50% крахмала 90,4 KU 95,1 KU
40% крахмала 95,7 KU 100,4 KU
30% крахмала 99,1 KU 103,7 KU

На диаграмме показано, какое количество крахмала при комбинированном применении с высоковязкой этилгидроксиэтилцеллюлозой 75000 может вводиться в красочную систему для достижения загущающего действия, присущего только средневязким этилгидроксиэтилцеллюлозам.

В соответствии с ней этилгидроксиэтилцеллюлоза целлюлоза 4 700 может заменяться крахмалом в количестве 50% в комбинированном загустителе при ранней добавке и в количестве около 55% при поздней добавке. Этилгидроксиэтилцеллюлозу 22600 можно заменить высоковязкой этилгидроксиэтилцеллюлозой в количестве около 80% и крахмалом в количестве 20% при ранней добавке и высоковязкой этилгидроксиэтилцеллюлозой в количестве около 65% и крахмалом в количестве 35% при поздней добавке.

Пример 6

Комбинированное применение крахмала и целлюлозы в дисперсных красках

Рецептура дополнительной дисперсной краски для внутренних работ составлена на основе примеров с применением структурированного эпихлоргидрином карбоксиметилового кукурузного крахмала (крахмал Е), карбоксиметилового картофельного крахмала (F), пропоксилированного картофельного крахмала (G) и структурированного пропоксилированного картофельного крахмала (Н):

краска XV: дисперсная краска с применением в качестве загустителя только гидроксиэтилцеллюлозы 4650,

краска XVI+XVII+XVIII+XIX: дисперсная краска с применением крахмала/целлюлозы. Добавка крахмала сразу после добавки целлюлозы (табл.16).

Таблица 16
Рецептуры приготовления дисперсных красок с добавкой крахмала и без нее
Краска
Материал Описание XV XVI XVIII XVIII XIX
Н2O (деионат) Растворитель 343,5 343,5 343,5 343,5 343,5
Гидроксиэтилцеллюлоза 4650 Загуститель 4,5 - - - -
Гидроксиэтилцеллюлоза 103 000 Загуститель - 2,7 2,7 2,7 2,7
Крахмал Е Загуститель - 1,8 - - -
Крахмал F Загуститель - - 1,8 - -
Крахмал G Загуститель - - - 1,8 -
Крахмал Н Загуститель - - - - 1,8
NaOH 25%-oе Основание 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5
Коатекс Смачиватель 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0
Агитан 285 Антивспениватель 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0
Кронос 2190 Пигмент 100 100 100 100 100
Финнтальк М 30 SL Наполнитель 70 70 70 70 70
Омиакарб 5-GU Наполнитель 125 125 125 125 125
Омиакарб 2-GU Наполнитель 250 250 250 250 250
Мергал К 15 Биоцид 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5
Акронал LR 8961 Связующее 100 100 100 100 100
Итого: 1000 г 1000 г 1000 г 1000 г 1000 г

Методика проведения:

В деионате размешивали целлюлозу в течение 5 минут, в краски XVI-XIX вмешали крахмал и сгущали натровым щелоком. Затем вмешали смачиватель, антивспениватель, биоцид, пигменты, наполнители и биоцид. После фазы диспергирования, длившейся 5 минут, ввели связующее и затем перемешивали в течение 3 минут. После этого хранили в течение более 24 часов с последующим замером вязкости, показателя рН и дополнительно исследовали в отношении критериев качества краски (табл.17).

Таблица 17
Сравнение дисперсных красок для внутренних работ, в т.ч. результатов технологических испытаний (на распределение, наплыв, истирание и накат)
Дисперсная краска для внутренних работ XV, гидроксиэтилцеллюлоза 4650 XVI, крахмал Е XVII, крахмал F XVIII, крахмал G XIX, крахмал Н
Частичное применяемое количество, %, гидроксиэтилцеллюлоза 103 000/крахмал - 2,8/1,7 2,8/1,7 2,8/1,7 2,8/1,7
Общее применяемое количество, % 4,5 4,5 4,5 4,5 4,5
Вязкость, замеренная вискозиметром Brookfield, мПа·с; 20 об/мин 5450 6850 6400 6200 7300
Вязкость, замеренная вискозиметром Stormer (KU) 98,5 100,0 98,2 96,2 99,4
Показатель рН 9,0 9,1 9,0 9,0 9,0
Распределение (Leneta: ASTMD 4062-99) 8 9 8 9 9
Наплыв, ASTM D 4400-99, милы 12 14 12 12 12
Испытание на накат* ++ +++ +++ ++ ++
*Субъективная оценка наката роликом с покрытием из шкуры ягненка: +++ - очень хорошо; ++ - хорошо; + - удовлетворительно; - - плохо.

Благодаря применению комбинированного загустителя, состоящего из гидроксиэтилцеллюлозы и крахмала в соотношении 60: 40, достигается очень высокая способность к загущению по сравнению с применением только одной гидроксиэтилцеллюлозы 4650 в краске. Красочные свойства почти не отличаются. Незначительные преимущества по отношению к краске с применением в ней только гидроксиэтилцеллюлозы (краска XV) были отмечены для краски XVI и XVII, которые касались накатки, а также для краски XVI, которые касались наплыва и распределения. Краски XVIII и XIX с содержанием крахмала имели преимущества в отношении распределения по сравнению с краской с содержанием только гидроксиэтилцеллюлозы.

Пример 7

Комбинированное применение крахмала и целлюлозы в дисперсных красках

Рецептура дополнительной дисперсной краски для внутренних работ составлена на основе примеров применения растворимого в холодной воде ацетилированного картофельного крахмала (крахмал I), растворимого в холодной воде, октенилсукцинилированного картофельного крахмала (крахмал J) и растворимого в холодной воде картофельного крахмала (К):

краска XX: дисперсная краска с применением в качестве загустителя

только гидроксиэтилцеллюлозы 28 800,

краска XXI+XXII+XXIII: дисперсная краска с применением крахмала/целлюлозы. Добавка крахмала сразу после добавки целлюлозы (табл.18).

Таблица 18
Рецептуры приготовления дисперсных красок с добавкой крахмала и без нее
Краска
Материал Описание XX XXI XXII XXIII
Н2О (деионат) Растворитель 343,5 343,5 343, 343,5
Гидроксиэтилцеллюлоза 28800 Загуститель 4,5 - - -
Гидроксиэтилцеллюлоза 103000 Загуститель - 2,25 2,25 2,25
Крахмал I Загуститель - 2,25 - -
Крахмал J Загуститель - - 2,25 -
Крахмал К Загуститель - - - 2,25
NaOH 25%-нoе Основание 0,5 0,5 0,5 0,5
Коатекс Смачиватель 3,0 3,0 3,0 3,0
Агитан 285 Антивспениватель 2,0 2,0 2,0 2,0
Кронос 2190 Пигмент 100 100 100 100
Финнтальк М 30 SL Наполнитель 70 70 70 70
Омиакарб 5-GU Наполнитель 125 125 125 125
Омиакарб 2-GU Наполнитель 250 250 250 250
Мергал К15 Биоцид 1,5 1,5 1,5 1,5
Акронал LR 8961 Связующее 100 100 100 100
Итого: 1000 г 1000 г 1000 г 1000 г

Методика проведения:

В деионате размешивали целлюлозу в течение 5 минут, в краски XXI, XXII и XXIII вмешали крахмал и сгущали натровым щелоком. Затем вмешали смачиватель, антивспениватель, биоцид, пигменты, наполнители и биоцид. После фазы диспергирования, длившейся 5 минут, ввели связующее и затем перемешивали в течение 3 минут. После этого хранили в течение более 24 часов с последующим замером вязкости и показателя рН и дополнительно исследовали в отношении критериев качества краски (табл.19).

Таблица 19
Сравнение дисперсных для внутренних работ, в т.ч. результатов технологических испытаний (на распределение, наплыв, истирание и накат)
Дисперсная краска для внутренних работ XX, гидроксиэтилцеллюлоза 28800 XXI, крахмал I ХХII, крахмал J XXIII, крахмал К
Частичное применяемое количество, %, гидроксиэтилцеллюлоза 103 000/крахмал - 2,25/2,25 2,25/2,25 2,25/2,25
Общее применяемое количество, % 4,5 4,5 4,5 4,5
Вязкость, замеренная вискозиметром Brookfield, мПа·с; 20 об/мин 7450 7250 8350 9800
Вязкость, замеренная вискозиметром Stormer (KU) 104,6 100,9 104,2 102,7
Показатель рН 9,0 8,9 9,0 9,0
Распределение (Leneta: ASTM D 4062-99) 9 9 9 9
Наплыв, ASTM D 4400-99, милы 8 10 10 10
Класс истирания (ISO 11998) 3 3 3 3
Испытание на накат* ++ +++ +++ +++
*Субъективная оценка наката роликом с покрытием из шкуры ягненка: +++ - очень хорошо ++ - хорошо + - удовлетворительно; - - плохо.

Благодаря применению комбинированного загустителя, состоящего из гидроксиэтилцеллюлозы и крахмала в соотношении 50:50, достигается очень высокая способность к загущению по сравнению с применением только одной гидроксиэтилцеллюлозы 28800 в краске. Красочные свойства почти не отличаются. Требуемое улучшение по сравнению с краской с применением в ней только гидроксиэтилцеллюлозы (краска XX) было достигнуто в красках с содержанием крахмала, которое касалось наплыва и наката.

Пример 8

Комбинированное применение крахмала и целлюлозы в красках на основе жидкого стекла/дисперсного связующего

Рецептура дисперсной силикатной краски для внутренних работ составлена на основе примеров применения крахмала А (структурированного эпихлогидрином карбоксиметилированного картофельного крахмала):

краска XXIV: дисперсная силикатная краска с применением только гидроксиэтилцеллюлозы (12000),

краска XXV: дисперсная краска с применением крахмала/целлюлозы. Добавка крахмала (А) сразу после добавки целлюлозы (табл.20).

Таблица 20
Рецептуры приготовления дисперсных силикатных красок без добавки крахмала или с его добавкой
Материал Описание XXIV Краска XXV
Н2О (деионат) Растворитель 320,2 320,2
Гидроксиэтилцеллюлоза 12000 Загуститель 2,0 -
Гидроксиэтилцеллюлоза 60000 Загуститель - 1,0
Крахмал А Загуститель - 1,0
Бетолин V30 Ксантен 0,8 0,8
Сапетин D27 Смачиватель 3,0 3,0
Betolin Quart 25 Стабилизатор 4,0 4,0
Кронос 2190 Пигмент 65 65
Агитан 280 Антивспениватель 2 2
Омикарб 5-GU Наполнитель 200 200
Омикарб 2-GU Наполнитель 100 100
Финнтальк М 30 SL Наполнитель 65 65
Акронал S559 Связующее 70 70
Бетолин Р35 Жидкое стекло 160 160
Бетолин А11 Стабилизатор вязкости 8 8
Итого: 1000 г 1000 г

Методика проведения:

В деионате размешивали целлюлозу в течение 5 минут, в краску XXV вмешали также крахмал и добавили Бетолин V30. После этого ввели Сапетин D27 и Quart 25 и гомогенизировали смесь. Затем добавили Кронос 2190, антивспениватель и наполнители. После краткой фазы диспергирования (5 минут) ввели дисперсное связующее, жидкое стекло и стабилизатор вязкости и гомогенизировали в течение 5 минут. После этого хранили в течение более 24 часов с последующим замером вязкости и показателя рН и проводили дополнительные замеры вязкости после хранения при 50°С и испытание на накат (табл.21).

Таблица 21
Сравнение дисперсных силикатных красок для внутренних работ после выдержки в течение месяца при комнатной температуре и 50°C для достижения вязкости
Дисперсная силикатная краска для внутренних работ Краска XXIV, гидроксиэтилцеллюлоза 12000 Краска XXV, гидроксиэтилцеллюлоза 60 000 / крахмал А, 50: 50
Вязкость, замеренная вискозиметром Brookfield, мПа·с; 20 об/мин, 24 часа 3000 2950
Испытание на накат* ++ +++
Хранение Комнатная температура 50°С Комнатная температура 50°С
Вязкость, замеренная вискозиметром Brookfield, мПа·с; 20 об/мин, 14 суток 4800 8750 4950 8700
Вязкость, замеренная вискозиметром Brookfield, мПа·с; 20 об/мин, 28 суток 8650 9350 9300 9150
Показатель рН 11,2 11,2
*Субъективная оценка наката роликом с покрытием из шкуры ягненка: +++ - очень хорошо; ++ - хорошо; + - удовлетворительно; - - плохо.

Краски после загущения только гидроксиэтилцеллюлозой 12 000, а также гидроксиэтилцеллюлозой 60000 и крахмалом А, при комбинированном применении обладают схожими показателями вязкости или тенденциями образования вязкости при длительном хранении. При такой комбинации крахмал может применяться в количестве 50% без снижения вязкости.

Пример 9

Комбинированное применение крахмала и целлюлозы в затирочной штукатурке на основе жидкого стекла и дисперсного связующего

Рецептура силикатной затирочной штукатурки составлена на основе примеров применения крахмала А (структурированного эпихлогидрином карбоксиметилированного картофельного крахмала):

штукатурка XXVI: силикатная затирочная штукатурка с применением только гидроксиэтилцеллюлозы (12000),

штукатурка XXVII: силикатная затирочная штукатурка с применением крахмала/целлюлозы. Добавка крахмала (крахмал А) сразу после добавки целлюлозы (табл.22).

Таблица 22
Рецептуры приготовления силикатных затирочных штукатурок с применением добавки крахмала и без нее
Материал Описание Штукатурка XXVI Штукатурка XVII
Н2O (деионат) Растворитель 104,2 104,2
Гидроксиэтилцеллюлоза 12000 Загуститель 2,0 -
Гидроксиэтилцеллюлоза 60000 Загуститель - 1,0
Крахмал А Загуститель - 1,0
Бетолин V30 Ксантен 0,8 0,8
Сапетин D27 Смачиватель 3,0 3,0
Бетолин Quart 25 Стабилизатор 2,0 2,0
Кронос 2190 Пигмент 30 30
Агитан 280 Антивспениватель 2 2
Каролит 0-0,2 мм Гранулят 210 210
Каролит 0,2-0,5 мм Гранулят 180 180
Каролит 0,5-1 мм Гранулят 110 110
Каролит 1,5-2 мм Гранулят 50 50
Каролит 2,5-3 мм Гранулят 70 70
Финнтальк М30 SL Наполнитель 65 65
Акронал S559 Связующее 85 85
Бетолин Р35 Жидкое стекло 70 70
Бетолин А11 Стабилизатор вязкости 8 8
Бетолин АН 250 Гидрофобизатор 8 8
Итого: 1000 г 1000 г

Методика проведения:

В деионат вмешивали целлюлозу в течение 5 минут, для XXVII также крахмал, с последующей добавкой Бетолина V30. Затем добавили Сапетин D27 и гомогенизировали смесь. После этого добавили Кронос 2190 и Quart 25 и дополнительно размешивали в течение 5 минут. После введения антивспенивателя, наполнителей и двух видов тонкого гранулята смесь снова гомогенизировали. После этого добавили 1/2 часть от количества дисперсного связующего, жидкое стекло и стабилизатор вязкости. После краткой фазы диспергирования добавили остаточное количество гранулятов, оставшееся количество дисперсии и гидрофобизатор. Сразу проводилось измерение вязкости, укрывистости и оценивалась выбираемость (табл.23).

Таблица 23
Сравнение затирочных силикатных штукатурок, показателей вязкости, укрывистости, выбираемости и показателя рН
Затирочная силикатная штукатурка Штукатурка XXVI, гидроксиэтилцеллюлоза 12000 Штукатурка XXVII, гидроксиэтилцеллюлоза 60000 / крахмал А, 50:50
Вязкость, замеренная вискозиметром Brookfield, мПа·с; 20 об/мин, немедленно 50000 50000
Укрывистость, замеренная немедленно, см 20,3 20,9
Выбираемость* ++ +++
Вязкость, замеренная вискозиметром Brookfield, мПа·с; 20 об/мин, 24 часа 70000 75000
Укрывистость, 24 часа, см 20,2 20,3
Показатель рН 11,2 11,2
*Субъективная оценка наката роликом с покрытием из шкуры ягненка: +++ - очень хорошо; ++ - хорошо; + - удовлетворительно; - - плохо.

Затирочные штукатурки, загущенные с применением только гидроксиэтилцеллюлозы 10000, а также с комбинированным применением гидроксиэтилцеллюлозы 60000 и крахмала А, показали очень схожую вязкость и очень схожие показатели укрывистости. Выбираемость штукатурки с содержанием крахмала повысилась благодаря крахмалу.

Пример 10

Комбинированное применение крахмала и целлюлозы в штукатурке из искусственной смолы толщиной 1,5-2 мм

Рецептура штукатурки из искусственной смолы на основе дисперсного связующего составлена на основе примеров применения крахмала А (структурированного эпихлоргидрином карбоксиметилированного картофельного крахмала):

штукатурка XXVIII: штукатурка из искусственной смолы с применением только гидроксиэтилцеллюлозы (12 000),

штукатурка XXIX: штукатурка из искусственной смолы с содержанием крахмала/ целлюлозы. Добавка крахмала (крахмала А) производилась сразу после добавки целлюлозы (табл.24).

Таблица 24
Рецептуры приготовления штукатурок из искусственной смолы с добавкой крахмала и без нее
Материал Описание Штукатурка
XXVIII
Штукатурка XXIX
Н2O (деионат) Растворитель 63,3 63,3
Гидроксиэтилцеллюлоза 12000 Загуститель 1 -
Гидроксиэтилцеллюлоза 60000 Загуститель - 0,5
Крахмал А Загуститель - 0,5
NaOH (25%-ноe) Основание 3 3,0
Сапетин D25 Смачиватель 1 1
Кронос 2190 Пигмент 20 20
Финнтальк М30 SL Наполнитель 60 60
Омиакарб 10 GU Наполнитель 220 220
Нопко 8034 Антивспениватель 1,7 1,7
Мергал К15 Консервант 1,0 1,0
Каролит 0-0,2 мм Гранулят 80 80
Каролит 1-1,5 мм Гранулят 186 186
Каролит 1,5-2 мм Гранулят 263 263
Акронал S559 Связующее 100 100
Итого: 1000 г 1000 г

Методика проведения:

В деионат вмешивали целлюлозу в течение 5 минут, для XXIX также крахмал, затем загущали натровым щелоком. После этого вмешивали смачиватель, антивспениватель, пигменты, наполнители, биоцид и 1/2 часть от количества связующего. После фазы диспергирования, длившейся 5 минут, ввели грануляты и оставшуюся часть связующего перемешивали в течение 3 минут. Произвели немедленное измерение вязкости, укрывистости и оценили выбираемость, а также замерили вязкость и укрывистость через 24 часа (табл.25).

Таблица 25
Сравнение штукатурок из искусственной смолы, показателей вязкости, укрывистости, выбираемости и показателя рН
Штукатурка с дисперсным связующим Штукатурка XXVIII, гидроксиэтилцеллюлоза 12000 Штукатурка XXIX, гидроксиэтилцеллюлоза 60000 / крахмал А, 50:50
Вязкость, замеренная вискозиметром Brookfield, мПа·с; 20 об/мин, немедленно 130000 140000
Укрывистость, замеренная немедленно, см 17,0 16,9
Выбираемость* + ++
Вязкость, замеренная вискозиметром Brookfield, мПа·с; 20 об/мин, 24 часа 200000 220000
Укрывистость, см, 24 часа 17,1 16,9
Показатель рН 9,0 9,0
*Субъективная оценка выбираемости: +++ - очень хорошо; ++ - хорошо; + - удовлетворительно; - - плохо.

Затирочные штукатурки, загущенные с применением только гидроксиэтилцеллюлозы 12000, а также с комбинированным применением гидроксиэтилцеллюлозы 60000 и крахмала А, показали очень схожие показатели вязкости и показатели укрывистости. В такой комбинации крахмал может применяться в количестве 50% без снижения вязкости. Штукатурка с добавкой крахмала характеризовалась очень хорошей выбираемостью.

1. Применение крахмала(ов) или его производных вместе, по меньшей мере, с одной высоковязкой целлюлозой в качестве загустителя в красочных системах на основе дисперсного связующего, причем целлюлоза имеет вязкость более 50000 мПа·с, предпочтительно более 60000 мПа·с, в частности более 75000 мПа·с, замеренную ротационным вискозиметром Brookfield в виде 2%-го набухшего водного раствора при 5 об/мин и 25°С.

2. Способ приготовления красочных систем на основе дисперсного связующего, характеризующийся тем, что в красочную систему вводят комбинированный загуститель из крахмала(ов) и, по меньшей мере, одной высоковязкой целлюлозы, причем целлюлоза имеет вязкость более 50000 мПа·с, предпочтительно более 60000 мПа·с, в частности более 75000 мПа·с, замеренную ротационным вискозиметром Brookfield в виде 2%-го набухшего водного раствора при 5 об/мин и 25°С.

3. Способ приготовления красочных систем на основе дисперсного связующего, характеризующийся тем, что в красочную систему примешивают крахмал(ы) и, по меньшей мере, одну высоковязкую целлюлозу в качестве загустителя раздельно в разные моменты, причем целлюлоза имеет вязкость более 50000 мПа·с, предпочтительно более 60000 мПа·с, в частности более 75000 мПа·с, замеренную ротационным вискозиметром Brookfield в виде 2%-го набухшего водного раствора при 5 об/мин и 25°С.

4. Способ по п.3, характеризующийся тем, что в красочную систему примешивают крахмал, входящий в состав комбинации крахмал/целлюлоза, в конце приготовления краски перед введением связующего.

5. Комбинированный загуститель дисперсной краски, содержащий крахмал(ы) или его производные вместе, по меньшей мере, с одной высоковязкой целлюлозой, причем целлюлоза имеет вязкость более 50000 мПа·с, предпочтительно более 60000 мПа·с, в частности более 75000 мПа·с, замеренную ротационным вискозиметром Brookfield в виде 2%-го набухшего водного раствора при 5 об/мин и 25°С.

6. Комбинированный загуститель по п.5, характеризующийся тем, что высоковязкие целлюлозы выбираются из группы, состоящей из гидроксиэтилцеллюлозы, метилцеллюлозы, метилгидроксиэтилцеллюлозы, этилгидроксиэтицеллюлозы, гидроксипропилцеллюлозы, карбоксиметилцеллюлозы, катионных целлюлоз и их комбинации.

7. Комбинированный загуститель по п.5, характеризующийся тем, что крахмалом служат кукурузный, пшеничный, картофельный крахмалы, крахмал тапиоки, крахмал маниоки, гороховый, рисовый крахмалы, крахмал амаранта, ржаной, ячменный крахмалы и их природные и трансгенные амилопектиновые виды, а также их природные и трансгенные виды с высоким содежанием амилозы.

8. Комбинированный загуститель по п.5, характеризующийся тем, что крахмал представляет собой продукт этерификации.

9. Комбинированный загуститель по п.8, характеризующийся тем, что крахмал представляет собой продукт этерификации моно-, ди- или трикарбоновыми кислотами с алкильной цепью с 1-30 атомами углерода или карбамат.

10. Комбинированный загуститель по п.9, характеризующийся тем, что крахмал ацилируют, в частности сукцинируют, октенилсукцинируют, додецилсукцинируют или ацетилируют.

11. Комбинированный загуститель по одному из пп.5-7, характеризующийся тем, что крахмал представляет собой продукт переэтерификации.

12. Комбинированный загуститель по п.11, характеризующийся тем, что крахмал представляет собой крахмал простого этилметилового, этилового, гидроксиэтилового, гидроксипропилового, гидроксибутилового, карбоксиметилового, цианоэтилового, карбамоилэтилового эфира или их смесь.

13. Комбинированный загуститель по п.5, характеризующийся тем, что крахмал представляет собой крахмал, привитый полимеризацией или сополимеризацией.

14. Комбинированный загуститель по п.5, характеризующийся тем, что крахмал представляет собой карбоксиметилированный кукурузный или картофельный крахмал.

15. Комбинированный загуститель по п.14, характеризующийся тем, что степень замещения крахмала при карбоксиметилировании составляет 0,01-1,0, предпочтительно, 0,2-0,5.

16. Комбинированный загуститель по п.5, характеризующийся тем, что крахмал применяют либо в том виде, в каком он находится, либо после дополнительного структурирования.

17. Комбинированный загуститель по п.16, характеризующийся тем, что крахмал либо применяют в том виде, в котором он находится, либо после структурирования эпихлоргидрином, адипиновой кислотой, фосфороксихлоридом или триметафосфатом натрия.

18. Комбинированный загуститель по п.16, характеризующийся тем, что крахмал применяется либо в том виде, в котором он находится, либо после дополнительного структурирования ацеталем.

19. Комбинированный загуститель по п.18, характеризующийся тем, что крахмал структурируют глиоксалем или пропиональдегидом.

20. Комбинированный загуститель по п.5, характеризующийся тем, что крахмал или модифицированный крахмал является растворимым в холодной воде.

21. Дисперсная краска, содержащая комбинированный загуститель по одному из пп.5-20.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к водной дисперсии ассоциативного загустителя, применяемой для регулирования реологических характеристик при нанесении самых различных водных систем.

Изобретение относится к способу получения модифицированного полимера или сополимера. .

Изобретение относится к композиции для покрытия стен, фасадов и подобных поверхностей. .
Изобретение относится к композиции пигмента, содержащей пигмент, включающий продукт модифицированного углерода, содержащий продукт углерода, имеющий, по меньшей мере, одну присоединенную органическую групп, где органическая группа содержит, по меньшей мере, одну ионную группу, по меньшей мере, одну ионизируемую группу или их смесь; и композицию диспергатора, содержащую анионное поверхностно-активное вещество, которое не растворяется в воде при комнатной температуре при концентрациях, больших чем 2%, и остается растворимым при этих условиях более дня; и полимер, содержащий, по меньшей мере, одну соль группы карбоновой кислоты.

Изобретение относится к составам покрытий на основе полимочевины, содержащим полые микросферы, и к способам нанесения покрытий на любые поверхности в области строительства, машиностроения, приборостроения, авиации, космоса, железнодорожного транспорта и других отраслях промышленно-бытового назначения.

Изобретение относится к лакокрасочной промышленности, а именно к способу получения алкидно-уретановых эмалей различной цветовой гаммы, и может быть использовано при получении эмалевых покрытий, применяемых в качестве защитно-декоративных покрытий по различным поверхностям.
Изобретение относится к биолакокраске, используемой в производстве лаков, красок и лакокрасочных покрытий, и может быть использована в отраслях, связанных с применением лакокрасочных материалов.

Изобретение относится к строительным плитам, используемым для внутренней облицовки жилых зданий и для изготовления мебели, в частности к строительным плитам с функцией адсорбции и разложения формальдегида и ацетальдегида.
Изобретение относится к технологии получения биоцидных добавок для использования в лакокрасочной промышленности для окраски различных поверхностей (дерево, бетон, кирпич и др.), в частности в водноэмульсионных красках для внутренней отделки помещений с повышенной влажностью (овощехранилищ, бассейнов, санузлов и т.д.) и мест скопления людей (больницы, детские учреждения, метро и т.д.), Биоцидная добавка для водоэмульсионных красок, содержащая шунгит-серебряный нанокомпозит в соотношении шунгит: серебро 2:1 по массе.

Изобретение относится к созданию растворов для покрытия поверхностей, содержащих бемит. .

Изобретение относится к составам для защитного покрытия. .
Изобретение относится к покрытиям для бумаги, в частности к композиции для регулирования сопротивления пенетрации органических пигментов в покрытия бумаги. .

Изобретение относится к теплоизоляционным покрытиям. .
Изобретение относится к водному средству для покрытий металлических изделий, используемых в пищевой промышленности. .
Наверх