Способ получения покрытий на основе алкидных и меламиноформальдегидных эмалей
Изобретение может быть использовано для изготовления защитно-декоративных покрытий. Способ получения покрытий на основе алкидных и меламиноформальдегидных эмалей включает введение в эмали до 10 мас.% кислотного ускорителя с последующим отверждением покрытия при 80 °С в течение 40 мин. Кислотный ускоритель получают смешением окисленного метилового эфира ненасыщенных жирных кислот с ортофосфорной кислотой в массовом соотношении от 9:1 до 99:1. Технический результат заключается в снижении температуры отверждения покрытия при повышении стабильности эмали в присутствии кислотного ускорителя. 1 табл., 3 пр.
Одним из способов сокращения времени сушки при высокой температуре или снижении температуры при том же времени отверждения алкидных и меламиноформальдегидных ЛКМ является применение различных ускорителей сушки (Сорокин М.Ф. и др. "Химия и технология пленкообразующих веществ", М., Химия, 1984 г., 220 с). Наибольшее применение нашли кислотные ускорители, например, на основе фосфорных кислот, не вызывающих коррозию стали (Авт. св. 861374, кл. С 09 D 167/08, 1981, с. 4).
Действие кислых катализаторов основано на проведении протона к реакционным группам алкидной и меламиноформальдегидной смолы, что способствует образованию большого количества активных центров и облегчает протекание реакции отверждения (Химическая модификация пленкообразующих веществ: учеб. пособие для студентов специальности «Химическая технология органических веществ, материалов и изделий» Н. Р. Прокопчук, Э. Т. Крутько, А. И. Глоба. - Минск: БГТУ, 2012. -381 с).
Наиболее близким к заявляемому является ускоритель сушки смесь перфторпеларгоновой кислоты CF3(CF2)7COOH в количестве 0,5-1% от массы меламиноалкидных эмалей, растворенный с ксилолом, либо с другим применяемым растворителем (Российский патент 1998 года по МПК C09D167/08 «Способ получения покрытий на основе меламиноалкидных эмалей», описание патента на изобретение RU2111224C1).
Недостатками известного ускорителя являются снижение защитно-декоративных свойств покрытий при уменьшении температуры сушки и низкая стабильность (малая жизнеспособность) смеси композиции с катализатором.
Технической задачей изобретения является сохранение защитно-декоративных свойств покрытий, отвержденных при меньшей температуре и повышение жизнеспособности смеси композиции с катализатором сушки.
Поставленная цель достигается тем, что в способе получения покрытий на основе алкидных и меламиноформальдегидных, осуществляемом путем введения в эмаль МЛ-12 кислотного ускорителя, нанесения эмали на подложку с последующим отверждением при нагревании. В качестве кислотного ускорителя используют смесь окисленного метилового эфира непредельных жирных кислот (далее - окисленного метилового эфира) с ортофосфорной кислотой.
Меламиноалкидная эмаль МЛ-12 (ГОСТ 9754-76) содержат в своем составе пентафталевые или глифталевые алкидные смолы, модифицирована растительными маслами или синтетическими жирными кислотами и бутанолизирована меламиноформальдегидными смолами.
В предлагаемом катализаторе сушки алкидных и меламиноформальдегидных композиций, окисленного метилового эфира в смеси с ортофосфорной кислотой, проявляет новое качество, обеспечивая увеличение степени отверждения (сшивки) покрытия при меньшей мере температуре и сохранение защитно-декоративных свойств покрытия на уровне свойств покрытия, отвержденного при высокой температуре в соответствии с ГОСТ 9754-76 «Эмали МЛ-12. Технические условия». Кроме того, повышается жизнеспособность смеси композиции с катализатором.
Пример 1.
Приготовили смесь окисленного метилового эфира ненасыщенных жирных кислот с ортофосфорной кислотой в массовом соотношении 9:1, затем полученная смесь растворяется в расчетном количестве органического растворителя (ксилоле), используемом для доведения до рабочей вязкости лакокрасочной композиции при ее нанесении на подложку. Кислотный ускоритель вносится в эмаль в количестве до 10 % от массы алкидных и меламиноформальдегидных эмалей (эмаль МЛ-12), система доводится до рабочей вязкости и наносится на подложку. Предельные количества монофосфорной кислоты установлены опытным путем.
Пример 2.
Последовательность операций аналогична примеру 1. Окисленный метиловый эфир предварительно смешивается с ортофосфорной кислотой в массовом соотношении от 9:1 до 99:1, затем полученная смесь растворяется в расчетном количестве органического растворителя (ксилоле), используемом для доведения до рабочей вязкости лакокрасочной композиции при ее нанесении на подложку. Кислотный ускоритель вносится в эмаль в количестве до 10 % от массы алкидных и меламиноформальдегидных эмалей (эмаль МЛ-12), система доводится до рабочей вязкости и наносится на подложку.
Пример 3.
Аналогичные результаты получают при смешивании окисленного метилового эфира ненасыщенных жирных кислот с ортофосфорной кислотой в массовом соотношении 99:1. Количество вводимой смеси катализатора в эмаль МЛ-12 в каждом опыте остается постоянным.
Для сравнительных испытаний использовали образцы стали марки Ст20 размером 50х30х8 мм. Пластинки прошли механическую обработку для получения шероховатости поверхности Ra 2.5 (под защитно-декоративные покрытия). Покрытия толщиной 30-40 мкм получали методом кунания с рабочей вязкостью по ВЗ-4 20-25 сек на подготовленные пластинки. Время высыхания до степени 3 по ГОСТ 19007-73, твердость покрытий по маятниковому прибору ТМЛ определяли по ГОСТ 5233-89, эластичность пленки при изгибе - по ГОСТ 6806-73, адгезию - по ГОСТ 15140-78, ударную прочность - по ГОСТ 4765.
Систему покрытия изготавливали по технологии окрашивания радиоэлектронной аппаратуры приборов, работающих при воздействии климатических факторов УХЛ2. На образцы наносилось гальваническое покрытие по шифру Цн.9.хр., далее фосфатирующая грунтовка ВЛ-02, затем эмаль МЛ-12 (ГОСТ 9754) (2 слоя). Образцы с покрытием из эмали без катализатора сушили при 135oC в течение 35 мин, образцы с покрытием из эмали с катализатором сушки отверждали при 80oC в течение 40 мин. Внешний вид всех образцов характеризуется ровной гладкой поверхностью без оспин, морщин, расслаивания и посторонних включений.
Остальные свойства покрытий смеси эмали с катализатором сушки приведены в таблице 1.
Как видно из результатов сравнительных испытаний применение заявляемого катализатора сушки обеспечивает максимальную сохранность свойств покрытий при пониженной температуре сушки.
| Наименование показателя | Норма по ГОСТ 9754-76 | Образец эмали без катализатора | Образец эмали с катализатором сушки по примеру 1 | Образец эмали с катализатором сушки по примеру 2 | Образец эмали с катализатором сушки по примеру 3 |
| Цвет покрытия (эталон) | Светло-дымчатая | Соотв. | Соотв. | Соотв. | Соотв. |
| Эластичность пленки при изгибе, мм, не более | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 |
| Прочность пленки при ударе по прибору типа У-1, см, не менее | 45 | 45 | 50 | 50 | 50 |
| Твердость пленки по маятниковому прибору типа ТМЛ (маятник А), отн. ед., не менее | 0,21 | 0,21 | 0,21 | 0,22 | 0,22 |
| Адгезия покрытия, баллы, не более | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| Стойкость пленки при температуре (20+2)оС к статическому воздействию жидкостей, ч, не менее: воды |
|||||
| воды | 48 | 48 | 48 | 48 | 48 |
| бензина | 8 | 8 | 8 | 8 | 8 |
| индустриального масла | 48 | 48 | 48 | 48 | 48 |
Таблица 1 - Свойства покрытий
Способ получения покрытий на основе алкидных и меламиноформальдегидных эмалей путем введения в эмали кислотного ускорителя, полученного в результате смешения окисленного метилового эфира ненасыщенных жирных кислот с ортофосфорной кислотой в массовом соотношении от 9:1 до 99:1, нанесения эмалей на подложку с последующим отверждением при нагревании, отличающийся тем, что кислотный ускоритель вносится в эмаль в количестве до 10% от массы алкидных и меламиноформальдегидных эмалей, а отверждение проводят при 80°С в течение 40 мин.
