Полимерная композиция для получения лакокрасочных материалов
ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЛАКОКРАСОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ, включающая пленкообразующее, сополимер органосилоксана и оксиалкилена и органические растворители, отличающая ся тем, что, с целью улучшения смачиваемости и розлива лакокрасочных материалов, она содержит в качестве сополимера оргаиосилоксана и оксиалкилена сополимер с мол. м. 500-2000 общей формулы (CH)SiO- -1 ЗКСНзЪ где R - СН,, С,Н5; R, - CHj, СН,СО, Н, , А - двухвалентный радикал (СК) при у i 1, 3; п 2, 3; - 5-30;ш 1о X - при следующем соотношении компонентов , мас.%: ten 23,8 - 80,8 Пленкообразукщее Сополимер органосилоксана и окси0 ,04 - 2,8 алкилена Оргаиические растОстальное ворители СХ) О) ел
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИИ (19) (11) (11 4 С 09 D 3/48
1 А
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ .13, „ „-,,„Б р - рр"- ру
f RMMOTEiiA
К ABTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ локсана и оксиалкилена сополимер с мол. м. 500-2000 общей формулы
I (СНЯфО $j p
А
I -Ь 21да
1(СН 313
0,04 — 2,8 алкилена
Органические раствори тели
Остальное (21) 2808602/23-05 (22) 14.08.79 (46) 30.09.87. Бюл. 9 36 (72) А. М, Лоев, Л. П. Лаврищев, Д. А. Уклонский, В. В. Северный, В. Д. Гербер, Б. Н. Графкин и О. И. Седова (53) 667.633.263.3(088.8) (56) Патент США У 3629310, кл. 260-488, опублик. 1Я68.
Патент Англии II- 1046511, кл, СЗТ, опублик, 1966. (54) (57) ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ
ПОЛУЧЕНИЯ ЛАКОКРАСОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ, включающая пленкообразующее, сополимер органосилоксана и оксиалкилена и органические растворители, о т л ичающая ся тем, что, сцелью улучшения смачиваемости и розлива лакокрасочных материалов, она содержит в качестве сополимера органосиСгН, СНз, СНзСО, Н, С Нк, — двухвалентный радикал (CHg)y при у = 1, 3; n = 2, 3; ш — 5-30;. х — 1-3, при следующем соотношении компонентов, мас.7.:
Пленкообразующее 23,8 — 80,8
Сополимер органосилоксана и окси8б0501
Изобретение относится к области лакскрасочной промьппленности, в частности в получению лаков и эмалей, наносимых на древесину, древесностружечные плиты, синтетический шпон, металлы и образующих оовные, блестящие покрытия без дефектов с хорошими физико-механическими свойствами.
Известно, что для улучшения розл-л- 10 ва лаков и красок применяют оксиалкиленовые блоксополимеры.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является полимерная композиция, вклю- 15 чающая пленкообразующее (алкидные смолы, эпоксидные, полиуретаны, ненасыщенные полиэфиры и т,д,), сополи- мер органосилоксана и оксиалкилсна с мол.м, более 5000 и органические
20 1, (СН3 — М ОМ
Н растворители.
Однако известная композиция не обеспечивает получения высококачественных покрытий: на поверхности покрытий наблюдаются шагрень, пузыри, кратеры, проколы.
Целью изобретения является улучшение смачиваемости и розлива лакокрасочных материалов, Цель достигается тем, что полимер- 3О ная композиция, включающая пленкообразующее, сополимер органосилоксана и оксиалкилена и органические растворители, в качестве сополимера органосилоксана и сксиалкилена, содержит сополимер с мол.м, 500-2000 общей формулы полученного гидролизом соответствующих органохлорсиланов с последующей
25 перегруппировкой в присутствии кислого катализатора к oI, w -аллилоксиалкилоксиполиоксиалкиленгликолю: в присутствии платиновых катализа Iîров, Сопслимер представляет собси лалдкость с вязкостью 150-250 сСт при
20 С и мол,м, 500-2000, имеет линейное строе;-гле. При длительном хранении: 2-6 мес. при температуре 20 о
30 С лакокрасочных материалов с добавщ кой сополимера не наблюдается расслоения или выпадения осадка .
Нанесение лакокрасочных материалов осуществляют наливом, пневматическим или электростатическим распылением;
45 отверждение проводят воздушным, КоН векциснньл,. термсрадиациснным способами, под воздействием электронного пучка, инфракрасного ультрафиолетового или импульсно-лучевого облучения.
Пример 1. Пслиэфирма.пеинатный парафиносодержащий лак холодной сушки представляет 532-ный раствор ненасыщенной полиэфирной смолы в стт;— роле, бутилацетате и ацетоне (соотно55 шение растворитсп-.й в 7 соответственно — 41:5:2) с целевыми добавками, В качестве всплывающей добавки применяют 3Х-ный раствор парафина в стироле.
8, Н 1P OCnH25)щ где R — СН, СтН 3 3, — СН, СНзСО, Н, С Н, — двухвалентный радикал (CH p) y при у = 1 3 II = 2 31 m = 5-30; х = 1-3 при следующем соотношении компонентов, мас.Х: Пленкообразующее 23,8 — 80,8 Сополимер органосилоксана и оксиалкилена 0,04 — 2,8 Органические растворители Остальное В качестве пленкообразующего используют ненасыщенные полиэфиры, алкиды, полиуретаны, эпоксидные смолы, нитроцеллюлозу, акриловые сопслимеры, сополимеры винилхлорида, хлоркаучук и т,д. В зависимости от типа используемого связующего композиция дополнительно может содержать различные целевые добавки: отвердители, ускорители, пластификаторы, всплывающие добавки, матирующие добавки, Для получения пигментированных лакокрасочных материалов композиция дополнительно содержит пигменты, наполнители. Сополимеры органосилоксана и оксиалкилена получают различными известными методами, например присоединением оксиорганосилоксана формулы: СН CH СН- ОС Н qj — 0P 20 68,0 13,6 з 86050 В качестве ускорителя — 1,5 . — ный раствор V 0 в монобутилфосфорной кислоте, Инициатором служит гидроперекись изопропилбензола (гипериз), Компоненты смешивают непосредственно перед употреблением. Соотношение компонентов в лаковой композиции, мас. : 10 Ненасыщенная полиэфирная смола на основе фталевого и малеинового ангидридов, пропилеи- и диэтиленгликоля 51,0 ЗХ-ный раствор парафина в стироле 1,6 Ускоритель — 1,5 -ный раствор Ч 0 в монобутилфосфорной кислоте 1,0 Инициатор — гипериз 1,0 Сополимер мол,масса— 500 0,1 Растворители 45,3 Время высыхания (до степени 3) при 18-20 С вЂ” 24 ч, Покрытие хорошо шлифуется и полируется. Лаковое покрытие после облагораживания — глянце- 30 вое, гладкое, без дефектов (кратеры, пузыри, проколы — отсутствуют), не вуалирует текстуру древесины. Твердость пленки по маятниковому прибору M — 3 — 0,56. Водостойкость при 18— 22 С вЂ” 24 ч, Стойкость пленки к сухому облучению — 2 ч. Теплостойкость пленки при температуре 100 С вЂ” 30 мин. Морозостойкость пленки при температуре -40 С вЂ” 10 ч, 40 Пример 2, Беспарафиновый лак горячей. сушки включает раствор ненасыщенной полиэфирной смолы в стироле и триэтиленгликолевом диэфире метакриловой кислоты (1ТГМ-3) с добав- 45 лением раствора коллоксилина ХВВ .в органических растворителях, раствора резиловой смолы в ксилоле, инициатора и ускорителя, В качестве полуфабриката лака ис- 50 пользуют, Х: 48Х-ный раствор ненасыщенный полиэфирной смолы в стироле ТГМ-3 8 — Hûé раствор коллоксилина XBB в смеси растворителей (цикло— гексанон:метилизобутилкетон 1:1) l7,0 50Х-ный раствор резиловой смолы в ксилоле l,4 В качестве инициатора используют гипериз. В качестве ускорителя — I 5 -ный раствор нафтената кобальта в стироле — ускоритель Ф 30. Компоненты смешивают непосредственно перед употреблением, Соотношение компонентов в лаковой композиции, мас. : Ненасыщенная полиэфирная смола на основе этиленгликоля, диаллилового эфира триметилолпропана, фталевого и малеинового ангидридов 39,32 Коллоксилин ВВ 0,68 Резиловая смола 0,80 Ускоритель В 30 2,00 Инициатор-гипериз 1,00 Сополимер мол.мас. 1800 0,04 Растворители 56,76 Лак наносят в электрополе высоко го напряжения. До рабочей вязкости (18-22 с по B3 — 4 при 20 С) лак доводят растворителем P-251Б. Продолжительность сушки при температуре 80 С вЂ” 40 мин. Покрытие ровное, гладкое, глянцевое, без морщин, кратеров и пузырей, Твердость пленки по маятниковому прибору М-3— 0,55; водостойкость лаковой пленки при 18-22 С вЂ” 24 ч; морозостойкость. пленки при температуре -40 С вЂ” 10 ч. Пример 3. Полиэфирный лак ультрафиолетовой (импульсно-лучевой) сушки представляет собой 65Х-ный раствор ненасыщенной полиэфирной смолы в стироле с добавкой фотосенсибилизатора. В качестве фотосенсибилизатора применяют изобутиловый эфир бензоина. Соотношение компонентов в лаковой композиции, мас.Х: Ненасыщенная полиэфирная смола на основе фталевого, малеинового ангидридов, диэтилен-пропиленгликолей и моноаллилового эфира глицерина Фотосенсибилизатор Сополимер мол.мас, 750 Растворители О1 47,25 2,65 0,20 49, 90 0 15 69,90 5 8605 Лак наносят на лаконаливных машинах с вязкостью 55-75 с по ВЗ-4 при о 20 С на древесностружечные плиты, облицованные строганным натуральньм шпоном, предварительно покрытые грунтом импульсно — лучевой сушки или на не о блицов а нные др е в е с но- с тр уж еч ные плиты с нанесенной текстурой древесины (имитационная отделка), Лак наносят в два слоя с промежуточным !О отверждением и шлифованием первого слоя. Продолжительность отверждения покрытия под лампами НОК-5 — 25-35 с. Покрытие после отверждения без по- !5 следующего облагораживания (шлифовки и полировки) ровное, гладкое, блестящее, без потеков, шегрени и пузырей. Твердость пленки лака по маятнико- 20 вому прибору типа "М вЂ” 3" — 0,56, блеск пленки по прибору Р-4 — 10 строк, тепло стойкость пленки при температуре 100 С вЂ” 30 мин, водостойкость пленки при температуре -40 С— 10 ч, стойкость покрытия к воздействию перепада температур и влажности— 807., Пример 4. Полиэфирный лак содержит 507-ный раствор ненасыщен-ной полиэфирной смолы в олигоэфире ТГМ-3 с добавкой 507-ного раствора алкидной смолы в олигоэфире ТГМ-3, Соотношение компонентов в лаковой композиции, мас.X: 35 Ненасыщенная полиэфирная смола на основе пропиленгликоля, диаллилового эфира триметилолпропана, фталевого ангидрида и фумаровой кислоты Алкидная смола (резиловая) Сополимер мол,мас. Растворители Лак наносят на:.аконаливных машинах на древесностружечные плиты и отверждают потоком ускоренных электро— нов (доза 5-15 мрад). Время отверждения 3 с, Пленка лака имеет хорошую твердость (по прибору М-3 — 0,5) обладает высокой морозостойкостью — 10 ч при температуре -40 С. Пример 5. Полиуретановый лак представляет собой 50Х-ный раствор олигоэфира — продукта поликонденсации фталевого ангидрида, адипиновой кислоты, синтетических жирных кислот С -С с триметилолпропаном и отвердителя — полиизоцианатбиурета— 50Х-ного раствора в циклогексаноне. Соотношение компонентов в лаковой композиции, мас.%: Олигоэфир 35,15 Отвердитель 14,75 Сополимер мол,мас,— ! 100 0,20 Растворители 49, 90 Лак наносят пневмораспылением или безвоздушным распылением (рабочая вязкость при 20 С по В3-4 — 15 с, растворитель — циклогексанон) по анодированной и оксидированной аиоминиевой поверхности и пассивирующему грунту. Время сушки первого слоя 24 ч Время сушки второго слоя 0 сут Толщина покрытия 70 мкм Поверхность покрытия ровная, гладкая, глянцевая, без шагрени, потеков, кратетов и сорности, Твердость пленки по маятниковому прибору 11-3 0,35, Прочность при ударе по прибору У вЂ” 1 — 40 кгс см, изгиб покрытия 1 мм. Пример 6. Эпоксидно-фенольный лак используют в виде ЗОБ-ного раствора высокомолекулярной эпоксид— ной и фенолоформальдегидной смол в соотношении от 1:5 до 5:1. Растворители — этилцеллозольв и циклогексанон 1:1, До рабочей вязкости разбавляют этилцеллозольвом (150 с по ВЗ-4 при 2OîC} Соотношение компонентов в лаковой композиции, мас.Е: Эпоксифенольный полимер 29, 95 Сополимер мол . ма с „ Растворители Отвержденное покрытие без последу ющего облагораживания (шлифовки и полировки) ровное, гладкое, блестящее, без царапин, вмятин, кратеров и пузырей, Лак наносят валковым методом и от-верждают 30 с при 400 C„ Покрытие ровное,: б< з кратеров, пузырей и других ефектов,. Твердост пленки по маятниковому прибору !-3 0,55, прочность при ударе по прибору 860501 У-l — 50 кгс.см, изгиб покрытия 1 мм, Пример 7. Акриловая эмаль следующего состава, мас.7.: Термореактивный акриловый сополимер Рутил Крон свинцовый желтый Эпоксидная смола Аэросил Сополимер мол.мас. Растворители 28,50 28, 50. 0,60 11,40 1,15 1,35 28,50 Покрытие ровное, блестящее, без пузырей, кратеров и других дефектов. Твердость лаковой пленки по маятниковому прибору M 3 — 0,7. Прочность пленки при ударе по прибору У-1 50 кгс. см. Стойкость пленки к кипячению — 4 ч. Пример 8. Эмаль. имеет состав, мас.7: Сополимер винилхлорида с винилацетатом 26,5 Трикрезилфосфат 2,9 Алкидно-ак риловая смола Пигмент железоокисный красный 5,9 Двуокись титана 8,8 Белила цинковые 0,2 Эпоксидированное сое, вое масло Растворители Толуол 26,4 Циклогексанон 2,4 Ацетон 1l 8 Бутилацетат 6,5 Сополимер мол,мас. 2000 1,2 7,0 0,4 Эмаль наносят безвоздушным, пневматическим или электростатическим распылением по предварительно загрунтованной металлической поверхности. Термореактивный акриловый сополимер применяют в виде 50 -ного раствора в смеси ксилола и бутанола 1:1. Эмаль наносят безвоздушным распылением по оксидированному алюминию в 2 слоя "сырой по сырому" с выдержкой на воздухе между слоями в вертикальном положении в течение 10 мин. Отверждение проводят при 180 С в течение 30 мин. Гремя высыхания пленки при 20 + + 2C — 2ч. Покрытие ровное, полуматовое, без пузырей, кратеров. Твердость пленки по прибору M-3 — 0,35. Изгиб покрытия по шкале гибкости — 1 мм, прочность при ударе по прибору У-1 45 кгс ° см, 10 Пример 9. Нитроцеллюлозная эмаль содержит, мас.X: Коллоксилин ВНВА 30,400 Коллоксилин высокомолекулярный ВВ 15 Апкидная смола Дибутилфталат Касторовое масло Пигменты 3,800 11,400 4,500 3,800 О, 300 0,002 0,080 10,300 10,300 5,300 10,300 7,600 рутил 20 голубой фталоцианиновый зеленый фталоцианиновый 0,018 желтый железоокис25 HbIH Ра ств ори тели бутилацетат этилацетат бутанол 30 толуол этанол Сополимер мол.мас. 1100 0,900 Эмаль наносят распыпением по предварительно загрунтованной поверхности в 3 слоя и отверждают на воздухе в течение 48 ч и дополнительно 3 ч при 60ОС. Поверхность покрытия ровная, блес40 тящая, без потеков, кратеров и пузырей. Твердость пленки по прибору M-Э— 0,30, прочность пленки при ударе по У-1 — 25 кгс ° см, изгию покрытия— 45 3 мм, Пример 10. Хлоркаучуковая эмаль для окраски химического оборудования содержит, мас.Х: Хлоркаучук 23,8 50 Хлорпарафин 11,9 Рутил 23,8 Сополимер мол,мас. 1800 0,7 Ксилол 39,8 После отверждения на воздухе покрытие полуглянцевое, однородное, без посторонних включений и дефектов, Твердость пленки по прибору М-3 0,20. Изгиб покрытия — 3 мм, Стой10 860501 16,7 Таблица 1 Внешний вид покрытий 1 а) с использованием сополимеров Ровное, гладкое, блестящее СН (сЯЯф () 1 сн, ! ОС,Н ЬО мол.мас, 500 Я(СН ) g б) с использованием сополимера с мол.мас. 5000 Розлив неудовлетворительный, кратеры, шагрснь кость пленки к воздействию 25%-ных растворов H SO, NaOH — 48 ч. Пример 11. Алкидно-меламиновая эмаль для окраски автомобилей содержит, мас,Ж: Алкидная смола, модифицированная кокосовым маслом 19,7 Алкидная смола, модифицированная касторовым маслом 6,0 Иеламиноформальдегидная смола Пигменты двуокись титана, рутил 16,7 сажа ПИ-15 0,5 желтый железоокисный пигмент 1,G Сополимер мол.мас, 950 1,7 Растворители 37,7 Эмаль наносят безвоздушным или пневматическим распылением. Продолжительность высыхания покрытия до степени 3 при 130 С вЂ” 30 мин. После отверждения пленка глянцевая, без кра— теров, оспин, морщин, Блеск пленки по прибору ФБ-2 657., Твердость пленки по прибору 11-3 0,55. Прочность пленки при ударе по прибору У-1 - 40 кгс см. Изгиб покрытия — 3 мм Стойкость к действию масла при 18-22 С вЂ” 48 ч, Стойкость покрытия к действию бензина — 8 ч. Использование сополимера такого же строения с мол.мас. 3000-10000 в тех же количествах по известному техническому решению не улучшает розлив и смачиваемость лакокрасочных композиций и не устраняет дефекты покрытий, В табл, 1 приведены сравнительные данные свойств покрытий на осно15 ве полимерных композиций с ;:. пользованием сополимерами мол,мас. — 500— 2000 и сополимера указанного состава с мол.мас. 5000 (по прототипу). 20 . В табл, 2 представлены физико-механические сравнительные свойства известной композиции и состава по примеру 3 изобретения. Таким образом, проведенные испыта25 ния показывают, что композиции с использованием сополимера органосилоксана и оксиалкилена, с мол.мас. 5002000 образуют ровные, гладкие покрытия без дефектов, Введение в композицию сополимера с мол,мас. 5000 и более приводит к образованию покрытий, имеющих на поверхности дефекты (пузыри, проколы, кратеры).! 860501 Продолжение табл. 1 4 а) с использованием сополимера Ровное, гладкое, блестящее С12Н 1 (СН2) 310 Si О Р2 ОС2Н11) а(ОС ИН ) 1(H3)3 мол.мас. 2000 б) с использованием сополимера мол.мас, 5000 Кратеры, проколы, отдельные пузыри 3 а) с исподьзованием сополимера Ровное, гладкое, блестящее О ! (снз1 ЯО Si 0 СНЫЬ 1 о(:,и, „,о мол,мас. 750 ®М 3 . б) с использованием сополимера мол.мас. 5000 Кратеры, проколы а) с использованием сополимера 6, 11 СН3 I, ;1-H>} Si0 З(О 1 сн I ос к „о СН3 ((- I ° I (СН2Ь I (ОСИН )1 СЮ 70Х ®Ю Ровное, гладкое, 30% блестящее б) с использованием сополимера мол.мас. 5000 Шагрень, кратеры, потеря блеска а) с использованием сополимера Ровное, блестящее без дефектов СН3 1, (СЩ,ЫО Si t (CH2)g 1 (OCzHq)p(OC Si(CHg)g мол. мас. = 1800 б) с использованием сополимера мол,мас, 5000 Частичное сморщивание, кратеры 13 860501 Таблица 2 Наименование показателей Известный состав Состав по изобретению Продолжительность сушки, с 20 Внешний вид покрытия Покрытие ровное, гладкое 10 0,56 0,52 Соответствует Соответствует 30 100 100 редактор 11. Горькова Техред И.Попович Корректор А. Тяско Тираж 633 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д, 4/5 Заказ 4451 Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 Блеск покрытия по рефлектоскопу Р-4, строка-. не ниже 10 Твердость лаковой пленки по прибору M-3, не менее 0,5 (ГОСТ 5233-67) Способность покрытия щлифоваться (без засаливания шлифовальной шкурки) Теплостойкость лаковой пленки при IOO С (ГОСТ 4976-63), мин не менее 30 Светостойкость лаковой пленки под лампой ПРК-2 (ГОСТ 4976-63) ч„ не менее Водостойкость лаковой пленки (ГОСТ 4976-63) ч, не менее 24 Стойкость лакового покрытия к воздействию переменных температур (ГОСТ 19720-74), Ж не менее 80 Пок ры тие н е с о о т- ветствует требованиям из-эа наличия пузырей, проколов, кратеров
