Матуючий агент для нітроцеллюлозних лаків

Изобретение относится к лакокрасочной промышленности и может быть использовано при производстве матовых нитроцеллюлозных лаков для мебельной и других видов промышленности, выпускающих продукцию, требующей отделки матовыми лаками. В настоящее время в качестве матирующих агентов (добавок) при производстве матовых нитроцеллюлозных лаков используют стеариновый цинк, каолин, аэросилы и некоторые другие добавки [1,2]. Основными недостатками перечисленных матирующих агентов являются низкий матовый эффект, небольшая твердость, низкая светостойкость, неравномерность покрытия, а также низкий сухой остаток, низкая седиментационная устойчивость агентов в лаках и нестабильность реологических свойств НЦ-лаков. Прототипом заявляемого предложения может быть матирующий агент для НЦ-лэков на основе модифицированного кремний-содержащего вещества - силикагелевая матирующая добавка (СМД). СМД мелкодисперсный оксид кремния (SIO2 - 90-91 %) с размером частиц до 40 мкм, модифицированный полиэтиленовым воском (П В0-30, ПВ-300) в соотношении 6-10 мас.ч. полиэтиленового воска на 100 мас.ч. оксида кремния [3]. Однако силикагель, даже после специальной гидротермальной обработки, обладает незначительной пористостью (размер пор менее 1 мкм), что затрудняет ее модифицирование и является основной причиной низкой гидрофобности матирующего агента и его низкой седиментационной устойчивости в НЦ-лаках. Невысокая гидрофобность СМД ограничивает сроки ее хранения, а также приводит к агрегированию вещества, частицы которого уже неравномерно распределяются в лаке, что обусловливает неравномерность, низкий матовый эффект и небольшую твердость (0,45 усл.ед.) покрытия. Кроме того, для попучения СМД необходимо создание отдельного энерго- и трудоемкого производства со множеством различных технологических операций, в том числе и специальной технологии модифици-ропания СМД. При этом используется целый ряд химических ингредиентов (силикат натрия, серная кислота, сульфат аммония, кальцинированная сода, полиэтиленовый воск и другие компоненты). Для производства СМД требуется большой расход воды, электроэнергии, а также обязательное строительство очистных сооружений. В основу изобретения поставлена задача создать такой матирующий агент, который бы обладал более высокой гидрофобностью и седиментационной устойчивостью, обусловливал большую твердость и равномерность покрытия, обеспечивал не только более высокий, но и регулируемый матовый эффект покрытия, имел более длительные сроки хранения и, который бы для своего изготовления не требовал создания специального энергоемкого производства и значительных трудозатрат. Поставленная задача решается путем использования в качестве основы матирующего агента измельченного до частиц размером менее 10 мкм природного кремнийсодержащего вещества - вспученного перлита и дополнительно растворителя в соотношении 3-5 мас.ч. вспученного перлита на 60-100 мас.ч. растворителя. Сырьем для получения матирующего агента служат отходы от производства фильтроперлитов, широко использующихся в качестве адсорбентов в пищевой, фармацевтической, нефтяной промышленности, а также для очистки питьевых и сточных вод, т.е. природное экологически чистое сырье. Для получения матирующего агента отходы вспученного перлита от производства фильтроперлита измельчаются до частиц размером менее 10 мкм, а затем при комнатной температуре механическим способом постепенно добавляются в растворитель. Матирующая добавка характеризуется следующими новыми признаками, отличающими ее от прототипа: а) в качестве основы используется вспученный природный перлит, содержащий (в %) SіО2 (74-81), АІ 2О3 (1013) и Na2О (1-4)) в прототипе - искусственно созданная СМД, содержащая (в %) SiO2 (90 -91), AI2O3 (менее 8) и Nа2О (3-6); б) объем пор вспученного перлита составляет 1.5-1,7 см3/г (в СМД - менее 1 См3/г); в) используемая основа смешивается с растворителем (в прототипе - с полиэтиленовым адском); г) процесс смешивания осуществляется при комнатной температуре в течение 5 мин (в прототипе - в течение 4 часов при температуре до 80°С). Как показали экспериментальные исследования поведения мелкодисперсного вспученного перлита в различных лаках, вспученный перлит, благодаря своей высокой пористости, проявляет в последних и свои гидрофобные свойства, т.е. проявляется способность частиц определенное время находиться во взвешенном состоянии в лаках. Установлено, что наиболее высокие гидрофобные и седиментационные свойства вспученного перлита, которые значительно превышаюттаковые СМД, проявляются при его смешивании с НЦ-лаками. Однако наиболее важным оказался тот факт, что при формировании пленкообразующего слоя на покрытиях он придает ему внутреннюю неоднородность, способствующую рассеиванию падающего на него света, создавая таким образом матовый эффект покрытия, причем последний, в зависимости от количества используемой добавки, можно регулировать от шелковистого до глубокого. В других мебельных лаках (типа МЧ, МЛ, ПФ), из-за присутствия в них кислот, аналогичные высокие гидрофобные свойства перлита проявляются только при его специальной модификации. Важным отличительным признаком заявляемого предложения могут служить и некоторые особенности химического состава вспученного перлита, в частности более низкое, по сравнению с СМД, содержание в нем SiO2, Na2О и более высокая концентрация AI2O3. Это обеспечивают также высокую гидрофобность добавки и более высокие реологические свойства Л КМ, что сказывается на характере полимеризации покрытия; при отверждении не возникает внутренних напряжений, способствующих его растрескиванию. Исследования показали, что размер частиц вспученного перлита не должен превышать 10 мкм, так как седиментационная устойчивость частиц размером более 10 мкм постепенно начинает уменьшаться. Учитывая большую вязкость НЦ-лака и і различия в удельном весе НЦ-лака и вспученного перлита, последний перед введением в лак обязательно смешивается с растворителем. Это обеспечивает более быстрое введение вспученного перлита в НЦ-) лак и равномерное распределение в нем частиц, а также уменьшает время высыхания покрытия. Наиболее оптимальный матовый эффект достигается при смешении 3-5 мас.ч. вспу-5 ченного перлита с 60-100 мас.ч. растворителя. При добавлении вспученного перлита в растворитель менее 3 мас.ч. получаемая композиция при последующем ее смешении с НЦ-лаком не создает матового эффекта, а при смешении с растворителем вспученного перлита в количестве большим 5 мас.ч. и последующем введении смеси в НЦлак получаемая композиция создает очень "глухую" матовость, маскирующую даже текстурно-декоративные свойства материала. Получаемый матирующий агент представляет собой жидкую смесь сероватого цвета. Продукт может храниться в металлических бочках емкостью 200 кг в течение 2-2,5 месяцев со дня изготовления. Пример. Для получения 10,5 кг матирующего агента к 10 кг растворителя № 646 добавили 0,5 кг вспученного перлита. Смесь перемешали в течение 5 мин и влили в бак лаконаливной машины с лаком НЦ218 (количество лака - 39,5 кг) и с помощью насоса перемешали состав в течение 10 мин, после чего краскораспылителем часть его по стандартной методике была нанесена на подложку. Скорость высыхания покрытия при 20°С составила 30 мин, что на 30 мин меньше, чем скорость высыхания Л КМ (НЦ-218) с СМД. Полученное покрытие отличается более гладкой и более равномерной со слабым шелковистым оттенком матовостью без механических включений. Его твердость после 24 чсушки составила 0,56 усл. ед. что на 0,16 усл. ед. больше, чем твердость покрытия, полученного путем нанесения на подложку Л КМ с СМД. Как показали лабораторные сравнитепьные испытания, гидрофобность и седиментационная устойчивость предлагаемой композиции в ΗЦ-лаке в 2-2,5 раза выше, чем таковые СМД. Так, например, для порошкообразной СМД уже через месяц наблюдалось агрегирование частиц вещества, что затрудняло их равномерное распределение в лаке, в то время как в полученном жидкообразном матирующем агенте этот процесс не наблюдался. После введения матирующих агентов в НЦ-лак седиментация частиц СМД в нем начинается через 26-30 дней, а начальные стадии осаждения частиц вспученного перлита начали фиксироваться только через 2,5 месяца. Оказалось также, что путем изменения концентрации вспученного перлита в растворителе с помощью получаемого матирующего агента можно регулировать матовость покрытия от шелковистой до глубокой. Таким образом, по сравнению с прототипом, предлагаемое научно-техническое решение позволяет получить новый более высокий положительный эффект и характеризуется следующими основными преимуществами: а)датирующий агент обладает более высокой гидрофобностыо и седиментационной устойчивостью в НЦлаках, надежно обеспечивает более высокий и, что особенно важно, регулируемый матовый эффект, а также большую твердость и равномерность покрытия: б) реализация предложенного научно-технического решения не требует создания специального энергоемкого производства и значительных трудозатрат, так как основным ингредиентом композиции служит вспученный природный перлит, а точнее -отходы от производства фильтроперлита, который является одновременно и экологически чистым сырьем; в) данное научно-техническое решение в десятки раз упрощает технологию производства матирующего агента, так как при этом исключается множество технологических операций и реагентов, необходимых при реализации прототипа и других известных научно-технических решений. Изобретение может быть реализовано на предприятиях, имеющих в своем распоряжении помольное оборудование, классификатор и лаконаливмую машину. Реализация и его опытное применение было осуществлено на Киевской мебельной фабрике им. Боженко.