Денна флуоресцентна емалева фарба

Изобретение относится к получению дневных флуоресцентных эмалевых красок. Необычайная яркость дневных флуоресцентных красок (ДФК) обусловлена наличием в них органических люминофоров. В то время как яркость обычных красок определяется только отраженными окрашенной поверхностью лучами, у ДФК часть поглощенных лучей трансформируется в люминесцентное излучение, которое, суммируясь с отраженным счетом, сообщает накраскам большую интенсивность. Яркость ДФК в несколько раз выше, чем яркость отражающих красок. ДФК широко применяются в тех случаях, когда необходимо увеличить дальность отчетливость видения или повысить декоративный эффект. Известны художественные [1], водноэмульсионные [2] и эмалевые [3] ДФК. Дневные флуоресцентные эмали (ДФЭ) используют при изготовлении сигнальных и маркировочных знаков, отчетливо видных на далеких расстояниях. Они помогают предотвратить аварии самолетов при полетах в сложных метеорологических условиях, локомотивов и автомобилей при неисправности железнодорожных путей и повреждении шоссейных дорог, их применяют в рекламном деле и для многих других целей. Для получения ДФК используют дневные флуоресцентные пигменты (ДФП), представляющие собой твердые растворы или взвеси органических люминофоров в поликонденсационных полимерах, например, в меламинотолуолсульфамидформальдегидном (МТСФ) полимере. Смешением диспергированных ДФП со связующими получают ДФЭ. Выбор связующих для ДФЭ резко ограничен, так как лаки, используемые для этой цели, не должны тушить люминесценцию пигментов. В [3 - 8] описана оранжево-красная. ДФЭ, включающая ДФП на основе меламино-птолуолсульфамидформальдегидного полимера, связующее, представляющее собой полимер метилметакрилата с винилбутиловым эфиром (лак ЛВС-31, с 1985г. - лак АК-0183, ТУ 6 - 10 1725 - 80), дибутилфталат в качестве пластификатора и растворитель (смесь ксилола и толуола) в весовых частях, мас.%: Дневной флуоресцентный пигмент 0,6 15,3 Сополимер метилметакрилата с винилбутиловым эфиром, ЛВС-31 1,0 25,5 Дибутилфталат 0,02 0,5 Растворитель (смесь равных частей толуола и ксилола) 2,3 58,7 Люминесцентными составляющими ДФП служат люминофоры желто-зеленого свечения 3метоксибензантрон, оранжевого - Родамин 6Ж, пурпурного - Родамин С. Краска, изготовленная на лаке ЛВС-31, быстро сохнет и не требует горячей сушки. Описанная краска имеет колориметрические характеристики: яркость (B, %) - 33, чистота цвета (P, %) - 72, цветовой тон (l, нм) - 610. Недостатком этой краски является низкая светопрочность 3-метоксибензантрона, что приводит к ее быстрому выцветанию, дефицитность винилбутилового эфира, применяемого для получения сополимера, отсутствие глянца у окрашенной поверхности. Известны и другие эмали на основе того же связующего, люминесцентными составляющими которых являются катионные красители (астрозоны) [9]. Эти краски обладают стойкостью к УФ-облучению, по яркости они в 2 - 4 раза превышают обычные отражающие краски аналогичного цветового тона. Однако, они не получили большого распространения из-за малой устойчивости в водных средах. Позже [10], на том же связующем (лаке АК0183) была получена цветовая гамма флуоресцентных эмалей, в том числе оранжевокрасная эмаль, которая по колориметрическим характеристикам практически не отличается от ДФЭ, описанной в [9], но содержит в дневном флуоресцентном пигменте, использованном при ее получении, более светоустойчивый люминофор желто-зеленого свечения фенилимид 4-амино-нафталевой кислоты. Известны ДФЭ на основе того же связующего, при получении которых в качестве люминофоров применены производные 2-пиразолина, флуоресцирующие в синей области (l макс. = 450 460нм) [11]. У них, как и у вышеупомянутых эмалевых красок, связующее содержит дефицитный продукт сополимер метилметакрилата с винилбутиловым эфиром, окрашенная ими поверхность лишена глянца, что значительно снижает эффект от применения флуоресцентной краски. Прототипом заявляемого состава ДФЭ является [3]. В основу изобретения поставлена задача разработать ДФЭ, в которой за счет замены дефицитного связующего и нового качественного и количественного вхождения компонентов в состав, при высокой стойкости краски к физикохимическим воздействиям в условиях эксплуатации, увеличивались бы яркость, декоративный эффект и дальность видения окрашенной поверхности. Решение поставленной задачи достигается тем, что дневные флуоресцентные эмали, в которые входят ДФП на основе меламино- или мочевинотолуолсульфамидформальдегидных полимеров и связующее, согласно изобретению, вкачестве связующего содержат раствор метилфенилсилоксановой смолы разной степени поликонденсации с молекулярной массой 800 6000 и условной вязкостью 12,5 - 35сек в толуоле или ксилоле - лак силикон-1 или КО-08К при следующем соотношении компонентов, мас.%: Дневной флуоресцентный пигмент 14,3 - 25 Связующее - раствор метилфенилсилоксановой смолы в толуоле или ксилоле 75,0 - 85,7 При получении ДФП желтых оттенков люминесцентными составляющими служили люминофоры желто-зеленого свечения производные амида нафталевой кислоты, например, фенилимид 4-аминонафталевой кислоты или N-аминоимид-4морфолинонафталевой кислоты. При получении оранжевых ДФП использованы их смеси с Родамином 6Ж, оранжево-красных с Родаминами 6Ж и С. При получении зеленых ДФП в МТСФполимер вместе с люминесцентными производными нафталевой кислоты вводят пигмент голубой фталоцианиновый. Составы ДФП приведены в примерах (табл.1). Использованные нами кремнийорганические лаки в сочетании с ДФП дают возможность получить яркие и атмосфероустойчивые флуоресцентные эмали. Применение кремнийорганических лаков для получения эмалей на основе дневных флуоресцентных пигментов неизвестно и не является очевидным, так как проведенные нами исследования показали, что лишь некоторые из них пригодны для этой цели. Лучшие результаты получены на лаке Силикон-1 - растворе смолы с молекулярной массой 600 - 1000 и условной вязкостью раствора 12,5 - 16сек (ТУ 6 - 02 - 5 002 - 90) и лаке КО-08К - растворе смолы с молекулярной массой 1000 - 6000 и условной вязкостью раствора 20 - 35сек (ТУ 6-02-598-80). Лаки, используемые в качестве связующего, являются легко доступными продуктами, в отличие от лака АК-0183, обычно применяемого при получении ДФЭ и содержащего сополимер метилметакрилате с крайне дефицитным винилбутиловым эфиром. Удачное сочетание предложенных лаков с ДФП способствует качественному формированию слоя покрытия окрашенной поверхности. При применении других кремнийорганических лаков получаются эмалевые краски, требующие для высыхания окрашенной поверхности прибавления специальных отвердителей, что в значительной мере усложняет процесс получения эмали и увеличивает время сушки. Многие из этих лаков окрашены и вследствие этого, тушат флуоресценцию. Нами установлено, что лаки Силикон-1 или КО-08К хорошо совмещаются с ДФП на основе МТСФ-полимера и не тушат их люминесценцию. Содержащиеся в них метилфенилсилоксановые смолы, не имеют структурных группировок, тушащих флуоресценцию, в отличие, например, от нитролаков, включающих нитроцеллюлозу, и, благодаря этому, дают возможность получить яркие, с глянцем, окраски эмалей. Ароматические растворители, на которых приготовлены лаки Силикон-1 и КО-08К (толуол, ксилол) не растворяют ДФП как, например, ацетон и бутилацетат, входящие в состав широко используемых лаков, а дают с ними устойчивые взвеси, что является необходимым условием получения качественных эмалей. Окрашенные этими эмалями поверхности однородны, не содержат вкраплений, прозрачны для света флуоресценции. Сочетание ДФП с применяемыми нами лаками, благодаря оптимальной молекулярной массе входящих в лаки поликонденсационных полимеров, придает ДФЭ необходимую вязкость и способность быстрого отверждения без введения в них специальных добавок, что исключает применение горячей сушки. Влияние соотношения концентраций реагентов на качественные характеристики эмалей видно из табл.2. Наилучшие результаты получены при содержании в мас.%: 14,3 - 25 ДФП и 75 - 85,7 кремнийорганического лака. Выход за эти граничные значения приводит к снижению яркости окрасок (B, %), причем при более низком содержании в композиции пигмента снижается насыщенность окраски. Уменьшение яркости окраски при повышении граничных значений обусловлено концентрационным тушением люминесценции. ДФЭ, полученные с предложенными лаками, обладают большой яркостью - наиболее важной характеристикой люминесцентных красок и, в отличие от известных ДФЭ на основе лака АК0183, имеют глянцевую поверхность, значительно улучшающую внешний вид окрасок, повышающую декоративный эффект и дальность видения. Новые эмали водоустойчивы и по светопрочности находятся на уровне прототипа. Новые эмали не набухают, не требуют горячей сушки. Последнее обстоятельство имеет очень важное значение при окрашивании больших поверхностей. Получение ДФП проводят нагреванием компонентов смеси: п-толуолсульфамида (44г), меламина (8,5г) или мочевины (17г), 37%-водного раствора формалина (40мл) с люминесцентными красителями: фенилимидом 4-аминонафталевой кислоты или N-аминоимидом 4морфолинонафталевой кислоты или их смесями с Родамином С и Родамином 6Ж. Нагревают на глицериновой или масляной бане, медленно повышая температуру до 125 - 130°C, выдерживают при этой температуре и атмосферном давлении 1 час, затем 1 час под вакуумом (остаточное давление 100мм рт.ст.), после чего, не отключая вакуума, дают смеси охладиться до комнатной температуры. Полученный в виде пористой массы пигмент растирают в тонкий порошок и просеивают через сито с величиной отверстий 15 - 40мкм. Для приготовления зеленого ДФП желтые ДФП смешивают с голубым фталоцианиновым. Для получения ДФЭ пигмент смешивают с кремнийорганическим лаком и диспергируют в шаровой мельнице в течение двух часов до величины частиц не более 50мкм. Эмаль наносят на окрашиваемую поверхность методом пневматического распыления или кистью по предварительно загрунтованной поверхности слоем белой эмали. В табл.2 приведены колориметрические характеристики и свойства эмалей, полученных по изобретению и, для сравнения, известной эмали на связующем - лаке АК-0183, являющейся прототипом наших красок. Суммируя данные о цветности новых эмалей, приведенные в примерах и сравнивая их с аналогичными характеристиками прототипа (табл.2), можно сделать вывод, что применение кремнийорганических лаков Силикон-1, КО-08К обеспечивает получение красок с большой яркостью, высокой чистотой цвета, не уступающих прототипу или превосходящих его по этим показателям. При применении новых красок, независимо от цвета, пигмента и введенной в него люминесцентной составляющей, окрашенные поверхности обладают глянцем, увеличивающим яркость, улучшающим их внешний вид, резко повышающим декоративный эффект и дальность видения окрасок. При получении новых флуоресцентных эмалей используются доступные, особенно в условиях Украины, связующие. Получены экспериментальные образцы ДФЭ разных цветов.