Композиція для захисно-декоративного покриття полістирольних пластиків

Изобретение относится к составам для лакокрасочных покрытий, а именно к составам эмалей для защитно-декоративных покрытий для окрашивания полистирольных пластиков. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является композиция для защитно-декоративного покрытия полистирольных пластиков, включающая стиролсодержащее пленкообразующее, дибутилфталат, пигменты и растворитель [1]. Известная композиция содержит 15,0-25,0 мас.% сополимера бутилакрилата стирола, метакриловой кислоты и метилметалкрилата с соотношением мономеров 45:17,5:2,5:35 соответственно, 0,05-3,5 мас.% дибутилфталата, 1,0-25,0 мас.% пигментов, а также 2,0-6,0 мас.% нитроцеллюлозы, 0,5-5,0 мас.% смолы нефтеполимерной стирольного типа, остальное - органический растворитель. Известна композиция позволяет получать матовые покрытия на полистирольных пластиках, в том числе на пластмассе АБС и на полистироле, при этом образуется однородная гладкая ровная пленка. Однако твердость покрытия, полученного при нанесении данной композиции хотя и выше твердости покрытия, полученного при нанесении композиции по аналогу, однако не превышает 0,65 усл. ед., что снижает качество покрытия. Задачей данного изобретения является усовершенствование состава композиции для защитнодекоративного покрытия полистирольных пластиков, в котором за счет качественного и количественного соотношения ингредиентов обеспечивается образование полимера сложного строения по типу взаимопроникающих сеток, обуславливающего получение нового композиционного покрытия, обладающего высокой твердостью, что повышает качество покрытий. Задача решается следующим образом. Известная композиция для защитно-декоративного покрытия полистирольных пластиков, включающая стиролсодержащее пленкообразующее, дибутилфталат, пигменты и растворитель, согласно изобретения, дополнительно содержит бензоил-пероксид и третичный ароматический амин, выбранный из группы, включающей диметиланилин, диметил-n-толуидин, Ν,Ν-диметил-бензиламин, а в качестве стиролсодержащего пленкообразующего содержит смесь акрилонитрилбутадиенстирольного сополимера и сополимера бутилметакрилата и метакриловой кислоты в соотношении 1:1 при следующем соотношении компонентов, мас.%: Содержимое в заявляемой композиции указанных ингредиентов и их количественное соотношение обеспечивает высокое качество покрытия за счет повышения его твердости, по мнению авторов, в результате образования в поверхностном и приповерхностном слоях пластика нового композиционного покрытия на основе сополимера сложного строения по типу взаимопроникающих сеток за счет трехмерной сшивки акрилонитрилбутадиенстирольного сополимера, сополимера бутилметакрилата и метакриловой кислоты и полиметилметакрилата. Образование последнего высокомолекулярного соединения - полиметилметакрилата -обусловлено полимеризацией мономера метилметакрилата в присутствии инициирующей системы бензоилпероксид-третичный ароматический амин. Композицию готовят следующим образом. В смеситель загружают акрилонитрил-бутадиенстирольный сополимер и сополимер бутилметакрилата и метакриловой кислоты в соотношении 1:1, метилметакрилат, третичный ароматической амин, после чего массу перемешивают в течение 2-3 ч при скорости вращения мешалки 30 об/мин до получения однородного продукта, лишенного гелеобразных сгустков нерастворившейся полимерной фазы. Полученный однородный продукт разделяют на две равные части. К одной части добавляют пигменты и смесь перемалывают в течение 24 ч до степени перетира не более 30 мкм. Полученный пигментированный продукт добавляют к оставшейся части однородного продукта и осуществляют перемешивание в течение 0,5-1,5 ч при скорости вращения мешалки 120 об/мин до получения однородности. В пигментированную смесь перед нанесением ее на поверхность изделия добавляют дибутилфталат и бензоилпероксид и фильтруют. Композицию наносят на изделия из полистирольных пластиков при помощи краскораспылителя. Полученные покрытия сушат при температуре 20°С - 24 ч, а при 60°С-15мин. Изобретение иллюстрируется следующими конкретными примерами, при этом рецептуры композиций по изобретению приведены в таблице. Примеры 1-10 иллюстрируют предложенную композицию при заявляемых количествах ингредиентов. Примеры 11-12 иллюстрируют предложенную композицию при количествах ингредиентов, выходящих за заявляемые пределы. Контроль показателей полученных покрытий осуществляли с использованием следующих методик: твердость - по ГОСТ 5233-89, адгезию - по ГОСТ 15140-78 (метод 2). Пример 1. В смеситель загружали 5,0 кг акрилонитрилбутадиенстирольного сополимера и 5,0 кг сополимера бутилметакрилата и метакриловой кислоты, 0,64 кг диметиланилина и 86,56 кг метилметакрилата, после чего массу перемешивали в течение 2 часов при скорости вращения мешалки 30 об/мин до получения однородного продукта, лишенного гелеобразных сгустков нерастворившейся полимерной фазы. Полученный однородный продукт разделяли на две равные части. К одной добавляли 0,3 кг алюминиевой пудры и 0,5 кг сажи канальной и смесь перемалывали, в течение 24 ч до степени перетира 25 мкм. Полученный пигментированный продукт добавляли к оставшейся части однородного продукта и осуществляли перемешивание в течение 1 ч при скорости вращения мешалки 120 об/мин до получения однородности. В пигментированную смесь добавляли 1,0 кг дибутилфталата и 1,0 кг бензоилпероксида, фильтровали и наносили полученную композицию на изделия из полистирола при помощи краскораспылителя. Покрытия сушили при температуре 20°С в течение 24 ч. Полученные покрытия имели твердость 0,80 усл.ед., адгезию - 11 балл. Пример 2. В смеситель загружали 7,0 кг акрилонитрилбутадиенстирольного сополимера и 7,0 кг сополимера бутилметакрилата и метакриловой кислоты, 0,27 кг диметиланилина и 83,89 кг метилметакрилата, после чего массу перемешивали в течение 2 ч при скорости вращения мешалки 30 об/мин до получения однородного продукта, лишенного гелеообразных сгустков нерастворившейся полимерной фазы. Полученный однородный продукт разделяли на две ровные части. К одной добавляли 0,4 кг алюминиевой пудры и 0,6 кг сажи канальной и смесь перемалывали в течение 24 ч до степени перетира 25 мкм. Полученный пигментированный продукт добавляли к оставшейся части однородного продукта и осуществляли перемешивание в течение 1 ч при скорости вращения мешалки 120 об/мин до получения однородности. В пигментированную смесь добавляли 0,42 кг бензоилпероксида, фильтровали и наносили полученную композицию на изделия из полистирола при помощи краскораспылителя. Покрытия сушили при температуре 20°С в течение 24 ч. Полученные покрытия имели твердость 0,85 усл.ед., адгезию – 11 балл. Пример 3. В смеситель загружали 6,0 кг акрилонитрилбутадиенстирольного сополимера и 6,0 кг сополимера бутилметакрилата и метакриловой кислоты, 0,45 кг диметиланилина и 85,53 кг метилметакрилата, после чего массу перемешивали в течение 2 ч при скорости вращения мешалки 30 об/мин до получения однородного продукта, лишенного гелеобразных сгустков не растворившейся полимерной фазы. Полученный однородный продукт разделяли на две равные части. К одной добавляли 0,2 кг алюминиевой пудры и 0,4 кг сажи канальной и смесь перемалывали в течение 24 ч до степени перетира 25 мкм. Полученный пигментированный продукт добавляли к оставшейся части однородного продукта и осуществляли перемешивание в течение 1 ч при скорости вращения мешалки 120 об/мин до получения однородности. В пигментированную смесь добавляли 0,71 кг дибутилфталата и 0,71 кг бензоилпероксида, фильтровали и наносили полученную композицию на изделия из полистирола при помощи краскораспылителя. Покрытия сушили при температуре 20°С в течение 24 ч. Полученные покрытия имели твердость 0,83 усл.ед., адгезию - 11 балл. Пример 4. Условия проведения примера аналогичны примеру 1, за исключением того, что в смеситель загружали 0,64 кг диметил-n-толуидина. Полученные покрытия имели твердость 0,81 усл.ед., адгезию – 11 балл. Пример 5. Условия проведения примера аналогичны примеру 2, за исключением того, что в смеситель загружали 0,27 кг диметил-n-толуидина. Полученные покрытия имели твердость 0,84 усл.ед., адгезию - 11 балл. Пример 6. Условия проведения примера аналогичны примеру 3, за исключением того, что в смеситель загружали 0,45 кг диметил-n-толуидина. Полученные покрытия имели твердость 0,82 усл.ед., адгезию - 11 балл. Пример 7. Условия проведения примера аналогичны примеру 1, за исключением того, что в смеситель загружали 0,64 кг Ν,Ν-диметилбензиламина. Полученные покрытия имели твердость 0,80 усл.ед., адгезию - 11 балл. Пример 8. Условия проведения примера аналогичны примеру 2, за исключением того, что в смеситель загружали 0,27 кг Ν,Ν-диметилбензиламина. Полученные покрытия имели твердость 0,84 усл.ед., адгезию - 11 балл. Пример 9. Условия проведения примера аналогичны примеру 3, за исключением того, что в смеситель загружали 0,45 кг Ν,Ν-диметилбензиламина. Полученные покрытия имели твердость 0,82 усл.ед., адгезию - 11 балл. Пример 10. В смеситель загружали 6,5 кг акрилонитрилбутадиенстирольного сополимера и 6,5 кг сополимера бутилметакрилата и метакриловой кислоты, 0,27 кг диметиланилина и 85,19 кг метилметакрилата, после чего массу перемешивали в течение 2,5 ч при скорости вращения мешалки 30 об/мин до получения однородного продукта, лишенного гелеобразных сгустков нерастворившейся полимерной фазы. Полученный однородный продукт разделяли на две равные части. К одной добавляли 0,3 кг алюминиевой пудры и 0,4 кг сажи канальной и смесь перемалывали в течение 24 ч до степени перетира 25 мкм. Полученный пигментированный продукт добавляли к оставшейся части однородного продукта и осуществляли перемешивание в течение 1,5 ч при скорости вращения мешалки 120 об/мин до получения однородности. В пигментированную смесь добавляли 0,42 кг дибутилфталата и 0,42 кг бензоилпероксида, фильтровали и наносили полученную композицию на изделия из АБС - пластика при помощи краскораспылителя. Покрытия сушили при температуре 60°С в течение 15 мин. Полученные покрытия имели твердость 0,85 усл.ед., адгезию – 11 балл. Пример 11. В смеситель загружали 4,9 кг акрилонитрилбутадиенстирольного сополимера и 4,9 кг сополимера бутилмегакрилата и метакриловой кислоты, 0,26 кг диметиланилина и 88,62 кг метилметакрилата, после чего массу перемешивали в течение 2 ч при скорости вращения мешалки 30 об/мин до получения однородного продукта, лишенного гелеобразных сгустков нерастворившейся полимерной фазы. Полученный однородный продукт разделяли на две равные части. К одной добавляли 0,2 кг алюминиевой пудры и 0,3 кг сажи канальной и смесь перемалывали в течение 24 ч до степени перетира 25 мкм. Полученный пигментированный продукт добавляли к оставшейся части однородного продукта и осуществляли перемешивание в течение 1,5 ч при скорости вращения мешалки 120 об/мин до получения однородности. В пигментированную смесь добавляли 0,41 кг дибутилфталата и 0,41 кг бензоилпероксида, фильтровали и наносили полученную композицию на изделия из полистирола при помощи краскораспылителя. Покрытие сушили при температуре 20°С в течение 24 ч. Полученные покрытия имели твердость 0,65 усл.ед., адгезию - 11 балл. Низкое значение твердости покрытия обусловлено тем, что при нанесении композиции, содержащей ингредиенты в количествах ниже заявляемого предела, в поверхностном и приповерхностном слоях пластика не происходит образования полимера сложного строения по типу взаимопроникающих сеток, так как полимеризация мономера метилметакрилате отсутствует. Пример 12. В смеситель загружали 7,1 кг акрилонитрилбутадиенстирольного сополимера и 7.1 кг сополимера бутилметакрилата и метакриловой кислоты, 0,65 кг диметиланилина и 82,03 кг метилметакрилата, после чего массу перемешивали в течение 2 ч при скорости вращения мешалки 30 об/мин до получения однородного продукта, лишенного гелеобразных сгустков нерастворившейся полимерной фазы. Полученный однородный продукт разделяли на две равные части. К одной добавляли 0,45 кг алюминиевой пудры и 0,65 кг сажи канальной и смесь перемалывали в течение 24 ч до степени перетира 25 мкм. Полученный пигментированный продукт добавляли к оставшейся части однородного продукта и осуществляли перемешивание в течение 1,5 ч при скорости вращения мешалки 120 об/мин до получения однородности. В пигментированную смесь добавляли 1,01 кг дибутилфталата и 1,01 кг бензоилпероксида, фильтровали и наносили полученную композицию на изделия из полистирола при помощи краскораспылителя. Покрытия сушили при температуре 20°С в течение 24 ч. Полученные покрытия растрескивались, Это обусловлено тем, что при нанесении на полистирольные пластики композиции, содержащей ингредиенты выше заявляемого предела, резко возрастает скорость полимеризации. Это приводит к образованию полимера сложного строения по типу взаимопроникающих сеток с повышенной жесткостью. Внутренние напряжения образующегося на основе этого полимера покрытия не успевают отрелаксировать, что и приводит к растрескиванию.