Спосіб одержання полістирольної фарби

1. Спосіб одержання полістирольної фарби шляхом розчинення полістиролу в розчиннику та змішування з пластифікатором, пігментами, барвниками, наповнювачами, добавками, який відріз 37527 В основу винаходу поставлено задачу вдосконалення процесу шляхом змінення технології, який полягає в одержанні забарвленого полістиролу для розчинення, забезпечити скорочення часу на стадію змішування/перетиру, зниження вмісту летючих речовин при сушінні, підвищення блиску готовому продуктові на поверхнях з дерева, металу або бетону, що захищаються. Поставлена задача в способі одержання полістирольної фарби, що здійснюють розчиненням полістиролу в розчиннику й змішуванням із пластифікатором, наповнювачем, інгібітором, добавкою до утворення готового продукту, згідно зі способом, перед розчиненням одержують забарвлений полістирол шляхом екструдування при температурі 180...230°С гранул, бісеру чи дроблень полістиролу, попередньо змішаних із пластифікатором, наприклад, медичним вазеліновим маслом, пігментами, барвниками, наповнювачами, модифікуючими добавками, та потім розчинюють полістирол забарвлений, перемішуючи з інгібіторами і пластифікатором, що являє суміш димеру a-метилстиролу з олігомером стиролу. Спосіб одержання полістирольної фарби, що пропонується, дозволяє скоротити час на змішування та перетир; зменшити кількість летючих при сушінні; підвищити блиск покриттів. Зазначений ефект досягається за рахунок того, що на відміну від відомого, в пропонованому способі одержання полістирольної фарби: відбувається кращий розподіл пігментів, фарбників, наповнювачів та різних добавок у забарвленому полістиролові за рахунок екструдування при температурі 180...230°С попередньо змоченої пластифікатором поверхні полістиролу у вигляді бісеру, гранул або дроблень; розчинення забарвленого полістиролу в розчинниках забезпечує достатньо повну гомогенізацію фарби при зниженому вмісті летких речовин на стадії сушіння та скороченні часу на одержання готового продукту; вся сукупність технологічних прийомів обумовлює покращення фізико-механіч-них та експлуатаційних показників. Досягти цього ефекту шляхом прямого збільшення концентрації полістиролу або введенням модифікуючих добавок не можна, бо при цьому збільшується в'язкість фарби, що ускладнює переробку та нанесення на поверхню. Спосіб здійснюється таким чином. В змішувач завантажують гранули, бісер або дроблення полістиролу і пластифікатор, перемішують протягом 20 хв, довантажують пігменти, барвники, наповнювачі, добавки при змішуванні протягом 1 год, екструдують в екструдері типу ZSK при температурах по зонах від 180°С до 230°С. В реактор з мішалкою (10 м) продуктивністю 7 т/добу 3 год завантажуються: забарвлений полістирол (екструдат), пластифікатор і розчинник. Вміст перемішується до повного розчинення забарвленого полістиролу 8 годин. Для випробувань одержану композицію наносили на поверхню зразків (з металу, дерева, бетону), висушували при температурі 18...23°С. Зразки з лакобарвним покриттям – фарбою випробовували на міцність до удару за ГОСТ 4765, твердість за ГОСТ 5233. Визначали: блиск за ГОСТ 898, вигин за ГОСТ 6806, адгезію за ГОСТ 15140, укривність за ГОСТ 8784, в'язкість за ГОСТ 8420, масову частку нелетючих речовин за ГОСТ 17537. Приклад 1. Для одержання полістирольної фарби білого кольору в змішувач завантажили 57,5% (287,5 кг) полістиролу та 1% (5 кг) медичного вазелінового масла перемішували протягом 20 хв. Потім довантажили 40% (200 кг) двоокису титану й 1,5% (7,5 кг) стеорату цинку, подовжили перемішування протягом 1 год. Одержану суміш екструдували при температурах по зонах від 180...230°С. Екструдат в кількості 30% (2,149 т), що являє собою полістирол білого кольору у вигляді стренг розміром: d=3...5 мм, 1-4-7 мм, відвантажували у реактор з мішалкою протягом 3 год. Туди ж завантажили 12% (0,812 т) суміші димеру альфа-метилстиролу з олігомером стиролу та 58% (4,039 т) сольвенту (ксилолу, толуолу, сумішей розчинників). Вміст перемішували протягом 8 год. Результати випробовувань в таблиці. Приклад 2. Для одержання полістирольної фарби бежевого кольору, аналогічно прикладу 1, завантажили полістиролу 58,5% (292,5 кг), медичного вазелінового масла 1% (5 кг), двоокису титану 31,2% (156 кг), сурику залізного 2,9% (14,5 кг), крону жовтого 4,9% (24,5 кг) і стеарату цинку 1,5% (7,5 кг). Далі аналогічно прикладу 1 (полістирол бежевого кольору). Результати в таблиці. Приклад 3. Для одержання полістирольної фарби сірого кольору, аналогічно прикладу 1, завантажили полістиролу 58,5%, медичного вазелінового масла 1%, двоокису титану 33,44% (167,2 кг), сажі 0,86% (4,3 кг), сурику залізного 1,92% (9,6 кг), крона жовтого 2,78% (13,9 кг) і стеарату магнію 1,5%. Далі аналогічно прикладу 1 (полістирол сірого кольору). Результати в таблиці. Приклад 4. Для одержання полістирольної фарби зеленого кольору, аналогічно прикладу 1, завантажили полістиролу 58,5%, медичного вазелінового масла 1%, двоокису титану 4,4%, оксиду хрому 34,6% і стеаринової кислоти 1,5% (полістирол зеленого кольору). Результати в таблиці. Приклад 5. Для одержання полістирольної фарби чорного кольору, аналогічно прикладу 1, завантажили полістиролу 77,5%, медичного вазелінового масла 1%, сажі 6,6%, оксиду хрому 13,4%, стеарату цинку 1,5% (полістирол чорного кольору). Результати в таблиці. Приклад 6 - прототип. Для одержання полістирольної фарби білого кольору в кульовий млин або змішувач завантажили 20%(85 кг) полістиролу у вигляді пилу або гранул і 75% (320 кг) розчинника, наприклад, толуолу. Вміст перемішували 2,5...3 год до утворення 20% полістирольного лаку (плівкоутворююче). У змішувач (кульовий млин) додали з мірника пластификатор - 5% (28 кг), наприклад, діоктилфталату й перемішували з лаком протягом 30 хв. Потім завантажили 20% (120 кг) наповнювачів (пігментів), наприклад, цинкового пилу (двоокису титану) для перемішування та диспергування 2,5 год. Одержали 510 кг (2,0 т на добу) композиції. Аналогічно прикладу 1 нанесли фарбу на зразки. Результати випробовувань наведені в таблиці. Приклад 7. Для одержання полістирольної фарби бежевого кольору аналогічно прикладу 6, до 20% розчину полістиролу завантажують двоокис титану 14,0%, сурику залізного 1,0%, крону 2 37527 ників). Фарба біла та чорна без блиску, матова. Результати в таблиці. Приклад 13-14 (позамежні). В змішувач завантажили 57,5% полістиролу (крихти, пил, дроблення, гранули, бісер) та 1% медичного вазелінового масла, перемішували протягом 20 хв, довантажили 40% двоокису титану та 1,5% стеарату магнію, подовжили перемішування протягом 1 год. Одержану суміш екструдували при температурах по зонах від 170...230°С або 180...250°С. Екструдат утворився низької якості, полістирол у вигляді грудок з неоднорідно пофарбованою поверхнею. Екструдат в кількості 30% відвантажували у реактор з мішалкою протягом 3 год. Туди ж завантажили 12% суміші димеру a-метилстиролу з олігомером стиролу та 58% сольвенту (ксилолу, толуолу, сумішей розчинників). Вміст перемішували протягом 8 год. Одержана композиція не відповідає технічним вимогам, на поверхні зразків дрібки, різнобарвлення. Наведені в таблиці дані показують, що при одержанні полістирольної фарби способом, що пропонується (приклади 1-5 для різних кольорів), порівняно з прототипом (приклади 6-10), блиск покриттів збільшується в 2-8 разів, укривність має кращі показники, підвищується продуктивність, скорочується час на перемішування та перетир пігментів і фарбників з 2,5...4 до 1,5 год, поліпшується ступінь перетиру, зменшується кількість летючих речовин при сушінні покриття. З'являється можливість розширити кольорову гаму, яка задовольнить попит споживачів, завдяки можливості одержувати екструдат різноманітних кольорів (відтінків). жовтого 2,0%, діоктилфталату 5,5%. Результати в таблиці. Приклад 8. Для одержання полістирольної фарби сірого кольору, аналогічно прикладу 6, в 20% розчин полістиролу завантажили двоокису титану 14,0%, сурику залізного 0,4%, крона жовтого 1,1%, діоктилфталату 5,5%. Результати в таблиці. Приклад 9. Для одержання полістирольної фарби зеленого кольору, аналогічно прикладу 6, в 20% розчин полістиролу завантажили двоокису титану 1,3%, окису хрому 14,7%. Результати в таблиці. Приклад 10. Для одержання полістирольної фарби чорного кольору аналогічно прикладу 6, брали 5% (28 кг) кам'яновугільної смоли (пластифікатор – пігмент - інгібітор), сажі 9,0%, окису хрому 4,4%, перемішували 4 год. Виробили фарби 1,5 т/добу. Результати в таблиці. Приклад 11 (контрольний). Без екструдування. В змішувач завантажили 57,5% полістиролу і 1% медичного вазелінового масла, перемішували протягом 20 хв. Потім довантажили 40% двоокис титану й 1,5% стеорат цинку, подовжили перемішування протягом 1 год, відвантажували у реактор з мішалкою протягом 3 год. Туди ж завантажили 12% суміші димеру a-метилстиролу з олігомером стиролу та 58% сольвенту (ксилолу, толуолу, сумішей розчинників). Вміст перемішували протягом 8 год. Фарба неоднорідна. Результати в таблиці. Приклад 12 (контрольний). Аналогічно прикладу 1, виготовлений екструдат в кількості 30% завантажили з 12% діоктилфталату (дібутилфталату) або (за прикладом 5 кам'яновугільної смоли) й 58% сольвенту (ксилолу, толуолу, суміш розчин Таблиця Порівняльні показники відомого і пропонованого способів одержання полістирольної фарби № роткладу 1 2 3 4 5 6 (прототип) 7 (прототип) 8 (прототип) 9 (прототип) 10 (прототип) 11к. 12к. Тривалість перемішування (перетиру), год 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 2,5 2,5 2,5...3,0 3,0 4,0 1,5 1,5 Ступінь перетиру, мкм Укривність, г/м2 Масова частка нелетких, % Блиск, % 30 35 40 35 45 47 50 47 50 50 54 40...45 90 64 57 62 59 98 92 80 86 82 58 60...68 44,9 40,5 40,0 36,7 42,0 30,3 30,1 38,0 27,0 35,0 44,5 40,0-44,0 70 65 65 65 67 18 18 18 32 8 65 8-18 3 37527 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2001 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 4