Матуючий агент для лакофарбових матеріалів “мма-вп”

Изобретение относится к лакокрасочной промышленности и может быть использовано при производстве лакокрасочных материалов (ЛКМ) для мебельной, а также других видов промышленности, выпускающей продукцию, требующую отделки матовыми лаками. В отечественной промышленности при производстве лаков в качестве матирующих агентов (добавок) используют стеариновый цинк, микрокаолин, аэросилы и некоторые другие добавки [1]. Однако лаки, выпускаемые на их основе, характеризуются рядом существенных недостатков, главными из которых являются: а) низкий сухой остаток, б) низкая твердость и неравномерность покрытия, в) низкая светостойкость покрытия, г) нестабильность реологических свойств Л КМ, д) низкий матовый эффект, е) низкая седиментационная устойчивость в ЛКМ. Зарубежные фирмы выпускают целый ассортимент матирующих средств. К ним в частности относятся матирующие средства: ТК-800, ТК-900, ОК-412, ТГ2-600 (Германия), Силлоид ЕД-40, ЕД-50 (Фирма Трасс", Италия), Сантосел-62, Сантосел-69 (США). Цеотикс (Финляндия), Гасил-375 (Великобритания). Наиболее близким аналогом по достигаемому результату к заявляемому предложению является матирующий агент, разработанный на основе кремнийсодержащего вещества (SiO2) - силикагелевой матирующей добавки (СМД), представляющей собой мелкодисперсный диоксид кремния, модифицированный воскообразными веществами (буроугольным воском (ПБК), полиэтиленовым воском (ПВ-30, ПВ-300. ПВО)) при следующем соотношении компонентов (в мас.ч.). СМД-100, буроугольный воск 8-12 (при модификации полиэтиленовыми посками 6-8 (ПВ-30), 6-10 (ЛВ-300), 4-10 *ПВО)[2]. Однако СМД имеет ограниченный срок хранения, так как она недостаточно гидро-фобна из-за формы, размера [3] и небольшой пористости частиц (размер пор 0,9 мкм), что приводит к агрегированию вещества, которое затрудняет его диспергирование в Л КМ. Это, в свою очередь, предопределяет и самый существенный недостаток прототипа, а именно: агрегатизированные частицы неравномерно распределяются в объеме изготовляемого ЛКМ, вследствие чего происходит седиментация (осаждение) агрегатов. Кроме того в лакокрасочных средах вышеуказанные модификаторы не удерживаются в порах и на поверхности частиц SIO2 из-за присутствия в лаках кислот или коллоксилина, которые растворяют и "смывают" модификатор с поверхности частиц СМД. Это снижает качество ЛКМ и затрудняет его дальнейшее использование. В основу изобретения поставлена задача создать такой матирующий агент, который позволил бы улучшить его полезные свойства, в том числе седиментационную устойчивость, гидрофобность, микротвердость покрытия ЛКМ и одновременно упростить технологию его производства, снизить затраты и улучшить условия труда. Поставленная задача решается путем использования в качестве основы для матирующего агента вспученного перлита, а точнее отходов вспученного перлита от производства фильтроперлита {4], который применяется в современных карчасно-наливных фильтрах для фильтрации различных суспензий; сахарных сиропов, фруктовых соков, технологических масел, нефтепродуктов, питьевых и сточных вод, антибиотиков и др., т.е. заведомо экологически чистого природного сырья, естественные запасы которого чрезвычайно велики. Предварительно измельченный до размеров частиц менее 10 мкм перлит модифицируется смесью полиэтиленового воска, касторового масла и поливинилхлорида в соотношении (по массе) 96,7-97,3: 2,7-3,3 соответственно. При этом соотношение между перлитом и полиэтиленовым воском должно равняться 98,996,8:1,1-3,2, а соотношение между смесью касторового масла с полиэтиленовым воском и поливинилхлоридом дол-жнобыть равным 51-99:1-49. Согласно заявляемому предложению в качестве исходного сырья для получения матирующего агента используют вспученный перлит, содержащий SIO2, ΑΙ2Ο3, FeO, Νβ2θ и К2О (табл. 1,2). Как показали экспериментальные исследования вспученный перлит, благодаря своим высоким адсорбционным свойствам наиболее надежно, по сравнению с известными веществами, удерживает в своих порах модификатор (полиэтиленовый воск, касторовое масло, поливинилхлорид). придавая материалу в целом гидрофобные свойства, обеспечивая взвешенное состояние и более равномерное распределение частиц агента в ЛКМ. Вспученный перлит обладает большей пористостью (1,7 см3/г), чем силикагель (1,0 см /г). Принципиально важным в данном случае является и химический состав вспученного перлита (табл.2). Как показали исследования, максимальный положительный эффект достигается при минимальном содержании в нем примеси Nа2О, которая оказывает влияние на характер полимеризации покрытия. В нашем случае ее содержание, а также концентрация SIO2 являются более низкими, чем в прототипе, что обеспечивает более высокие реологические свойства Л КМ и позволяет регулировать гидрофобные свойства предлагаемого материала в разных лаках. Благодаря обработке (модифицированию) используемого сырья смесью вышеуказанных ингредиентов упрощается процесс диспергирования (введения и равномерного распределения матирующего агента по объему в ЛКМ), что сказывается на улучшении седиментационных свойств ЛКМ. Наиболее максимально этот эффект достигается при смешении вспученного перлита и модификатора в соотношении 96,7-97,3:2,7-3,3. При добавлении модификатора или каждого из его компонентов в количестве, меньшем указанных нижних пределов, происходит неполное модифицирование перлита по объему и нарушается однородность получаемого вещества. При содержании модификатора или каждого из его компонентов выше указанных верхних пределов начинается процесс агрегации модифицированных частиц, что сказывается на седиментационных свойствах матирующего агента. Получаемый матирующий агент для ЛКМ представляет собой сыпучий тонкодисперсный порошок от белого до светло-серого цвета, физико-химические и структурные характеристики которого приведены в табл.3. Пример. Для получения 100 кг матирующего агента из отходов от производства фильтроперлита было взято 100 кг вспученного перлита. После полного измельчения на струйной мельнице МСП-05 и прохождения через классификатор с размером фильтра менее 10 мкм 100 кг измельченного перлита было засыпано в смеситель с подогревом, куда в процессе перемешивания добавлено 3 кг парофазного модификатора -смеси полиэтиленового воска, касторового масла и поливинилхлорида. После окончания перемешивания продукт был выгружен в бункер и засыпан в полиэтиленовые (допускается и в бумажные (в пятислойные)) мешки по 15 кг в каждый. После этого часть матирующего агента в определенной пропорции была добавлена в Л КМ (НЦ-218). После перемешивания смесь была нанесена краскораспылителем на подложку. Скорость высыхания покрытия при 20°С составила 45 мин, что на 15 мин меньше, чем скорость высыхания Л КМ (НЦ218) с СМД. Получено покрытие с более гладкой и более равномерной матовостью без механических включений. Твердость покрытия составила 0,56 усл. ед., что на 0,16 усл. ед. больше, чем твердость покрытия, полученного при нанесении на подложку Л КМ с СМД. Аналогичные сравнительные испытания разработанного матирующего агента и СМД были проведены через 1, 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10 и 12 месяцев с момента их производства. При этом уже через месяц для СМД наблюдалось агрегирование вещества, что затрудняло его диспергирование β Л КМ и обусловливало быструю седиментацию новообразованных агрегатов. Для разработанного матирующего агента этот процесс начал наблюдаться только после 12 месяцев его хранения, что однозначно указывает на его большую, по сравнению с СМД, гидрофобность и повышенную седиментационную устойчивость в ЛКМ. Дополнительные испытания показали, что полученный матирующий агент может быть использован и с другими лаками (МЧ-52, МЛ-2111 и др.), тогда как СМД применяется только с НЦ-лаками. Таким образом, по сравнению с прототипом, предложенное научно-техническое решение характеризуется следующими основными преимуществами: а) исходное сырье - вспученный перлит, является экологически чистым и более дешевым по сравнению с исходным сырьем, используемым в прототипе, так как технология получения последнего является более сложной и трудоемкой; в предложенном решении источником исходного сырья для получения матирующего агента могут служить отходы уже готового вспученного перлита от производства фильтроперлита. б) при реализации предложенного решения требуется использование всего четырех компонентов (в прототипе - не менее шести), при этом технология производства является более простой и более дешевой, так как в ней исключены операции формирования силикат-глыбы, ее промывки, сушки, разварки, дробления, последующей промывки, сушки, что существенно снижает затраты на энергоресурсы, очистные сооружения и подачу технологической воды. в) получаемое вещество - матирующий агент, по сравнению с таковым, получаемым в прототипе и существующими на сегодняшний день аналогами, обладает лучшими качественными свойствами, в том числе высокой гидрофобностью, обусловливающей более длительные сроки его хранения, повышенной седиментационной устойчивостью, более широкой совместимостью с различными видами ЛКМ, а также надежно обеспечивает более высокую равномерную матовость и, что наиболее важно, высокую твердость покрытия ЛКМ. Изобретение может быть реализовано на предприятиях, имеющих в своем распоряжении помольное оборудование (например, противопроточноструйную мельницу, классификатор и смеситель с подогревом), позволяющее обеспечить дисперсность исходного и получаемого вещества до размеров частиц менее 10 мкм.