Композиція для покриттів

Композиція для покриттів, що включає складний олігоефір, поліізоціанатний отверджувач, пігменти, каталізатор і розчинник, яка відрізняється тим, що як складний олігоефір вона містить алкід 36179 Україні (ендометилентетрагідрофталевий ангідрид, триметилолпропан, бутиленгліколь), що утруднює їх виробництво. Дані олігоефіри не здатні тверднути за рахунок окислювальної полімеризації, оскільки не містять у своєму складі подвійних зв'язків жирно-кислотних складових, а малеїнатні зв'язки не мають таку здатність. Звідси - необхідність застосування гарячої сушки при 70°С для утворення покриттів, що не дозволяє використовувати такі матеріали для покриттів природної сушки. Крім того, до недоліків відомої композиції потрібно віднести також застосування високолетких розчинників (ацетон, етилметилкетон, етилацетат), що мають підвищені вибухо- та пожеженебезпечність через низьку температур у спалаху (відповідно -18°С, -6°С і +2°С), а через високу леткість розчинників - труднощі при нанесенні якісних покриттів внаслідок поганого розтікання композиції, неможливість нанесення валиком або пензлем, що обмежує галузь застосування такого роду покриттів. В основу винаходу поставлена задача удосконалення композиції для покриттів, в якій за рахунок наявності подвійних зв'язків жирно-кислотної складової в складі алкідного олігомеру та преполімеру на основі діізоціанату з алкідним олігомером, а також використання інших компонентів певного складу, а саме: як розчинника - суміші уайт-спіриту з ароматичними вуглеводнями та каталізатора уретаноутворення, забезпечується здатність композиції тверднути в широкому температурному інтервалі від -10°С до +100°С і вище, тривала її життєздатність, досягаються низькі токсичність і вибухо- та пожеженебезпечність композиції, що призводить до підвищення захисних властивостей і стійкості покриття до дії вологи, мастила, бензину та інших нафтопродуктів, його еластичності та адгезії до поверхні, на яку воно наноситься, підвищеного терміну служби покриття. Поставлена задача досягається тим, що в композиції для покриттів, яка включає складний олігоефір, поліізоціанатний отверджувач, пігменти, каталізатор і розчинник, згідно з винаходом, як складний олігоефір вона містить алкідний олігомер, як поліізоціанатний отверджувач - преполімер на основі діізоціанату та алкідного олігомеру, а як розчинник - суміш уайт-спіриту з ароматичними вуглеводнями в співвідношенні від 2:1 до 1:2, за таких співвідношеннях компонентів, мас,%: алкідний олігомер 15-30 преполімер на основі діізоціанату та алкідного олігомеру 15-30 пігменти 5-35 суміш уайт-спіриту з ароматичними вуглеводнями 30-50 каталізатор 0,05-2,0 Внаслідок використання даного винаходу забезпечується одержання технічного результату, що полягає в здатності композиції тверднути в широкому температурному інтервалі від -10°С до +100°С і вище за рахунок наявності подвійних зв'язків жирно-кислотної складової в суміші алкідного олігомеру та преполімеру на основі діізоціанату з алкідним олігомером, внаслідок чого протікає додаткова реакція оксиполімерізації по подвійних зв'язках жирно-кислотної складової обох компонентів композиції. Між суттєвими ознаками даного винаходу та технічним результатом, який досягається, існує такий причинно-слідчий зв'язок. У цьому складі композиції завдяки використанню складного алкідного олігомеру та поліуретанового преполімеру на основі діізоціанату та алкідного олігомеру, модифікованого олією (або її жирними кислотами), гідрофільно-гідрофобний баланс зміщується в бік різкого зниження полярності композиції, що дозволяє досягнути доброї розчинності компонентів у неполярних розчинниках вуглеводневого типу (суміші уайт-спіриту з ароматичними вуглеводнями), різко знизити вологовбирання покриття і збільшити його бар'єрний ефект, а також підвищити захисні властивості покриття. Наявність вільних ізоціанатних груп у преполімері на основі алкідного олігомеру та діізоціанату забезпечує тверднення даної композиції як за рахунок взаємодії ізоціанатних груп з гідроксильними групами алкіду (поліефіру), так і за рахунок їх взаємодії з вологою повітря та протікання додаткової реакції оксиполімерізації по подвійних зв'язках жирно-кислотної складової обох компонентів композиції. Все це дозволяє розширити температурний інтервал нанесення та тверднення даної композиції від -10°С до +50-75°С. Використання як розчинника суміші уайтспіриту з ароматичними вуглеводнями (наприклад, сольвентом або ксилолом), порівняно із сумішшю етилацетату з ацетоном в прототипі, забезпечує даній композиції меншу пожеже- та вибухонебезпечність і здатність наноситися різними способами, в тому числі пензлем або валиком. Сукупність суттєви х відрізняючих ознак додає композиції здатність тверднути в широкому температурному інтервалі від -10°С до +100°С і вище та дозволяє одержати водо-, мастило-, бензостійкі захисні покриття природного сушіння при нанесенні в атмосферних умовах на різні об'єкти (нафтота бензосховища, транспортні засоби тощо). Композиція для покриттів представляє собою двокомпонентний матеріал природного сушіння та містить: 1-й компонент - пігментна паста різних кольорів в алкідному олігомері з доданням каталізатора уретаноутворення; 2-й компонент - преполімер на основі діізоціанату з алкідним олігомером, наприклад, поліуретанова композиція для покриттів, відома за патентом України № 204З7А такого складу, мас.%: модифікований олією або її жирними кислотами гідроксилвмісний поліефір 20-45 діізоціанат 15-20 уайт-спірит або його суміші 40-60 У табл. 1 наведено склад запропонованої композиції, що містить такі компоненти, мас.%: алкідний олігомер 15-30 преполімер на основі діізоціанату та алкідного олігомеру 15-30 пігменти 5-35 суміш уайт-спіриту з ароматичними вуглеводнями 30-50 каталізатор 0,05-2,0 Композицію для покриттів, використовуючи типове обладнання лакофарбового виробництва, готують таким чином. 2 36179 Приклад. Пігментні пасти в розчині алкідного олігомеру (на алкідному лаці) одержують відомим шляхом - диспергуванням суміші пігментів, що входять до складу даної емалі, в алкідному лаці в кульових або бісерних млинах до досягнення необхідного ступеня дисперсності (від 10 до 30 мкм залежно від кольору та призначення емалі). В'язкість пігментної пасти при диспергуванні, наприклад, в кульовому млині знаходиться в межах 6090 сек за віскозиметром типу ВЗ-246. У готову пігментну пасту додають каталізатор уретаноутворення, наприклад, октоат олова, трибутилоловоацетат, діазобіциклооктан, сикативи та ін. Пігментна паста комплектується необхідною кількістю преполімеру на основі діізоціанату з алкідним олігомером, наприклад, поліуретановим лаком УР-298 за ТУУ 02071180-12-98, який вводиться в пасту перед нанесенням емалі на поверхню, яку фарбують. Життєздатність одержаної композиції становить не менше 8 годин, що досить для її використання протягом робочої зміни. Перед нанесенням композиція розводиться до робочої в'язкості сумішшю уайт-спіриту з сольвентом в співвідношенні 1:1 або уайт-спіриту з ксилолом в співвідношенні 2:1. Для одержання покриттів перед нанесенням змішують обидва компоненти запропонованої композиції й потім наносять на підготовлену заздалегідь робочу поверхню (наприклад, металеву або склопластик) у природних умовах будь-яким способом: безповітряним, повітряним, комбінованим розпиленням, зануренням, пензлем або валиком у широкому інтервалі температур від -10°С до +35°С. Товщина та кількість шарів покриття визначається технічними вимогами та умовами експлуатації. Тверднення запропонованої композиції для покриттів триває протягом 16-24 годин у природних умовах залежно від температури навколишнього середовища. У табл. 2 наведені властивості запропонованої композиції. Як видно з таблиці, зразки запропонованих складів перевершують прототип за здатністю висихати при кімнатній температурі, за використанням менш токсичних, малолетких, більш доступних і дешевих вуглеводневих розчинників. Переваги складу запропонованої композиції для покриттів реалізуються тільки за заявлених співвідношеннях її компонентів. В іншому випадку не досягаються оптимальні значення фізикомеханічних і захисних властивостей покриттів на основі даної композиції. Так, наприклад, зниження вмісту алкідного олігомеру нижче запропонованої межі (15%) призводить як до ускладнення одержання стабільних пігментних суспензій, так і до погіршення еластичності та міцності плівки при ударі, а підвищення значення вище 30%, навпаки, хоч і призводить до зростання еластичності, але при цьому значно знижуються твердість, масло-, бензо- і водостійкість покриття, адгезія та його довговічність. Зменшення вмісту преполімеру на основі діізоціанату з алкідним олігомером нижче 15% призводить також до недоотверднення покриття, зниження твердості, мастило-, бензо- і водостійкості покриття, адгезії та його довговічності. Зниження вмісту пігментів нижче запропонованої межі позначається, насамперед, на зменшенні укривистості сухої плівки, зростанні витрати матеріалу при фарбуванні поверхні. Збільшення вмісту пігменту вище 35% призводить до погіршення декоративних властивостей, зокрема, блиску, як в початковому стані, так і в процесі атмосферного старіння покриття, а в ряді випадків - і до погіршення фізико-механічних властивостей. Дана межа вмісту розчинників забезпечує необхідну в'язкість і вміст нелетких речовин у складі композиції (40-80 с за віскозиметром типу ВЗ-246 і 65-47% нелетких речовини). Вміст каталізатора забезпечує поєднання оптимальної швидкості тверднення композиції та її життєздатність у межах робочої зміни. Таким чином, запропонована композиція як значно менш токсична й вибухо- та пожеженебезпечна порівняно з відомими при використанні дозволяє одержати водо-, масло-, бензостійке покриття з підвищеним строком служби порівняно з відомими матеріалами (в тому числі з емалями ПФ-115, які виготовляють на основі лаку ПФ-060), з високою адгезією (1 бал), міцністю при ударі (50 см) і еластичністю при згинанні (1 мм), високою твердістю - 0,65 умовн. од. (відповідає твердості алкідно-меламіноформальдегідних автомобільних емалей, які сушаться при 130°С протягом ~0,5 годин), здатністю тверднути як при кімнатній температурі, так і при температурах від -5°С до +120°С. Корисний ефект від впровадження даного винаходу утворюється також за рахунок використання дешевих і доступних розчинників. За даним винаходом виготовлені дослідні зразки, які пройшли випробування, що підтвердили одержання очікуваного позитивного ефекту. 3 36179 Таблиця 1 Склад композиції для покриттів 1 біла Вміст компонентів в складі композиції, мас.% 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 ясно- чорна бла- синя ясно зеле- жовта чер- зеле- корисіра китна синя на вона на чнева Алкідний олІгомер 15,8 15,0 30,0 16,0 20,0 17,50 20,9 23,9 20,9 20,9 20,90 Преполімер діізоціанату 16,6 15,0 16,0 30,0 22,0 17,40 25,0 16,6 25,0 25,0 25,00 Діоксид титану 32,8 34,9 7,1 5,2 34,86 5,9 10,8 2,1 5,3 3,38 0,1 5,0 3,6 3,90 0,8 0,14 2,0 0,36 5,8 0,26 Оксид хрому ! 2,6 Лазур залізна 2,7 34,3 34,0 48,0 46,08 50,0 30,00 45,8 45,0 46,1 46,0 46,1 окто- окто- окто- триат ат ат бутил олова цинку коба- олольту воКаталізатори уретаноутволаурення рат ДАБ ЦО ДАБ ЦО свинцевомарганцев. сикатив 2,0 ДАБ ЦО ДАБ ЦО Компоненти Сажа Пігмент жовтий світостійкий Пігмент блакитний фталоціаніновий Пігмент синій фталоціаніновий Пігмент зелений фталоціаніновий Пігмент ясно-червоний лакофарбовий Розчинники 0,5 Разом: 1,0 1,0 окто- октоат ат олова олова 0,1 0,10 0,1 0,1 0,2 0,1 0,05 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 4 36179 Таблиця 2 Властивості композиції для покриттів Показники В'язкість за ВЗ-246, сек Вміст нелетких, мас. % Ступінь перетирання за приладом "клин", мкм Час висихання до ст. 3, години, при: -10°±2°С, годин 20°±2°C, годин 60°±2°С, хвилин 100°±2°С, хвилин Відносна твердість за МА-3, ум од Міцність при ударі за У-1, см Еластичність при згинанні за ШГ-1, мм Адгезія плівки за методами гратчастих надрізів, бали Стійкість покриттів при 20°±2°С до статичної дії: води, годин бензину, годин мінерального мастила, годин Електрична міцність плівки, кВ/мм Питомий об'ємний електричний опір, Ом·м 60 65 80 62 Зразки композиції з таблиці 1 4 5 6 7 8 9 10 11 бла- синя ясно- зе- жо- чер- зе- коричо- ки синя лена вта вона лена чнева рна тна 85 65 75 70 60 60 80 65 80 52 54 54 54 54 54 54 54 54 10 25 30 1 2 біла ясносіра 24 24 16 16 60 60 20 20 0,65 0,65 5Q 50 3 25 24 20 18 14 60 40 20 15 0,45 0,7 50 45 25 25 25 25 25 25 25 24 16 60 20 0,65 50 22 14 40 15 0,6 40 22 16 40 15 0,65 50 24 18 60 20 0,5 50 22 16 45 15 0,45 50 22 16 40 15 0,5 50 22 16 40 15 0,55 50 1 1 1 1 1 3 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 240 500 500 30 3× 1011 240 400 400 30 2× 1011 180 200 200 20 1× 107 240 500 500 35 2× 1012 240 500 500 30 4× 1011 180 500 500 25 2× 1010 240 500 500 30 6× 1011 240 200 200 30 4× 1011 240 500 500 35 7× 1011 240 500 500 35 7× 1011 240 500 500 35 8× 1011 __________________________________________________________ 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 ___________________________________________________________ 5