Водно-дисперсійна фарба “аквагель”

Водно-дисперсійна фарба, що містить плівкоутворювальне співполімерну акрилатну дисперсію, наповнювач, пігмент-двоокис титану, воду, яка відрізняє ться тим, що до складу додатково входять загусник – гідроксиметилцелюлоза високов'язка або натрій карбоксиметилцелюлоза (клей КМЦ) і антиспінювач, плівкоутворювальне як співполімерну акрилатну дисперсію містить дисперсію стиролакрилатну або дисперсію полівінілацетатакрилатну, модифіковану ефіром версатікової кислоти та додатково – карбамідоформальдегідний полімер – дисперсію (КФП – дисперсія) і/або кар A (54) ВОДНО-ДИСП ЕРСІЙНА ФАРБА "АКВАГЕЛЬ" 36398 АК-111 на основі співполімерної акрилатної дисперсії, що випускається промисловістю і містить: водорозчинний акриловий співполімер марки МБМ-5с (40% метилметакрилату, 55% бутилакрилату, 5% метакрилової кислоти), пігмент – двоокис титану, наповнювач – мікробаріт, емульгатор – оксіетильований n-тетрабутилфенол (ОП-7), стабілізатор – гексаметафосфат Na і пентахлорфенолят Na та воду. (3. ГОСТ 28196-89. Краски воднодисперсионные. Технические условия – прототип). Хоча фарба має гарні техніко-експлуатаційні властивості (укривістість, розтікання – "розлив", термін висихання), проте покриття матове (без блиску). Фарба має недостатню атмосферостійкість, низький коефіцієнт відбиття при геометрії кута 0-45° (світлостійкість), невисоку стійкість до статичного впливу води для зовнішніх покриттів в умовах континентального клімату; пігмент, що застосовується, дефіцитний і дорого коштує. В основу винаходу поставлена задача поліпшення споживчих властивостей водно-дисперсійної фарби "Аквагель" на основі співполімерних акрилатних дисперсій шляхом введення в композицію сукупності компонентів у співвідношенні, що дозволяють забезпечити готовому продукт підвищення блиску, білизни, світло-, атмосферостійкості, стійкості до статичного впливу води, та знизити витратність на виробництво фарби. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що водно-дисперсійна фарба на основі співполімерної акрилатної дисперсії містить плівкоутворююче, наповнювач, пігмент – двоокис титану, воду, за винаходом, до складу додатково входять загусник – гідроксиметилцлюлоза високов'язка, або натрій карбоксиметилцелюлоза (Клей КМЦ) і антиспінювач, плівкоутворююче в якості співполімерної акрилатної дисперсії містить дисперсію стиролакрилатну або дисперсію полівінілацетатакрилатну, модифіковану ефіром версатікової кислоти і додатково – карбамідоформальдегідний полімер-дисперсію (КФП-дисперсія) і/або карбамідоформальдегідний полімер-пасту (КФП-паста), в якості наповнювача використовують крейду природну збагачену при наступному співвідношенні компонентів (мас. %): Плівкоутворювальне: дисперсія стиролакрилатна 8-20; або дисперсія полівінілацетатакри30-55; латна, модифікована ефіром версатікової кислоти карбамідоформальдегідний полімер: КФП – дисперсія 12-45; І/або КФП – паста 30-35; Загусник: гідроксиметилцелюлоза високов'яз- 0,3-0,5; ка або натрій карбоксиметилцелюлоза 0,3-1,0; (клей КМЦ) Пігмент: двоокис титану 8-18; Наповнювач: крейда природна зба10-25; гачена Антиспінювач 0,2-0,5; Вода решта. В пропонованій композиції, у порівнянні з відомою, за рахунок додавання у плівкоутворююче карбамідоформальдегідного полімеру досягається підвищення білизни, світло- і атмосферостійкості покриття, знижується витрата дефіцитного і такого, що дорого коштує, двоокису титан у (високодісперсного з мінімальним вмістом водорозчинних солей, хімічно стійкого в широкому діапазоні значень рН). Комплексною системою: плівкоутворююче-пігмент-наповнювач у співвідношенні компонентів, що пропонується, забезпечується підвищення блиску, стійкості плівки до статичного впливу води. Використання більш реакційно здатного плівкоутворюючого скорочує час висихання покриття, загусник антиспінювач роблять фарбу зручною для виготовлення й фарбування. Не можливо досягти таких показників додаванням в композицію за прототипом компонентів у співвідношенні, що пропонуються. Характеристика матеріалів: Дисперсія стиролакрилатна марки Mowilith ДМ 611 фірми Clariant: вміст твердого залишку 50%, розмір часток – 0,15 мкм, в'язкість по Брукфілду/Шпіндель – 7500/5 мПа/с. Дисперсія полівінілацетатакрилатна, модифікована ефіром версатікової кислоти марки Mowilith LДМ 2452 фірми Clariant. Вміст твердого залишку – 50%, розмір часток 0,15 мкм, в'язкість по Брукфілду/Шпіндель – 400/2 мПа/с. Карбамідо-формальдегідний полімер використовують по ТУ Україні 05761614.021-99 у вигляді дисперсії, яка містить не менш 25% часток полімеру у воді (КФП-дисперсія) і у вигляді пасти, що містить не менш 40% часток полімеру у воді (КФПпаста). Розмір часток полімеру до 20 мкм. Двоокис титану використовують марки Р.02 ГОСТ 9808-84. Крейда природна збагачена марки ММС-2 ГОСТ 12085. Натрій карбоксиметилцелюлоза (Клей КМЦ) марки 75/400 або 85/70 1-го сорту ТУ 6-55-40-90. Гідроксиметилцелюлоза марки Н 4000YР фірми Clariant або іншої марки, яка забезпечує затримку набрякання і в'язкість н/м 4000 мПа/с (2% розчин, по Хьопперу). Антиспінювач Теgо Foamex КЗ фірми Blang Bonsomer (КЕ-10-26). Порядок приготування фарби наступний. В ємність із мішалкою завантажують знесолену воду, КФП-пасту і (або) КФП-дисперсію, вмикають у роботу мішалку змішувач. Після старанного перемішування завантажують і розчиняють Nа-КМЦ або карбоксиметилцелюлозу, потім послідовно завантажують двоокис титану та крейду. Перемішування ведуть до отримання однорідної маси. Отриману суміш диспергують і подрібнюють за допомогою спеціального обладнання (дисольвер, бісерний або кульовий млин та ін.). Після диспергування і перетиру пігментну пасту подають у змішувач, куди завантажують половинну порцію антиспінювача, плівкоутворюючу дисперсію і при малих обертах ведуть перемішування маси до отримання стабільної композиції. За 10 хвилин до закінчення перемішування завантажують другу половину антиспінювача. Перед випробуванням фарбу розводять до в’язкості 20-30 с по віскозіметру В3-246 або ВЗ-4 з діаметром сопла 4 мм при температурі 20±0,5ºС, фільтрують через сітку № 1 по ГОСТ 6613 і наносять щіткою на підготовлені пластинки. 2 36398 Пластинки для нанесення готують за ГОСТ 8832, розд. 3. Час висихання до ступеня 3 при температурі (20±2)ºС за ГОСТ 19007. Атмосферостійкість визначають за ГОСТ 699268 (ст. СЕВ 1767-79). Покриття лакофарбові. Метод випробування на стійкість в атмосферних умовах. Декоративні і захисні характеристики визначають по ГОСТ 9.407.84 (ст. СЕВ 5731-86). Покриття лакофарбові. Метод оцінки зовнішнього вигляду. Блиск плівки визначають за ГОСТ 896. Колір покриття визначають візуально при натуральному або штучному денному розсіяному світлі порівнянням із кольором еталону. Укривистість визначають на склі для фотографічних пластинок за ГОСТ 8784. Масову частку нелетучи х речовин визначають за ГОСТ 17537. Стійкість плівки до статичного впливу води визначають по ГОСТ 9.403, метод А і ГОСТ 28196. Ступінь перетиру визначають по ГОСТ 6589. Коефіцієнт дифузного відбиття визначають при геометрії кута 0-45° за ГОСТ 8784. Рецептури прикладів пропонованої та відомої фарб і позамежні наведені в табл. 1. Результати випробувань наведені в табл. 2. Із наведених у таблицях 1, 2 даних видно, що пропонована композиція (приклади 1-12), у порівнянні з прототипом, забезпечує поліпшення атмооферостійкості по декоративних і захисних показниках з 2 до 1 балу, знижується витрата двоокису титану (собівартість КФП-дисперсії та КФП-пасти значно нижче витрат на придбання двоокису титану), в 1,4-2 рази підвищується стійкість плівки до статичного впливу води, у 2 рази поліпшується ступінь перетиру, скорочується час висихання з 1 до 0,5 год., підвищується коефіцієнт відбиття з 82 до 90%, пов'язаний із світлостійкістю, блиск плівки – з 5 до 35%. Позамежні приклади показують, що при зниженні концентрації дисперсії стиролакрилатної до 5% (приклади 14, 16, 22) знижується стійкість плівки до статичного впливу води до 18 год., погіршуються захисні властивості; при збіль шенні концентрації дисперсії стиролакрилазної до 25% (приклади 15, 17, 23) властивості залишаються без змін або швидко сохне покриття – укривістість підвищується; зниження концентрації дисперсії полівінілацетатакрилатної до 25% (приклади 18, 20) знижує блиск плівки до 25% і стійкість плівки до статичного впливу води до 24 год.; при підвищенні концентрації дисперсії полівінілацетатакрилатної до 60% (приклади 19, 21) композиція не технологічна надто швидко сохне. Збільшення концентрації КПФ-пасти до 40% (приклад 24) при нанесенні фарби на поверхню утворюється потовщений шар, що збільшує витрату фарби, погіршується декоративний показник.Зменшн-ня концентрації КПФ-пасти до 25% (приклад 25) знижує блиск, вплів води та ін. Збільшення концентрації КФП-дисперсії до 50% (приклад 26) робить композицію не технологічною; при зниженні концентрації КФП-дисперсії до 8% (приклад 27) знижується атмосферостійкість покриття і зростає час висихання. При зниженні наповнювача до 8% для отримання необхідної укривістості треба збільшити витрату двоокису титану, що більш дорого коштує. При збільшенні наповнювача до 27 покриття набуває жовтого відтінку. При зменшенні загусника до 0,2 фарба стає надто текучою, що ускладнює її нанесення малярною щіткою або валиком. При збільшенні загусника – гідроксиметилцелюлози до 0,8% або натрій карбоксиметилцелюлози до 1,5% фарба стає надто густою, що не технологічно при її виготовленні та збільшує витрати. При зниженні антиспінювача до 0,1% утворюється піна при виготовленні фарби, погіршуються декоративні властивості (видно кратери) при збільшенні антиспінювача до 0,7% властивості не змінюються перевитрата компонента. Таким чином, водно-дисперсійна фарба "Аквагель", розширює асортимент фарб на основі співполімерних акрилатних дисперсій для внутрішнього та зовнішнього фарбування. 3 36398 Склад водно-дисперсійних фарб Таблиця 1 № п/п приклади Плівкоутворююче, % мас. Пігмент КФПпаста МБМ -5с 5 30 35 35 30 30 35 5 6 6 TiO2, %, мас. 7 10 10 18 10 8 10 15 18 15 18 8 10 7 ДС А ДПВА А 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 8 15 20 8 20 8 20 2 3 30 42 55 45 30 3 КФПдисперсія 4 45 25 12 12 45 30 12 40 15 4 Прототип 30 22 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 5 25 5 25 5 25 8 20 8 20 25 60 25 60 45 45 12 45 12 45 12 50 8 30 35 30 40 25 30 35 40 25 30 30 12 18 15 10 10 10 15 8 8 10 8 15 8 18 4 Наповнювач Крейда, %, мас. 8 10 17 11 10 10 10 17 25 25 17 10 15 8 17 мікробарит 10 25 20 10 10 10 15 10 10 15 10 20 10 20 Загусник, % мас. ГМЦ 9 0,4 0,5 0,3 0,4 0,5 0,5 0,3 9 Стабілізатор 0,5 0,5 0,4 0,3 0,3 0,3 Антиспінювач, % мас. Вода, % мас. 10 1,0 0,8 0,8 0,6 0,3 10 11 0,4 0,3 0,5 0,4 0,5 0,2 0,2 0,2 0,3 0,4 0,5 0,5 11 12 Решта Решта Решта Решта Решта Решта Решта Решта Решта Решта Решта Решта 12 Емульгатор Решта 0,7 0,8 0,4 0,3 0,2 0,2 0,7 0,3 0,2 0,3 0,2 0,2 0,2 0,4 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,4 0,5 0,4 Решта Решта Решта Решта Решта Решта Решта Решта Решта Решта Решта Решта Решта Решта NaКМЦ 36398 Таблиця 2 № п/п прикладів 1 1-5 6-8 9-10 11-12 Прототип 1 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 Атмосферостійкість, бал. Декоративні Захисні показники 2 1 1 1 1 3 1 1 1 1 4 50-55 40-45 45 50 5 30 30 30 30 6 30-35 20-25 23-25 25 7 90-97 86-90 87-90 96-92 Світлостійкість (коефіцієнт вдбиття), % 8 89-90 88-90 89-90 90 2 2 52-57 60 5 70 82 100 1,0 24 2 1 1 1 1 1 2 1 2 1 1 2 1 2 1 3 2 1 2 1 2 1 2 1 2 2 1 2 1 2 4 45 43 45 48 52 52 24 55 53 52 48 45 50 45 5 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 6 20 20 20 25 25 30 25 30 30 30 25 15 25 25 7 90 86 82 88 92 90 88 94 95 96 96 88 97 86 8 88 90 89 88 85 82 85 89 89 89 90 85 90 88 9 100 100 100 100 100 100 100 110 105 107 120 100 120 100 10 0,8 0,5 0,5 0,5 0,5 0,1 0,5 0,1 0,2 0,5 0,1 0,5 0,1 0,6 11 18 30 18 36 24 48 24 48 24 48 48 24 48 24 Масова частка нелетючих, % Ступінь перетиру, мкм Блиск, % Білизна, % Укривістисть, г/м 2 Час висихання, год. Статичний вплив води, год. 9 100 100 100 100 10 0,5 0,5 0,5 0,5 11 48 30 36-40 48 __________________________________________________________ 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