Атмосферостійка лакофарбова композиція

УКРАЇНА (19) (11) 34853 (13) A (51) 6C09D5/08, 125/06 МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ ДЕРЖАВНИЙ ДЕПАРТАМЕНТ ІНТЕЛЕКТУАЛЬНОЇ ВЛАСНОСТІ ДО ДЕКЛАРАЦІЙНОГО ПАТЕНТУ НА ВИНАХІД видається під відповідальність власника патенту (54) АТМОСФЕРОСТІЙКА ЛАКОФАРБОВА КОМПОЗИЦІЯ (21)99074005 (22)13 07 1999 ' , * 4 (24)15 03 2001 * '' (46) 15 03 2001, Бюл № 2, 2001 р (72) Янковський Микола Андрійович, Туголуков Олександр Володимирович, Степанов Валерій Андрійович, Кравченко Борис Васильович, Родиш Михайло Юрійович, Козлова Ольга Юрмвна, Заугольнікова Євгенія Анатоліївна, Золотарьова Тамара Миколаївна (73) ГОРЛІВСЬКЕ ВІДКРИТЕ АКЦІОНЕРНЕ ТОВАРИСТВО "КОНЦЕРН СТИРОЛ" (57) Атмосферостійка лакофарбова композиція, яка включає плівкоутворююче на основі полістиролу в розчиннику, пластифікатор - димер альфа-метил стиролу, пігменти і модифікуючу добавку, яка відрізняється тим що як пігменто-модифікуюча добавка вона містить полімер карбамідо-формальдепдний марки КФП-порошок із розміром часток до 20 мкм і маслоємкютю до 90 г/100 г при наступному співвідношенні компонентів, мас % Плівкоутворююче і {20% розчин полістиролу в толуолі) 79,5 Полімер карбамідоформальдепдний марки КФП-порошок 4,5-7,5 Димер альфа-мети л стиролу 5,5 Пігменти решта Винахід стосується області одержання лакофарбових матеріалів, зокрема, фарб на основі полістирольного плавкоутворюючого, може бути використаний для захисту зовнішніх металевих, бетонних, дерев'яних поверхонь від атмосферної корозії в різних галузях промисловості Відома композиція для захисного покриття металевих виробів, яка включає в якості плівкоутворювача органічні сполуки полістирол або нетоксичні співполімери на основі стиролу із бутадієном і/або акрилонітрилом, наповнювачі неорганічні добавки, розчинники - толуол, сольвент, ксилол або їх суміші прозивільного складу при такому співвідношенні функціональних компонентів, мас % Плівкоутворювач 6-16, наповнювач - 6-14, розчинник - 70-88 [1 Патент України № 234484А, МПК C09D109/06, 5/08, надрук 3108 9 8 , П В № 4 ] Відомо склад для одержання лакофарбових матеріалів, в якому розчинниками полістиролу служать толуол, сольвент, ксилол, пластифікатором кам'яновугільна смола, дібутилфталат, дюксилфталат, хлорпарафін, совол, касторове масло (рицинова олія) або їх суміш) Для одержання кольорової гами використовують ВІДОМІ пігменти діоксид титану, окис хрому, залізний сурик, берлінську лазур ВОДОСТІЙКІСТЬ І укривістість підвищують введенням відпрацьованого окисцинкового каталізатора із тонкістю помелу 50 мкм [2 Патент РФ № 2017781. МКИ C09D191/00, надрук 15 08 94, БИ № 15 - 3 Патент України № 19264, надрук 25 12 97, ПВ№6] Відома антикорозійна полістирольна композиція, яка включає в масових частках відходи полістиролу 15-16, кам'яновугільну смолу 3,5-4,9, цинковий порошок 15-16, оксид алюмінію 7-8, толуол 54,5-60,0 Для підвищення СТІЙКОСТІ металевого обладнання шахт і підприємств кольорової металурги а агресивних середовищах, зокрема 25% парах соляної кислоти при 60°С, вводиться органічний інгібітор корозії в кількості 0,016-0,02 [4 Патент України № 3394, МЛК C09D125/06, 5/08, надрук 27 12 94, ПВ № 6-1] ВІДОМІ покриття і композиції мають недостатню атмосферостійкість на дерев'яних і бетонних поверхнях, для одержання захисних лакофарбових покрить із потрібною укривістютю збільшують витрати на пігменти, наявність каменновупльної смоли підвищує токсичність в атмосфері та темну кольорову гаму Найбільш близьким за технічною сутністю та ефекту, який досягається, є склад антикорозійного покриття на основі полістиролу, де в якості розчинника використовується толуол, пігменту - цинковий пил в який для підвищення захисних властивостей і атмосферостійкості вводиться кам'яновугільна смола [5 Патент України № 5003 МКВ C09D3/733, C09D5/08, надрук 23 08 94, ПВ № 31 СО ю 00 со зг 34853 6 A c CPCP № 1523563, МКИ C09J3/12 надрук 23 11 89. БИ № 43 - прототип] Недопіком зазначеного складу є низька атмосферостійкість покриття, значна витрата пігменту при отриманні покрить із потрібною укривістістю та неможливість одержання світлих тонів фарби через темний колір кам'яновуніпьноі смоли В основу винаходу атмосферостійка лакофарбова композиція поставлена задана вдосконалення покриття шляхом введення в якості модифікатора t наповнювача певної кількості карбамідоформа льде гідного полімеру, забезпечити підвищення захисних властивостей покрить як на металевих, так на дерев'яних і бетонних поверхнях, зниження витрати пігменту і розширення діапазону кольорової гами за рахунок одержання світлих тонів Поставлена задача вирішується за рахунок того, що до складу для атмосферостійкої лакофарбової композиції, яка включає пігменти, пластифікатор і плівкоутворююче на основі полістиролу в толуолі, додатково вводять в якості модифікуючої добавки і наповнювача полімер карбамідо-формальдегідний марки КФП-порошок Із розміром часток до 20 мкм і маслоємкістю до 90 г/100 г при такому співвідношенні компонентів, мас.% Плівкоутворююче . ' 79,5 КФП-порошок 4,5-7,5 Пластифікатор • 5,5 Пігменти решта. Полімер карбамідо-формальдегідний марки КФП-лорошох отримують шляхом взаємодії карбамідоформапьдегідного концентрату (20-2*4% карбаміду і 54-60% формальдегіду) у водному середовищі в присутності кислотного каталізатора при температурі 80чС, нейтралізації' одержаної суспензії крейдою або іншим лужним реагентом, фільтрації1 і сушіння осаду Даний продукт випускають по ТУ- У-057616143.021-99 або ТУ 3.01 України 013-93 або по СТП 51-98 "Полімер карбам ідоформ а льде гід ний". Поліпшення атмосферостійкості, розширення діапазону кольорової гами, зниження витрати пігменту при поліпшенні фізико-механічних показників пропонованої захисної лакофарбової композиції1 забезпечує введення в межах, що заявляються, полумеру карбамідо-формальдегідного марки КФП-порошок Із розміром часток до 20 мкм і маслоємкістю до 90 г/100 г Порядок приготування композиції такий. В ємкість з мішалкою завантажують полістирол і відповідну кількість розчинника для одержання 20%то розчину полістиролу. Вміст перемішують до повної розчинності попістиролу. В отриманий розчин додають полімер карбамідо-формальдегідний' і пластифікатор, перемішують до одержання'однорідної маси Потім суміш перевантажують у кульовий мпин або фарботерку, додають пігмент (и) і досягають заданого ступеня перетирання (ТУ 11303-27-89-91). Одержану композицію наносять на металеву, бетонну і дерев'яну поверхні зразків для випробувань, сушать при температурі 18-23°С і випробують на атмосферостійкість за ГОСТ 6992 [(ст СЭВ 1767-79) Покрытия лакокрасочные Метод испытаний на стойкость в атмосферных условиях] Декоративні й захисні характеристики після випробування зразків в атмосферних умовах визначають за ГОСТ 9 407-84 [(ст СЭВ 5731-86) Покрытия лакокрасочные Метод оценки внешнего вида] Твердість плівки визначають за допомогою маятникового припаду МИ-4 по ГОСТ 6883 Адгезію визначають методом решітчастих надрізів за ГОСТ 15140. Згин плівки визначають за ГОСТ6806 Міцність ПЛІВКИ при ударі визначають на приладі У-1А за ГОСТ 4765 Умовну в'язкість визначають на віскозиметрі ВЗ-4 за ГОСТ 8420 Укривістість визначають методом скляної пластинки за ГОСТ 8784 В таблиці 1 наведені рецептури лакофарбових покриттів по винаходу (приклади 1-9, з них 1, 4, 7 із оксидом цинку, 2, 5, 8 Із діоксидом титану, З, 6, 9 Із цинковим пилом), позамежні значення (приклади 10-15 і 19-20, в т ч 10, 13i3ZnO, 11, 14. 19. 20 із ТіО, 12, 15 із цинковим пилом), прототип (приклади 16-18), контрольні (приклади 21-22); в таблиці 2 - властивості покрить з цих композицій. За даними таблиць 1-2 новий склад (приклади 1-9), у порівнянні з прототипом (приклади 16-18), забезпечує поліпшення атмосферостійкості по декоративних І захисних показниках із 2-го до 1-го балу, на 38-53% знижується витрата пігменту, з'являється можливість випуску і світлих тонів атмосферостійкої фарби. Зменшення кількості КФПпорошку нижче пропонованого співвідношення (прик 10-12) призводить до погіршення декоративних показників до 2-го балу, збільшення КІЛЬКОСТІ КФП-порошку вище пропонованого співвідношення (приклади 13-15) погіршує в'язкість, твердість й адгезію плівки. Використання КФПпорошку Із розміром часток більших за 20 мкм (приклад 19) призводить до появи видимих крупинок на поверхні покриття, що погіршує його декоративні властивості. КФП-порошок із маспоємкютю 100 г/100 г (приклад 20) знижує твердість плівки покриття до 0,22 умов од Заміна пластифікатора в прототипі (приклад 21 к) поліпшує в'язкість, полегшує нанесення композиції, знижує токсичність, зменшує витрату пігментів, проте не впливає на захисні властивості та кольорову гаму. Додавання пропонованого модифікатора-наповнювача до відомого складу (приклад 22к) не дає високих результатів у межах, що заявляються. Таблиця 1 Рецептури лакофарбових композицій, що ілюструють сутність винаходу Примітки Найменування та кількість компонентів, % мас. NS п/п Полімер КПФпорошок 20% р-н полістиролу в толуолі Оксид цинку ZnO Діоксид титану ТЮ, Цинковий пил Дімер а-ме?ил стиролу Кам'яновугільна смола 1-3 4,5 79,5 10,5 10,5 10,5 5,5 4-6 6,0 79,5 9,0 9,0 9,0 5,5 7-9 7,5 79,5 7,5 7,5 7,5 5,5 10-12 3,5 79,5 11,5 11,5 11.5 5,5 13-15 9,0 79,5 6,0 6,0 6,0 5,5 16-18 71,6-74,9 19 7,5, розмір часток 40 мкм 79,5 —. 7,5 20 7,5, маслоєм. 110(7100 г 79,5 7,5 21к 7,5 74,0 22к 7,5 74,0 • . " 7,5 19,4-23,6 • 5,5 . • ' 7,5 Позамежні 4,8-5,7 Прототип Позамежні 5,5 • Позамежні . Позамежні 5,5 5,5 Контрольні 5,5 Контрольні и 03 ЦІ Ы Таблиця 2 Властивості покриттів № Атмосферостійкість, бал п/п прикладів Декоративні показники Захисні показники Масом частка нелетючих,% Фізико-механічні показники Твердість плівки, умов од. Адгезія, бал Прочність на удар, МПа Примітки Умовна в'язкість, сек. Укривістість, г/м2 1-3 1 1 36 0,32 1 5 80-97 101 4-6 1 1 38 0,31 1 5 98-103 105 7-9 1 1 40 0,30 1 5 100-105 107 10-12 2 1 33 0,29 1 5 80-97 101 13-15 1 1 40 0,26 2 4,5 107-110 104-106 16-18 2 2 23-30 0,3-0,32 1 5 93-120 98-117 Покриття темного кольору 19 2 1 38 0,31 1 5 105 114 Видно крупинки на поверхні покриття 20 1 1 40 0,22 1 4,8 105 107 Довше висихає покриття 21к 1 2-3 ЗО 0,30 2 5 85 106 22к 1 1 32 0,30 1 5 110 109 Покриття темної гами кольорів со 00 U 34853 Тираж 50 екз Відкрите акціонерне товариство «Патент» Україна 88000 м Ужгород вул Гагаріна, 101 (03122)3-72-89 {03122)2-57-03