ЛАКОКРАСОЧНАЯ КОМПОЗИЦИЯ АЛКИДНО-УРЕТАНОВОЙ ЭМАЛИ, СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА АЛКИДНО-УРЕТАНОВОЙ ЭМАЛИ РАЗЛИЧНЫХ ТОНОВ И ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ КОМПЛЕКС ПО ВЫРАБОТКЕ АЛКИДНО-УРЕТАНОВЫХ ЭМАЛЕЙ
ALKYL-URETHANE ENAMEL PAINT AND VARNISH COMPOSITION, METHOD OF PRODUCING ALKYD-URETHANE ENAMEL WITH DIFFERENT TONES AND ALKYD-URETHANE ENAMEL MANUFACTURING COMPLEX

Группа изобретений относится к лакокрасочной промышленности, а именно, к получению алкидно-уретановых эмалей различной цветовой гаммы, которые могут быть использованы для защитно-декоративных покрытий поверхностей различной природы, в частности металлических, бетонных, железобетонных, деревянных, оштукатуренных поверхностей, и может быть использовано в различных отраслях промышленности, а также для окрашивания сельскохозяйственной и дорожной техники, технологического оборудования и других металлических и деревянных поверхностей, требующих хороших декоративных свойств и длительного срока службы в атмосферных условиях и внутри помещений.
Эмали представляют собой жидкие, пигментированные, микрогетерогенные системы, одними из важнейших потребительско-технологических свойств которых являются: адгезия, стойкость пленки, образующейся на поверхности изделия, время высыхания, вязкость и декоративный эффект.
Из RU 2001931, 30.10.1993 известна лакокрасочная композиция эмали, включающая, мас.%:
Меламиноформальдегидную смолу
24,70
Пентафталевую смолу
9,65
Алюминиевую пудру марки ПАП-2
3,37
Двуокись титана
7,86
Пигмент красный железоокисный
1,71
Олеиновую кислоту
0,54
Сольвент
52,17
Однако данная эмаль в основном предназначена для получения красок (эмалей), обладающих металлическим блеском, и предназначена для покрытия кузовов автомобилей.
Из SU 1495348, 23.07.1989 известна лакокрасочная композиция для получения декоративных покрытий, включающая, мас.%:
Пентафталевую алкидную смолу
35-40
Пигменты
20-30
Наполнитель
0,1-3,0
Сиккатив
0,01-0,2
Органический растворитель
остальное.
Она содержит в качестве наполнителя побочный продукт производства перобората натрия, содержащий, мас.%:
СаО
50,1-55,2
В<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
0,5-3,0
SiO<sub>2</sub>
0,5-5,0
СО<sub>2</sub>
39,0-43,2
MgO+Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
0,5-3,0.
В качестве пигментов лакокрасочная композиция содержит двуокись титана в сочетании с лазурью железной, железоокисными пигментами, кроном свинцовым желтым, кроном свинцовым лимонным. Получаемая эмаль достаточно токсична из-за содержания в ней свинцовых пигментов.
Из RU 2016030, 15.07.1994 известна лакокрасочная композиция, включающая лак на основе синтетического пленкообразующего, спиртоводорастворимый краситель и растворитель, при этом лак в качестве растворителя содержит диметилформамид и ацетон при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
Лак на основе синтетического пленкообразующего
100
Спиртоводорастворимый краситель
0,02-1,05
Диметилформамид
0,45-7,20
Ацетон
0,03-3,06.
В качестве лака могут быть использованы как нитролаки различных марок, так и лаки на другой полимерной основе - мочевино-формальдегидные типа МЧ-270 и на уралкидной основе АУ-271.
Однако данная лакокрасочная композиция предназначена в основном для прозрачной отделки изделий при изготовлении витражей, росписей и не относится к эмалевым покрытиям.
Известны (патент РФ №2017780 С1, патент РФ №2017779) полиуретановые композиции для покрытий, включающие уралкидную смолу, модифицированную N,N-замещенным алифатическим амином. Они обладают высоким блеском, хорошими оптическими свойствами и стойкостью к воздействию воды и 1% раствора уксусной кислоты.
Однако покрытия на их основе имеют невысокие цветовые характеристики и не обеспечивают достаточной скорости отверждения, объемной микротвердости и прочностных свойств покрытий.
Известен другой состав для покрытий (патент РФ №2017779), включающий уралкидную смолу, модифицированную N, N-замещенным алифатическим амином, с молекулярной массой 2500-3000, содержащей уретановых групп 8,5-10,5%, мочевинных групп 0,5-1,5, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Уралкидная смола, модифицированная N,N-замещенным
алифатическим амином
45-55
Сиккатив
1,2-2,5
Оксим циклогексанона
0,4-0,6
Органический растворитель
Остальное
Указанный состав образует относительно твердые покрытия при температуре 20±2°С с хорошим блеском. Однако состав не обеспечивает высоких скоростей отверждения и не дает возможности получить покрытия с хорошим цветом, высокой адгезией, износостойкостью, объемной микротвердостью и прочностью при разрыве.
Из RU 2298573, 10.05.2007 известна полимерная композиция для покрытий, включающая модифицированную уралкидную смолу, сиккатив, антиоксидант и органический растворитель, в которой в качестве модифицированной уралкидной смолы используют уралкидную смолу, модифицированную вторичным алифатическим амином, первичным спиртом и водой, с молекулярной массой 6900-12100, содержащей уретановых групп 11,2-12,2%, карбамидных групп 0,40-0,81% и биуретовых групп 0,37-0,79%, причем в качестве органического растворителя используют ксилол, или уайт-спирит, или их смесь, взятых в массовом соотношении 1:1, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Уралкидная смола, модифицированная вторичным
алифатическим амином, первичным спиртом и водой, с
молекулярной массой 6900-12100, содержащая уретановых
групп 11,2-12,2%, карбамидных групп 0,40-0,81% и биуретовых
групп 0,37-0,79%
45-53
Сиккатив
1-2,7
Антиоксидант
0,35-0,65
Указанный органический растворитель
Остальное
Данная известная композиция обладает хорошими прочностными свойствами, однако относится к лаковым покрытиям, а не к эмалевым.
В качестве наиболее близкой по технической сущности к заявленному изобретению может быть выбрана алкидная эмаль из RU 2139311, 10.10.1999, которая содержит раствор алкидной смолы в органическом растворителе 15-35 мас.%, пигменты 10-60 мас.%, сиккатив 0,5-4,5 мас.%, уайт-спирит и 4-35 мас.% алкидной смолы с кислотным числом 6-20 мг КОН/г, модифицированной 0,02-0,2 мас.ч. полиаминоамидной смолы с молекулярной массой 900-5000 у.е. и аминным числом 1-15 на 1 мас.ч. алкидной смолы. Эмаль дополнительно может содержать 0,1-0,5 мас.% противопленочной добавки. Эмаль может содержать в качестве органического растворителя, входящего в раствор алкидной смолы, предпочтительно, уайт-спирит. Эмаль обладает улучшенной водостойкостью, седиментационной устойчивостью, улучшенными тиксотропными свойствами, однако, в основном, предназначена для окрашивания вертикальных поверхностей и по своим свойствам не удовлетворяет повышенным требованиям, предъявляемым к эмалям, как по основным защитным свойствам, так и по цветовой гамме.
Из SU 1495348, 23.07.1989 известен способ приготовления алкидной пентафталевой эмали путем предварительного диспергирования смеси пентафталевого лака (например, лака ПФ-060), пигментов (двуокись титана, крон свинцовый желтый, крон свинцовый лимонный), наполнителей (микробарит, побочный продукт производства пербората натрия), последующего измельчения смеси до степени перетира по «клину» не более 25 мкм, добавления сиккатива и разбавления эмали до рабочей вязкости 28-30 с по В3-4 растворителем. Полученная эмаль не обладает необходимой атмосферостойкостью и износостойкостью.
Из RU 2298573, 10.05.2007 известен способ получения лакокрасочной уралкидной композиции, включающей уралкидную смолу модифицированную, сиккатив, антиоксидант (метилэтилкетоксим), органический растворитель (ксилол, уайт-спирит или их смесь) путем смешения олигомерной основы (уралкидной смолы в органическом растворителе) с сиккативом и антиоксидантом при комнатной температуре. Однако данный состав не относится к эмалям и предназначен для прозрачных защитных покрытий по металлу, древесине и бетону.
Из RU 2192441, 10.11.2002 известен способ получения лакокрасочной поигментированной композиции для покрытия, содержащая первую полиуретановую дисперсию (А) с кислотным числом более 20, вторую полиуретановую дисперсию (Б) с кислотным числом менее 20, добавки, регулирующие кислотное число, нейтрализатор (третичный амин) и соответствующий цветной пигмент и/или декоративный пигмент; компонент (Б) может дополнительно содержать полиэфирную смолу. В качестве декоративного пигмента композиция содержит, например, чешуйчатые пигменты в виде металлической пудры; в качестве цветного пигмента - диоксид титана, пигменты на основе оксидов железа, сажу, азопигменты и другие.
В том случае, когда композиция содержит цветной пигмент, последний - до начала процесса смешения обоих компонентов А и Б - вводят в состав А. Особенно предпочтительно цветной пигмент размалывать с компонентом А до получения требуемой зернистости этого пигмента. В том случае, когда покрывная композиция содержит в своем составе декоративный пигмент, последний - также до начала процесса смешения обоих компонентов А и Б - вводят в состав Б. С этой целью декоративный пигмент можно растирать в составе Б, например, следующим образом:
сначала этот декоративный пигмент, являющийся коммерчески доступным продуктом, поставляемым большей частью в виде порошка либо в пастообразной форме, смешивают предпочтительно с разбавляемым водой органическим растворителем и соответствующими добавками и перерабатывают его в пасту. При этом необходимо предотвратить возможность механического повреждения декоративных пигментов в процессе смешения.
Данная известная композиция является водоразбавляемой и предназначена для получения покрытий методом электроосаждения, прежде всего для окрашивания автомобилей.
Из RU 2001931, 30.10.1993 известен способ получения эмали, заключающийся в том, что готовят пигментную пасту, содержащую полимерное связующее (смесь пентафталевой смолы и меламиноформальдегидной смолы), белый пигмент, наполнитель, алюминиевую пудру, поверхностно-активное вещество (ПАВ) и органический растворитель, а также колеровочную пасту, содержащую красящий пигмент, полимерное связующее, ПАВ и органический растворитель, затем отдельно диспергируют пасты виброкавитационным измельчением с частотой колебаний
-4
100-190 Гц, амплитудой (2,5-4,4)×10 м 3-5 мин. Пасты подают в смеситель для получения готовой эмали.
Способ предназначен для получения эмалей с металлическим эффектом, предназначено для окрашивания кузовов автомобилей, кроме того достаточно сложен.
Задачей заявленной группы изобретений является получение эмалей с богатой широкой цветовой гаммой и повышенными прочностными и защитными свойствами, например, такими как кислото-щелочестойкость, маслостойкость, атмосферостойкость, стойкость к УФ-излучению в широком диапазоне температур в различных климатических условиях при высокой адгезии и эластичности пленки покрытия, а также повышении экономичности при одновременном снижении трудоемкости и энергоемкости процессов производства алкидно-уретановых эмалей.
Поставленная техническая задача достигается тем, что заявляется в качестве изобретения группа изобретений, в которую входит по первому варианту лакокрасочная композиция алкидно-уретановой эмали, содержащая согласно изобретению сочетание, по меньшей мере, одного алкидного лака, и, по меньшей мере, одного алкидно-уретанового лака, пигментную составляющую, необходимую для формирования цвета эмали, по меньшей мере, один органический растворитель, диспергатор, сиккатив и другие вспомогательные целевые добавки, включая, по меньшей мере, одну реологическую добавку, противопленочную добавку, антикратерную добавку.
При этом содержание алкидно-уретанового лака в композиции может составлять не менее 10% от суммарной массы указанных лаков и/или не менее 8% от массы лакокрасочной композиции.
В качестве алкидного лака лакокрасочная композиция может содержать пентафталевый лак, а в качестве алкидно-уретанового лака она содержит уралкидный лак, в качестве реологической добавки бентон и/или вискогель на каолиновой основе, в качестве антикратерной добавки она содержит предпочтительно (0,9-1,1)%-ный раствор полиметилсилоксана в ксилоле, в качестве противопленочной добавки композиция содержит, предпочтительно, метилэтилкетоксим, при этом соотношение компонентов композиции в мас.% следующее:
Лак алкидный пентафталевый
72,0-16,0
Лак алкидно-уретановый
8,0-64,0
Сиккатив
2,1-2,8
Диспергатор
0,89-1,05
Реологическая добавка
0,7-0,85
Антикратерная добавка
0,93-1,05
Противопленочная добавка - метилэтилкетоксим
0,13-0,16
Цветная пигментная добавка, соответствующая цвету
получаемой эмали
0,2-8,1
Органический растворитель
Остальное.
Лакокрасочная композиция алкидно-уретановой эмали может содержать в качестве диспергатора, предпочтительно, диспергатор, композиционно образованный из смеси взаимно дополняющих целевые свойства поверхностно-активных веществ, например, в виде композиции типа FA-601, а в качестве органического растворителя, предпочтительно, уайт-спирит, сольвент или их смеси.
Лакокрасочная композиция алкидно-уретановой эмали может дополнительно содержать, по меньшей мере, один наполнитель, предпочтительно, микротальк 1-9 мас.%, например, марки «МТ ГШМ» или «МТ-10 SUPER».
В качестве пигментной составляющей лакокрасочная композиция алкидно-уретановой эмали может содержать в своем составе, по меньшей мере, одну цветную пигментную добавку, необходимую для формирования цвета эмали, например, для эмали светло-серого цвета, предпочтительно, выбранную из таких, как двуокись титана, предпочтительно, рутильного типа марок «Р-02» или «Dupont», или «Kemira» в виде порошка белого цвета с содержанием влаги не более 0,5%; углерод технический или сажа, предпочтительно, марки «П-805 S» в виде порошка черного цвета с содержанием влаги не более 0,5%; пигмент желтый железоокисный, предпочтительно, марки «Bayferrox 3920» в виде порошка желтого цвета с содержанием влаги не более 0,5%; пигмент желтый, предпочтительно, марки «Hansa Brilliant Gelb 2GX70» в виде порошка желтого цвета с содержанием влаги не более 0,5%; пигмент желтый, предпочтительно, марки «Versal Yellow 2 GXD» в виде порошка желтого цвета с содержанием влаги не более 0,5%; пигмент оранжевый, предпочтительно, марки «Versal orange HLD» в виде порошка оранжевого цвета с содержанием влаги не более 0,5%; а для формирования эмали, например, темно-серого цвета композиция содержит пигментную составляющую, предпочтительно, выбранную из таких, как двуокись титана, предпочтительно, рутильного типа марок «Р-02» или «Dupont», или «Kemira» в виде порошка белого цвета с содержанием влаги не более 0,5%; пигмент желтый железоокисный, предпочтительно, марки «Bayferrox 3920» в виде порошка желтого цвета с содержанием влаги не более 0,5%; пигмент синий фталоцианиновый, предпочтительно, марки «Фастоген синий 5380Е» и модификации 15:3 в виде порошка синего цвета с содержанием влаги не более 0,5%; углерод технический или сажа, предпочтительно, марки «П-805 S» в виде порошка черного цвета с содержанием влаги не более 0,5%; пигмент красный железоокисный, предпочтительно, марки «Bayferrox 110C» в виде порошка красно-коричневого цвета с содержанием влаги не более 0,5%.
В качестве пигментной составляющей лакокрасочная композиция алкидно-уретановой эмали может содержать в своем составе, по меньшей мере, одну, необходимую для формирования цвета эмали, например, эмали цветовой гаммы зеленых тонов, пигментную добавку, каждого из, по меньшей мере, трех цветов - белого, и пигментов из групп, представляющих соответственно зеленые и желтые пигменты, причем пигменты всех упомянутых цветов, предпочтительно, выбраны из таких, как двуокись титана, предпочтительно, рутильного типа марок «Р-02» или «Dupont», или «Kemira» в виде порошка белого цвета с содержанием влаги не более 0,5%; пигмент желтый железоокисный, предпочтительно, марки «Bayferrox 3920» в виде порошка желтого цвета с содержанием влаги не более 0,5%; пигмент желтый, предпочтительно, марки «Hansa Brilliant Gelb 2GX70» в виде порошка желтого цвета с содержанием влаги не более 0,5%; пигмент желтый, предпочтительно, марки «Versal Vellow 2 GXD» в виде порошка желтого цвета с содержанием влаги не более 0,5%; пигмент зеленый фталоцианиновый, предпочтительно, марки «Hostaperm Green GNX» в виде порошка темно-зеленого цвета с содержанием влаги не более 0,5%.
В качестве пигментной составляющей лакокрасочная композиция алкидно-уретановой эмали может содержать в своем составе, по меньшей мере, одну цветную пигментную добавку, необходимую для формирования цвета эмали, например эмали цветовой гаммы темно-красных тонов, каждого из, по меньшей мере, трех цветов - белого, и пигментов из групп, представляющих соответственно красные и синие пигменты, в совокупности из таких, как двуокись титана, предпочтительно, рутильного типа марок «Р-02» или «Dupont», или «Kemira» в виде порошка белого цвета с содержанием влаги не более 0,5%; пигмент красный железноокисный, предпочтительно, марки «Bayferrox 110C» в виде порошка красно-коричневого цвета с содержанием влаги не более 0,5%; пигмент красный, предпочтительно, пигмент органический красный «5С» в виде порошка вишнево-красного цвета с содержанием влаги не более 0,3%; пигмент красный, предпочтительно, марки «Versal Scarlet R» в виде порошка красного цвета с содержанием влаги не более 0,5%; пигмент красно-коричневый, предпочтительно, марки «Bayferrox 130BM» в виде порошка красно-коричневого цвета с содержанием влаги 0,5%; пигмент синий фталоцианиновый, предпочтительно, марки «Hostaperm-Blue A4R» и модификации 15:1 в виде порошка синего цвета с содержанием влаги не более 0,5%; пигмент синий фталоцианиновый, предпочтительно, фирмы «Фастоген синий 5380Е» и модификации 15:3 в виде порошка синего цвета с содержанием влаги не более 0,5%; пигмент синий фталоцианиновый, предпочтительно, марки «B-2G-L» и модификации 15:3 в виде порошка синего цвета с содержанием влаги не более 0,5%; пигмент органический фиолетовый 23, предпочтительно, марки «Фастоген супер фиолетовый RVS» в виде порошка фиолетового цвета с содержанием влаги не более 1%.
В качестве пигментной составляющей лакокрасочная композиция алкидно-уретановой эмали может содержать в своем составе, по меньшей мере, одну необходимую для формирования цвета эмали, например эмали цветовой гаммы красных тонов пигментную добавку каждого из, по меньшей мере, трех цветов соответственно алого или красного, а также белого и не менее одного пигмента из спектра желтых цветов, причем пигменты всех упомянутых цветов, предпочтительно, выбраны из таких, как пигмент красный, предпочтительно, пигмент органический красный «5С» в виде порошка вишнево-красного цвета с содержанием влаги не более 0,3%; пигмент алый, предпочтительно, пигмент органический алый «2С», например, в виде однородного порошка красного цвета с содержанием влаги не более 0,3%; пигмент красный, предпочтительно, марки «Versal Scarlet R» в виде порошка красного цвета с содержанием влаги не более 0,5%; либо пигмент красно-коричневый, предпочтительно, марки «Bayferrox 130BM» в виде порошка красно-коричневого цвета с содержанием влаги 0,5%; двуокись титана, предпочтительно, рутильного типа марок «Р-02» или «Dupont», или «Kemira» в виде порошка белого цвета с содержанием влаги не более 0,5%; пигмент желтый железоокисный, предпочтительно, марки «Bayferrox 3920» в виде порошка желтого цвета с содержанием влаги не более 0,5%; и/или пигмент желтый, предпочтительно, марки «Hansa Brilliant Gelb 2GX70» в виде порошка желтого цвета с содержанием влаги не более 0,5%; либо пигмент желтый, предпочтительно, марки «Versal Vellow 2 GXD» в виде порошка желтого цвета с содержанием влаги не более 0,5%.
В качестве пигментной составляющей лакокрасочная композиция алкидно-уретановой эмали может содержать в своем составе, по меньшей мере, одну необходимую для формирования цвета эмали, например эмали цветовой гаммы черных тонов пигментную добавку, выбранную из групп пигментов, представляющих соответственно черные и синие пигменты, причем пигменты всех упомянутых цветов, предпочтительно, выбраны из таких, как углерод технический или сажа, предпочтительно, марки «П-805 S» в виде порошка черного цвета с содержанием влаги не более 0,5%; пигмент сажевый, предпочтительно, марки «SB-4» в виде порошка черного цвета с содержанием влаги не более 0,5%; пигмент синий фталоцианиновый, предпочтительно, марки «Hostaperm-Blue A4R» и модификации 15:1 в виде порошка синего цвета с содержанием влаги не более 0,5%; пигмент синий фталоцианиновый, предпочтительно, фирмы «Фастоген синий 5380Е» и модификации 15:3 в виде порошка синего цвета с содержанием влаги не более 0,5%;
пигмент синий фталоцианиновый, предпочтительно, марки «B-2G-L» и модификации 15:3 в виде порошка синего цвета с содержанием влаги не более 0,5%.
По второму варианту заявленного изобретения поставленная техническая задача достигается тем, что способ производства алкидно-уретановой эмали различных цветов согласно изобретению включает технологические переделы: возможную предварительную подготовку отдельных жидких и сыпучих компонентов, их дозировку в соответствии с рецептурой и нормами расхода на производимое количество эмали, изготовление полуфабрикатов, двустадийное диспергирование, постановку на «тип», поэтапный контроль, причем приготовление полуфабриката эмали включает загрузку в смесительную емкость на первом этапе жидких компонентов, таких как алкидный лак, органический растворитель, диспергатор и, по меньшей мере, одну целевую, а именно, реологическую добавку, их перемешивание с образованием промежуточной жидкой композиции; на втором этапе при перемешивании указанной композиции на пониженных оборотах 300-500 об/мин производят загрузку сыпучих компонентов, а именно, пигментную составляющую, необходимую для формирования цвета эмали, и наполнителей, необходимых для формирования колористического ряда эмалей, после чего осуществляют повторное перемешивание на повышенных оборотах до 1000 об/мин, и производят при этом предварительное диспергирование первой стадии до получения однородной суспензии, контролируют и, при необходимости, корректируют вязкость, после чего полуфабрикат подвергают дальнейшему диспергированию до необходимой степени перетира, затем в диспергированную суспензию вводят алкидно-уретановый лак, загружают сиккатив, по меньшей мере, антикратерную добавку, перемешивают суспензию, контролируют и, при необходимости, корректируют вязкость и цвет эмали путем введения соответственно органического растворителя и колеровочной пасты, выполняют перемешивание в течение 30-40 мин и после контроля готовой эмали вводят целевую противопленочную добавку, выполняют окончательное перемешивание, контроль вязкости и передают готовую эмаль на фасовку.
При это в качестве алкидного лака могут применять пентафталевый лак, например лак ПФ-060, при этом на одну тонну изготавливаемой эмали в смесительную емкость загружают с учетом технологических потерь до 620 кг алкидного лака.
В качестве органического растворителя, предпочтительно, могут использовать сольвент, вводя его на тонну изготавливаемой эмали в количестве 15-45 кг; в качестве диспергатора применяют диспергатор, предпочтительно, марки «FA-601» в количестве 10-50 кг на тонну изготавливаемой эмали; а в качестве реологической добавки на первом этапе изготовления полуфабриката в смесительную емкость загружают вискогель, предпочтительно, марки «Вискогель ED» в количестве 5-10 кг на тонну изготавливаемой эмали.
На втором этапе изготовления полуфабриката в процессе загрузки в смесительную емкость сыпучих компонентов в качестве цветной пигментной составляющей добавки могут вводить, по меньшей мере, одну цветную пигментную добавку, необходимую для формирования соответствующего цвета эмали, предпочтительно, выбранную из таких, как двуокись титана, предпочтительно, рутильного типа марок «Р-02» или «Dupont», или «Kemira» в виде порошка белого цвета с содержанием влаги не более 0,5%; углерод технический или сажа, предпочтительно, марки «П-805 S» в виде порошка черного цвета с содержанием влаги не более 0,5%; пигмент сажевый, предпочтительно, марки «SB-4» в виде порошка черного цвета с содержанием влаги не более 0,5%; пигмент красный железноокисный, предпочтительно, марки «Bayferrox 110C» в виде порошка красно-коричневого цвета с содержанием влаги не более 0,5%; пигмент красный, предпочтительно, пигмент органический красный «5С» в виде порошка вишнево-красного цвета с содержанием влаги не более 0,3%; пигмент алый, предпочтительно, пигмент органический алый «2 С» в виде однородного порошка красного цвета с содержанием влаги не более 0,3%; пигмент фталоцианиновый, предпочтительно, марки «Hostaperm-Blue A4R» и модификации 15:1 в виде порошка синего цвета с содержанием влаги не более 0,5%; пигмент синий фталоцианиновый, предпочтительно, марки «Фастоген синий 5380Е» и модификации 15:3 в виде порошка синего цвета с содержанием влаги не более 0,5%; пигмент зеленый, предпочтительно, марки «Hostaperm-Green GNX» в виде порошка темно-зеленого цвета с содержанием влаги не более 0,5%; пигмент синий фталоцианиновый, предпочтительно, марки «B-2G-L» и модификации 15:3 в виде порошка синего цвета с содержанием влаги не более 0,5%; пигмент желтый железоокисный, предпочтительно, марки «Bayferrox 3920» в виде порошка желтого цвета с содержанием влаги не более 0,5%; пигмент красно-коричневый, предпочтительно, марки «Bayferrox 130BM» в виде порошка красно-коричневого цвета с содержанием влаги 0,5%; пигмент желтый, предпочтительно, марки «Hansa Brilliant Gelb 2GX70» в виде порошка желтого цвета с содержанием влаги не более 0,5%; пигмент органический фиолетовый 23, предпочтительно, марки «Фастоген супер фиолетовый RVS» в виде порошка фиолетового цвета с содержанием влаги не более 1%; пигмент желтый, предпочтительно, марки «Versal Yellow 2 GXD» в виде порошка желтого цвета с содержанием влаги не более 0,5%; пигмент красный, предпочтительно, марки «Versal Scarlet R» в виде порошка красного цвета с содержанием влаги не более 0,5%; пигмент оранжевый, предпочтительно, марки «Versal orange HLD» в виде порошка оранжевого цвета с содержанием влаги не более 0,5%; или их различные сочетания.
После завершения второй стадии диспергирования при переходе к технологическому переделу - постановка на «тип» могут производить дополнительную загрузку в суспензию алкидно-уретанового лака, предпочтительно, марки «Уралкид» в количестве 220-280 кг на тонну изготавливаемой эмали, в этом же переделе в суспензию вводят сиккатив в количестве 20-60 кг на тонну изготавливаемой эмали и антикратерную добавку, предпочтительно, в виде (0,9-1,1) %-ного раствора полиметилсилоксана в ксилоле, предпочтительно марки «ПМС-200А» в количестве 8-10 кг на тонну изготавливаемой эмали.
На стадии завершения технологического передела - постановка на «тип» могут производить загрузку противопленочной добавки, предпочтительно, метилэтилкетоксима в количестве не менее 1,5 кг на тонну изготавливаемой эмали.
Фасовку изготовленной эмали могут производить в контейнеры емкостью по 50 л (46 кг), преимущественно, насосом, или в емкости по 20 л (19 кг) насосом и/или наливом.
По третьему варианту заявленного изобретения поставленная техническая задача достигается тем, что производственный комплекс для выработки алкидно-уретановых эмалей в виде суспензий, содержащих цветообразующие пигменты в смеси органических лаков, растворителя, доводочных паст и целевых добавок согласно изобретению состоит из образующих снабженную технологическими трубопроводами гидравлическую систему технологически связанных между собой по операциям выработки упомянутых суспензий постов, включающих пост хранения исходных сухих и жидких компонентов, пост дозирования и взвешивания указанных компонентов, пост перемешивания компонентов, пост диспергирования, пост постановки эмали на «тип» и пост фасовки готовой эмали, при этом пост хранения исходных компонентов, по меньшей мере, содержит систему емкостей для хранения жидких компонентов лаковой основы и органических растворителей, оснащенных каждая, по меньшей мере, одним трубопроводом, снабженным насосом, гидравлически связывающим каждую указанную емкость, по меньшей мере, с последующим постом и в совокупности с другими трубопроводами, входящим в гидравлическую систему производственного комплекса, причем, по меньшей мере, одна из указанных емкостей оборудована для приема, хранения и технологической раздачи алкидного лака, и, по меньшей мере, одна емкость аналогично оборудована для совместно используемого с алкидным в едином технологическом процессе производства эмали алкидно-уретанового лака, а пост диспергирования напрямую гидравлически связан с возможностью подачи к нему алкидно-уретанового лака с содержащей указанный лак емкостью поста хранения исходных компонентов или оборудован устройством для приема и введения в суспензию эмали на указанном посту алкидно-уретанового лака из внешнего источника, в том числе из подвижного контейнера или цистерны.
При этом, по меньшей мере, по одной емкости для хранения жидких компонентов поста хранения исходных компонентов могут быть оборудованы для приема, хранения и технологической раздачи используемых, предпочтительно, в качестве органического растворителя сольвента, ксилола и уайт-спирита.
Производственный комплекс может включать пост доводочных паст и целевых добавок, а пост дозирования и взвешивания указанных компонентов включает технологически связанные с постом перемешивания компонентов весы для взвешивания и дозирования сухих компонентов, а также весовой мерник, гидравлически связанный на входе с системой емкостей для хранения жидких компонентов, и на выходе - через снабженный насосом трубопровод с постом перемешивания компонентов.
Пост перемешивания компонентов может включать, по меньшей мере, одну емкость для перемешивания подаваемых в него в соответствии с нормами расхода и рецептурой производимой эмали жидких, сухих компонентов и, при необходимости, доводочных паст, при этом пост перемешивания содержит, по меньшей мере, одно устройство для перемешивания компонентов.
В качестве емкости для перемешивания могут использовать дежу с, по крайней мере, частично открытым верхом, а в качестве устройства для перемешивания компонентов используют диссольвер с лопастной мешалкой.
Пост диспергирования может содержать, по меньшей мере, один аппарат для перетира полуфабриката эмали, такой как вертикальная и/или горизонтальная бисерная мельница, гидравлически связанная на входе трубопроводом, оборудованным, по меньшей мере, одним напорным насосом, с емкостью для перемешивания, при этом пост диспергирования, при необходимости, включает, по меньшей мере, один промежуточный сборник для диспергированного полуфабриката изготавливаемой эмали и на выходе гидравлически связан с постом постановки эмали на «тип».
Пост постановки эмали на «тип» может содержать, по меньшей мере, один смеситель готовой эмали и, в свою очередь, на входе также гидравлически связан трубопроводом, оборудованным насосом, с вышеупомянутым промежуточным сборником для диспергированного полуфабриката изготавливаемой эмали, а на выходе аналогично связан с постом фасовки готовой эмали в тару.
Пост хранения исходных компонентов может содержать питающее указанную гидравлическую систему производственного комплекса хранилище сухих компонентов и, при необходимости, промежуточных продуктов, в том числе доводочных паст, при этом хранилище сухих компонентов оборудовано для приема, хранения и технологической раздачи в качестве сухих компонентов, по меньшей мере, одной цветной пигментной добавки, необходимую для формирования соответствующего цвета эмали, предпочтительно, выбранную из таких, как двуокись титана, предпочтительно, рутильного типа марок «Р-02» или «Dupont», или «Kemira» в виде порошка белого цвета с содержанием влаги не более 0,5%; углерод технический или сажа, предпочтительно, марки «П-805 S» в виде порошка черного цвета с содержанием влаги не более 0,5%; пигмент сажевый, предпочтительно, марки «SB-4» в виде порошка черного цвета с содержанием влаги не более 0,5%; пигмент красный железноокисный, предпочтительно, марки «Bayferrox 110C» в виде порошка красно-коричневого цвета с содержанием влаги не более 0,5%; пигмент красный, предпочтительно, пигмент органический красный «5С» в виде порошка вишнево-красного цвета с содержанием влаги не более 0,3%; пигмент алый, предпочтительно, пигмент органический алый «2 С» в виде однородного порошка красного цвета с содержанием влаги не более 0,3%; пигмент фталоцианиновый, предпочтительно, марки «Hostaperm-Blue A4R» и модификации 15:1 в виде порошка синего цвета с содержанием влаги не более 0,5%; пигмент синий фталоцианиновый, предпочтительно, марки «Фастоген синий 5380Е» и модификации 15:3 в виде порошка синего цвета с содержанием влаги не более 0,5%; пигмент зеленый, предпочтительно, марки «Hostaperm-Green GNX» в виде порошка темно-зеленого цвета с содержанием влаги не более 0,5%; пигмент синий фталоцианиновый, предпочтительно, марки «B-2G-L» и модификации 15:3 в виде порошка синего цвета с содержанием влаги не более 0,5%; пигмент желтый железоокисный, предпочтительно, марки «Bayferrox 3920» в виде порошка желтого цвета с содержанием влаги не более 0,5%; пигмент красно-коричневый, предпочтительно, марки «Bayferrox 130BM» в виде порошка красно-коричневого цвета с содержанием влаги 0,5%; пигмент желтый, предпочтительно, марки «Hansa Brilliant Gelb 2GX70» в виде порошка желтого цвета с содержанием влаги не более 0,5%; пигмент органический фиолетовый 23, предпочтительно, марки «Фастоген супер фиолетовый RVS» в виде порошка фиолетового цвета с содержанием влаги не более 1%; пигмент желтый, предпочтительно, марки «Versal Vellow 2 GXD» в виде порошка желтого цвета с содержанием влаги не более 0,5%; пигмент красный, предпочтительно, марки «Versal Scarlet R» в виде порошка красного цвета с содержанием влаги не более 0,5%; пигмент оранжевый, предпочтительно, марки «Versal orange HLD» в виде порошка оранжевого цвета с содержанием влаги не более 0,5%; или их различные сочетания.
Алкидно-уретановая эмаль по изобретению в качестве алкидного лака содержит различные алкидные, предположительно, пентафталевые лаки, например пентафталевый лак ПФ-060.
Могут быть использованы лаки на основе пентафталевых смол, модифицированных различными жирными кислотами, различными растительными маслами.
В качестве алкидного лака эмаль по изобретению может содержать и другие алкидные лаки, например, на основе глифталевой алкидной смолы.
В качестве алкидно-уретанового лака эмаль по изобретению содержит различные уралкидные лаки, например уралкидный лак АУ-271 (ТУ 6-10-1552-76) содержит сухой остаток 43-47%, растворитель уайт-спирит.
Алкидные лаки, входящие в состав эмали, представляют собой растворы алкидных смол (пентафталевых, глифталевых) в органических растворителях (уайт-спирит, ксилол или их смеси).
В качестве сиккатива для ускорения отверждения покрытий применяют соли металлов переменной валентности, например линолеаты, нафтенаты Со, Рb, Мn.
Композицию алкидно-уретановой эмали получают смешением при определенной последовательности входящих в нее компонентов.
Наносят полученную алкидно-уретановую эмаль на различные поверхности различными методами (окунанием, кистью, валиком, распылением). В зависимости от метода нанесения алкидно-уретановую эмаль доводят до рабочей необходимой вязкости с помощью органического растворителя (уайт-спирит, сольвент, ксилол).
При этом алкидно-уретановая эмаль по изобретению для улучшения технологических свойств (однородности, стабильности, удобонаносимости), а также стабильности защитно-декоративных свойств может содержать различные вспомогательные целевые добавки, такие как смачивающие добавки (различные поверхностно-активные добавки, олеиновую кислоту), коалесцирующие добавки (различные целлозольвы, функцию их может выполнять и уайт-спирит).
В качестве диспергатора эмаль по изобретению может содержать различные полифосфаты, например, полифосфат натрия.
Эмаль могут наносить, например, на металлические поверхности, очищенные от загрязнений, ржавчины и окалины и обезжиренные уайт-спиритом или бензином, или на деревянные поверхности, зачищенные шлифовальной шкуркой и загрунтованные.
Наносят эмаль в два-три слоя при температуре (15-30)°С и относительной влажности воздуха не более 80%. Толщина одного слоя 18-23 мкм.
Время высыхания до «отлипа» 1,5-2,0 ч при температуре (18-22)°С.
Время высыхания до степени 3 при температуре:
- (20±2)°С - 6 ч
- (60±2)°С - 30 мин
-(80±2)°С - 30 мин
Техническое решение иллюстрируется чертежом, на котором представлен частный случай выполнения производственного комплекса по выработке алкидно-уретановых эмалей, не охватывающий, и, тем более, не ограничивающий весь объем притязаний данного решения, где:
на чертеже представлена технологическая схема производства алкидно-уретановых эмалей.
Производственный комплекс для выработки алкидно-уретановых эмалей в виде суспензий, содержащих цветообразующие пигменты в смеси органических лаков, растворителя, доводочных паст и целевых добавок состоит из образующих снабженную технологическими трубопроводами 1 гидравлическую систему технологически связанных между собой по операциям выработки упомянутых суспензий постов, включающих посты 2 и 3 хранения исходных сухих и жидких компонентов соответственно, пост 4 дозирования и взвешивания указанных компонентов, пост 5 перемешивания компонентов, пост 6 диспергирования, пост 7 постановки эмали на «тип» и пост 8 фасовки готовой эмали.
Пост 3 хранения исходных жидких компонентов, по меньшей мере, содержит систему емкостей 9-13 для хранения жидких компонентов лаковой основы и органических растворителей, оснащенных каждая, по меньшей мере, одним трубопроводом 1, снабженным насосом 14, гидравлически связывающим каждую указанную емкость, по меньшей мере, с последующим постом и в совокупности с другими трубопроводами 1, входящим в гидравлическую систему производственного комплекса. По меньшей мере, одна емкость 9 оборудована для приема, хранения и технологической раздачи алкидного лака, и, по меньшей мере, одна емкость 10 аналогично оборудована для совместно используемого с алкидным в едином технологическом процессе производства эмали алкидно-уретанового лака.
Пост 6 диспергирования напрямую гидравлически связан с возможностью подачи к нему алкидно-уретанового лака с содержащей указанный лак емкостью 10 поста хранения исходных компонентов или оборудован устройством для приема и введения в суспензию эмали на указанном посту алкидно-уретанового лака из внешнего источника, в том числе из подвижного контейнера или цистерны (на чертеже не показано).
По меньшей мере, по одной емкости 11-13 для хранения жидких компонентов поста хранения исходных компонентов оборудованы для приема, хранения и технологической раздачи используемых, предпочтительно, в качестве органического растворителя сольвента, ксилола и уайт-спирита соответственно.
Производственный комплекс включает пост 15 доводочных паст и целевых добавок.
Пост 4 дозирования и взвешивания указанных компонентов включает технологически связанные с постом 5 перемешивания компонентов весы 16 для взвешивания и дозирования сухих компонентов, а также весовой мерник 17, гидравлически связанный на входе с системой емкостей 9-13 для хранения жидких компонентов, и на выходе - через снабженный насосом 14 трубопровод 1 с постом 5 перемешивания компонентов.
Пост 5 перемешивания компонентов включает, по меньшей мере, одну емкость 18 для перемешивания подаваемых в него в соответствии с нормами расхода и рецептурой производимой эмали жидких, сухих компонентов и, при необходимости, доводочных паст, и содержит, по меньшей мере, одно устройство 19 для перемешивания компонентов. В качестве емкости 18 для перемешивания используют дежу с, по крайней мере, частично открытым верхом, а в качестве устройства 19 для перемешивания компонентов используют диссольвер с лопастной мешалкой.
Пост 6 диспергирования содержит, по меньшей мере, один аппарат для перетира полуфабриката эмали, такой как вертикальная и/или горизонтальная бисерная мельница 20, гидравлически связанная на входе трубопроводом 1, оборудованным, по меньшей мере, одним напорным насосом 21, с емкостью 18 для перемешивания. Пост диспергирования, при необходимости, включает, по меньшей мере, один промежуточный сборник 22 для диспергированного полуфабриката изготавливаемой эмали и на выходе гидравлически связан с постом 7 постановки эмали на «тип».
Пост 7 постановки эмали на «тип» содержит, по меньшей мере, один смеситель 23 готовой эмали и, в свою очередь, на входе также гидравлически связан трубопроводом 1, оборудованным насосом 24, с вышеупомянутым промежуточным сборником 22 для диспергированного полуфабриката изготавливаемой эмали, а на выходе аналогично связан с постом 8 фасовки готовой эмали в тару.
Пост хранения исходных компонентов содержит питающее указанную гидравлическую систему производственного комплекса хранилище сухих компонентов и, при необходимости, промежуточных продуктов, в том числе доводочных паст, при этом хранилище сухих компонентов оборудовано для приема, хранения и технологической раздачи в качестве сухих компонентов, по меньшей мере, одной цветной пигментной добавки, необходимую для формирования соответствующего цвета эмали.
Ниже приводится конкретный пример получения алкидно-уретановой эмали на заявленном производственном комплексе способом по изобретению, который иллюстрирует изобретение, но не ограничивает его.
Пример. Способ состоит из следующих стадий, в частности, и включает:
- прием и дозировку сырья;
- приготовление пасты бентона;
- изготовление полуфабриката;
- диспергирование;
- постановку на «тип»;
- фасовку.
Предварительно осуществляют приготовление следующих компонентов (предварительная подготовка).
- Осуществляют приготовление бентонита в виде пасты.
Реологическую добавку бентон загружают в полуфабрикат ЛКМ в виде пасты на стадии загрузки жидких компонентов. На загрузку 1 т полуфабриката в отдельную емкость загружают 12 кг уайт-спирита и 5 кг бентона, тщательно перемешивают до однородного состояния вручную. После этого, с целью активации бентона, добавляют 3 кг ацетона (возможна замена ацетона на этиловый спирт) и перемешивают до получения пластичной однородной массы.
- Осуществляют приготовление антикратерной добавки.
Антикратерная добавка - полиметилсилоксановая жидкость в виде 0,9-1,1%-ного раствора (1%-ного в данном примере) в ксилоле.
- Далее осуществляют приготовление полуфабриката.
Изготовление полуфабрикатов осуществляют в деже 18 под диссольвером методом тощих паст.
Загрузку компонентов ведут согласно технологической карте. Заданное рецептурой количество пентафталевого алкидного лака ПФ-060 светлого из емкости 9 насосом 14 загружают в весовой мерник 17, откуда насосом 25 через технологический трубопровод 1 закачивают в дежу 18.
Дежу 18 устанавливают под диссольвером 19, включают мешалку и при скорости вращения вала 300-500 об/мин, загружают предварительно взвешенные диспергатор и реологическую добавку бентон в виде пасты. В качестве заменителя бентона применяются бентон SD-1 или Viscogel ED, которые загружаются в виде порошка при загрузке сухих компонентов.
После загрузки жидкого сырья перемешивание ведут в течение 20 мин и, при работающей мешалке диссольвера 19, порциями загружают предварительно взвешенные сухие компоненты. По окончанию загрузки обороты вала постепенно увеличивают до 1000 об/мин, и производят предварительное диспергирование в течение 30-40 мин до получения однородной суспензии.
В процессе предварительного диспергирования контролируют вязкость полуфабриката эмали, которая должна быть предпочтительно (100-120) с. При вязкости более 120 с суспензию добавляют растворитель. После каждого добавления растворителя производят перемешивание лакокрасочного материала в течение 15-20 мин и проверяют вязкость. После доведения вязкости до нормы полуфабрикат передают на диспергирование.
- Диспергирование полуфабрикатов.
Диспергирование осуществляют на двух последовательно установленных вертикальных бисерных мельницах 20 или горизонтальных бисерных мельницах.
Дежу 18 с полуфабрикатом подают к бисерным мельницам 20, устанавливают на подставку и технологическими трубопроводами подключают к подающему насосу 21 одной или пары бисерных мельниц 20. Для предотвращения сильного нагревания материала во время диспергирования контейнер бисерной мельницы снабжен водяной рубашкой. Температура диспергируемого материала на выходе из контейнера не должна превышать 60°С во избежании полимеризации лакокрасочного материала. После подключения в рубашку контейнера подают охлаждающую воду и запускают двигатель бисерной мельницы. Полуфабрикат поступает в размольную камеру контейнера бисерной мельницы, заполненную мелющими телами. Степень измельчения зависит от времени пребывания диспергируемого материала в зоне размола. После начала диспергирования производят регулировку скорости подачи полуфабриката в мельницу с таким расчетом, чтобы степень перетира на выходе из мельницы соответствовала требованиям ТУ на эмаль. Степень перетира у эмалей глянцевых и полуглянцевых должна быть не более 25 мкм, полуматовых и матовых - не более 30 мкм, серебристых - не более 50 мкм. Промежуточный контроль степени перетира проводит сменный лаборант. По достижению требуемой степени перетира суспензию собирают в дежу 26 или смесители 23 готовой продукции.
Для удаления механических примесей суспензию фильтруют через четыре слоя марли. Дежу накрывают крышкой.
- Постановка на "тип".
По окончанию диспергирования и при соответствии степени перетира требованиям ТУ производят операцию "постановка на тип". Дежу 26 с суспензией перемещают под диссольвер 27. Суспензия из дежи 26 может быть перекачана в смеситель 23 готовой продукции.
Включают мешалку диссольвера и в дежу загружают рецептурное количество лака Уралкид и сиккатива, а также антикратерную добавку. Перемешивают в течение 15 мин и определяют вязкость.
Если вязкость не удовлетворяет требованиям ТУ, эмаль разбавляют уайт-спиритом. После каждой загрузки растворителя суспензию перемешивают в течение 15-20 мин.
При доведении цвета эмали до нормы или колеровке колеровочные пасты загружают в смеситель 23 или дежу 26 под диссольвером 27. После каждой загрузки пасты производят перемешивание в течение 20 мин до полной однородности суспензии. Контроль цвета проводят сравнением высушенного образца с эталоном в световом шкафу.
Для эмали светло-серого цвета в качестве цветной пигментной добавки, необходимой для формирования цвета эмали применяют предпочтительно, выбранную из таких, как двуокись титана, предпочтительно, рутильного типа марок «Р-02» или «Dupont», или «Kemira» в виде порошка белого цвета с содержанием влаги не более 0,5%; углерод технический или сажа, предпочтительно, марки «П-805 S» в виде порошка черного цвета с содержанием влаги не более 0,5%; пигмент желтый железоокисный, предпочтительно, марки «Bayferrox 3920» в виде порошка желтого цвета с содержанием влаги не более 0,5%; пигмент желтый, предпочтительно, марки «Hansa Brilliant Gelb 2GX70» в виде порошка желтого цвета с содержанием влаги не более 0,5%; пигмент желтый, предпочтительно, марки «Versal Yellow 2 GXD» в виде порошка желтого цвета с содержанием влаги не более 0,5%; пигмент оранжевый, предпочтительно, марки «Versal orange HLD» в виде порошка оранжевого цвета с содержанием влаги не более 0,5%; а для формирования эмали, например, темно-серого цвета композиция содержит пигментную составляющую, предпочтительно, выбранную из таких, как двуокись титана, предпочтительно, рутильного типа марок «Р-02» или «Dupont», или «Kemira» в виде порошка белого цвета с содержанием влаги не более 0,5%; пигмент желтый железоокисный, предпочтительно, марки «Bayferrox 3920» в виде порошка желтого цвета с содержанием влаги не более 0,5%; пигмент синий фталоцианиновый, предпочтительно, марки «Фастоген синий 5380Е» и модификации 15:3 в виде порошка синего цвета с содержанием влаги не более 0,5%; углерод технический или сажа, предпочтительно, марки «П-805 S» в виде порошка черного цвета с содержанием влаги не более 0,5%; пигмент красный железоокисный, предпочтительно, марки «Bayferrox 110C» в виде порошка красно-коричневого цвета с содержанием влаги не более 0,5%.
Для эмали цветовой гаммы зеленых тонов в качестве пигментной составляющей применяют пигментную добавку, каждого из, по меньшей мере, трех цветов - белого, и пигментов из групп, представляющих соответственно зеленые и желтые пигменты, причем пигменты всех упомянутых цветов, предпочтительно, выбраны из таких, как двуокись титана, предпочтительно, рутильного типа марок «Р-02» или «Dupont», или «Kemira» в виде порошка белого цвета с содержанием влаги не более 0,5%; пигмент желтый железоокисный, предпочтительно, марки «Bayferrox 3920» в виде порошка желтого цвета с содержанием влаги не более 0,5%; пигмент желтый, предпочтительно, марки «Hansa Brilliant Gelb 2GX70» в виде порошка желтого цвета с содержанием влаги не более 0,5%; пигмент желтый, предпочтительно, марки «Versal Vellow 2 GXD» в виде порошка желтого цвета с содержанием влаги не более 0,5%; пигмент зеленый фталоцианиновый, предпочтительно, марки «Hostaperm Green GNX» в виде порошка темно-зеленого цвета с содержанием влаги не более 0,5%.
Для эмали цветовой гаммы темно-красных тонов в качестве пигментной составляющей применяют, по меньшей мере, одну цветную пигментную добавку, необходимую для формирования цвета эмали, каждого из, по меньшей мере, трех цветов - белого, и пигментов из групп, представляющих соответственно красные и синие пигменты, в совокупности из таких, как двуокись титана, предпочтительно, рутильного типа марок «Р-02» или «Dupont», или «Kemira» в виде порошка белого цвета с содержанием влаги не более 0,5%; пигмент красный железноокисный, предпочтительно, марки «Bayferrox 110C» в виде порошка красно-коричневого цвета с содержанием влаги не более 0,5%; пигмент красный, предпочтительно, пигмент органический красный «5С» в виде порошка вишнево-красного цвета с содержанием влаги не более 0,3%; пигмент красный, предпочтительно, марки «Versal Scarlet R» в виде порошка красного цвета с содержанием влаги не более 0,5%; пигмент красно-коричневый, предпочтительно, марки «Bayferrox 130BM» в виде порошка красно-коричневого цвета с содержанием влаги 0,5%; пигмент синий фталоцианиновый, предпочтительно, марки «Hostaperm-Blue A4R» и модификации 15:1 в виде порошка синего цвета с содержанием влаги не более 0,5%; пигмент синий фталоцианиновый, предпочтительно, фирмы «Фастоген синий 5380Е» и модификации 15:3 в виде порошка синего цвета с содержанием влаги не более 0,5%; пигмент синий фталоцианиновый, предпочтительно, марки «B-2G-L» и модификации 15:3 в виде порошка синего цвета с содержанием влаги не более 0,5%; пигмент органический фиолетовый 23, предпочтительно, марки «Фастоген супер фиолетовый RVS» в виде порошка фиолетового цвета с содержанием влаги не более 1%.
Для эмали цветовой гаммы красных тонов в качестве пигментной составляющей применяют, по меньшей мере, одну необходимую для формирования цвета эмали, пигментную добавку каждого из, по меньшей мере, трех цветов соответственно алого или красного, а также белого и не менее одного пигмента из спектра желтых цветов, причем пигменты всех упомянутых цветов, предпочтительно, выбраны из таких, как пигмент красный, предпочтительно, пигмент органический красный «5С» в виде порошка вишнево-красного цвета с содержанием влаги не более 0,3%; пигмент алый, предпочтительно, пигмент органический алый «2 С», например, в виде однородного порошка красного цвета с содержанием влаги не более 0,3%;
пигмент красный, предпочтительно, марки «Versal Scarlet R» в виде порошка красного цвета с содержанием влаги не более 0,5%; либо пигмент красно-коричневый, предпочтительно, марки «Bayferrox 130BM» в виде порошка красно-коричневого цвета с содержанием влаги 0,5%; двуокись титана, предпочтительно, рутильного типа марок «Р-02» или «Dupont», или «Kemira» в виде порошка белого цвета с содержанием влаги не более 0,5%; пигмент желтый железоокисный, предпочтительно, марки «Bayferrox 3920» в виде порошка желтого цвета с содержанием влаги не более 0,5%; и/или пигмент желтый, предпочтительно, марки «Hansa Brilliant Gelb 2GX70» в виде порошка желтого цвета с содержанием влаги не более 0,5%; либо пигмент желтый, предпочтительно, марки «Versal Vellow 2 GXD» в виде порошка желтого цвета с содержанием влаги не более 0,5%.
Для эмали цветовой гаммы черных тонов в качестве пигментной составляющей применяют, по меньшей мере, одну необходимую для формирования цвета эмали, например, пигментную добавку, выбранную из групп пигментов, представляющих соответственно черные и синие пигменты, причем пигменты всех упомянутых цветов, предпочтительно, выбраны из таких, как углерод технический или сажа, предпочтительно, марки «П-805 S» в виде порошка черного цвета с содержанием влаги не более 0,5%; пигмент сажевый, предпочтительно, марки «SB-4» в виде порошка черного цвета с содержанием влаги не более 0,5%; пигмент синий фталоцианиновый, предпочтительно, марки «Hostaperm-Blue A4R» и модификации 15:1 в виде порошка синего цвета с содержанием влаги не более 0,5%; пигмент синий фталоцианиновый, предпочтительно, фирмы «Фастоген синий 5380Е» и модификации 15:3 в виде порошка синего цвета с содержанием влаги не более 0,5%;
пигмент синий фталоцианиновый, предпочтительно, марки «B-2G-L» и модификации 15:3 в виде порошка синего цвета с содержанием влаги не более 0,5%.
При соответствии показателей осуществляют добавление метилэтилкетоксима. Перемешивают метилэтилкетоксим с эмалью в течение 15-20 мин, после чего передают пробу ОТК для повторного контроля вязкости. При соответствии вязкости эмаль фасуют в тару.
В таблице 1 представлены конкретные условия осуществления способа по изобретению на примере приготовление эмали ярко-зеленой.
Таблица 1
Наименование операций и компонентов
Наименование технологических показателей
Примечания
Продолжительность, ч, мин
Температура, °C
Давление, кПа
Масса загружаемых компонентов, кг
1. Изготовление полуфабриката
1.1. Загрузка жидкого сырья:
I
- лак ПФ-060
0,20
помещ.
атм
601,80
- сольвент
0,05
"-"
"-"
20,0
- диспергатор FA-601
0,06
"-"
"-"
10,20
- вискогель ED
0,05
"-"
"-"
8,16
1.2. Перемешивание
0,20
"-"
"-"
640,16
1.3. Загрузка сыпучих компонентов:
- пигмент Hostaperm Green GNX
0,08
"-"
"-"
11,42
- пигмент Hansa Brilliant gelb 2 GX70
0,05
"-"
"-"
10,51
- двуокись титана
0,06
"-"
"-"
28,56
- микротальк МТ-10 супер
0,05
15,30
1.4. Перемешивание
0,30-0,40
"-"
"-"
705,95
1.5. Контроль вязкости
0,05
20°С
"-"
Итого:
1,55-2,05
705,95
2. Диспергирование полуфабриката
2.1. Перемещение дежи к бисерной мельнице и подключение
0,20
помещ.
атм.
705,95
2.2. Диспергирование полуфабриката на бисерной мельнице M1 (M2)
3,30-5,00
не более 40°С
"-"
705,95
Итого:
3,50-5,20
3. Постановка на "тип"
3.1. Загрузка лака Уралкид
0,15
помещ.
"-"
255,0
3.2. Загрузка сиккатива
0,05
"-"
"-"
25,70
3.3. Загрузка ПМС-200А
0,05
"-"
"-"
10,20
3.3. Перемешивание
0.15
"-"
"-"
996,85
3.4. Контроль вязкости
0,05
20°C
"-"
3.5. Дозагрузка уайт-спирита (при необходимости)
0,10
помещ.
21,62
После каждой добавки растворителя перемешивание в течение 15-20 мин
3.6. Перемешивание
0,30-0,40
"-"
"-"
1018,47
3.7. Проверка готовой эмали на соотв-е ТУ
2,00
"-"
"-"
3.8. Загрузка метилэтилкетоксима
0,02
"-"
"-"
1,53
3.9. Перемешивание
0,15
"-"
"-"
3.10. Контроль вязкости
0,05
Итого:
3,45-3,55
Всего:
12,00-14,20
1020,0
4. Фасовка
В таблице 2 представлены характеристики компонентов, используемых при осуществлении способа изобретения.
Таблица 2
№пп
Наименование и марка материала
ГОСТ или ТУ
Показатели, обязательные для проверки
Требования ГОСТа или ТУ
1
Лак пентафталевый ПФ-060
ТУ2311-024-45822449-02
1. Внешний вид
Высший 1 сорт 2 сорт Прозрачный, допускается незначительная опалесценция
2. Условная вязкость по вискозиметру В3-246 с диам. сопла 4 мм при (20×2)°С, с
60-80
3. Массовая доля не летучих веществ, %
52-55
4. Кислотное число, мг КОН / г, не более
12 15 20
5. Время высыхания до степени 3, ч, не более
-при (20±2)°С
12 18 24
-при (80±2)°С
222
6. Цвет по йодометрической шкале, мг J<sub>2</sub>/100 см<sup>3</sup>, не темнее
30
7. Чистота лака
Высший, 1 с - слой лака, нанесенный на стекл. пластинку, должен быть прозрачным, без мех. включений и "сыпи", 2 с -доп-ся наличие единичных мех. включений не>10 штук.
2
Лак Уралкид
ТУ 2311-023-458222449-02
1. Внешний вид лака
Высший 1 сорт Вязкая прозрачная жидкость желтоватого цвета без механических включений.
2. Цвет по йодометрической шкале, мг J<sub>2</sub>/100 см<sup>3</sup>, не темнее
10 60
3. Массовая доля не летучих веществ, %
49±2
4. Время высыхания до степени 3, не более
-при темп-ре (20±2)°С
4
-при темп-ре (80±2)°С
1
5. Усл. вязкость при темп-ре (20±2)°С по В3-246 с диам.сопла 4 мм, с
200-260
3
Микротальк МТ ГШМ
ГОСТ 19284
1. Внешний вид
Порошок белого или светло-серого цвета.
2. Содержание влаги, %, не более
0,3
4
Микротальк МТ-10 супер
Импорт
1. Внешний вид
Порошок белого цвета.
2. Содержание влаги, %, не более
0,3
5
Двуокись титана Р-02 или "Dupont", "Kemira"
ГОСТ 9808 Импорт
1. Внешний вид
Порошок белого цвета.
2. Содержание влаги, %, не более
0,5
6
Углерод технический (сажа) марка П-805 S
ТУ 2166-001-49-707-98
1. Внешний вид
Порошок черного цвета.
2. Содержание влаги, %, не более
0,5
7
Пигмент сажевый SB-4
Импорт
1. Внешний вид
Порошок черного цвета.
2. Содержание влаги, %, не более
0,5
8
Пигмент красный железоокисный Bayferrox 11 ОС
Импорт
1. Внешний вид
Порошок красно-коричневого цвета.
2. Содержание влаги, %, не более
0,5
9
Пигмент красный 5С
ТУ 6-36-5800146-588-89
1. Внешний вид
Порошок вишнево-красного цвета.
2. Содержание влаги, %, не более
3,0
10
Пигмент алый 2С
ТУ 6-36-5800146-39-89
1. Внешний вид
Однородный порошок красного цвета.
2. Содержание влаги, %, не более
3,0
11
Пигмент фталоц. 15:1, 15:3 Hostaperm-Blue A4R
Импорт (Clariant)
1. Внешний вид
Порошок синего цвета
2. Содержание влаги, %, не более
0,5
12
Пигмент синий фталоц. 15:1,15:3
Импорт (Холлидей)
1. Внешний вид
Порошок синего цвета
2. Содержание влаги, %, не более
0.5
13
Пигмент Hostaperm-Green GNX
Импорт
1. Внешний вид
Порошок темно-зеленого цвета
2. Содержание влаги, %, не более
0,5
14
Пигмент синий фталоцианин. 15:3B-2G-L
Импорт (Clariant)
1. Внешний вид
Порошок синего цвета
2. Содержание влаги, %, не более
0,5
15
Пигмент желтый железоокисный Bayferrox 920
Импорт
1. Внешний вид
Порошок желтого цвета
2. Содержание влаги, %, не более
0,5
16
Пигмент Bayferrox 130 ВМ
Импорт
1. Внешний вид
Порошок фиолетового цвета
2. Содержание влаги, %, не более
1,0
17
Пигмент Hansa Brilliant Gelb 2GX70
1. Внешний вид
Порошок желтого цвета
2. Содержание влаги, %, не более
0,5
18
Пигмент фиолетовый - 23
Импорт
1. Внешний вид
Порошок фиолетового цвета
2. Содержание влаги, %, не более
1,0
19
Пигмент Versal Vellow 2 GXD
Импорт
1. Внешний вид
Порошок желтого цвета
2. Содержание влаги, %, не более
0,5
20
Пигмент Versal Scarlet R
Импорт
1. Внешний вид
Порошок красного цвета
2. Содержание влаги, %, не более
0,5
21
Пигмент Versal orange HLD
Импорт
1. Внешний вид
Порошок оранжевого цвета
2. Содержание влаги, %, не более
0,5
22
Сиккатив LB-2
TУ LV TN-000324547-03
1. Внешний вид
Прозрачная однородная жидкость пурпурно-синего цвета без взвесей и осадка
2. Массовая доля металла, %, не менее
- кобальта и марганца (∑)
2,0-2,4
- свинца
15,0-15,5
(принимается по паспорту поставщика)
23
Сиккатив LB-5
TУ LV TN-000324547-03
1. Внешний вид
Прозрачная однородная жидкость красно-пурпурного цвета.
2. Массовая доля металла, %, не менее
- кобальта и цинка (∑)
2,8-3,2
- циркония
6,8-7,2
24
Сиккатив LB-4
TУ LV TN-000324547-03
1. Внешний вид
Прозрачная однородная жидкость сине-фиолетового цвета
2. Массовая доля
- Со (1%), Са (1,4%), Zn (2,3%), %, не менее
4,7
- Zr, %, не менее
4,0
25
Метипэтил-кетоксим
Импорт
1. Внешний вид
Прозрачная жидкость
2. Плотность при 25°С, г/мл
0,916-0,924
26
Бентоне 34 (Perchem 44)
Импорт
1. Внешний вид
Тонкодисперсный порошок слабо кремового цвета
2. Содержание влаги, %, не более
3,0
27
Viscogel ED
Импорт
1. Внешний вид
Тонкодисперсный порошок бледно-кремового цвета
2. Содержание влаги, %, не более
3,0
28
Бентон SD-1
Импорт
1. Внешний вид
Тонкодисперсный порошок слабо кремового цвета
2. Содержание влаги, %, не более
3,0
29
Ацетон технический
ГОСТ 2768
1. Внешний вид
Бесцветная прозрачная жидкость
2. Плотность при 20°С, г/мл, не более
0,791
30
Спирт этиловый технический
ГОСТ 17299
1. Внешний вид
Прозрачная бесцветная жидкость без посторонних примесей
2. Объемная доля этилового спирта, %, не менее
- марка А
95,0
- марка Б
94,0
31
Спирт изопропиловый
ГОСТ 9805-76
1. Внешний вид
Бесцветная прозрачная жидкость
2. Плотность при 20°С, г/мл, не более
0,7815
32
Уайт-спирит
ГОСТ 3134
1. Внешний вид2. Плотность при 20°С, г/см<sup>3</sup>, не более3. Т° вспышки, °С
Прозрачная жидкость, не содержащая посторонних примесей0,79033-36
33
Ксилол каменноугольный
ГОСТ 9949-76
1. Внешний вид2. Плотность при 20°С, г/см<sup>3</sup>, не более3. Т° вспышки, °С
Прозрачная жидкость, не содержащая посторонних примесей0,86326-29
34
Сольвент каменноугольный марок А и Б
ГОСТ 1928
1. Внешний вид2. Плотность при 20°С, г/см<sup>3</sup>, не более
Прозрачная жидкость от бесцветного до светло-желтого цвета0,880
35
Бутилацетат марка А
ГОСТ 8981
1. Внешний вид2. Плотность при 20°С, г/см<sup>3</sup>, не более
Прозрачная жидкость без механических примесей0,875
36
Диспергирующая добавка NUOSPERSE FA-601
Импорт
1. Внешний вид
Прозрачная жидкость
37
Жидкость полиметилсилоксановая ПМС-200А
ОСТ 6-02-2079
1. Внешний вид2. Содержание механических примесей
Прозрачная бесцветная жидкость. Допускается опалесценцияОтсутствие
38
Алюминиевая паста Benda-Lutz 6041
Импорт
1. Внешний вид
В таблицах 3 и 4 представлены примеры алкидно-уретановых эмалей, полученных способом по изобретению.
Таблица 3
Наименование компонентов
Массовая доля компонентов по цветам, %
оконный серый RAL 70-40
«серый базальт» RAL 7012
ярко-зеленый RAL 150-50-60
1.
Лак ПФ-060
10-70/62
10-70/65
10-70 / 56
2.
Лак Уралкид
7-80/22
7-80 / 23
7-80/28
3.
Сиккатив LB-5
2,4-2,9 / 2,4
2,3-2,8 / 2,8
2,3-2,8 / 2,3
4.
Микротальк МТ-10 SUPER
1,5-5,0/1,5
1,5-5,0/1,5
5.
Микротальк МТ ГШМ
6.
Двуокись титана (Импорт)
4,0-8,0/4,0
1,0-5,0/1,0
7.
Двуокись титана (Сумы)
5,0-9,0 / 9,0
8.
Пигмент желт.ж.о.Вауf. 920
0,002-0,006 / 0,002
0,19-0,29/0,29
9.
Пг.син.фт.15:3 B2G-L (Clar.)
10.
Пг.фталоц. синий 15:3 (Хол.)
0,06-1,0/1,0
11.
Пг.Hostaperm. Blue A4R (15:1)
12.
Пигм. Hostaperm. Green GNX
0,07-0,17/0,07
13.
Углерод технический П-803
0,20-0,30/0,20
0,95-1,05/1,05
14.
Пигмент сажевый SB-4
15.
Пигм. Hansa Brill.gelb 2GX70
0,98-1,08/0,98
16.
Пигм. красный ж-o.Bayf. 100
0,08-1,02/1,02
17.
Пигмент красный 5С
18.
Пигмент алый 2С
19.
Диспергатор FA-601
1,0-5,0/1,0
1,0-5,0/1,0
1,0-5,0/2,0
20.
Вискогель ED
0,5-1,0/0,5
0,5-1,0/0,5
0,5-1,0/1,0
21.
Антикрат.добавка ПМС-200А
0,8-1,0/0,8
0,8-1,0/0,8
0,8-1,0/0,95
22.
Метилэтилкетоксим
0,15-0,20/0,15
0,15-0,20/0,15
0,15-0,20/0,20
23.
Уайт-спирит
остальное
остальное
остальное
24.
Сольвент
остальное
остальное
остальное
Таблица 4
Наименование компонентов
Массовая доля компонентов по цветам, %
рубиново-красный RAL 3003
сигнально-красный RAL 3020
глубокочерный RAL 9005
1.
Лак ПФ-060
10-70/55
10-70/10
10-70/70
2.
Лак Уралкид
7-80/30
7-80 / 80
7-80/7
3.
Сиккатив LB-5
2,4-2,9/2,35
2,3-2,8/2,3
2,4-2,9/2,4
4.
Микротальк МТ-10 SUPER
5.
Микротальк МТ ГШМ
1,5-5,0/1,5
6.
Двуокись титана (Импорт)
4,0-8,0/4,0
7.
Двуокись титана (Сумы)
1,0-5,0/1,0
8.
Пигмент желт.ж.о.Вауf. 920
9.
Пг.син.фт.15:3 B2G-L (Clar.)
0,48-0,52/0,48
10.
Пг.фталоц. синий 15:3 (Хол.)
11.
Пг.Hostaperm. Blue A4R (15:1)
0,10-0,20/0,20
12.
Пигм. Hostaperm. Green GNX
13.
Углерод технический П-803
14.
Пигмент сажевый SB-4
1,51-1,61/1,51
15.
Пигм. Hansa Brill.gelb 2GX70
3,05-3,15/3,05
16.
Пигм. красный ж.о.Вауf. 100
17.
Пигмент красный 5С
4,95-5,05/5,0
18.
Пигмент алый 2С
4,15-4,25/4,15
19.
Диспергатор FA-601
1,0-5,0/1,0
1,0-5,0/1,0
1,0-5,0/1,0
20.
Вискогель ED
0,5-1,0/0,5
0.5-1,0/0,5
0,5-1,0/0,5
21.
Антикрат.добавка ПМС-200А
0,8-1,0/0,8
0,8-1,0/0,8
0,8-1,0/0,8
22.
Метилэтилкетоксим
0,15-0,20/0,15
0,15-0,20/0,15
0,15-0,20/0,15
23.
Уайт-спирит
остальное
остальное
остальное
24.
Сольвент
остальное
остальное
остальное
В таблице 5 приведены основные свойства алкидно-уретановых эмалей, полученных способом по изобретению.
Таблица 5
Наименование показателей
Требования ТУ
Метод испытания
1. Цвет пленки
Должен находиться в пределах допускаемых отклонений, установленных контрольными образцами цвета, «Картотекой цвета RAL»
По ГОСТ 29319 и п.5.3 ТУ
2. Внешний вид пленки
После высыхания пленка должна быть гладкой, однородной, без расслаивания, оспин, потеков, морщин и посторонних включений. Допускается небольшая шагрень.
По п.5.4. ТУ
3. Условная вязкость при (20,0±0,5)°С, по вискозиметру В3-246, с
80-120
По ГОСТ 8420
4. Массовая доля нелетучих веществ, %, для эмалей:
По ГОСТ 17537 и п. 5.6 ТУ
- карминно-красный (RAL 3002)
50-56
- остальных цветов
52-60
5. Степень разбавления до вязкости типа В3-246 (или В3-4), %, не более
25
По п. 5.6 ТУ
6. Укрывистость высушенной пленки, г/м<sup>2</sup>, не более, для эмалей:
По ГОСТ 8784 разд.1
- слоновая кость (RAL 1014)
70
- ультрамариновый синий (RAL 5002)
35
- остальных цветов
55
7. Время высыхания до степени 3, ч, не более
По ГОСТ 19007
1) при(20±2)°С - карминно-красный (RAL 3002)
12
- остальных цветов
6
2) при (80±2)°С
0,5
8. Блеск пленки по фотоэлектрическому блескомеру ФБ-2, %, не менее
По ГОСТ 896
- высокоглянцевой
60 и более
- глянцевой
50-59
- полуглянцевой
37-49
- полуматовой
20-36
- матовой
4-19
9. Прочность пленки при ударе по прибору У-2М, см, не менее
50
По ГОСТ 4765
10. Твердость пленки эмали, усл. ед., не менее, по маятниковому прибору:
По ГОСТ 5233
- ТМЛ (маятник А)
0,22
- М-3
0,40
11. Эластичность пленки при изгибе, мм, не более
1
По ГОСТ 5233
12. Степень перетира, мкм, не более
25
По ГОСТ 6589
13. Адгезия пленки, баллы, не более
1
По ГОСТ 15140 разд.2
14. Стойкость покрытия к статическому воздействию раствора моющего средства, циклов, не менее
По ГОСТ 9.403 метод А и п.5.7 ТУ
- щелочного ФМС-Щ (15% р-р)
5
- кислотного ФМС-К (20% р-р)
5
15. Стойкость покрытия при t°(20±2)°С к статическому воздействию воды, ч, не менее
48
По ГОСТ 9.403 метод А и п.5.8 ТУ
16. Стойкость покрытия при температуре (20±2)°С к статическому воздействию трансформаторного масла, ч, не менее
24
По ГОСТ 9.403 метод А и п.5.9 ТУ
Как следует из данных, представленных в таблицах 3-5, заявленным способом по изобретению на заявленном производственном комплексе получают алкидно-уретановые эмали различной цветовой гаммы с высокими физико-химическими и физико-механическими, а также защитными свойствами, что позволяет использовать их в различных отраслях промышленности: в строительстве, в машиностроении.
Таким образом, техническим результатом заявленной группы изобретений является обеспечение следующих характеристик: быстрое высыхание и стабильных блеск при высыхании, высокая укрывающая способность, экономичность, универсальность - полученная по предлагаемому способу эмаль одинаково хорошо подходит для окрашивания новых и ремонта ранее окрашенных поверхностей. При хранении эмаль не расслаивается, не образует поверхностной пленки и осадка, высокотехнологична при нанесении, что достигается за счет разработанного в изобретении сочетания и последовательности введения в алкидно-уретановую композицию необходимых для получения эмали компонентов, включая последовательность введения пигментных добавок, доводочных колеровочных паст, и введение противопленочной добавки с обязательным дополнительным перемешиванием суспензии после каждого введения дополнительной добавки или новой порции любого компонента, разработанных в изобретении технологических приемов и параметров перемешивания вводимых компонентов при найденном и рекомендованном изменении оборотов мешалки и степени перетира на промежуточной стадии производства эмали по заявленному способу, а также предложенного производственного комплекса, обеспечивающего снижение трудоемкости и технологическую простоту управления процессами производства.