ЗАЩИТНО-ДЕКОРАТИВНАЯ КРАСКА
PROTECTIVE-DECORATIVE PAINT

Изобретение относится к лакокрасочным материалам, в частности к краскам, применяемым для защитно-декоративных покрытий металлических поверхностей для наружных и внутренних отделок, работающих в условиях абразивного износа, эксплуатируемых в агрессивных средах и атмосферных условиях различных климатических зон.
Известна эмаль, содержащая пленкообразующий компонент (А-15-0) - 15% частично омыленный сополимер винилхлорида с винилацетатом в смеси органических растворителей, состоящих из бутилацетата, ацетона и толуола при их соотношении 1:2:5, смесевый пигмент, содержащий в мас.% диоксид титана 9,10-10,30, желтый железоокисный пигмент 1,10-8,8,90, красный железоокисный пигмент 0,10-0,30 и технический углерод - остальное, наполнитель в виде смеси микроталька и аэросила в мас.% 90,0-92,0 и 8,00-10,00 соответственно, при следующем соотношении компонентов, мас.%: пленкообразующий компонент 79,60-87,00; смесевой пигмент 10,50-18,00; наполнители 2,40-2,50 (Патент RU № 2238288, класс С09D 127/06, 5/08. Заявл. 2003.07.11 заявка № 2003121082/04. Опубл. 2004.10.20).
Однако эта эмаль предназначена для защиты только предварительно загрунтованных поверхностей, имеет многокомпонентный состав пигмента, обеспечивает недостаточные защитно-декоративные свойства, имеет длительное время высыхания, низкую долговечность, содержит дорогостоящие компоненты.
Известна акриловая лакокрасочная композиция для защитно-декоративных покрытий металлических поверхностей, деталей машин, приборов, эксплуатируемых внутри помещений, в атмосферных условиях и агрессивных средах, содержащая 48-52%-ный раствор в толуоле сополимера бутилакрилата, стирола и метакриловой кислоты в соотношении (37,8-38,8):(58,5-59,5):2,7, в качестве наполнителя - карбонат кальция кристаллический, а в качестве растворителя - толуол и бутилацетат, загуститель - органическое производное монтмориллонита «Бентоне SD-2», диспергатор - смесь натуральных фосфолипидов «Лецитин растительный» или «Соя лецитин Nalec 10-F», пластификатор - дибутилфталат (Патент RU № 2314327, класс С 09 D 133/04, 133/10, 5/00. Заявл. 2006.09.20, заявка №2006133695/04. Опубл. 2008.01.10).
Однако эта композиция обеспечивает недостаточные антикоррозионные и защитно-декоративные свойства, значительное время высыхание, незначительную декоративность при многокомпонентном составе.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является защитно-декоративная краска, включающая пленкообразующее на основе алкидной смолы, пигмент, ускоритель высыхания и органический растворитель, которая содержит в качестве пигмента белый пигмент - двуокись титана и цветной пигмент - порошок минерала волконскоит при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Указанное пленкообразующее
32-69
Ускоритель высыхания - сиккатив
0,1-0,5
Двуокись титана
0,1-0,5
Волконскоит
8-25
Органический растворитель
остальное.
(Патент RU №2296147, класс С09D 167/08. Заявл. 01.11.2004 г., заявка № 2004131584/04. Опубл. 27.03.2007, Бюл. № 9).
Однако эта защитно-декоративная краска содержит дорогостоящий, редкий минерал волконскоит, имеющий травянисто-зеленый цвет, что ограничивает его декоративные возможности, значительное время высыхания, обеспечивает недостаточную антикоррозионную защиту и физико-механические свойства, в частности абразивостойкость.
Технический результат данного предлагаемого изобретения заключается в получении композиции, удовлетворяющей следующим требованиям:
- значительное повышение абразивостойкости, антикоррозионных и защитно-декоративных свойств;
- улучшения декоративного эффекта - получение разной степени шероховатости поверхности с металлическим блеском при незначительном времени высыхания.
2
3
Указанный технический результат достигается тем, что защитно-декоративная краска, включающая пленкообразующее на основе алкидной смолы, пигмент, ускоритель высыхания, органический растворитель, дополнительно содержит реологическую добавку, наполнители, а в качестве пигмента - спекулярит с высоким содержанием FеO и размером частиц не менее 30 мкм, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Указанное пленкообразующее
21-45
Спекулярит с высоким содержанием Fе<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
и размером частиц не менее 30 мкм
35-55
Наполнители
4-12
Реологическая добавка
1-2
Ускоритель высыхания
0.5-1,5
Органический растворитель
остальное
Защитно-декоративная краска в качестве пленкообразующего предпочтительно может содержать модифицированный алкидный пленкообразователь. Защитно-декоративная краска в качестве реологической добавки предпочтительно может содержать добавку, представляющую собой поверхностно-активное вещество на основе жирного амина, например, марки TROYSOL.
Защитно-декоративная краска дополнительно содержит красящий пигмент в количестве 0,5-4,5 мас.%. В качестве красящего пигмента может быть использован металлический пигмент и/или органический краситель
Для приготовления защитно-декоративной краски используют:
- В качестве пленкообразователя любую алкидсодержащую смолу, но предпочтительно модифицированную, например:
а) алкидно-фенольную смолу марки AMF 30х60 (ТУ LVUTN-40003245470-10-02), фирмы «Biolar» (Латвия), представляющую собой раствор тощего лака, модифицированного тунговым маслом и фенолформальдегидной смолой, содержащей 59-61% массовой доли нелетучих веществ;
б) алкидно-фенольную смолу марки АФ-033 ТУ 2311-025-54651722-2002, представляющую собой раствор глифталевой смолы в ксилоле, модифицированной канифолью и фенольной смолой, содержащей 53±2% массовой доли нелетучих веществ;
в) алкидно-уретановую смолу марки «Корундинол УПФТал-55» ТУ 2311-030-72311668-2006, представляющую собой раствор пентафталевой смолы в уайт-спирите, модифицированной жирными кислотами таллового масла и толуилендиизоцианатом, содержащей 49±2% массовой доли нелетучих веществ;
г) алкидно-стирольный лак МС-25 (ТУ 6-10-1403-78), представляющий собой раствор в ксилоле или смеси ксилола со скипидаром алкидной смолы, модифицированной стиролом и смесью высыхающего или полувысыхающего тунгового масла.
В качестве реологической добавки может быть использовано, например, поверхностно-активное вещество на основе жирного амина марки TROYSOL, ТЕЛА3-15 по ТУ2433-061-27991970-04, фирмы «Автоконинвест», представляющее собой аминоамид жирных кислот в растворителе с массовой долей нелетучих веществ: 50% (±2).
Предпочтительно использование импортной реологической добавки, идущей под торговым названием TROYSOL фирмы «Troy» (США), например, TROYSOL 98C, представляющей собой поверхностно-активное вещество на основе жирного амина. Кроме того, могут быть использованы другие реологические добавки, например, органофильный бентонит SD-1, производства Великобритании, соевый лецитин по ТУ 9146-203-00334534-97.
В качестве наполнителя применяют микротальк, омиакарб, микробарит и другие.
2
3
В качестве спекулярита применяют любой спекулярит с размером частиц не менее 30 мкм, но предпочтительно с высоким содержанием FeO, например:
2
3
а) алтайского месторождения «Рудный Лог» с содержанием FeO 75-85%, окислов кремния, алюминия, магния и кальция соответственно не более 12,5-22,7; 1,8; 0,2; и 0,3%;
2
3
б) алтайского месторождения «Рудный Лог» с содержанием FeO 65-74%, окислов кремния, алюминия, магния и кальция соответственно не более 23,7-32,5; 1,8; 0,2; и 0,3%;
2
3
в) алтайского месторождения «Рудный Лог» с содержанием FeO 85-94%, окислов кремния, алюминия, магния и кальция соответственно не более 3,7-12,7; 1,8; 0,2; и 0,3%;
2
3
2
3
2
г) марки Miox фирмы Karntner Montanindustrie (Австрия), содержащую FeO 85- 94%, АlО - 2-3%, MgO - 1-2%, Ca - 0,3%, SiO - 3-6%, Pb<0.1%;
2
3
2
3
2
2
д) марки Nubifer фирмы «Nubiola» (Испания), содержащую FeO 89-94%, АlО - 1,9%, MgO - 0,1%, Ca - 0,4%, SiO - 4,2%, KO 0,2%.
В качестве органических растворителей используют, например, ксилол, уайт-спирит, бутилацетат и другие.
В качестве ускорителя высыхания используют, например:
а) сиккатив «Радуга» - 3.1 по ТУ 2311-001-59344679-04 с массовой долей металлов: Pb 13,0-17,0%, Zn 2.5-6.5%, Co 0,8-1,2%;
б) сиккатив марки LB-2, фирмы «Biolar», Латвия с массовой долей металлов: Pb 15,0±0,3%, Мn 0,9±0,1%, Со 1,2±0,1%;
в) сиккатив марки ОктаХим 1,2,3 (Со 0,5; Мn 1,0; Zn 2,0) ТУ 2311-001-79229214-2007 и другие.
В качестве красящего пигмента может быть использован металлический пигмент, например, бронзовая пудра марки ВПК (ТУ 48-21-721-84) или органический краситель, например, голубой фталцианиновый (15:3) ТУ 2463-014-40476089-2001, алый (ТУ 6-14-318-84) и другие. Количество дополнительного пигмента зависит от требуемого цвета краски. Таким образом, можно приготовить краски, которые по цвету будут соответствовать всей палитре цветов.
Сущность изобретения заключается в том, что предлагаемое сочетание компонентов со спекуляритом с размером частиц не менее 30 мкм в соответствующем процентном соотношении обеспечивают надежные защитные свойства: абразивостойкость, стойкость к коррозии и улучшают декоративный эффект за счет получения шероховатой поверхности с металлическим блеском. Степень шероховатости поверхности будет определяться размером частиц спекулярита.
Цвет покрытия можно изменить на любой другой путем дополнительно введения металлических пигментов или органических красителей, при этом шероховатость и угловой металлический блеск покрытия остается.
Таким образом, предлагаемая защитно-декоративная краска, состоящая из пленкообразующего на основе алкидной смолы ускорителя высыхания, органического растворителя, реологической добавки, наполнителей, спекулярита с размером частиц не менее 30 мкм, в предлагаемом процентном соотношении компонентов, который установлен опытным путем, в совокупности обеспечивает синергетический эффект, проявляющийся в повышении декоративности, количественных показателей защитных свойств, сокращении времени высыхания при низкой себестоимости в сравнении с прототипом.
Оптимальный размер частиц спекулярита для достижения повышенного декоративного эффекта составляет 200 мкм.
Защитно-декоративную краску готовят смешением в диссолвере с дальнейшим прогоном через бисерную мельницу типа «Neitsch» в расчетном количестве раствора полимерного пленкообразующего вещества в органическом растворителе, наполнителей, органического красителя в течение 45-60 минут до перетира не более 40 мкм по прибору «гриндометр», затем добавляют спекулярит, реологическую добавку, ускоритель высыхания, металлический пигмент и состав дополнительно перемешивают в течение 10-15 минут.
Композицию наносят на поверхность металла после удаления только рыхлой части ржавчины металлической щеткой методом пневматического или безвоздушного распыления, кистью, валиком. Толщина одного слоя покрытия составляет 30-40 мкм.
Изобретение иллюстрируется примерами, приведенными в таблице 1. Время высыхания композиции до степени 3 при температуре (20±2)°С не более 45-60 мин, а при температуре (80±5)°С не более 10 мин. Время высыхания определено по ГОСТ 19007.
Результаты испытаний композиции приведены в таблице 2. Данные таблицы показывают, что предлагаемая краска превосходит прототип по времени высыхания, абразивостойкости, антикоррозионным свойствам, особенно к воздействию соляного тумана.
Более высокие декоративные и защитные свойства предлагаемой краски позволяют использовать ее в атмосферных и агрессивных условиях в зонах с умеренным и умеренно-холодным климатом.
Таблица 1
Компоненты, мас.%
Прототип по патенту №2296147
Примеры по изобретению
1
2
3
4
5
6
7
алкидный пленкообразователь:
а) ГФ-177
50,5
45,0
б) АФ-033
45,0
21,0
в) АМФ 30×60
21,0
г) «Корундинол УПФТал-55»
35,0
35,0
д) МС-25
37,0
ускоритель высыхания:
а) «Радуга-1»
0,3
б) марки LB-2
1,5
1,0
в) «Радуга»-3.1
0,5
1,2
0,5
г) ОктаХим 1,2,3
0,9
0,9
Двуокись титана
0,3
Волконскоит
16,5
Реологическая добавка:
a) TROYSOL-98C
2,0
1,2
б) ТЕЛА3-15
1,0
1,5
1,2
в) Бентонит органофильный
M.SD-6
1,0
1,0
Лецитин соевый
0,5
Спекулярит
а) месторождения «Рудный Лог» (размер частиц 200 мкм) Fе<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
75-85%
35,0
55,0
б) месторождения «Рудный
Лог» (размер частиц 150 мкм)
Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub> 65-74%
35,0
в) месторождения «Рудный Лог» (размер частиц 100 мкм)
Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub> 85-94%
40,0
г) марки Miox (размер частиц 63 мкм)
55,0
35,0
д) марки Nubifer (размер частиц
40 мкм)
40,0
Наполнители:
а) Микротальк
8,0
8,0
8,0
б) Омиакарб 2Х-КА
4,0
4,0
в) микробарит
12,0
7,5
Органический растворитель:
остальное
а) толуол
3,3
б) ксилол
8,5
9,4
5,5
17,5
в) уайт-спирит
10,9
10,9
г) бутилацетат
9,1
18,5
Красящий пигмент
а) бронзовая пудра марки ВПК
3,5
б) органический пигмент
(голубой фталцианиновый 15:3)
0,5
1,0
Таблица 2
Результаты испытаний
Наименование показателей
Предлагаемая композиция
Прототип по патенту
Составы из таблицы 1
2296147
1
2
3
4
5
6
7
Условная вязкость по вискозиметру В3-4 при 20°С, с
56,0
64,0
60,0
68,0
70,0
74,0
68,0
95,0
Массовая доля нелетучих веществ
66,4
71,6
69,5
66,0
69,5
62.5
70.5
52,0
Время высыхания до степени 3,
45
45
60
60
60
60
60
час, при температуре (20±2)°С не более
мин
мин
мин
мин
мин
мин
мин
4 часа
Твердость покрытия, усл. ед., не менее
0,5
0,5
0,45
0,3
0,46
0,4
0,45
0,5
Укрывистость в пересчете на сырую пленку (г/м<sup>2</sup>, не более)
95,0
101,0
100,0
94,4
93,7
90,0
89,3
114
Стойкость покрытия к воздействию соляного тумана, ч
360
360
360
360
360
360
360
240
Прочность покрытия к истиранию абразивной шкуркой (уд. весовой износ), г/м<sup>2</sup>
11,5
10,8
10,5
12,7
10,1
11,1
12,0
13,2