Органоминеральный дисперсный лакокрасочный материал
ORGANOMINERAL DISPERSE PAINTWORK MATERIAL

Изобретение относится к лакокрасочным материалам и может быть использовано для наружной окраски зданий и сооружений по бетонным, кирпичным, деревянным и другим поверхностям.
Известно, что как для внутренней, так и для наружной окраски любых цементсодержащих (бетон, железобетон, кирпич, штукатурка) поверхностей хорошо подходят акриловые сополимеры, обладающие высокими адгезионными характеристиками (Толмачев И.А. Новые водно-дисперсионные краски / И.А. Толмачев, В.В. Верхоланцев. - Л.: Химия, 1979. - 200 с.). Акриловые пленкообразующие являются экологически чистыми материалами, совместимы с любыми неорганическими и органическими пигментами и обеспечивают получение покрытий в широкой цветовой гамме.
Известна теплоизоляционная краска - покрытие (Патент РФ №2544854, МПК 8, C09D 133/00, C09D 135/06, C09D 5/02, C09D 5/08, 2015), которая содержит в качестве пленкообразующего водную эмульсию сополимера стирола и акриловых мономеров «Акрэмос-101», загуститель - водную эмульсию сополимера «Акрэмос-401», диспергирующую добавку - полифосфат натрия, антифриз - диэтиленгликоль, коалесцирующую добавку - уайт-спирит, минеральный наполнитель и воду. Краска дополнительно содержит стеклянные микросферы на основе натрий борсиликатного стекла, а в качестве минерального наполнителя - диатомит и белую сажу при следующем соотношении компонентов, мас. %: водная эмульсия сополимера стирола и акриловых мономеров «Акрэмос-101» 17,5-22,46, водный раствор акрилового сополимера «Акрэмос-401» 4,28-5,46, диэтиленгликоль 10,27-13,10, полифосфат натрия 3,85-4,91, уайт-спирит 2,57-3,27, диатомит 6,06-13,63, белая сажа 3,06-5,12, микросферы на основе натрий борсиликатного стекла 6,06-7,50, вода - остальное.
Недостатком данного технического решения является то, что теплоизоляционная краска-покрытие имеет низкую теплопроводность и плотность при обеспечении достаточной адгезионной прочности покрытия.
Известна водно-дисперсионная краска для получения высокоэластичных покрытий (Патент РФ №2286365, МПК C09D 5/02, C09D 133/00, C09D 133/04, 2006). Краска включает в качестве акрилового пленкообразующего водную пластифицированную акриловую дисперсию Финндисп А-6000 на основе сополимера Н-бутилакрилата со стиролом, карбонатный наполнитель, пигмент - двуокись титана, в качестве загустителя полимерный ассоциативный загуститель Аквафлов НЛС на основе гидрофобизированного полиэфира полиацеталя, в качестве диспергатора триполифосфат натрия и добавку Агапол РА 40 на основе аммонийной соли поликарбоксильного полимера. В качестве пеногасителя используется добавка БИК-037, представляющая собой водную эмульсию смеси минерального масла, парафина и силикона, в качестве биоцидной добавки - антисептик Неомид 220 на основе йодопроизводных соединений. Краска дополнительно содержит реологическую добавку БИК-380 на основе акрилового полимера.
Известны, в частности, композиции на основе жидкого стекла с различными наполнителями - вспученный перлит, доломит (RU 2126776, 1999), или полными микросферами золы-уноса ТЭЦ (SU 1724524, 07.04.1992), или со смесями стеклянных микросфер с микросферами в виде дымовых отходов сжигания угля с размером частиц 10-300 мкм (RU 2098379 10.12.97).
Однако все указанные композиции имеют ограниченное применение.
Известно изобретение, которое основано на использовании в качестве связующего при изготовлении силикатных красок полисиликатных растворов, полученных смешением жидкого стекла и золя кремниевой кислоты. [В.И. Логанина, Е.Б. Мажитов. Исследование межфазного взаимодействия в зольсиликатных красках // Вестник БГТУ. 2018. №3 - С. 13-17]. В работе полисиликатные растворы получали путем взаимодействия стабилизированных растворов коллоидного кремнезема (золей) с водными растворами щелочных силикатов (жидкими стеклами). Применяли золь кремниевой кислоты Nanosil 20 и Nanosil 30, выпускаемые ПК «Промстеклоцентр». Применяли натриевое жидкое стекло с модулем М=2,78, калиевое жидкое стекло - с модулем М=3,29. В качестве наполнителя применяли микрокальцит марки МК-2 (ТУ 5743-001-91892010-2011) и тальк марки МТ-ГШМ (ГОСТ 19284-79), в качестве пигмента - диоксид титана 230 рутильной формы (ТУ 2321-001-1754-7702-2014).
Наиболее близким к заявленному изобретению по составу является водно-дисперсионная краска, содержащая в качестве пленкообразующего водную эмульсию сополимера стирола и акриловых мономеров «Акрэмос-101», загустителя - водный раствор акрилового сополимера «Акрэмос-401», пигмента - диоксид титана рутильной формы, наполнителя - мел или доломит, или их смесь в соотношении 1:1, диспергирующей добавки - полифосфат натрия или гексаметафосфат натрия, антифриза - диэтиленгликоль, пеногасящей добавки - противовспениватель «Нопко NXZ», коалесцирующей добавки - уайт-спирит, структурирующей добавки - оксид цинка или аэросил, или смесь оксида цинка и каолина в соотношении 1:1, воду и дополнительно биоцидную добавку «Гидол» (RU 2348665, C09B 5/02, C09D 133/02, опубл. 10.03.2009).
Известная композиция обеспечивает хорошие технологические и эксплуатационные характеристики, в том числе яркую белизну, а также высокую атмосферостойкость и светостойкость. Однако недостатком данного и предыдущего изобретения является их многокомпонентность, сложность состава.
Задачей изобретения является создание двухкомпонентного покрытия различной цветовой интенсивности, обладающего хорошими реологическими и потребительскими свойствами, стойкостью к истиранию, прочностью, эластичностью.
Технический результат заключается в создании органоминерального дисперсного лакокрасочного материала, при варьировании состава которого можно получить покрытие различных оттенков серого цвета, устойчивого к внешним климатическим условиям, обладающего хорошими реологическими и потребительскими свойствами, стойкостью к истиранию, прочностью, эластичностью.
Поставленная задача решается путем создания органоминерального дисперсного лакокрасочного материала, полученного при смешении полимерной основы - жидкий акрил «Пластол-Титан» и наполнителя - базальта, имеющего разную степень дисперсности, с последующим нанесением полученного покрытия на поверхность. В зависимости от размера частиц базальта и соотношения твердой/жидкой фазы конечный продукт может менять интенсивность окрашивания.
Изобретение осуществляется следующим образом:
Пример 1: Тонкодисперсный базальт со средним размером частиц 420 нм, полученный путем механического измельчения в течение 60 мин исходной горной породы на планетарной шаровой мельнице PM 100, вносили в жидкий акрил «Пластол-Титан»в соотношении 1:3, 1:1, 3:2 по массе. Полученные рабочие суспензии путем смачивания наносили на деревянные поверхности с помощью кисти. Спектральные (цветовые) характеристики обработанной поверхности определялись с помощью портативного спектрофотометра X - Rite 962/964. Наиболее контрастные данные по цветовым оттенкам получаются на образцах с составом при соотношении наполнителя и связующего 3:2 по массе.
Пример 2: Получение рабочих суспензий в условиях примера 1, отличаются тем, что использовался тонкодисперсный базальт со средним размером частиц 330 нм, полученный путем механического измельчения в течение 120 мин исходной горной породы на планетарной шаровой мельнице.
Наиболее контрастные данные по цветовым оттенкам получаются на образцах с составом при соотношении наполнителя и связующего 3:2 по массе, но, сравнивая пример 1 и пример 2, получили, что оттенок варьируется в зависимости от степени измельчения наполнителя, при использовании тонкодисперсного базальта со средним размером частиц 420 нм - оттенок темно-серый, при использовании тонкодисперсного базальта со средним размером частиц 330 нм - серо-зеленый, а также покрытия с наибольшим содержанием наполнителя независимо от степени измельчения наносятся ровнее и имеют более однородный цвет.
Образец, полученный по условиям примера 2, был помещен в камеру тепла и холода для воздействия на него знакопеременных температур. Было осуществлено 10 циклов попеременного оттаивания и замораживания от -20°С до +30°С. Получили, что исследуемое покрытие на образце после воздействия на него знакопеременных температур не изменило своих цветовых характеристик и сохранило равномерно распределенный слой по поверхности.
Результаты по спектральным характеристикам приведены в таблице 1.
Таблица 1.
№
Время помола, мин
Средний размер частиц, нм
Состав, части (по массе)
L
a
b
Базальт
Жидкий акрил «Пластол-Титан»
1
60
429,4±25,4
1
3
67,87
+2,32
+19,83
1
1
52,33
+0,83
+8,12
3
2
51,80
-1,52
+6,32
2
120
336,8±34,5
1
3
71,49
+2,06
+20,38
1
1
58,53
+0,24
+14,48
3
2
52,90
-1,77
+8,48
Модель состоит из трех каналов:
L (Lightness) - устанавливает координаты света (100) и тени (0);
a - спектр от зеленого (-128) до пурпурного (127);
b - спектр от голубого (-128) до желтого (127).
Получены разные оттенки в зависимости от степени помола. Наиболее насыщенный цвет и явные цветовые отличия при нанесении на деревянную поверхность наблюдали при использовании базальта с размером частиц 420 нм и при соотношении твердой и жидкой фазы 3:2 по массе.