ГРУНТОВОЧНАЯ КОМПОЗИЦИЯ
PRIMER COMPOSITION

Изобретение относится к лакокрасочным покрытиям, в частности к грунтовочным композициям с пониженным содержанием летучих веществ холодного отверждения, предназначенным для окраски металлических и неметаллических поверхностей, и может быть использовано в авиационной технике, в строительстве и других отраслях промышленности.
Известны грунтовочные композиции марки Aviox CF Primer 37124 на основе эпоксидной смолы (Рекламный проспект фирмы Akzo Nobel Aerospace Coating, 2009 года) и на основе акриловой смолы (патент США №7445848), содержащие отвердитель и легколетучие соединения.
Известные композиции обладают пониженным содержанием легколетучих соединений, однако недостатками известных композиций являются низкая жизнеспособность (0,5-1 час), невозможность применения их для окраски металлических изделий, длительность холодного отверждения (не менее 4 часов).
Известна грунтовочная композиция для покрытия, включающая, мас.%: поливинилхлорид или сополимер винилхлорида с винилацетатом, обработанный углеводородформальдегидной смолой 12,6-30,6 в соотношении 15:4 до 15:8, эпоксидную диановую смолу 2-15, пластификатор 3-9, отвердитель аминного типа 0,07-2,20, пигмент 0,9-8,0, органический растворитель - остальное (а.с. СССР №1776683).
Недостатками известной грунтовочной композиции являются невысокие адгезионные свойства, пониженная водостойкость.
10
20
Известен состав для покрытий, включающий, мас.ч.: хлорированную поливинилхлоридную смолу 100, пластификатор 4-22, пигменты 73-210, поверхностно-активное вещество 1,4-8, наполнитель 450-890, органический растворитель 640-1170, хлорированный углеводород с длиной цепи С-Си содержанием хлора 45-52% 11-51 (а.с. СССР №1636435).
Недостатком известного состава для покрытия является пониженное содержание нелетучих веществ (до 52%), что приводит к увеличению токсичности лакокрасочной композиции.
Наиболее близким аналогом, взятым за прототип, является грунтовочная композиция, включающая, мас.ч.: поливинилхлоридная смола - 100, пластификатор - 25-50, пигменты - 10-30, термостабилизатор - 3-5, разбавитель - 50-120 (а.с. СССР №525734).
В качестве пластификатора состав может содержать диоктилфталат, диоктилсебацинат, диоктиладипинат, хлорированный парафин, хлорированный дифенил, бутилбензилфталат или их смесь.
В качестве пигментов состав содержит оксид хрома, диоксид титана, сажу.
В качестве термостабилизатора состав содержит эпоксидированное соевое масло или глицериновый эфир аминокротоновой кислоты.
В качестве разбавителя грунтовочная композиция содержит смесь, включающую моноэтиловый или монобутиловый эфир этиленгликоля, ксилол, и/или бутанол, изопропанол в соотношении 1,5:1,0:0,5.
Недостатками известной композиции являются высокая температура отверждения покрытия (160-175°C в течение 45-60 минут), а также повышенное водопоглощение.
Технической задачей изобретения является создание грунтовочной композиции холодного отверждения с пониженным содержанием летучих веществ, обладающей пониженным водопоглощением при сохранении адгезионных и физико-механических характеристик на уровне прототипа.
Поставленная техническая задача достигается тем, что предложена грунтовочная композиция, включающая хлорированный сополимер, пигменты и органический растворитель, которая в качестве хлорированного сополимера содержит продукт эмульсионной полимеризации винилхлорида и винилиденхлорида, дополнительно содержит модификатор - глицидиловый эфир, минеральный наполнитель и отвердитель - смесь гексаметилендиамина и третичного амина при следующем соотношении компонентов, мас.%.:
Хлорированный сополимер
8-15
Модификатор
4-14
Пигменты
16,5-22,7
Минеральный наполнитель
25-33
Отвердитель
1-5
Органический растворитель
25-29
В качестве модификатора она содержит триглицидиловый эфир полиоксипропилентриола или триметилолпропана или диглицидиловый эфир полиоксипропиленгликоля.
В качестве пигментов композиция содержит смесь диоксида титана с цинковыми белилами, или с углеродом техническим, или с пигментом красным железоокисным, или с оксидом хрома.
В качестве минерального наполнителя она содержит тальк или микротальк в смеси с микропеском.
В качестве органического растворителя могут быть использованы ацетон, бутилацетат, ксилол или их смесь в соотношении 3:3:4.
Установлено, что за счет введения модификатора в предлагаемую композицию происходит наиболее равномерное распределение компонентов в хлорированном сополимере, позволяющее сформировать наиболее качественное лакокрасочное покрытие (однородное, без шагрени, подтеков и шероховатостей), что приводит к повышению водостойкости, адгезионных, физико-механических свойств.
Холодное отверждение грунтовочной композиции достигается за счет введения в нее указанного отвердителя, содержащего катализатор отверждения - третичный амин, в качестве которого могут быть использованы диметилбензиламид, диэтилентриамин, диметиламинмезитол, приводящий к повышению общей нуклеофильности отвердителя. В результате снижается температура до (20±2)°C реакции полимеризации отвердителя с функциональными группами хлорированного сополимера с образованием трехмерной пространственной структуры.
Пониженное содержание летучих веществ достигается за счет введения в грунтовочную композицию минеральных наполнителей и пигментов, увеличивающих содержание сухого остатка.
В качестве продукта эмульсионной полимеризации винилхлорида и винилиденхлорида используют ВХВД-40 (Сырье и полупродукты для лакокрасочных материалов. М., Химия, 1978, стр.185), ОСТ 6-01-19.
В качестве пигментов использованы диоксид титана ГОСТ 9808, пигменты железоокисные ТУ 6-10-602-86, оксид хрома ГОСТ 2912, цинковые белила ГОСТ 202, технический углерод ГОСТ 7885.
В качестве модификатора использованы триглицидиловый эфир полиоксипропилентриола марки Лапроксид 703, триглицидиловый эфир триметилолпропана марки ТМП или диглицидиловый эфир полиоксипропиленгликоля марки Лапроксид 702 по ТУ 2226-029-1048057.
В качестве наполнителя использованы тальк ГОСТ 879, микротальк ГОСТ 19284, микропесок кварцевый пылевидный ГОСТ 9077.
В качестве отвердителя использована смесь гексаметилендиамина ТУ 6-10-1263 и катализатора - третичного амина, в качестве которого могут быть использованы диметилбензиламид, диэтилентриамин, диметиламинмезитол ТУ 6-09-4136 в массовом соотношении, см. табл.1.
Примеры осуществления
Пример 1
Раствор в ацетоне ВХВД-40, лапроксид 703, пигменты - диоксид титана и углерод технический, тальк, микропесок в количествах, указанных в таблице, загрузили в шаровую мельницу. Перемешивали до получения однородной грунтовочной композиции. Добавили отвердитель и нанесли композицию на окрашиваемую поверхность.
Примеры 2-5 проводили аналогично примеру 1.
Пример 6 (прототип)
Поливинилхлоридную смолу, пластификатор, пигменты, термостабилизатор, разбавитель загрузили в шаровую мельницу и провели диспергирование компонентов до степени дисперсности 25-40 ед. по методу «Клина». Полученный состав нанесли на покрытие и выдержали при (20±2)°C 10 суток.
Составы предлагаемой грунтовочной композиции и прототипа приведены в таблице 1, свойства - в таблице 2.
Определение характеристик композиции проводили по действующей на лакокрасочные материалы нормативно-технической документации.
Адгезионные и физико-механические свойства предлагаемой композиции находятся на уровне прототипа. Адгезионные свойства (ГОСТ 15140), балл - 1, эластичность пленки при изгибе (ГОСТ Р 52740), мм - 1, прочность пленки на удар (ГОСТ 4765), Дж - 5.
Как видно из данных, приведенных в таблице 2 предлагаемая грунтовочная композиция является композицией холодного отверждения, отверждается при (20±2)°C не более 90 мин, а прототип при (20±2)°С более 7 суток. По сравнению с прототипом предлагаемая композиция имеет повышенную на 9-11% массовую долю нелетучих веществ и пониженное более чем в 2 раза водопоглощение и при этом не уступает прототипу по адгезионным и физико-механическим показателям. Предлагаемая грунтовочная композиция позволяет сформировать наиболее качественное лакокрасочное покрытие (однородное, без шагрени, подтеков и шероховатостей).
Применение грунтовочной композиции позволит снизить энергозатраты и повысить экологическую безопасность при ее производстве и использовании.
Таблица 1
Наименование компонентов
Состав, мас.%
Прототип
1
2
3
4
5
ВХВД-40
8,0
10,9
15,0
10,6
10,7
-
Лапроксид 703
14,0
6,7
-
-
-
-
Лапроксид 702
-
-
12,6
4,0
-
-
Лапроксид ТМП
-
-
-
-
8,3
-
Пигменты:
диоксид титана
16,0
18,0
15,0
18,0
17,0
10,0
оксид хрома
-
4,7
-
-
-
-
красный железоокисный
-
-
2,2
-
-
-
цинковые белила
-
-
-
4,6
-
-
углерод технический
0,5
-
-
-
-
-
Минеральный наполнитель:
микротальк
-
25,9
23,5
-
29,0
-
тальк
25,0
-
-
22,8
-
-
микропесок
6,5
4,8
5,0
8,0
4,0
-
Отвердитель:
1,0
4,0
1,2
3,2
5,0
-
гексаметилендиамин
87
81
86
89
91
-
диметилбензиламид
13
-
14
-
-
-
диэтилентриамин
-
-
-
11
-
-
диметиламинмезитол
-
19
-
-
9
-
Органический растворитель:
ацетон
29,0
-
-
-
-
-
бутилацетат
-
25,0
-
-
-
-
ксилол
-
-
25,5
-
-
-
или их смесь в соотношении 3:3:4
-
-
-
28,8
26,0
-
Поливинилхлоридная смола
-
-
-
-
-
33,3
Пластификатор
-
-
-
-
-
16,6
Термостабилизатор
-
-
-
-
-
1,7
Органический разбавитель:смесь моноэтилового эфира этиленгликоля, ксилола, бутанола в соотношении 1,5:1,0:0,5
-
-
-
-
-
38,4
Таблица 2
Свойства
Примеры заявляемой композиции
Прототип
1
2
3
4
5
Массовая доля нелетучих веществ (сухой остаток), %
77,0
78,4
78,6
76,8
77,7
70,6
Время высыхания до степени 3 при температуре (20±2)°C, в мин
90
30
60
45
15
>7 суток
Водопоглощение за 30 суток, %
2,6
2,3
2,5
2,4
2,2
4,8