КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ВОДНО-РАСТВОРИМЫХ ДИСПЕРСИЙ И СПОСОБ ЕЕ ПОЛУЧЕНИЯ
COMPOSITION FOR PREPARING WATER-SOLUBLE DISPERSIONS AND METHOD OF OBTAINING SAID COMPOSITION

Изобретение относится к области химии и может быть использовано при получении композиций для изготовления водно-дисперсных красок, грунтовок и пропиток; шпатлевок, декоративной штукатурки; волокнисто-цементных покрытий и т.п.
В условиях высокой обсемененности воздуха закрытых помещений и местах большого скопления людей (больницы, общественные учреждения и организации, школы, детские сады, военные казармы и др.) возрастает роль неспецифической профилактики инфекционных заболеваний - использование биоцидных материалов для окраски стен и других поверхностей.
Кроме здравоохранения лакокрасочные покрытия биоцидного действия могут быть востребованы учреждениями образования и культуры (библиотеки, музеи), оборонной, пищевой промышленностью - для избежания плесени во влажных помещениях (холодильные камеры, хранилища муки, зерна, круп), в коммунальном хозяйстве (бассейны, бани, подвалы).
Известна вододисперсная лакокрасочная композиция, включающая водоразбавляемое пленкообразующее, пигменты, загуститель, поверхностно-активное вещество, биоцидную добавку и воду (пат. RU 2059673, 1996, БИ №13).
Известен водоразбавляемый состав для бактерицидных покрытий на основе водоэмульсионной краски с добавлением производных ПГМГ в виде 0,3-30% водного эмульсионного раствора в количестве 0,5-9 мас.ч. на 100 мас.ч. композиции (пат. RU 2189999, 2002 г., БИ №27).
Недостатком данных композиций является незначительная стойкость покрытия к воздействию воды и к смываемости пленки, что исключает частую влажную уборку помещений, на стены которых нанесено покрытие, включающее данную композицию.
Известна композиция, включающая водоразбавляемое пленкообразующее, пигменты, загуститель, поверхностно-активное вещество, биоцидную добавку, алкидную эмульсию с эмульгатором неионного и/или анионного типа и воду (пат. RU 2154078, 2000 г.).
Однако данная водно-дисперсная лакокрасочная композиция обладает недостаточной стойкостью к воздействию воды и стабильностью при хранении.
Технической задачей изобретения является:
- получение композиции на доступном сырье,
- увеличение стойкости покрытия к воздействию воды при наличии влажности в помещениях.
Поставленная задача достигается композицией для изготовления водно-растворимых дисперсий, содержащей, мас.%:
бутиловый эфир акриловой кислоты
22,00-24,00
стирол
23,00-24,50
метакриловая кислота
1,80-2,50
44-46% водный раствор натриевой соли
1,00-1,10
полиакриловой кислоты
40% водный раствор
0,35-0,50
этоксилированного изотридеканола
(>5-20 этиленоксидных групп)
24-26% водный раствор натриевой соли
3,70-4,00
сульфатированной этоксилированной
(7 этиленоксидных групп) смеси синтетических
линейных жирных спиртов C<sub>12</sub>-C<sub>15</sub>
натрия пероксидисульфат
0,15-0,25
70% водный раствор третбутилгидропероксида
0,05-0,15
натрия формальдегидсульфоксилат
0,05-0,10
калия гидроокись
0,05-0,15
25% водный раствор аммиака
0,70-0,95
биоцид
0,15-0,25
деминерализованная вода
44,0-45,0
12
15
Композицию получают способом, заключающимся в том, что в реактор подают воду, азот, поднимают температуру в реакторе до 35°C, включают мешалку, подают смесь 44-46% водного раствора натриевой соли полиакриловой кислоты, 24-26% водного раствора натриевой соли сульфатированной этоксилированной, имеющий 7 этиленоксидных групп смеси синтетических линейных жирных спиртов C-C, и 40% водный раствор этоксилированного изотридеканола, имеющий >5-20 этиленоксидных групп, затем в реакторе поднимают температуру до 70°C и подают 2,9% смеси мономеров бутилового эфира акриловой кислоты, стирола и метакриловой кислоты, поднимают в реакторе температуру до 75°C и добавляют 70% от общего количества раствора катализатора - натрия пероксидисульфата, после чего в реактор при температуре 75-77°C начинают дозировать оставшуюся часть смеси мономеров бутилового эфира акриловой кислоты, стирола и метакриловой кислоты. При этом время дозирования составляет 2 часа. Температуру в реакторе поддерживают на уровне 79-81°C. Спустя 40 минут после начала дозирования оставшейся части смеси мономеров в течение 80 минут дозируют оставшуюся часть катализатора, при этом поддерживают температуру в реакторе на уровне 79-81°C. Затем температуру в реакторе снижают до 74°C и начинают дозирование смеси стирола и метакриловой кислоты при температуре 74°C. Температуру в реакторе повышают до 82°C и поддерживают ее в течение времени дозирования - 60 минут. Затем в реактор добавляют 70% водный раствор третбутилгидропероксида и натрия формальдегидсульфоксилата и в реакторе поддерживают температуру на уровне 82°C. После чего температуру смеси в реакторе охлаждают до 35°C и добавляют в реактор водный раствор гидроксида калия, полученную эмульсию сливают, охлаждают. В полученную эмульсию вводят 25% аммиачную воду, а затем при температуре 30°C - раствор биоцида. Полученную эмульсию фильтруют.
В качестве биоцида композиция содержит водный раствор 2,35-2, 65% 2-метил-изотиазол-3(2Н)-он и 2,35-2,65% 1,2-бензизотиазол-3-(2Н)-он.
Пример
В первую емкость вводят и смешивают эмульгаторы:
1. 44-46% водный раствор натриевой соли полиакриловой кислоты.
12
15
2. 24-26% водный раствор натриевой соли сульфатированной этоксилированной (7 этиленоксидных групп) смеси синтетических линейных жирных спиртов C-C.
3. 40% водный раствор этоксилированного изотридеканола (>5-20 этиленоксидных групп).
Во второй емкости смешивают мономеры: бутиловый эфир акриловой кислоты, стирол и метакриловую кислоту (первая смесь).
В третьей емкости готовят раствор катализатора путем смешения воды и пероксидисульфата натрия.
В четвертой емкости смешивают мономеры: стирол и метакриловую кислоту (вторая смесь).
В реактор подают воду, азот, затем поднимают температуру в реакторе до 35°C, включают мешалку, подают смесь эмульгаторов, затем в реакторе поднимают температуру до 70°C, подают 2,9% первой смеси мономеров и поднимают температуру в реакторе до 75°C. Добавляют 70% от общего количества раствора катализатора - натрия пероксидисульфата, после чего в реактор при температуре 75-77°C начинают дозировать оставшуюся часть первой смеси мономеров, при этом время дозирования составляет 2 часа, при этом температуру в реакторе поддерживают на уровне 79-81°C. Спустя 40 минут после начала дозирования оставшейся части первой смеси мономеров в течение 80 минут дозируют оставшуюся часть катализатора, при этом поддерживают температуру в реакторе на уровне 79-81°C. Затем температуру в реакторе снижают до 74°C и начинают дозирование второй смеси мономеров при температуре 74°C. Температуру в реакторе повышают до 82°C и поддерживают ее в течение времени дозирования - 60 минут. После чего в реактор добавляют 70% водный раствор третбутилгидропероксида и натрия формальдегидсульфоксилата в течение 90 минут при температуре 82°C. Затем температуру смеси в реакторе охлаждают до 35°C и добавляют в реактор водный раствор гидроксида калия, полученную эмульсию сливают, охлаждают и в нее вводят 25% аммиачную воду, а затем при температуре 30°C - раствор биоцида. Полученную эмульсию фильтруют.
Состав полученной композиции указан в таблице.
Компонент
Количество, кг
%
1
бутиловый эфир акриловой кислоты
230,591
23,06
2
стирол
235,209
23,52
3
метакриловая кислота
19,845
1,98
4
44-46% водный раствор натриевой соли полиакриловой кислоты
10,618
1,06
5
40% водный раствор этоксилированного изотридеканола (>5-20 этиленоксидных групп)
4,427
0,44
6
24-26% водный раствор натриевой соли сульфатированной этоксилированной (7 этиленоксидных групп) смеси синтетических линейных жирных спиртов C<sub>12</sub>-C<sub>15</sub>
38,764
3,88
7
натрия пероксидисульфат
2,036
0,20
8
70% водный раствор третбутилгидропероксида
0,764
0,08
9
натрия формальдегидсульфоксилат
0,655
0,07
10
калия гидроокись
1,109
0,11
11
25% водный раствор аммиака
8,218
0,82
12
водный раствор, содержащий 2,35-2,65% 2-метил-изотиазол-3(2Н)-он 2,35-2,65% 1,2-бензизотиазол-3-(2Н)-он
2,073
0,21
13
деминерализованная вода
445,691
44,57
Итого
1000
100
Спецификация композиции
Содержание твердого
50±1
вещества
(ISO 1625, DIN 53189),%
Вязкость при 23°C (ISO 3219, 200 - 1000
DIN 53019), шп. №2, скорость
сдвига 60 об/мин, мПа*с
pH (ISO 1148, DIN 53785)
7,5-9,0
Прочие свойства композиции
Плотность (ISO 8962, DIN
1,04
53217), г/см<sup>3</sup>
Средний размер частиц, (µm)
0,1
Минимальная температура
13-19
пленкообразования (ISO 2115,
DIN 53787), °C
Температура стеклования, °C
20
Тип дисперсии
анионная
Применение композиции
Водно-дисперсионные краски для внутренних и наружных работ;
Грунтовки и пропитки;
Шпатлевки, декоративные штукатурки;
Волокнисто-цементные покрытия.
МТП композиции
Минимальная температура пленкообразования композиции может быть снижена за счет применения коалесцентов. С этой целью могут быть использованы: Chemsol ME P, Chemsol IBE Р, бутил(ди)гликольацетат, Тексанол.
Безопасность
Следует выполнять меры предосторожности, обычные при обращении с химикатами. Сюда относятся защита кожи и ношение защитных очков, а также хорошая приточная и вытяжная вентиляция на рабочем месте при переработке больших количеств.
Хранение
Полученная композиция может храниться при 5-40°C в плотно закрытых емкостях около 6 месяцев, чувствительна к железу, меди, цинку, алюминию. Поэтому следует избегать контакта ее с этими металлами или их сплавами. Это относится не только к хранилищам-резервуарам, но и к трубопроводам, мешалкам, производственным емкостям.