ЛАТЕКСНАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ОКРАСКИ
LATEX PAINT COMPOSITION

Изобретение относится к водно-дисперсионным материалам-модификаторам ржавчины, используемым для окраски металлических поверхностей, в том числе с окалиной и плотно держащейся ржавчиной. Композиция пожаро- и взрывобезопасна, нетоксична. Может использоваться для защиты крупногабаритных и более мелких изделий на период транспортирования и хранения до монтажа, а также для получения антикоррозионного покрытия, защищающего изделия в различных климатических зонах.
Известно, что лакокрасочные композиции вышеуказанного назначения содержат в качестве пленкообразующего синтетические латексы, например бутадиен-стирольные, стирол-акрилатные или акрилатные наполнители, пигменты, ингибиторы коррозии и вспомогательные добавки.
Известна латексная композиция по заявке №94-032085/4, положит. решение №045002 от 02.09.1994 г., включающая в себя:
латекс бутадиен-стирольный с рН 6,8-7,2
36,1-40,0
нитрилдиметилфосфоновая кислота
1,5-2,0
оксиэтилидендифосфоновая кислота
0,3-0,4
каолин
4,5-9,0
слюда
7,0-10,0
пигменты
0,7-14,25
пеногаситель ДЭМ
0,3-0,8
неионогенное ПАВ
0,25-0,5
этиленгликоль
8,0-10,0
натрасол (гидроксиэтилцеллюлоза)
0,05-0,1
вода
остальное
Недостатком данной композиции является длительное время сушки - не менее 1 часа при (20+2)°С, невысокая коррозионная стойкость однослойного покрытия, отсутствие солестойкости, что не позволяет использовать ее для защиты в морском климате, и недостаточная твердость покрытия - не более 0,3 усл. ед. по прибору М-3. Данная композиция выпускается под маркой ВД-КЧ-124 по ТУ 2316-4172-05744283-94.
Наиболее близкой по технической сущности является латексная композиция по патенту СССР №1019842 от 07.05.1992 г., включающая в себя водно-дисперсионные синтетические полимеры, оксифосфоновые кислоты, модифицирующие добавки, пигменты, наполнители. В качестве модифицирующей добавки вводится нитрилтриметилоксифосфоновая кислота или ее смесь с оксиэтилидендифосфоновой кислотой при соотношении компонентов 1:0,3-1. Она известна как грунтовка-модификатор ржавчины ВД-КЧ-0184 и выпускалась по ТУ 6-10-191583. На основе данного материала формируется достаточно коррозионно-стойкое грунтовочное покрытие на металлической поверхности с очагами окалины и плотно держащейся ржавчины. Недостатком данной композиции является невозможность ее использования, как самостоятельного покрытия, из-за отсутствия необходимого комплекса декоративных и защитных свойств. Именно это изобретение позволило в дальнейшем развиваться классу водно-дисперсионных материалов-модификаторов ржавчины.
Предлагаемая водно-дисперсионная лакокрасочная композиция с повышенными антикоррозионными свойствами включает в себя в мас.%: латекс бутадиен-стирольный с рН 6,8-7,2 - 31,0-37,0, латекс стирол-акриловый с рН 7,5-8,2 - 6,0-3,0, акриловый латекс рН 8,0-9,0 - 1,-0-3,0, нитрилтриметилфосфоновая кислота - 1,5-2,0, оксиэтилидендифосфоновая кислота - 0,3-0,4, каолин, слюда - 11,5-19,0, пигменты 0,7-14,25, неионогенное ПАВ - 0,1-0,4, пеногаситель - 0,1-0,3, этиленгликоль - 8,0-11,0, вода - остальное.
В качестве пленкообразующего применяется смесь двух латексов - бутадиенстирольного и стирол-акрилового в виде 50%-ных водных дисперсий.
В качестве загустителя использован акриловый латекс Акрэмос-402.
Для повышения адгезии покрытия как к чистому металлу, так и с остатками окалины и ржавчины применяется смесь фосфоновых кислот в определенной пропорции НТФ:ОЭДФ 5:1.
Для обеспечения необходимой укрывистости покрытия используются каолин, слюда.
Для получения необходимого цвета и повышения антикоррозионной стойкости покрытия применяются пигменты - сажа, железоокисный красный и желтый.
Для увеличения смачиваемости пигментов и наполнителей при изготовлении композиции применяется неионогенное ПАВ - неонол.
Для уменьшения пенонобразования при изготовлении и нанесении композиции используется водорастворимый пеногаситель.
Для повышения морозостойкости композиции используется этиленгликоль.
В качестве растворителя при изготовлении и применении композиции используется вода с общей жесткостью не более 5-6 мг-экв./л.
Целью настоящего изобретения является устранение указанных недостатков. Для повышения антикоррозионных свойств покрытия на основе предлагаемой композиции и использования ее в макроклиматических зонах в качестве пленкообразующего предлагается водно-дисперсионная лакокрасочная композиция модификатор ржавчины для получения самостоятельного защитного покрытия, включающая пленкообразователь, пигмент, наполнитель, неионогенное ПАВ, нитрилтриметилфосфоновую кислоту и оксифосфоновую кислоту, воду, отличающаяся тем, что она содержит в качестве пленкообразователя 50%-ную водную дисперсию бутадиен-стирольного латекса с рН 6,8-7,2, а также 50%-ную водную дисперсию стирол-акрилатных латексов Акрэмос-102 с рН 7,5-8,2, в качестве загустителя - акриловая дисперсия Акрэмос-402, а в качестве оксифосфоновой кислоты - оксиэтилиденфосфоновую кислоту и дополнительно содержит пеногаситель при следующем содержании компонентов, мас.%: 50%-ная водная дисперсия бутадиен-стирольного латекса с рН 6,8-7,2 - 31,0-37,0; 50%-ная водная дисперсия стирол-акрилового латекса Акрэмос-102 с рН 7,5-8,2 - 6,0-3,0; загуститель - акриловая дисперсия Акрэмос-402 - 1,0-3,0; нитрилтриметилфосфоновая кислота - 1,5-2,0; оксиэтилиденфосфоновая кислота - 0,3-0,4; наполнитель - 11,5-19,0; пигмент - 0,7-14,25; неионогенные ПАВ - 0,1-0,4; пеногаситель - 0,1-0,3; этиленгликоль - 8,0-11,0; вода - остальное.
В качестве загустителя предлагается ввести акриловый сополимер Акрэмос-402. Присутствие данного загустителя позволяет варьировать вязкостью композиции в зависимости от метода нанесения покрытия. Добавление водно-дисперсионных акриловых материалов в пленкообразующее и в качестве загустителя повышает антикоррозионную стойкость покрытия на основе композиции (солестойкость до 100 ч по ГОСТ 9.403-80, адгезия до 1 балла по ГОСТ 15140-78, твердость по М-3 до 0,4 усл. ед. по ГОСТ 5233-89), а также уменьшает время сушки покрытия до 30 мин при температуре (20+2)°С и до 3 мин при (60+2)°С.
Нитрилтриметилфосфоновая кислота (ТУ 6-09-5283-86) и оксиэтилидендифосфоновая кислота (ТУ 6-09-5272-87) применяются совместно для образования комплексных соединений с окислами железа, находящимися в ржавчине и окалине, чем обеспечиваются модифицирующие свойства краски.
Наполнители - каолин (ГОСТ 19668-81), слюда (ТУ 21-25-298-88) - минералы. Каолин или белая глина и алюминиевая слюда мусковит используются как наполнители в резино-технической, лакокрасочной промышленности и в производстве пластмасс.
Пигменты - сажа (ГОСТ 7855-86) или нигрозин (ГОСТ 4014-75) и красный железо-окисный (ТУ 6-10-602-86) применяются в нашем случае как пигментные красители.
Неионогенное ПАВ (неонол ТУ 38.507-63-174-91) используется для смачивания пигментов и наполнителей.
Пеногаситель (ТУ 458 КД 22302-92) применяется для предотвращения пенообразования при изготовлении.
Этиленгликоль - двухатомный спирт (ГОСТ 19710-83) неограниченно смешивается с водой, увеличивает морозостойкость краски.
Вода питьевая (ГОСТ 2874-82) - с общей жесткостью не более 5-6 мг-экв./л - универсальный растворитель.
Способ получения заявляемой композиции состоит в следующем.
В смесителе с быстроходной мешалкой приготавливают полуфабрикат в составе, в кг: вода - 102,0 (10,2 мас.%), этиленгликоль - 100,0 (10,0 мас.%), кислота ОЭДФ - 9,0 (0,3 мас.%), кислота НТФ - 45,0 (1,5 мас.%), неионогенное ПАВ - 9,0 (0,3 мас.%). Полуфабрикат перемешивают в течение 1 ч, затем через загрузочную воронку сливают его в шаровую или бисерную мельницу. Пигменты и наполнители вводят в мельницу через загрузочный люк в количестве, в кг: наполнители - 147,0 (14,7 мас.%), пигменты - 120,0 (12,0 мас.%). Через 2-4 ч проверяют температуру пасты, которая не должна превышать 50°С. Пробу для проверки дисперсности отбирают через 5 ч с начала диспергирования, затем через каждый час. По достижении дисперсности 25 мкм по прибору «Клин» (гриндометр) пасту перекачивают в смеситель постановочный с регулируемой скоростью мешалки для составления краски и постановки ее на «тип». В этот же смеситель закачивают латекс бутадиенстирольный - 350 кг (35,0 мас.%), латекс стирол-акриловый - 50,0 кг (5,0 мас.%), загуститель-акриловую дисперсию «Акрэмос-402» - 20,0 кг (2,0 мас.%) и пеногаситель - 3,0 кг (0,3 мас.%). Перемешивание краски производится в течение 30 мин при пониженной скорости вращения мешалки. При высоких скоростях и увеличенном времени перемешивания может произойти коагуляция латекса. После перемешивания краску выдерживают в течение 3 ч для отстоя пены. Физико-механические свойства лакокрасочных покрытий, получаемых на основе аналоговых и заявляемой композиций, приведены в табл. 1, результаты ускоренных климатических испытаний - в табл. 2.