Способ получения лакокрасочных покрытий с металлическим эффектом

 

Изобретение относится к технологии получения лакокрасочных покрытий с металлическим эффектом, например кузова автомобилей, велосипеды. Изобретение позволяет повысить блеск, коэффициент отражения покрытия и его тропикоустойчивость за счет того, что в способе получения покрытия путем нанесения базисной эмали, включающей термореактивный сополимер, меламиноформальдегидную смолу, алюминиевый или перламутровый пигмент, ацетобутират целлюлозы и органический растворитель , прозрачного бесцветного лака, включающего термореактивный-акриловый сополимер, меламиноформальдегидную смолу и органический растворитель, и последующего отверждения покрытия при 120-150°С в течение 15-30 мин используют эмаль, включающую в качестве термореактивного сополимера - сополимер на основе бутилакрилата, стирола, метакриламида, метакриловой кислоты при массовом соотношении 55:27,5:15:2,5, обработанный пформальдегидом, с содержанием метилольных групп от 2,0 до 2,5% и дополнительно 0,5 до 5,0 мас.% аэросила, обработанного ди(метил)дихлорсиланом с удельной поверхностью 300±30 м2/г, содержанием ди(метил)силильных групп от 0,5 до 0,8 ммоль/г, гидроксильных групп от 0,03 до 0,06 ммоль/r и лак, включающий в качестве термореактивного сополимера - сополимер на основе бутилметакрилата, стирола, бутилакрилата, монометакрилового эфира этиленгликоля, смеси алкилметакрилатов Cr-Ci2 или Ся-Сю с мол. м. от 2500 до 4500, содержанием гидроксильных групп от 0,6 до 2,5% и температурой стекловайия 18-20°С. 5 табл. vt ы н а Ч со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1693008 Al (51)5 С 09 D 133/04

ГОСУДАРСТВЕ ННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4731330/05 (22) 16.06.89 (46) 23.11.91. Бюл, М 43 (71) Государственный научно-исследовательский и проектный институт лакокрасочной промышленности Научно-производственно-. го объединения "Спектр" (72) И.Д. Кулешова, С.Ф. Дейкин, Г.А. Пророкова, Г.Н. Шварева, Ю.П. Черненкова, А.К. Кумакшина, В.И. Кравченко и Н.Г. Ши- ряева (53) 667,636.22(088.8) (56) Патент США М 3832217, кл, В 32 В 15/08, опублик. 1971. . (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЛАКОКРАСОЧНЫХ ПОКРЫТИЙ С МЕТАЛЛИЧЕСКИМ

ЭФФЕКТОМ (57) Изобретение относится к технологии получения лакокрасочных покрытий с металлическим эффектом, например кузова автомобилей, велосипеды. Изобретение позволяет повысить блеск, коэффициент отражения покрытия и его тропикоустойчивость за счет того, что в способе получения покрытия путем нанесения базисной эмали, включающей термореактивный сополимер, меламиноформальдегидную смолу, алюминиевый или перламутровый пигмент, ацетоИзобретение относится к технологии нанесения лакокрасочных покрытий на металлические изделия, например кузова автомобилей, велосипеды, с получением декоративного металлического эффекта ("металлик").

Целью изобретения является повышение блеска, коэффициента отражения покрытия и его тропикоустойчивости. бутират целлюлозы и органический растворитель, прозрачного бесцветного лака, включающего термореактивный.акриловый сополимер, меламиноформал ьдегидную смолу и органический растворитель, и последующего отверждения покрытия при

120 — 150 С в течение 15 — 30 мин используют эмаль, включающую в качестве термореактивного сополимера — сополимер на основе бутилакрилата, стирала, метакриламида, метакриловой кислоты при массовом соотношении 55:27,5:15:2,5, обработанный иформальдегидом, с содержанием метилольных групп от 2,0 до 2,5 (, и дополнительно 0,5 до 5,0 мас. $ аэросила, обработанного ди(метил)дихлорсиланом с удельной поверхностью 300МО м /г, со- Я держанием ди(метил)силильных групп от 0,5 до 0,8 ммоль/г, гидроксильных групп от 0,03 до 0,06 ммоль/г и лак, включающий в качестве термореактивного сополимера — сополимер на основе бутилметакрилата, стирола, бутилакрилата, монометакрилового эфира этиленгликоля, смеси алкилметакрилатов Ст-Сп или Ca-C)o с мол. м. от 2500 до 4500, содержанием гидроксильных групп О от 0,6 до 2,5 и температурой стеклования К)

18 — 20 С. 5 табл. (л) Для получения лакокрасочного покры- и тия с металлическим эффектом для кузовов автомобилей используется следующая система. Поверхность кузова обрабатывается путем обезжиривания и фосфатирования.

Затем наносят слой катафорезной или внофорезной грунтовки ВКЧ-0207, затем грунтовки ЭП-0228. Толщина грунтовочного

1693008

0,5 — 8

0,5 — 5

Сополимер получают следующим образом. покрытия 40-55 мкм, Затем наносят слой базисной эмали, покрывают лаком.

Для получения лакокрасочных покрытий с металлическим эффектом для велосипедов предлагается следующая система: 5 обезжиривание и фосфатирование, нанесение слоя грунтовки АК-070 и нанесение базисной эмали и покрывного лака.

Базисную эмаль готовят следующим образом. 10

В смеситель загружают пасту аэросила, затем раствор ацетобутиратцеллюлозы и алюминиевый пигмент в виде суспензии в ксилоле и бутилацетате и для придания цвета пигментные пасты транспорентных пиг- 15 ментов. После перемещения всех компонентов в течение 2 ч в смеситель до бавляют силиконовую жидкость (добавка для разлива) ПМС-20Р, органические растворители и перемешивают еще в течение 1 20 ч до полученияоднородной массы Пигментные пасты транспорентных пигментов готовят диспергированием их в растворе акрилового сополимера и ПАВ в шаровой мельнице до степени по "Клин" 1 — 5 мкм. 25

Готовую базисную эмаль наносят пуль веризатором с рабочей вязкостью по ВЗ-У. при 20 С 14 — 16 с, Выдерживают на воздухе

2 — 5 мин. Толщина слоя эмали 10 — 15 мкм.

Технология изготовления базисной 30 эмали, Рецептура, мас.%:

Термореактивный акриловый сополимер 7 — 18

Меламиноформальде- 35 гидная смола 2,8 — 7,2

Алюминиевый или перламутровый пигмент

Диоксид кремния 40

Ацетобутират целлюлозы 2 — 6

Органические растворители Остальное

Термореактивный акриловый сополи- 45 мер 5Б имеет состав, мас.%:

Бутилакрилат 55 +5

Стирол 27,5="5

Метакриламид 15+5

Мета криловая 50 кислота 2,5.+3

Характеристика сополимера: массовая доля нелетучих — 50%, метилольные группы — 2 — 2,5, которые образуются при обработке (метилолировании) амидных.групп мета- 55 криламида раствором п-формальдегида.

В колбу, снабженную механической мешалкой, обратным холодильником и термометром, загружают предварительно приготовленный 13%-ный раствор метакриламида в бутаноле, а затем остальные мономеры. Загрузка мономеров составляет, мас.%: метакриламид 15; стирол 27,5; бутилакрилат 55; метакриловая кислота 2,5, В реакционную смесь добавляют гидроперекись кумола (ГПК) в количестве 1,2 мас.%.

Смесь нагревюат до 120 С и через 2 ч после начала сополимеризации добавляют порциями ГПК вЂ” 0,9; 0,9 и 0,4 мас,", Время сопол и M e p и ": а ц и и е о c y а в л я.е T 5 ч . } G с л с

Окончания сополимеризации добавляют парафо-1м в количестве 11,3 мас,%, Метилолирование проводят в течение 2 ч при 120 С.

После окончания метилолирования отгоняют 1/3 бутанола и добавляют ксилол.

Полученный 50%-ный раствор готового сополимера характеризуется мол. м, 25004200 и содержанием метилольных групп

2,0 — 2,5%.

Аэросил марки АЬ-1-300 получают путем высокотемпературного гидролиза четыреххлористого кремния с дальнейшей

Обработкой (метил)дихлорсиланом или ди(метил)дихлорсиланом при Определенных температурных режимах — выше 2000С.

Основные характеристики используемого модифицированного аэросила; содержание гидроксильных групп 0,03 — 0,06 ммоль/г, содержание диметилсилильных или метилсилильных групп 0,5 — 0,8 ммоль/г.

В качестве меламиноформальдегидных смол используют К-423-02, К-421-04 — малобутанолизированные, характеризующиеся содержанием нелетучих 45 — 55%, метоксильных групп 3 — 11%, бутоксильных 4 — 8%, В качестве растворителей — ксилол, бутанол, бугилацетат; растворитель АР.

В качестве алюминиевых пигментов используют пигменты 7160M, 7640M, перламутровые Europeart Bright White, Hl Lite red и др. Для получения окрашенных покрытий используют транспорентные пигменты; марс коричневый прозрачный СТП-6-101GG-1GG-8О, марс желтый прозрачный и др, Для улучшения розлива вводят ПМС-2ОР.

ДиОксид кремния вводят в базисную эмаль в виде па ты. Паста им ет следующий состав, мас,%, Акриловый сополимер 21 — 27

Меламиноформальдегидная смола 8 — 12

ДиОксид кремния 3 — 7

Растворители Остальное

Паста характеризуется следующими покаа за тел я ми:

КОзффициент пропускания, %

1693008 л /;

20 по прибору КФК-2 30-50

Блеск, по прибору

ФБ-2 30 — 60

Технология получения состава для лакового покрытия. 5

Рецептура лака, мас.7,;

Термореактивный акриловый сополимер 20 — 40

Меламиноформальдегидная смола 5-20

Органические растворители Остальное

Рецептура акрилового сополимера 5БГ, мас.%.

Бутилметакрилат 30-40 15

Стирол 25-35

Монометакриловый эфир этиленгликоля 10 —.20

Смесь алкилметакрилатОв Ст-С12 или

Св-С1о 3-7

Сополимер характеризуется массовой долей сополимера не менее 507; содержанием гидроксильных группы не менее 0,6 .

Процесс получения акрилового сополи- 25 мера осуществляют следующим образом.

В колбу, снабженную механической ме-. шалкой, обратным холодильником и термометром, загружают, мас. : бутанол 20; . . ксилол 80; бутилацетат 15; бутилметакрилат 30

35; стирол 30; монометакриловый эфир этиленгликоля 15; смесь алкилметакрилатов

С7-С12- 5; кумилгидропероксид 1,32, Смесь нагревают до 120-125 С и выдерживают реакционную массу при флегмировании в те- 35 чение 2 ч, затем через 2 — 4 ч от начала сополимеризации вводят порционный кумилгидропероксид (1,08; 1,08; 0,52). Время сополимеризации составляет 6 ч. В качест-. ве растворителя используют, кроме ксило- 40 ла, смесь его с бутанолом и небольшим количеством толуола. Соотношение ксилола и бутанола составляет 80:20 (мас. ); Концентрация мономеров 50 мас. . В качестве инициатора радикальной сополимеризации 45 применяется кумилгидропероксид или пероксид бутила. Количество вводимого инициатора 2-4 мас. .

Алкилметакрилат Ст — С12 получают путем этерификации метакриловой кислоты 50 высшими спиртами фракции С -С12 в растворе толуола и дальнейшей промывкой полученной реакционной массы аммиачной водой без дальнейшего выделения мономеров из раствора. Фракционный состав спир- 55 тов следующий, мас. д.: Ст 3,0 (кроме БМА),, Ст 4-9; Св 12-16; Cg 21.-25; С1о 23-26; С11

15-20; С12 5 — 10; С12 4. Полученный 50 -ный раствор готового продукта имеет вязкость

1.5 — 3 П и характеризуется: мол. м. 4500, содержанием гидроксильных групп.1,8 .

В качестве меламиноформальдегидных смол используют К-423-02 и

К-42 1-04.

В качестве растворителей — толуол, ксилол, бутанол и другие высококипящие растворители.

В качестве различных добавок могут быть введены УФ-абсорберы, добавки для розлива, против вскипания.

Лаковую композицию готовят следующим образом.

В-смеситель загружают растворы акрилового сополимера меламиноформальдегидной смолы, в случае необходимости различных добавок и перемешивают 2 — 3 ч.

Затем добавляют необходимое количество растворителя для постановки на тип и сухому остатку. Готовую композицию с рабочей вязкостью 18-30 с наносят пульверизатором на поверхность базисной эмали после выдержки на воздухе в течение 3-5 мин, сушат комплексное покрытие при 130140 С 20 — 30 мин, Толщина покрытия лака 35-55 мкм, В табл, 1 приведены рецептуры термореактивных акриловых сополимеров для лака, в табл, 2 — рецептура лаков, в табл. 3— рецептуры базисных эмалей, в табл. 4 — системы покрытий, а в табл. 5 — свойства лакокрасочных комплексов покрытий.

Формула изобретения

Способ получения лакокрасочных покрытий с металлическим эффектом путем нанесения эмали, включающей термореактивный сополимер, меламиноформальдегидную смолу, алюминиевый или перламутровый пигмент, ацетобутират целлюлозы и органический растворитель, прозрачный, бесцветный лак, включающий термореактивный акриловый сополимер, меламиноформальдегидную смолу и органический растворитель, и последующего,отверждения покрытия при 120-150 С в течение 15 — 30 мин, отл ича ю щи йся тем, что, с целью повышения блеска, коэффициента отражения покрытия и его тропикоустойчивости; используют эмаль, включающую в качестве термореактивного сополимера — сополимер на основе бутилакрилата, стирала, метакриламида и метакриловой кислоты при массовом соотношении мономеров 55:27-5:15:2,5, обработанный иформальдегидом, с содержанием метилольных групп 2,0-2,5 и дополнительно содержащую 0,5-5,0 мас. $ аэросила, обработанного ди(метил)дихлорсиланом с удельной поверхностью 300:й20 м /г, содержанием ди(метил)силильных групп 0,51693008

0,8 ммольlг, гидроксильных групп 0,03—

0,06 ммоль!г и лак, включающий в качестве термореактивного сополимера сополимер бутилметакрилата, стирола, бутилакрилата, монометакрилового эфира этиленгликоля, смеси алкилметакрилатов

Табли а 1

Знамение показателя по

I ..!. !

Показатели

Содеряание, нас.Ф: бутилиетакрилат стирол бутилакрилат!

34>5

34,5

2716

43,5 40

З4,8

44 24

23 38

24 В

31>3

31,3

25,0

35

31

43 ° 5

З4,8

25

15

20 в

20 15 ноноиетакриловый ээир этиленгликоля

16 10

12 ° 4

8 22 174 !74 !6 снесь алкилнетакрилатов:

4,3

З„4

4,3

4 ° 0

2>7 нетакриловая кислота акриловая кислота нети>ь>етакрилат

2-гидроксиэтияакрипат

2-этилгекси>ь>етакрилат

23,3 бутадиол 1>4-ноноакрилат

2500 4500 4500 . 3800 . 3600 2700 3000 2800 3000 4800 3000 3800 нол.н

25 16 1В .06 035 32 22 21 19

СЬдеряание гидроксильных групп ь

2,3 !,5

Температура стеклования, С

19 Не опрейе палась

18 19 18 19 22

18 20

22 20 20

Табли ца 2

Пример

КОмпоненты ла1<а, 1 2 3 4 5 6 7 В

15

30

45

10

Меламино-формальдегидная смола

К- 421-04

15

20

Растворители: ксилол бутанол толуол

35 30

15 . 62

25 20

10 20

20 30 30

20

Акриловый сополимер по примеру (табл. 1):

2

4

6

8

1Ñ

11

Иввестный

Са-С12 или Св-С10 при массовом соотношении мономеров 30-40:25-35: IÎ20:3-7 с мол, м. 2500-4500, содержанием гидроксильных групп

5 0,6-2,5Я, и температурой стеклования

18-20 С.

6 7 8,9 1 0 1 1 йааестный

008

Компоненты лак:

Акриловый сополи мер по.примеру (табл. 1):

2

4

6

Я

11

Известный

30

33,5

Иеламино-формаль-. дегидная смола

К-421-04, 20 20 20 20 20 14

Растворители: ксилол бутанол толуол

20 32,5

20

20

30 30

30 30 20

30 таблица 3

Нпмппнентн базисной знали

Пример

12 14

13 14 15

6 7 В

1 2 3 4

2 3 4 5

10 11

7 8 9

1г — и

Акрнловый сополннер:

7 15 18 15

IS

15 15 15

15

15 15 15

58Г

Акриловый сополннер на основе 2-гидроксиэтилметакрилата: N-бутоксиметилакриланнда:нетакрнповой кислоты:иетилнетакрилата;бутилакрилата

12:3:3:isг34

15 йелаиино-формальдегид-. ная смола:

-423-02

К-421-04

5 5 5

3 3. 3 .3

Ацетобутерат цеплолозы

Диоксир кремнии, нодифнцировамный

2,5 дизтиленгликолем триэтаноланнном

2,5 нетнл дихлорснланон

АИ-1-300

25 25 25 2 ° 5

5 0,3

0,5

2,5

2,5

2,5

5 5 5 5 азросил марки R-972

5 5

0,5 5 8 5

Алаииниевый пигмент с содерханиен силнпьмых групп 0,5 м мопь/г и гндроксильных

0,03 м ноль/г диметилднхлорснланон AM-1-30 с содерханнем силильных групп 0,8 и моль/г и гидроксильных

0,06 и моль/г азросил марки Ай-1- 175 азросил нарны -380, обРаботанный иетнлдихлзрсиланом

2,8

5 7,2 5 5 5 5 5 5 5

3 6 3. 3 3 3 — 3 3 3

1693008

Продолжение табл. 9

1 ) х 1 3 ) т) г 1 6..(т ) 8Д 6 140(44 !хх(43 44 (хг

-х

Перламутровый пигмент

Пигмент марс коричневый

Прозрачный

Добавка для разлива

ПНС-20р

0 01 О 01 О О! О 01 О 01 О О! О О! О 01

0,01 0,01 0,01 0,01

0,01

0,0!

Растворители:

10 10

43,49 43,49

10 10

6 6

15 10

24,79 45,68

67,!9 I0

10 !О

43,49 43,49, 10 10

6.. б

10 10

43,49 43,49

l0 10

6 6

10 1О

43,49 43,49

10 10

6 6 кс Hlloll

i бутилацетат

43,49

43,49

39,99

10 б бутанол

10 10 10 б 6 6 растворитель АР

1 а б л и ц а по табл.2

Базисная эмаль гю примеру табл.3

Пример состава лака

11 12

6 7 8 9

12 !3 14

10 о

13 14 15

xvII хч111 xjx xx

ХХ1 XXII XXI II XXIV ХХЧ

XVI

XXVI х Известный способ.

Таблица 5 х J xx J ххх(хххттххх хгх J ххх (хххх

"т

I (И) 111(1Ч1

Наименование показателей

Ч VI VII

VIII IX

Внешний вид покрытия

Серое не яркое Вы со код екора ты внсетюк рыт ие (разнооттеночность) светлое, яркое

Покрытие пятнвни

Бысокодекоративное покрытие

30 30 30 30 30 30 30 30 .30 30 30 30 30 30 30 30 30

Время высыхания при а

130-2 С до степени 3, нин

Блеск покрытия под углом 45, 4

67 65

1т

90 90

65 66

11 If

60 60

45 45

1, 12

62 70

50 57

90 9О

63 66

I,. 1, 90

90 90 70 72

57 S4

1 1 1 1 и 1.

Коэффициент отражения, 2

Адгеэия, балл

1, 1, Твердость пленки по Н-3 уел.ед. а,65 0,65 о,65. 0,63 0,6 0,59 0,6 0,55 0,6 0,5 0,53 о,б 0,630,6 0,6 0,35 . 0,69

Прочность пленки при ударе гю v-I, см

Прочность пленки при растяжении на приборе

Зриксен, мм

6,0 6,2 6,0 5,5 6,0 5,5 5,5 6,0 6,2 6,0 5,3 6,5 5,3

Тропикоустойчивость, циклы

4О 40 . 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 10 . !5

+Известный способ.

Продолжение табл. 5 — х X1X ) Наименование показателей XVIII "

XXYI*

Виеений вид покрытия

Серое не яркое покрытие

Время высыхания при

130-2 С до степени 3, мин 30

30

36 30 . 30 30

30

Блеск покрытия под углом 45, 2

90 90 90 90

65 65 65 65

1е 1 1 l ц

Коэффициент отражения, ь, Адгезия, балл

Твердость пленки по Н-3, усп.ед.

0,5

0,4 °

0,6 0,5 0,5 0,6

0,5

0,53

0,5

Прочность пленки при ударе по Ч-I, см

40

40 40 20 30

30

Прочность пленки при растяжении на приборе

Эрикоьч, мм

Трспикоустойчивость, циклы

1О IS 10 5 10 15 15 5 20 х

L .эяестмый сnr об.

2

4

Б

8

1!

12

13

ПI

Ч

VI

VII

VI11

IX

Х

Х1

ХП

Х111

XIV

5 40 40 50 50 40 40 S0 50 SO 50 50 50

5,5 5,0 4,0 3,5 3,0 4,0 3,0 3,0 5,0