Водная дисперсия сшитых микрочастиц полимера, способ ее получения, состав для покрытия

 

Использование: лакокрасочная промышленность, в частности композиция и способ ее получения для защитно-декоративного покрытия металлических поверхностей. Сущность: водная дисперсия сшитых микрочастиц сложного полиэфира с кислотным числом 20 - 50, содержащего по крайней мере две гидроксильные группы и ионные в количестве, достаточном для образования стабильной водной дисперсии с содержанием твердой фазы 10 - 50% и pH ≥ 8, полученная путем смешения полиэфира, растворенного в органическом растворителе или смеси растворителей, и термопластичной аминосмолы, содержащей по крайней мере две реакционноспособные группы, выбранные из гидроксильных, и/или амино-, и/или эфирных групп, дальнейшей нейтрализацией полиэфира водным раствором амина до 70-90%, нагреванием до 50 - 100°С до достижения постоянной вязкости с последующей нейтрализацией амином до 100%. Возможно введение в дисперсию целевых добавок. 3 c. и 7 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к водным дисперсиям сшитых микрочастиц полимера, к их применению, способу их получения и к составам для покрытия, содержащим эти дисперсии.

Общеизвестно стремление к снижению содержания органических растворителей в составах для покрытия. В частности, в области покрытия лаками автомобилей, а также в других областях проявляют большой интерес к водным лаковым системам.

Применение водных лаковых систем влечет за собой ряд проблем, которые связаны с химическими и физическими свойствами воды. Так, например, реологию (ход вязкости во время нанесения, псевдопластичность, тиксотропия, свойства розлива и слива) обычных лаковых систем можно целенаправленно регулировать относительно простыми средствами через поведение при испарении примененных органических растворителей или смесей растворителей. Эти возможности при водных системах можно использовать только в очень ограниченном объеме или совсем нельзя использовать.

Однако именно при получении высококачественных многослойных лаковых покрытий, особенно эффективных лаковых покрытий на металлах, исключительно большое значение имеет управление реологическими свойствами примененных составов для покрытий.

Так, например, крутое повышение вязкости после нанесения оказывает очень благоприятное влияние на ориентирование и фиксирование частиц металлической пудры в основных лаках с металлическим эффектом.

Однако проблемой является совместимость частиц металлической пудры с водными системами связующих веществ, так как особенно при применении частиц алюминия в качестве металлической пудры речь идет об амфотерном металле, который легко корродирует при выделении водорода.

Но и при других способах нанесения покрытия, особенно при нанесенных распылением покрытиях, качество полученных покрытий в сильной степени зависит от реологических свойств примененных составов для покрытия.

Известно, что на реологические свойства водных составов для покрытия можно оказывать влияние добавкой сшитых микрочастиц полимера.

Европейский патент А-0 038127 описывает способ для получения многослойного покрытия на грунтовой поверхности, в которой состав основного покровного слоя основывается на дисперсии сшитых микрочастиц полимера, которая была получена в водной среде. При этом состоящие из полимеризатов сложных алкиловых эфиров акриловой и метакриловой кислот микрочастицы полимера были получены эмульсионной полимеризацией в воде и в другом органическом растворителе в присутствии определенного полимерного стабилизатора.

Европейский патент А-0 320689 описывает устойчивую неводную дисперсию микрочастиц, полученную из аминопластсмолы и содержащего OH-группы материала преимущественно в неполярном растворителе, в присутствии органической сульфокислоты и стабилизатора.

Европейский патент А-0 103174 описывает способ для получения водных дисперсий сшитых иономеров полиуретана превращением содержащих группы изоцианата форполимера с полифункциональными соединениями. Способ отличается тем, что содержащие встроенные группы соли форполимеры полиуретана с алифатически и/или циклоалифатически связанными концевыми группами изоцианата смешивают в смешиваемом с водой органическом растворителе с полифункциональными полиизоцианатами, полученный раствор диспергируют в воде и выпаривают органический растворитель.

Патенты США N 4408008 и 4293679 также описывают способы для получения микрочастиц полимера из полиизоцианата, однако в этих патентах нет никакого указания на то, что раскрытые там дисперсии применяют в водных составах для покрытия.

Во всех этих способах в принципе лежат в основе два различных метода для образования частиц: 1. При помощи поверхностно-активных веществ, которые выше определенной концентрации образуют мицеллы, получают с нерастворимыми в воде мономерами частицы, в которых инициируют полимеризацию. Этот способ эмульсионной полимеризации уже давно известен и применяется в крупном промышленном масштабе для получения дисперсий синтетических материалов самого различного вида. Чтобы получать сшитые частицы, применяют мономеры, которые содержат более одной полимеризуемой двойной связи. Однако при помощи этого способа можно получать только полимеры, цепи которых состоят исключительно из углерод-углеродной связи. Целевые модификации можно получать только на боковых цепях выбором соответствующих мономеров. Другим недостатком этих способов является то, что для образования частиц необходимо применение поверхностно-активных веществ. Способные к образованию мицелл поверхностно-активные вещества являются водорастворимыми, низкомолекулярными веществами, которые, кроме того, в большинстве случаев представляют электролиты. Так как последние нельзя удалить из дисперсий, они часто влекут за собой недостатки, например при чувствительности к действию воды и в способности к набуханию.

2. В органической фазе получают полимер, который содержит ионные группы и благодаря этому при переходе в воду образует спонтанно частицы, размер которых зависит от содержания ионных групп. Встраиванием определенных функциональных групп и добавлением соответствующих многофункциональных компонентов реакции переводят частицы в сшитое состояние. Однако известно только очень немного реакций, которые протекают в водной фазе ниже температуры кипения воды, не причиняя ущерба системе стабилизации дисперсии. Стабилизированные ионами дисперсии изменяют свое состояние устойчивости при добавке электролитов, кислот и оснований. Это означает, что как добавка кислот, так и добавка оснований сильно изменяет свойства дисперсии, до полной коагуляции в зависимости от полярности.

В патенте США N 3870684 описано получение дисперсий сшитых, содержащих группы мочевины микрочастиц полимера, при которых диспергированные в водной фазе, имеющие концевые группы изоцианата иономеры полиуретана сшивают при помощи полиаминов. Однако этот способ приводит только к неустойчивым, осаждающимся дисперсиям.

В заявке на патент ФРГ N 3606512 и 3606513 описывают способ, при котором водорастворимые полиэфирные смолы в водной фазе превращают с полиизоцианатами при образовании сшитых частиц. Этот способ имеет тот недостаток, что он очень чувствителен и его трудно воспроизводить.

Поэтому задачей изобретения было получение при помощи по возможности просто осуществляемого способа, с легко доступными исходными компонентами устойчивых, преимущественно водных дисперсий сшитых микрочастиц полимера, свойства которых можно оптимально подбирать для самых различных целей применения, особенно при приготовлении составов для покрытия.

Было найдено, что водные дисперсии сшитых частиц полимера можно получать в результате того, что содержащие как анионные группы, предпочтительно группы карбоксилата, так и гидроксильные группы полимеры растворяют с аминопластсмолой в полностью или частично смешиваемом с водой растворителе, этот раствор переводят в воду и осуществляют реакцию при температуре 50 - 100^oC, а затем отгоняют органический растворитель. Это оказывается неожиданным, так как можно было ожидать, что реакция "сшивания" не может протекать без катализа сильной кислоты в водной системе с величинами pH выше 7 при температурах ниже 100^oC. Кислоты доводили бы анионно стабилизированные дисперсии до коагуляции.

Далее было найдено, что частицы металлической пудры, особенно частицы алюминиевой пудры, при применении водных дисперсий по изобретению в качестве реологических вспомогательных средств и/или компонентов связующих средств не подвергаются воздействию при выделении водорода.

По изобретению задачу решают благодаря водным дисперсиям сшитых микрочастиц полимера, полученным в водной среде из растворенного при необходимости в органическом растворителе, содержащего в молекуле по меньшей мере две гидроксильные группы полимера, который содержит достаточное для образования устойчивой водной дисперсии количество ионных групп, в качестве компоненты (А) и другой компоненты (В), при повышенной температуре, отличающимся тем, что компонента (А) представляет собой полиэфирный многоатомный спирт с кислотным числом от 10 до 100 и компонента (В) представляет собой аминопластсмолу, состоящую из молекул, которые содержат по меньшей мере две реактивные группы, а именно гидроксильные группы, и/или аминогруппы, и/или эфирные группы, что весовое отношение компоненты (А) к компоненте (В) составляет от 30: 70 до 95:5 и что дисперсия в воде и/или в органическом растворителе или в их смесях является устойчивой и рабочей формой.

Способ по изобретению осуществляют в две стадии. Первая стадия состоит в получении компоненты (А) содержащего гидроксильные группы полимера, который содержит, кроме того, достаточное для образования устойчивых дисперсий в воде количество кислотных групп.

По изобретению применяют предпочтительно полиэфирные многоатомные спирты.

Определение оптимальной для образования устойчивой дисперсии концентрации ионных групп в компоненте (А) специалист может осуществлять при помощи простых стандартных исследований. Как правило, необходимая для образования устойчивой дисперсии концентрация ионных групп составляет 0,1 - 3 мэкв на 1 г компоненты (А).

Нейтрализация способных к солеобразованию групп при помощи оснований происходит предпочтительно незадолго до диспергирования или во время диспергирования смеси, состоящей из компонент (А) и (В), в водной среде диспергирования, в которой содержится органический растворитель или смесь органических растворителей компоненты (А).

В качестве способных к солеобразованию групп принимают во внимание прежде всего группы карбоновой кислоты и сульфокислоты. Эти группы нейтрализуют преимущественно амином.

Подходящими аминами для нейтрализации способных к образованию анионов групп являются особенно третичные амины, такие, как триметиламин, триэтиламин, диметиланилин, диэтиланилин, трифениламин, производные морфолина, и особенно предпочитают третичные, содержащие гидроксильные группы амины, например N,N-диметилэтаноламин. Содержание ионных групп, которое можно устанавливать целевой нейтрализацией способных к солеобразованию групп, является важным параметром, через который можно управлять размером образующихся сшитых микрочастиц полимера.

Компонента (А) состоит предпочтительно из одного или нескольких, содержащих по меньшей мере две гидроксильные группы полиэфирных многоатомных спиртов.

Примеры подходящих полиэфирных многоатомных спиртов представляют известные сами по себе продукты превращения многоатомных полиспиртов с поликарбоновыми кислотами или с ангидридами поликарбоновых кислот.

Подходящими для получения полиэфирных многоатомных спиртов полиолами являются, например, этиленгликоль, 1,2- и 1,3-пропандиол, 1,3- и 1,4-бутандиол, изомерные пентандиолы, гександиолы или октандиолы (например, 2-этил-1,3-гксанлиол)триметилолпропан), неопентилгликоль, глицерин, бисгидроксиметилциклогексан, эритрит, мезоэритрит, арабит, адонит, ксилит, маннит, сорбит, дульцит, гексантриол или (поли-)пентаэритрит.

Пригодные для получения полиэфирных многоатомных спиртов поликарбоновые кислоты состоят в первую очередь из низкомолекулярных поликарбоновых кислот или их ангидридов, поскольку эти ангидриды существуют, с 2 - 18 C-атомами в молекуле. Предпочтительно применяют ди- и трикарбоновые кислоты. Поликарбоновые кислоты и/или ангидриды можно применять отдельно или в смеси.

Подходящими карбоновыми кислотами являются, например, щавелевая кислота, янтарная кислота, фумаровая кислота, фталевая кислота, изофталевая кислота, терефталевая кислота, тетрагидрофталевая кислота, гексагидрофталевая кислота, адипиновая кислота, азелаиновая кислота, себациновая кислота, малеиновая кислота, глутаровая кислота, гексахлоргептандикарбоновая кислота, тетрахлорфталевая кислота и тримеллитовая кислота. Пригодны также различные жирные кислоты, например соевая мирная кислота, изононановая кислота и т.д. Вместо этих кислот можно применять также их ангидриды, если такие существуют. Можно применять также в качестве компоненты (А) полиэфирные многоатомные спирты, которые были получены полимеризацией лактонов.

Компоненту (А) выбирают таким образом, чтобы ее кислотное число составляло от 5 до 168, предпочтительно от 20 до 50.

При использовании на практике во многих случаях необходимо растворять компоненту (А) (форполимер) в органическом растворителе или в смеси растворителей. В качестве растворителей выбирают преимущественно такие растворители, которые являются настолько летучими, что их можно снова удалять из водной дисперсии перегонкой. При этом особенно пригодны ацетон, метилэтилкетон, метилизобутилкетон, метиламилкетон, диметоксиэтан, тетрагидрофуран, диоксан или их смеси. Более значительные количества содержащих гидроксильные группы растворителей могут оказывать вредное влияние. В качестве компоненты (А) можно применять также смеси с содержащими в молекулах только OH-группы полимерами. Отношение может легко определять специалист средней квалификации.

В качестве компоненты (В) можно в принципе применять все аминопластсмолы, которые в комбинации с содержащими в молекулах гидроксильные группы смолами (компоненты (А)) пригодны для получения лаков горячей сушки. Наряду с применяемыми предпочтительно нерастворимыми в воде типами можно использовать также водорастворимые типы. Наряду с другими аминопластами оказались пригодными особенно меламиновые смолы и модифицированные меламиновые смолы, которые имеют по меньшей мере две реактивные группы на молекулу. Под этими реактивными группами следует понимать особенно гидроксильные группы, и/или аминогруппы, и/или эфирные группы (меламин-метилол-соединения).

Способ для получения сшитых микрочастиц полимера осуществляют таким образом, что сначала компоненту (А) смешивают в органическом растворителе с компонентой (В). Соотношение компонентов смеси (А) и (В) может составлять от 30: 70 до 95:5, предпочтительно от 60:40 до 80:20 и зависит особенно от цели применения дисперсии. Эту смесь переводят в водную фазу, причем прежде всего нейтрализацией с водорастворимым основанием превращают кислотные группы в анионы. При этом с возрастанием степени нейтрализации уменьшается размер частиц. Однако нецелесообразно превышать степень нейтрализации 100%, так как реакция "сшивания" при более высоких pH-величинах замедляется. С другой стороны, следует, однако, учитывать, что устойчивость дисперсии может ухудшаться, если работают с низкой степенью нейтрализации. Однако специалист предварительными опытами легко может определить область степени нейтрализации системы. Часто выгодно добавлять в качестве водного раствора нейтрализующее средство.

Содержание твердой фазы во время реакции "сшивания" следует выбирать таким образом, чтобы не повышать вязкость и не затруднять перемешивание. Однако с возрастанием степени сшивания вязкость уменьшается, так что к началу реакции можно подойти к нижнему пределу способности перемешивания. За ходом реакции можно следить благодаря изменению вязкости, измеренной в преимущественно органической среде. Вначале вязкость повышается с увеличением молекулярного веса до максимума, чтобы потом с возрастанием содержания сшитых частиц снова падать. С этого момента можно установить помутнение в органической среде. Следовательно, реакция закончена, если вязкость в преимущественно органической фазе больше не падает, и помутнение больше не увеличивается. Однако реакцию в любом месте можно прервать досрочно охлаждением. Температура реакции, при которой можно осуществлять реакции сшивания, составляет 50 - 100^oC, предпочтительно 70 - 90^oC. Но можно также в любое время осуществлять реакцию и при повышенных температурах и при давлении. По окончании реакции полученную дисперсию нейтрализуют при помощи амина или водного раствора амина до 100% и еще имеющийся органический растворитель или смесь растворителей отгоняют. Для этого может потребоваться в случае необходимости применение вакуума.

Полученные таким путем водные дисперсии отличаются высокой устойчивостью и содержанием твердого тела от 10 до 50 мас.%, предпочтительно от 30 до 40 мас.%.

Полученные таким путем частицы полимера можно также, например по европейскому патенту А-29637, переводить в неводные дисперсии.

Для перевода сшитых микрочастиц полимера в органическую фазу полученную дисперсию смешивают со спиртом (например, бутанолом), органическим растворителем (например, ксилолом) и в случае необходимости с водой. В результате добавки подходящей кислоты (например, малеиновой кислоты) или ее водного раствора происходит обратное протонирование кислотных групп, что приводит к разрушению стабилизирующей системы и тем самым к коагуляции. После отделения водной фазы и удаления остатков воды из органической фазы вакуумной перегонкой получают при комнатной температуре высоковязкую, неводную и устойчивую дисперсию сшитых микрочастиц полимера в органическом растворителе.

Далее, изобретение относится к применению дисперсий, особенно водных дисперсий в качестве средства для регулирования реологических средств и компоненты связующих веществ в лаках, предпочтительно в лаках, имитирующих цветной металл.

Было установлено, что при применении дисперсий по изобретению не существует опасности образования водорода и саморастворения частиц металлической пудры. Это относится особенно к амфотерным металлам, например к алюминию или к алюминиевым сплавам (например, алюминиевой бронзе), которые можно добавлять к лакам в качестве металлической пудры для достижения эффекта, имитирующего цветной металл. При применении дисперсий по изобретению не происходит никакого выпадения водорода в лаках, хотя pH-величина дисперсий (pH≥8) была бы пригодна, чтобы воздействовать на частицы алюминиевого пигмента.

Далее, изобретение относится к составам для покрытий, состоящим из дисперсии сшитых микрочастиц полимера, полученным в воде из растворенного в случае необходимости в органическом растворителе, несущего по меньшей мере две гидроксильные группы полимера, который содержит достаточное для образования устойчивой водной дисперсии количество ионных групп, в качестве компоненты (А) и другой компоненты (D), при повышенной температуре, в среде, которая может содержать еще другой пленкообразующий материал, пигменты и другие обычные присадки и особенно пригодна для получения защищающих и/или декоративных покрытий, которые отличаются тем, что компонента (А) представляет полиэфирный многоатомный спирт, полиуретан или полиакрилат с кислотным числом 10 - 100 и компонента (В) представляет аминопластсмолу, состоящую из молекул, которые имеют по меньшей мере две реактивные группы. При этих реактивных группах речь идет о гидроксильных группах, и/или аминогруппах, и/или эфирных группах. В дисперсии весовое отношение компоненты (А) к компоненте (В) составляет от 30:70 до 95:5. Сама дисперсия является устойчивой и может применяться в воде и/или органическом растворителе иди в его смесях.

Описанные составы для покрытий применяют предпочтительно в способах для получения многослойных покрытий на поверхностях субстратов, у которых 1) в качестве основного состава для покрытия наносят водную дисперсию, 2) из нанесенного на стадии 1 состава образуют полимерную пленку на поверхности субстрата, 3) на полученный таким путем основной слой наносят соответствующий прозрачный состав покровного слоя и затем 4) основной слой вместе с покровным подвергают горячей сушке.

В качестве составов для покровного слоя применяют в принципе все известные непрозрачные пигментированные или только прозрачные пигментированные средства для покрытия. При этом речь может идти о традиционных содержащих растворители прозрачных лаках, водорастворимых прозрачных лаках или сухих прозрачных лаках.

В качестве покрываемых субстратов принимают во внимание прежде всего предварительно обработанные металлические субстраты; можно покрывать также предварительно не обработанные металлы и любые другие субстраты, например дерево или пластмассы, с применением основных составов для покрытия по изобретению с многослойным защищающим и/или декоративным покрытием.

Количественные данные в следующих примерах представляют весовые данные. Измерение вязкости проводили при 20^oC в стакане по ДИН (4 мм). Использовалась полностью обессоленная вода.

Получение полиэфирных многоатомных спиртов (компонента (А)).

Пример 1. В четырехгорлой колбе, которая снабжена мешалкой, термометром и насадочной колонной, расплавляют 1911,6 части 1,6-гександиола вместе с 525,6 частями адипиновой кислоты. Затем добавляют при перемешивании 896,4 части изофталевой кислоты и повышают температуру таким образом, чтобы температура верхней части колонны не превышала 100^oC. При максимальной температуре реакционной смеси 220^oC проводят дальше этерификацию до тех пор, пока кислотное число не достигает 3. После охлаждения до 170^oC добавляют 691,2 части ангидрида тримеллитовой кислоты и этерифицируют дальше при 170^oC, пока кислотное число не достигает 28. После охлаждения до 100^oC добавляют 1200 частей метилизобутилкетона. Полученный раствор полиэфирной смолы имеет содержание твердой фазы 75%.

Пример 2. В аппарате по примеру 1 расплавляют S70 частей триметилолпропана, 354 части 1,6-гександиола, 1400 частей изомеризованной соевой жирной кислоты и 592 части ангидрида фталевой кислоты. Затем при перемешивании повышают температуру таким образом, чтобы температура верхней части колонны не превышала 100^oC. При максимальной температуре реакционной смеси 220^oC этерифицируют дальше до тех пор, пока кислотное число не достигает 3. После охлаждения до 170^oC добавляют 384 части ангидрида тримеллитовой кислоты и продолжают этерификацию, пока кислотное число не достигает 34. После охлаждения до 110^oC добавляют 1076 частей метилизобутилкетона. Содержание твердой фазы: 77%.

Пример 3. В аппарате по примеру 1 расплавляют 643,2 части триметилолпропана, 472 части 1,6-гександиола, 758,4 части изононановой и 5S2 части ангидрида фталевой кислоты. Затем при перемешивании повышают температуру таким образом, чтобы температура верхней части колонны не превышала 100^oC. При максимальной температуре реакционной смеси 220^oC продолжают этерификацию до тех пор, пока кислотное число не достигает 3. После охлаждения до 170^oC добавляют 460,6 части ангидрида тримеллитовой кислоты и этерифицируют дальше при 170^oC, пока кислотное число не достигает 33. После охлаждения до 100^oC добавляют 303,5 части метилизобутилкетона. Содержание твердой фазы: 73,8%.

Пример 4. В аппарате по примеру 1 расплавляют 1664 части неопентилгликоля. Затем добавляют при перемешивании 1328 частей изофталиевой фталевой кислоты и повышают температуру таким образом, чтобы температура верхней части колонны не превышала 100^oC. При максимальной температуре реакционной смеси 220^oC продолжают этерификацию до тех пор, пока кислотное число не достигает 3. После охлаждения до 170^oC добавляют 768 частей ангидрида тримеллитовой кислоты и этерифицируют дальше при 170^oC, пока кислотное число не достигает 33. После охлаждения до 100^oC добавляют 1442 части метилизобутилкетона. Содержание твердой фазы: 70%.

Пример 5. В аппарате по примеру 1 расплавляют 1639,2 части 1,6-гександиола. Затем добавляют при перемешивании 1195,2 части изофталевой кислоты и повышают температуру таким образом, чтобы температура верхней части колонны не превышала 100^oC. При максимальной температуре реакционной смеси 220^oC продолжают этерификацию до тех пор, пока кислотное число не достигает 3. После охлаждения до 170^oC добавляют 345,6 части ангидрида тримеллитовой кислоты и 684 части адмергиновой кислоты (аддукт ангидрида малеиновой кислоты с сопряженно-ненасыщенными жирными кислотами) и продолжают этерификацию при 215^oC, пока кислотное число не достигает 27. После охлаждения до 100^oC добавляют 1523,5 части метилизобутилкетона. Содержание твердой фазы: 70%.

Получение сшитых микрочастиц полимера.

Пример 6. В обогреваемый аппарат с мешалкой, который снабжен термометром, обратным холодильником или перегонным мостиком, загружают 1050 частей раствора полиэфирной смолы примера 1 вместе с 482 частями сетамина US132 (меламиновая смола в бутаноле) и нагревают до 40^oC. При перемешивания и дальнейшем нагревании добавляют в течение 10 мин 567,8 части 5%-ного водного раствора N,N-диметиламиноэтанола (соответствует 80%-ной нейтрализации кислотных групп). По окончании добавки температура составляет 35^oC. Затем добавляют, также при дальнейшем нагревании, 1521,6 части полностью обессоленной воды в течение 15 мин. В конце добавки температура составляет 55^oC. Нагревают дальше до 85^oC, однако предварительно отбирают пробу для определения вязкости и величины pH. Величина pH составляет 7,78. Для определения вязкости сначала доводят пробу при помощи N,N-диметиламиноэтанола до степени нейтрализации 100% и разбавляют бутилгликолем в отношении 1:1. Вязкость прозрачного раствора составляет 14 с. Через 30 мин достигают 85^oC и снова отбирают пробу. Вязкость все еще прозрачного раствора повышается до 27 с. Еще через 30 мин при 85^oC снова берут пробу. При разбавлении пробы бутилгликолем (100% нейтрализации) получают мутный раствор с вязкостью 13 с. Температуру 85^oC держат еще дальше, пока вязкость нейтрализованного раствора в бутилгликоле больше не снимается. Через 3 ч она достигает 14 с. Теперь нейтрализуют полученную дисперсию при помощи N,N-диметиламиноэтанола до 100% и отгоняют в вакууме метилизобутилкетон. Получают устойчивую дисперсию с содержанием твердой фазы 35%, величиной pH 8,15 и с вязкостью 21 с.

Пример 7. В аппарат с мешалкой по примеру 6 загружают 1050 частей раствора полиэфирной смолы примера 1 вместе с 421,8 части цимела 1158 (бутилированная, содержащая Н-группы смола в бутаноле) и нагревают до 40^oC. При перемешивании и дальнейшем нагревании добавляют в течение 10 мин 567,8 части 5%-ного водного раствора N, N-диметиламиноэтанола (соответствует 80%-ной нейтрализации кислотных групп). По окончании добавки температура составляет 35^oC. Затем добавляют в течение 15 мин, также при дальнейшем нагревании, 1521,6 части полностью обессоленной воды. В конце добавки температура составляет 54^oC. Нагревают дальше до 85^oC, однако предварительно отбирают пробу для определения вязкости и величины pH. Величина pH составляет 7,78. Для определения вязкости сначала при помощи N,N-диметиламиноэтанола доводят до степени нейтрализации 100% и разбавляют бутилгликолем в отношении 1: 1. Вязкость прозрачного раствора составляет 14 c. Через 30 мин достигают 85^oC и снова отбирают пробу. Вязкость все еще прозрачного раствора повышается до 28 с. Еще через 30 мин при 85^oC снова отбирают пробу. При разбавлении пробы бутилгликолем (нейтрализации 100%) получают мутный раствор с вязкостью 20 с. Температуру 85^oC удерживают еще дальше, пока вязкость нейтрализованного раствора в бутилгликоле больше не снижается. Через 3 ч она достигает 15 с. Затем полученную дисперсию нейтрализуют при помощи N,N-диметиламиноэтанола до 100% и отгоняют в вакууме метилизобутилкетон. Получают устойчивую дисперсию с содержанием твердой фазы 35%, величиной pH 8,48 и вязкостью 20 с.

Пример 8. В аппарат с мешалкой по примеру 6 загружают 1050 частей раствора полиэфирной смолы примера 1 вместе с 613,6 частями мапренала МГ 650 (непластифицированной, изобутилэтерифицированной меламино-формальдегидной смолы в изобутаноле) и нагревают до 40^oC. При перемешивании и дальнейшем нагревании добавляют в течение 10 мин 537,8 части 5%-ного водного раствора N,N-диметиламиноэтанола (соответствует 80%-ной нейтрализации кислотных групп). По окончании добавки температура составляет 35^oC. Затем добавляют в течение 15 мин, также при дальнейшем нагревании, 1521,8 части полностью обессоленной воды. В конце добавки температура составляет 55^oC. Нагревают дальше до 85^oC, однако предварительно отбирают пробу для определения вязкости и величины pH. Величина pH составляет 7,87. Для определения вязкости сначала при помощи N,N-диметиламиноэтанола доводят пробу до степени нейтрализации 100% и разбавляют бутилгликолем в отношении 1:1. Вязкость прозрачного раствора составляет 13 с. Через 30 мин достигают 85^oC и снова отбирают пробу. Вязкость все еще прозрачного раствора повышают до 27 с. Еще через 30 мин при 85^oC снова отбирают пробу. При разбавлении пробы бутилгликолем (нейтрализация 100%) получают мутный раствор с вязкостью 21 с. Температуру 85^oC удерживают еще дальше, пока вязкость нейтрализованного раствора в бутилгликоле больше не снимается. Через 3 ч она достигает 16 с. Затем полученную дисперсию нейтрализуют при помощи N,N-диметиламиноэтанола до 100% и отгоняют метилизобутилкетон в вакууме. Получают устойчивую дисперсию с содержанием твердой фазы 33%, величиной pH 8,19 и вязкостью 21 с.

Пример 9. В аппарат с мешалкой по примеру 6 загружают 1050 частей раствора полиэфирной смолы примера 2 вместе с 495 частями сетамина US5132 (меламиновая смола в бутаноле) и нагревают до 40^oC. При перемешивании и дальнейшем нагревании добавляют в течение 10 мин 687,5 части 5%-ного раствора N, N-диметиламиноэтанола (соответствует 80%-ной нейтрализации кислотных групп). По окончании добавки температура составляет 48^oC. Затем добавляют в течение 15 мин, также при дальнейшем нагревании, 1457,5 части полностью обессоленной воды. В конце добавки температура составляет 68^oC. Нагревают дальше до 85^oC, однако предварительно отбирают пробу для определения вязкости и величины pH. Величина pH составляет 7,78. Для определения вязкости сначала при помощи N, N-диметиламиноэтанола доводят пробу до степени нейтрализации 100% и разбавляют бутилгликолем в отношении 1:1. Вязкость прозрачного раствора составляет 13 с. Через 30 мин достигают 85^oC и снова отбирают пробу. Вязкость уже слегка мутного раствора повышается до 16 с. Еще через 30 мин при 85^oC снова отбирают пробу. При разбавлении пробы бутилгликолем (100% нейтрализация) получают мутный раствор с вязкостью 15 с. Температуру 85^oC поддерживают еще дальше, пока вязкость нейтрализованного раствора в бутилгликоле больше не снижается. Через 3 ч она достигает 14 с. Затем полученную дисперсию нейтрализуют при помощи N,N-диметиламиноэтанола до 100% и отгоняют в вакууме метилизобутилкетон. Получают устойчивую дисперсию с содержанием твердой фазы 34%, величиной pH 8,37 и с вязкостью 21 c.

Пример 10. В аппарат с мешалкой по примеру 6, который снабжен термометром, обратным холодильником или перегонным мостиком, загружают 1070 частей раствора смолы по примеру 1 вместе с 483,5 частями сетамина US132 (меламиновая смола в бутаноле) и нагревают до 40^oC. При перемешивании и дальнейшем нагревании добавляют в течение 10 мин 653,4 части 5%-ного водного раствора N,N-диметиламиноэтанола (соответствует 80%-ной нейтрализации кислотных групп). По окончании добавки температура составляет 40^oC. Затем в течение 15 мин добавляют, также при дальнейшем перемешивании, 1441,6 части полностью обессоленной воды. В конце добавки температура составляет 44^oC. Нагревают дальше до 85^oC, однако предварительно отбирают пробу для определения вязкости и величины pH. Величина pH составляет 7,68. Для определения вязкости сначала при помощи N,N-диметиламиноэтанола доводят пробу до степени централизации 100% и разбавляют бутилгликолем в отношении 1:1. Вязкость прозрачного раствора поставляет 13 c. Через 30 мин достигают 85^oC и снова отбирают пробу. Вязкость все еще прозрачного раствора повышается до 55 с. Еще через 30 мин при 85^oC снова отбирают пробу. При разбавлении пробы бутилгликолем (нейтрализация 100%) получают мутный раствор с вязкостью 35 с. Температуру 85^oC поддерживают еще дальше, пока вязкость нейтрализованного раствора в бутилгликоле больше не снимается. Через 3 ч она достигает 17 с. Затем полученную дисперсию нейтрализуют при помощи N,N-диметиламиноэтанола до 100% и отгоняют в вакууме метилизобутилкетон. Получают устойчивую дисперсию с содержанием твердой фазы 35^oC, величиной pH 8,45 и с вязкостью 48 с.

Пример 11. В аппарат с мешалкой по примеру 6 загружают l100 частей раствора полиэфирной смолы примера 4 вместе с 597 частями сетамина US132 (меламиновая смола в бутаноле) и нагревают до 40^oC. При перемешивании и дальнейшем нагревании добавляют в течение 10 мин 626 частей 5%-ного водного раствора N, N-диметиламиноэтанола (соответствует 75%-ной нейтрализации кислотной группы). По окончании добавки температура составляет 35^oC. Затем добавляют в течение 15 мин, также при дальнейшем нагревании, 1590 частей полностью обессоленной воды. В конце добавки температура составляет 55^oC. Нагревают дальше до 85^oC, однако предварительно отбирают пробу для определения вязкости и величины pH. Величина pH составляет 7,74. Для определения вязкости сначала при помощи N,N-диметиламиноэтанола доводят пробу до степени нейтрализации 100% и разбавляют бутилгликолем в отношении 1:1. Вязкость прозрачного раствора составляет 14 с. Через 30 мин достигают 85^oC и снова отбирают пробу. Вязкость все еще прозрачного раствора повышается до 27 с. Еще через 30 мин при 85^oC снова отбирают пробу. При разбавлении пробы бутилгликолем (нейтрализация 100%) получают мутный раствор с вязкостью 18 c. Температуру 85^oC поддерживают еще дальше, пока вязкость нейтрализованного раствора в бутилгликоле больше не снижается. Через 3 ч она достигает 14 с. Затем нейтрализуют полученную дисперсию при помощи N,N-диметиламиноэтанола до 100% и отгоняют в вакууме метилизобутилкетон. Получают устойчивую дисперсию с содержанием твердой фазы 32%, величиной pH 8,15 и с вязкостью 19 с.

Пример 12. В аппарат с мешалкой по примеру 6 загружают 350 частей раствора полиэфирной смолы примера 2 вместе с 635,5 частями цимела 1158 (бутилированная, содержащая NН-группы смола в бутаноле) и нагревают до 40^oC. При перемешивании и дальнейшем нагревании добавляют в течение 10 мин 672,8 части 5%-ного водного раствора N, N-диметиламиноэтанола (соответствует 80%-ной нейтрализации). По окончании добавки температура составляет 48^oC. Затем добавляют в течение 15 мин, также при дальнейшем нагревании, 1689,9 части полностью обессоленной воды. В конце добавки температура составляет 68^oC. Нагревают дальше до 85^oC, однако предварительно отбирают пробу для определения вязкости и величины pH. Величина pH составляет 7,52. Для определения вязкости сначала при помощи N, N-диметиламиноэтанола доводят пробу до степени нейтрализации 100% и разбавляют бутилгликолем в отношении 1:1. Вязкость прозрачного раствора составляет 13 с. Через 30 мин достигают 85^oC и снова отбирают пробу. Вязкость уже слегка мутного раствора повышается до 14 с. Еще через 30 мин при 85^oC снова отбирают пробу. При разбавлении пробы бутилгликолем (нейтрализация 100%) получают мутный раствор с вязкостью 15 с. Температуру 85^oC поддерживают еще дальше, пока вязкость нейтрализованного раствора в бутилгликоле больше не снижается. Через 3 ч она достигает 13 с. Полученную дисперсию нейтрализуют при помощи N,N-диметиламиноэтанола до 100% и отгоняют в вакууме метилизобутилкетон. Получают устойчивую дисперсию с содержанием твердой фазы 31%, величиной pH 8,52 и с вязкостью 21 с.

В аппарат с мешалкой по примеру 6 загружают 1100 частей раствора полиэфирной смолы примера 1 вместе с 392,3 части цимела 327 (высокометилированная меламин-формальдегидная смола в изобутаноле) и нагревают до 40^oC. При перемешивании и дальнейшем нагревании добавляют в течение 10 мин 446 частей 5%-ного водного раствора N,N-диметиламиноэтанола (соответствует 60%-ной нейтрализации кислотных групп). В конце добавки температура составляет 40^oC. Затем добавляют в течение 15 мин, также при дальнейшем нагревании, 1742,8 части полностью обессоленною воды. В конце добавки температура составляет 45^oC. Нагревают дальше до 85^oC, однако предварительно отбирают пробу для определения вязкости и величины pH. Величина pH составляет 7,10. Для определения вязкости сначала при помощи N,N-диметиламиноэтанола доводят пробу до степени нейтрализации 100% и разбавляют бутилгликолем в отношении 1:1. Вязкость прозрачного раствора составляет 13 с. Через 30 мин достигают 85^oC и снова отбирают пробу. Вязкость слегка мутного раствора повышается до 18 с. Еще через 30 мин при 85^oC снова отбирают пробу. При разбавлении пробы бутилгликолем (нейтрализация 100%) получают мутный раствор с вязкостью 14 c. Температуру 85^oC поддерживают еще дальше, пока вязкость нейтрализованного раствора в бутилгликоле больше не снимается. Через 3 ч она достигает 13 с. Затем полученную дисперсию нейтрализуют при помощи N, N-диметиламиноэтанола до 100% и отгоняют в вакууме метилизобутилкетон. Получают устойчивую дисперсию с содержанием твердой фазы 35%, величиной pH 8,65 и с вязкостью 12 с.

Пример 14. В аппарат с мешалкой по примеру 6 загружают 1200 частей раствора полиэфирной смолы по примеру 5 вместе с 404 частями цимела 327 (высокометилированная меламин-формальдегидная смола в изобутаноле) и нагревают до 40^oC. При перемешивании и дальнейшем нагревании добавляют в течение 10 мин 486,2 частей 5%-ного водного раствора N, N-диметиламиноэтанола (соответствует 80%-ной нейтрализации кислотных групп). В конце добавки температура составляет 35^oC. Затем добавляют в течение 15 мин, также при дальнейшем нагревании, 1764,7 части полностью обессоленной воды. В конце добавки температура составляет 55^oC. Нагревают дальше до 85^oC, однако предварительно отбирают пробу для определения вязкости м величины pH. Величина pH составляет 7,98. Для определения вязкости сначала при помощи N, N-диметиламиноэтанола доводят пробу до степени нейтрализации 100% и разбавляют бутилгликолем в отношении 1:1. Вязкость прозрачного раствора составляет 13 с. Через 30 мин достигают 85^oC и снова отбирают пробу. Вязкость все еще прозрачного раствора повышается до 15 с, еще через 30 минут при 85^oC снова отбирают пробу. При разбавлении пробы бутилгликолем (нейтрализация 100%) получают мутный раствор с вязкостью 20 с. Температуру 85^oC поддерживают еще дальше, пока вязкость нейтрализованного раствора в бутилгликоле больше не снижается. Через 3 ч она достигает 15 с. Полученную дисперсию при помощи N, N-диметиламиноэтанола нейтрализуют до 100% и отгоняют в вакууме метилизобутилкетон. Получают устойчивую дисперсию с содержанием твердого тела 35%, величиной pH 8,85 и с вязкостью 21 с.

Пример 15. Перевод микрочастиц полимера в органическую фазу.

В обогреваемый аппарат с мешалкой, который снабжен термометром, обратным холодильником или перегонным мостиком и спускным вентилем в нижней части, вводят 2615 частей дисперсии примера 11 вместе с 800 частями полностью обессоленной воды. Туда добавляют 990 частей ксилола и 810 частей н.бутанола и перемешивают при размешивании. В смеси добавляют при перемешивании 29 частей малеиновой кислоты, растворенной в 56 частях воды. Через 20 мин интенсивного перемешивания аппарат с мешалкой выключают и ожидают, пока не закончится разделение фаз. Через 45 мин нижнюю фазу, которая состоит преимущественно из воды, сливают (2650 мл). После нагревания до 60^oC остаточную воду отгоняют в вакууме. Получают высоковязкую при комнатной температуре, неводную, устойчивую дисперсию сшитых микрочастиц полимера с содержанием твердого тела 40%.

Пример 16. Состав для покрытия 56 частей описанной в примере 9 дисперсии смешивают при перемешивании с 23 частями дисперсии загустителя. В качестве загустителя применяют латеколл Д (сгуститель на основе сложного акрилового эфира-метакриловой кислоты с содержанием твердого тела 25%), который разбавляют водой до содержания твердого тела 3% и устанавливают при помощи диметилэтаноламина до величины pH 7,0.

В отдельном сосуде 4,5 части стандартной нелистовой алюминиевой бронзы с содержанием алюминия 65% приводят в тестообразное состояние с 5 частями бутилгликола и растворяют обычным образом.

Этот алюминиевый шлам добавляют к описанной дисперсии при перемешивании. После установления величины pH до 8,0 при помощи водного 10%-ного раствора диметилэтаноламина (около 0,6 части) регулируют при помощи воды (около 10 части) до вязкости 40 с. Содержание твердого тела составляет 23%.

Полученный таким путем основной лак наносят распылением на покрытый обычным образом порозаполнителем стальной лист и сушат 5 мин при 50^oC. Затем наносят сверху распадением стандартный лак горячей суштки на основе полиакрилата/меламиновой смолы и сушат горячей сушкой 30 мин при 130^oC. Полученное таким путем покрытие показывает высокий блеск и равномерный ярко выраженный металлический эффект.

Формула изобретения

1. Водная дисперсия сшитых микрочастиц полимера с содержанием твердой фазы 10 50 мас. и pH ≥ 8, полученная смешением в водной среде полимера, растворенного в органическом растворителе или смеси растворителей и термопластичной аминосмолы с последующей нейтрализацией водным раствором амина и удалением органического растворителя, отличающаяся тем, что в качестве полимера она содержит сложный полиэфир с кислотным числом 20 50, содержащий по меньшей мере две гидроксильные группы и достаточное для образования стабильной водной дисперсии количество ионных групп, и термопластичную аминосмолу, содержащую по меньшей мере две реакционноспособные гидроксильные, и/или амино-, и/или эфирные группы, причем массовое соотношение полиэфира и аминосмолы составляет от 30 70 до 95 5, при этом полиэфир нейтрализован водным раствором амина до 70 90% полученная смесь нагрета при 50 - 100^oС до постоянной вязкости с последующей нейтрализацией амином до 100% 2. Дисперсия по п. 1, отличающаяся тем, что она нейтрализована водным раствором амина до 80% с последующим нагревом смеси до 70 90^oС.

3. Дисперсия по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что в качестве аминопластичной смолы она содержит меламинформальдегидную смолу.

4. Дисперсия по пп. 1 3, отличающаяся тем, что массовое соотношение сложного полиэфира и термопластичной аминосмолы составляет от 60 40 до 80 20 соответственно.

5. Способ получения водной дисперсии сшитых микрочастиц полимера с содержанием твердой фазы 10 50% и pH ≥ 8 путем смешения полимера, растворенного в органическом растворителе или смеси растворителей, и термопластичной аминосмолы в водной среде с последующей нейтрализацией водным раствором амина и удалением органического растворителя, отличающийся тем, что в качестве полимера используют сложный полиэфир с кислотным числом 20 50, содержащий по крайней мере две гидроксильные группы и достаточное для образования стабильной водной дисперсии количество ионных групп, в качестве термопластичной аминосмолы смолу, содержащую по крайней мере две реакционноспособные группы, выбранные из гидроксильных, и/или амино-, и/или эфирных групп, при этом массовое соотношение полиэфира и аминосмолы составляет от 30 70 до 95 5 соответственно, в раствор полиэфира подают аминосмолу, нейтрализуют полиэфир водным раствором амина до 70 90% нагревают полученную смесь при 50 100^oС до достижения постоянной вязкости с последующей нейтрализацией амином до 100% 6. Способ по п. 5, отличающийся тем, что в качестве термопластичной аминосмолы используют меламинформальдегидную смолу.

7. Способ по пп. 5 и 6, отличающийся тем, что массовое соотношение полиэфира и аминосмолы составляет от 60 40 до 80 20 соответственно.

8. Способ по пп. 5 7, отличающийся тем, что нейтрализацию осуществляют водным раствором амина до 80% с последующим нагреванием до 70 90^oС.

9. Состав для покрытия, содержащий водную дисперсию сшитых микрочастиц полимера и целевые добавки, выбранные из группы, включающей воду, нейтрализующий агент, органический растворитель, загуститель и металлический пигмент, отличающийся тем, что в качестве водной дисперсии он содержит дисперсию по пп. 1 4.

10. Состав по п. 9, отличающийся тем, что в качестве металлического пигмента он содержит частицы алюминиевого пигмента.