Двухкомпонентный состав для покрытий и способ изготовления связующих для покрытий

 

Описывается двухкомпонентный состав для покрытий, состоящий из: а) водной эмульсии полиэфирной и/или полиакрилатной смолы и б) жидкой органической полиизоцианатной компоненты со свободными изоцианатными группами, отличающийся тем, что компонентой а) является водная эмульсия полиэфирной и/или полиакрилатной смолы, растворенная в органическом растворителе, не растворимая в воде, не содержащая карбоксилата и сульфоната, с содержанием гидроксильных групп 2,5-8,0 мас.%, причем эмульсия стабилизирована при помощи эмульгатора, добавленного к полиэфирной или полиакрилатной смоле, причем при замешивании полиизоцианатной компоненты б) в эмульсию а) за ограниченной время состав готов к употреблению и отверждается реакциями "сшивания". Технический результат состоит в разработке указанного состава, который придает покрытию хорошие водо- и погодостойкость. 2 с. и 1 з.п. ф-лы, 2 табл.

Изобретение относится к двухкомпонентным составам для покрытий с водорастворимой связующей компонентной на основе полиэфирной смолы и/или полиакриловой смолы и жидкой органической полиизоцианатной компонентной.

Из заявки EP 0358979 A2 известно водорастворимое двухкомпонентное покрытие, применяемый в качестве связующего полимеризат содержит сульфонатные и/или карбоксилатные группы.

Нейтрализацией кислотных групп неорганическими основаниями или аминами обеспечивают водорастворимость или диспергируемость полимеризата. Однако нейтрализующее средство отрицательно влияет на водостойкость, погодостойкость, коррозионные свойства и время каплепадения покрытия.

Из описания DE-DS 1595685 известен способ получения модифицированных, водных полимерных дисперсий, согласно которому водную дисперсию полимеризатов или сополимеризатов с имеющим свободные NCO-группы продуктом реакции высокомолекулярного, содержащего по меньшей мере два активных атома водорода соединения вводят во взаимодействие с избытком полиизоцианата. Имеющий свободные NCO-группы продукт реакции замешивают в водную дисперсию полимеризата. Смесь выдерживают в течение трех-десяти дней, пока содержание свободных NCO-групп не уменьшится до нуля. Получают устойчивую дисперсию, которую можно разбавлять водой и применять в качестве покрытий и пропиточного средства, преимущественно в качестве покрытий и пропиточного средства, преимущественно в качестве аппреирующего средства в текстильной промышленности.

В заявке EP 0486881 A2 описаны готовые составы на основе изоцианата для модифицирования водных покрытий, которые находятся в виде устойчивых эмульсий/дисперсий, полученных химической реакцией, и отличаются хорошей устойчивостью при хранении. Покрытия можно применять как однокомпонентные.

Задачей настоящего изобретения является разработка водного двухкомпонентного покрытия вышеописанного вида, которое имеет хорошие водостойкость и погодостойкость. Поставленная задача решается двухкомпонентным составом для покрытия, состоящим из связующей компоненты, представляющей собой водную эмульсию растворенной в органическом растворителе, нерастворимой в воде, не содержащей карбоксилатную и сульфонатную группы полиэфирной и/или полиакрилатной смолы с содержанием гидроксильных групп от 2,5 до 8 мас.%, причем эмульсия стабилизирована при помощи эмульгатора, добавленного к полиэфирной или полиакрилатной смоле, и компоненты б), представляющей собой жидкую ограническую полиизоцианатную компоненту из по меньшей мере одного полиизоцианата со свободными изоцианатными группами, который при добавлении полиизоцианатной компоненты б) в эмульсию а) за ограниченное время готов к употреблению и отверждается реакцией "сшивания". Содержание гидроксильных групп в полиэфирной или полакрилатной смоле находится преимущественно в области от 4,5 до 8 мас. %. Эквивалентное соотношение NCO/OH может регулироваться в области от 0,8 : 1 до 3 : 1 и составляет преимущественно 1,5 : 1. Содержание твердого вещества в полиэфирной или полиакрилатной или полиакрилатной смоле составляет от 70 до 100 мас.%, преимущественно от 80 до 90 мас.%, остальное - органический растворитель. Полиэфирные или полиакрилатные смолы имеют вязкость от 1000 до 11000 мП·с/23^oC, измеренную на ротационном вискозиметре. Они применяются в водонерастворимой форме, несодержащей карбоксилатных и сульфонатных групп, в виде водной эмульсии, причем эмульсию получают при добавлении к полиэфирной и/или полиакрилатной смоле эмульгатора. В качестве эмульгаторов применяют анионактивные, неионогенные и катионактивные эмульгаторы, которые обычно применяют при получении пластмасс и связующих путем полимеризации, например в качестве основных эмульгаторов для всех типов эмульсионной полимеризации или в качестве соэмульгаторов для стабилизации полимерных дисперсий.

Количество добавленного эмульгатора составляет от 0,1 до 10 мас.%, в пересчете на содержащую растворитель форму полиэфирной или полиакрилатной смолы. После добавления эмульгатора к полиэфирой или полиакрилатной смоле осуществляют разбавление водой, так что получают устойчивую эмульсию с содержанием твердого вещества (содержание полиэфирной и/или полиакрилатной смолы) преимущественно от 25 до 60 мас.%. Для получения готового к употреблению покрытия полиизоцианатную компоненту смешивают с описанной эмульсией, причем полиизоцианатная компонента образует эмульсию. Содержание свободных NCO-групп в полиизоцианатной компоненте составляет от 8 до 32 вес. %, в пересчете на твердое вещество. Вязкость составляет от 40 до 9000 мП·с/23^oC (измерена на ротационном вискозиметре). В случае необходимости полиизоцианатная компонента может использоваться в смеси с небольшими количествами инертного растворителя для облегчения ее введения в связующую компоненту а). Образуются высококачественные сшитые пленки, свойства которых не уступают свойствам известных покрытий из органических лаков. Неожиданно оказалось, что эмульгаторы не оказывают отрицательного влияния на свойства пленки.

Далее, предметом изобретения является способ изготовления разбавляемых водой связующих для отверждаемого полиизоцианатом двухкомпонентного покрытия.

Двухкомпонентное покрытие по изобретению применяют для покрытий любого вида, пропитки и покрытий глазурью. К связующей компоненте можно добавлять обычные для технологии лаков вспомогательные вещества и добавки. К ним относятся, в частности, пеногасители, вспомогательные средства, способствующие розливу, пигменты, вспомогательные диспергаторы для дисперсии пигментов и т. п.

В таблице 1 содержатся данные примерно A - F, где даны составы, соответствующие без ограничения техническому решению по изобретению, для связующей компоненты. В качестве полиакрилатной смолы применяли известную для содержащих растворители лаков, растворенную в бутилацетате смолу (Джонкрил 507, Джонсон Полимер), причем предварительно концентрировали раствор отгонкой растворителя до содержания твердого вещества 85 вес.%, остальное - растворитель. В качестве полиэфирной смолы применяли также известную для содержащих растворители лаков растворенную в бутилацетате смолу (Синтоэфир HD 170 Синтопол Хеми), причем содержание твердого вещества составляло 80 вес.%, остальное - растворитель. Простой арилполигликолевый эфир (эмульгатор WNS, Байер), 2,4,7,9-тетраметил-5-децин-4,7-диол (СУРФИНОЛ 104, Эйр Продектс), сложный сорбитановый эфир (ДИСПОНИЛ СМО, Хенкель) и этоксилат касторового масла добавляли в указанных количествах как обычные эмульгаторы в полиэфирную или полиакрилатную смолу. Затем осуществляли разбавление водой, при этом получали устойчивые эмульсии.

После этого эмульсии можно регулировать в соответствии с целью применения, добавкой обычных для технологии лаков вспомогательных веществ и присадок, например пигментов и пеногасителей. При этом можно также осуществлять дальнейшее разбавление водой.

Связующая компонента существует в виде водной эмульсии. В эмульсию примешивают жидкую органическую полиизоцианатную компоненту по меньшей мере из одного полиизоцианата со свободными изоцианатными группами, до образования эмульсии. Смесь после непродолжительного времени готова к употреблению и отверждается в ходе реакций "сшивания". Образуются высококачественные сшитые пленки. Водостойкость покрытий достигается уже через четыре часа.

Пример 1. Из указанной в таблице 1 водной эмульсии A изготовляли связующую компоненту следующего состава: 48,0 частей эмульсии A, 28,0 частей двуокиси титана рутила (R KB-4, Байер АГ), 0,2 части пеногасителя (ВУК 034, фирма Байк Везель).

Смесь предварительно диспергировали с растворителем, затем гомогенизировали 15 минут в шаровой мельнице и после этого разбавляли при помощи 23,8 частей дистиллированной воды.

После добавления 15,9 частей полиизоцианата (Толунат 90, фирма Рон Пуленк) получали годный через три часа к переработке двухкомпонентный лак.

Пример 2. Указанную в таблице 1 водную эмульсию C обрабатывали до получения связующей компоненты следующего состава: 52,0 частей эмульсии C, 28,0 частей двуокиси титана рутила (R KG-4, Байер АГ), 0,1 части пеногасителя (Вук 034, фирма Байк Везель), 0,1 части смачивающего агента (Фторад FC 129, ЗМ).

Смесь предварительно диспергировали с растворителем, затем гомогенизировали 15 минут в шаровой мельнице и после этого разбавляли при помощи 19,8 частей дистиллированной воды.

После добавления 19,3 частей полиизоцианата (Десмодур VP 2550, Байер АГ) получали годный через пять часов к переработке двухкомпонентный лак.

Описанные в примерах 1 и 2 лаки разбавляли дистиллированной водой до достижения времени истечения 45 по ДИН 53211-4 и наносили слоем толщиной 50 мкм на стеклянные пластины. Отвержденные лаки имели указанные в таблице 2 свойства.

Формула изобретения

1. Двухкомпонентный состав для покрытий, включающий: а) связующую компоненту и б) жидкий органический полиизоцианат со свободными изоцианатными группами, отличающийся тем, что компонента а) является водной эмульсией полиэфирной и/или полиакрилатной смолы, растворенной в органическом растворителе, не растворимой в воде, не содержащей карбоксилатную и сульфонатную группы, с содержанием гидроксильных групп 2,5 - 8,0 мас.%, причем эмульсия стабилизирована при помощи эмульгатора, добавленного к полиэфирной или полиакрилатной смоле, причем при добавлении полиизоцианатной компоненты в эмульсию за ограниченное время состав готов к употреблению и отверждается реакцией "сшивания".

2. Состав по п.1, отличающийся тем, что эквивалентное соотношение изоцианатных и гидроксильных групп установлено в области 0,8 : 1 - 3 : 1.

3. Способ изготовления разбавляемых водой связующих для отверждаемого полиизоцианатом покрытия, включающий растворение полимерного связующего в органическом растворителе, смешение с водой и эмульгатором, отличающийся тем, что в качестве связующего используют не растворимую в воде полиэфирную и/или полиакрилатную смолу с содержанием гидроксильных групп 2,5 - 8,0 мас.% и твердого вещества в смоле более 70 мас.%, которая находится в форме, не содержащей карбоксилатной и сульфонатной групп, которую растворяют в органическом растворителе, смешивают с эмульгатором и затем при добавлении воды получают стойкую водную эмульсию.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2