Состав полистирольной краски

 

Изобретение относится к области получения лакокрасочных материалов, в частности красок на основе полистирольного пленкообразующего, и может быть использовано для защиты наружных металлических, бетонных и деревянных поверхностей от атмосферной коррозии в различных отраслях промышленности. Сущность изобретения: в состав полистирольной краски, включающей пленкообразующее - полистирол, пигменты, красители, вводят модификатор - 4%-ный водный раствор поливинилового спирта (ПВС) с содержанием 12 - 14% ацетатных групп. Изобретение позволяет повысить твердость покрытия почти в 2 раза при сохранении остальных физико-механических свойств на прежнем уровне. 1 табл.

Изобретение относится к области получения лакокрасочных материалов, в частности красок на основе полистирольного пленкообразующего, и может быть использовано для защиты наружных металлических, бетонных и деревянных поверхностей от атмосферной коррозии в различных отраслях промышленности.

Известен состав антикоррозионного покрытия на основе полистирола, в котором растворителями полистирола служат толуол, сольвент, ксилол, пластификатором - дибутилфталат, диоксилфталат, хлорпарафин, совол, касторовое масло или их смеси. Для получения цветовой гаммы используют известные пигменты: диоксид титана, окись хрома, железный сурик, берлинскую лазурь или отработанный в производстве аммиака оксидцинковый катализатор, содержащий сульфид цинка и оксид цинка. При применении в качестве пигмента отработанного оксидцинкового катализатора в качестве пленкообразующего используют наряду с полистирольным лаком и другие пленкообразующие, например, олифу, лак - ПФ-283, лак ХСЛ, эпоксидный лак, эмаль ЭП-535, эмаль ХВ-785 и др. [1. Патент РФ N 2017781, МКИ C 09 D 191/00, опуб. 15.08.94, БИ N 15, Патент Украины N 19264, опуб. 25.12.97, ПВ N 6].

Недостатками указанных составов являются получение красок с низкой твердостью пленки, использование полистирола в качестве пленкообразующего. Как свидетельствуют данные приведенного анализа, для получения красок с повышенной твердостью пленки требуется использование более дефицитных и более дорогостоящих пленкообразующих, таких как эпоксидный лак, эмаль ЭП-535, лак ХЛС и др. В свою очередь это сокращает сырьевую базу при получении красок с повышенной твердостью за счет ограничения использования в качестве пленкообразующего полистирола и его сополимеров, которые по сравнению с другими пленкообразующими имеют наиболее многотоннажные производства.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является состав для получения лакокрасочных материалов на основе полистирола, в который в качестве пластификатора и модификатора с целью улучшения эстетических и технологических свойств, снижения себестоимости вводят олигомер стирола в количестве 5-30 мас.% со степенью олигомеризации 4-5 и с содержанием толуола 10% и остаточного стирола до 0,15%. [2. Патент РФ N 2142486, МКИ C 09 D 125/06, опуб. 20.09.99, БИ N 34/99 - прототип].

Недостатком указанного состава является низкая твердость покрытия, находящаяся в пределах 0,2-0,3 у.ед. (определяется по ГОСТ 5233).

В основу изобретения поставлена задача улучшения состава полистирольной краски путем введения модификатора в виде водного раствора поливинилового спирта (ПВС), обеспечивающего повышение твердости покрытия для уменьшения ограничений при применении менее дефицитного и менее дорогостоящего полистирола в качестве пленкообразующего.

Поставленная задача решается за счет того, что в состав полистирольной краски, включающей пленкообразующее - полистирол, растворитель, красители, пигменты и модификатор, вводят 4%-ный водный раствор поливинилового спирта, с содержанием 12-14% ацетатных групп, при следующем соотношении компонентов, мас.%: Пленкообразующее - полистирол - 15,5 Растворитель - 62 Красители - 5,5 Пигменты - 7-5 Модификатор - 4%-ный водный раствор поливинилового спирта с содержанием 12-14% ацетатных групп - 10-12 В предлагаемом составе, по сравнению с известным, за счет введения 4%-ного водного раствора ПВС с содержанием ацетатных групп 12-14% в заявленных пределах, достигается повышение твердости покрытия, что снижает ограничения по применению краски на основе полистирола, например, вместо краски на основе эмали ЭП-535, лака ХСЛ, эмали ХВ-785, краски МС-18 (см. аналог 4 в таблице).

Применение ПВС с содержанием 12-14% ацетатных групп обладает, с одной стороны, клеящей способностью, что увеличивает адгезию покрытия к защищаемой поверхности, с другой стороны - его водные растворы относятся к неионогенным поверхностно-активным веществам, что обеспечивает достаточно хорошее распределение 4% водного раствора ПВС в полистирольной краске, обладающей высокой гидрофобностью, что в свою очередь при высыхании краски обеспечивает уплотнение пленки покрытия и повышение ее твердости.

Порядок приготовления композиции следующий. В емкость с мешалкой загружают полистирол и растворитель, например толуол, сольвент или ксилол, из расчета получения 20%-ного раствора полистирола. Содержимое перемешивают до полного растворения полистирола. В полученный раствор добавляют модификатор - 4%-ный водный раствор ПВС и перемешивают до получения однородной, нерасслаивающейся массы. Затем смесь перегружают в шаровую мельницу или краскотерку, добавляют пигменты. В качестве пигмента в зависимости от необходимой цветовой гаммы используют неорганические пигменты: диоксид титана - для получения белого цвета, окись хрома - для получения зеленого цвета, железный сурик - коричневый цвет, берлинскую лазурь - синий и фталоционитовый голубой. После чего добавляют красители (органический пигмент алый) и перемешивают до заданной степени перетира (пример 2) (ТУ 113-03-27-89-91). Полученную композицию наносят на поверхность образцов для испытаний, сушат при 18-23^oC и испытывают. Твердость пленки определяют с помощью маятникового прибора МИ-3 по ГОСТ 6883-75. Адгезию определяют методом решетчатых надрезов по ГОСТ 15140-69. Изгиб пленки определяют по ГОСТ 6806-74. Прочность пленки при ударе определяют на приборе У- 1А по ГОСТ 4765-73. Порядок приготовления композиции (для примеров 1, 3) следующий. Полистирол смешивают в смесителе, например, "пьяная бочка", с пигментами и красителями, экструдируют на экструдере при 180-230^oC. В емкость с мешалкой загружают полученный экструдат и соответствующее количество растворителя для получения аналогичных (пример 2) пропорций. Содержимое перемешивают до полного растворения. Затем в полученный раствор добавляют 4%-ный раствор ПВС и перемешивают до получения однородной, не расслаивающейся композиции. Полученную композицию наносят на поверхность образцов для испытаний, сушат при температуре 18-23^oC по действующим стандартам.

В таблице приведены рецептуры и физико-механические свойства композиций на основе предлагаемого (примеры 1-3) и известного (пример 4) составов и запредельных значений (пример 5 и 6).

По данным таблицы новый состав (примеры 1-3) по сравнению с прототипом (пример 4) обеспечивает повышение твердости в 1,86 раза при сохранении остальных физико-механических свойств на прежнем уровне. При уменьшении добавки 4%-ного водного раствора ПВС к полистирольной краске до 6% (пример 5) твердость покрытия уменьшается до 0,28 у.ед., а при увеличении добавки 4%-ного водного раствора ПВС к полистирольной краске до 18% (пример 6) снижается прочность покрытия к удару, ухудшается изгиб, адгезия и блеск.

Таким образом, предлагаемый состав полистирольной краски обеспечивает повышение твердости почти в 2 раза при сохранении остальных физико-механических свойств на прежнем уровне.

Формула изобретения

Состав полистирольной краски, включающий пленкообразующее - полистирол, растворитель, красители, пигменты и модификатор, отличающийся тем, что в качестве модификатора состав содержит 4%-ный водный раствор поливинилового спирта с содержанием 12 - 14% ацетатных групп при следующем соотношении компонентов, мас.%: Пленкообразующее - полистирол - 15,5 Растворитель - 62
Красители - 5,5
Пигменты - 7,0 - 5,0
Модификатор - 4%-ный водный раствор поливинилового спирта с содержанием 12 - 14% ацетатных групп - 10 - 12

РИСУНКИ

Рисунок 1