Композиция для защитного покрытия

Изобретение относится к составам на основе латекса для получения защитных покрытий на полимерных материалах, металле, дереве, древесно-стружечных и древесно-волокнистых плитах, бетоне, керамике, картоне, бумаге и других материалах. Композиция включает, мас%: акрилатный латекс 30,0-38,0; бутадиен-стирольный мягкий латекс 10,0-19,0; бутадиен-стирольный жесткий латекс 5,0-9,0; наполнитель 12,0-21,0; пигмент 0,5-6,5; карбамид 0,5-2,0; 10-50%-ный водный раствор щелочи 0,1-2,0 и воду - остальное. Технический результат - получение покрытия, которое обладает высокой стойкостью в атмосферных условиях, под воздействием климатических факторов и влажного истирания, его можно наносить на материалы посредством предварительного нанесения композиции пленочным слоем на подложку и последующего термопереноса этого слоя с подложки на покрываемую поверхность. 2 табл.

 

Изобретение относится к составам на основе латекса, используемым для нанесения защитных покрытий на полимерные материалы, металл, дерево, древесно-волокнистые и древесно-стружечные плиты, бетон, керамику, картон, бумагу и другие материалы.

Известна водно-дисперсионная композиция для защитно-декоративного покрытия, наносимого на бетон, кирпич, дерево, керамику, другие материалы с целью антикоррозионной защиты в средах средней степени агрессивности (патент РФ № 2050390, С 09 D 109/08, 5/02, опубл. 20.12.1995). Композиция включает бутадиен-стирольный латекс СКС-65ГП, пигмент, наполнитель, неионогенное поверхностно-активное вещество, карбоксил-метилцеллюлозу, новолачную резорцинформальдегидную смолу СФ-280, формалин, алкофен Б, серу полимерную, белую сажу и воду.

Бутадиен-стирольный латекс СКС-65ГП представляет собой дисперсию каучука с соотношением бутадиена и стирола 35:65, сухим остатком латекса 48% и рН 11,5-12,5.

Новолачная резорцинформальдегидная смола СФ-280 представляет собой 60%-ный водный продукт поликонденсации резорцина и формальдегида.

В качестве пигмента может быть использован диоксид титана рутильной формы, красный и алый органические пигменты, железооксидный пигмент, алюминиевая пудра, цинковые белила.

Известна композиция для противокоррозионного окрасочного покрытия, наносимого на металл, бетон, дерево. Композиция включает латекс диенового сополимера, фосфатное связующее на основе ортофосфорной кислоты ФС-3, оксиэтилированный моноалкилфенол, тальк, моно, - или ди, - или триэтаноламин, каолин, пигмент и воду (патент РФ № 2017774, С 09 D 109/00, 5/08, опубл. 15.08.1994).

Известна грунтовка, предназначенная для нанесения защитно-декоративных покрытий на металле, дереве, бетоне, древесно-стружечных плитах (патент РФ №2017776, С 09 D 109/08, 5/12, опубл. 15.08.1994). Грунтовка содержит латекс бутадиен-стирольный, водную дисперсию полимерной смолы, пигмент-наполнитель, жидкое стекло, модифицированное диоксидом кремния, латекс бутадиеновый или хлоропреновый, или натуральный диоксид хрома, тетраэтоксисилан и дипентен.

Наиболее близкой к предлагаемой композиции по составу компонентов является известная композиция для покрытия типа грунтовки или шпатлевки (патент РФ № 2016032, С 09 D 109/04, 5/02, 5/12, 5/34, опубл. 15.07.1994). Эта композиция включает 30-50%-ный латекс с рН 2,5-6,0 сополимера бутадиена, акрилонитрила и монокриловой кислоты с соотношением мономеров (20-60):(10-40):(30-40) и мол. м. 10⁴-10⁵, наполнитель, пигмент, 10-25%-ный водный раствор аммиака и/или 10-50%-ный водный раствор едкого натра или едкого кали, эмульсол на основе минеральных масел при следующем соотношении компонентов, мас.%:

латекс 30-50%-ный с рН 2,5-6,0 сополимера бутадиена, акрилонитрила и метакриловой кислоты с соотношением мономеров (20-60):(10-40):(30-40) и мол.м. 10⁴-10⁵ в пересчете на сухое вещество - 3,0-9,0; наполнитель - 31,0-70,0; пигмент - 1,0-19,0; эмульсол на основе минеральных масел - 0,01-1,0; 10-25%-ный водный раствор аммиака и/или 10-50%-ный водный раствор едкого натра или едкого кали - 0,1-5,0; вода - остальное.

В качестве наполнителя может быть использован мел, каолин или тальк, а в качестве пигмента - двуокись титана, окись цинка или железоокисный пигмент.

Эта композиция быстро высыхает, но покрытие из нее имеет низкую стойкость в атмосферных условиях, под воздействием климатических факторов и влажного истирания. Кроме того, композицию невозможно наносить пленочным слоем на подложку с последующим термопереносом образованного пленочного слоя на покрываемую поверхность.

Предлагаемое изобретение решает задачу повышения стойкости покрытия в атмосферных условиях, под воздействием климатических факторов и влажного истирания, а также обеспечивает возможность нанесения композиции пленочным слоем на подложку с последующим термопереносом образованного пленочного слоя на покрываемую поверхность.

Указанный технический результат достигается тем, что композиция для защитного покрытия, включающая латекс, наполнитель, пигмент, 10-50%-ный водный раствор щелочи и воду, дополнительно содержит карбамид, причем в качестве латекса использована смесь акрилатного, бутадиен-стирольного мягкого и бутадиен-стирольного жесткого латексов при следующем соотношении компонентов, мас.%:

акрилатный латекс - 30,0-38,0; бутадиен-стирольный мягкий латекс - 10,0-19,0; бутадиен-стирольный жесткий латекс - 5,0-9,0; наполнитель - 12,0-21,0; пигмент - 0,5-6,5; карбамид - 0,5-2,0; 10-50%-ный водный раствор щелочи - 0,1-2,0; вода - остальное.

В качестве наполнителя могут быть использованы каолин, мел, тальк, слюда, кварцевая мука, а в качестве пигмента - диоксид титана, органические и железооксидные пигменты, алюминиевая пудра, цинковые белила, сурик, сажа и т. п.

Карбамид повышает равномерность распределения наполнителя и пигмента в композиции, что повышает стойкость покрытия в атмосферных условиях, под воздействием климатических факторов и влажного истирания.

Акрилатный латекс повышает адгезию покрытия к покрываемой поверхности при более низкой адгезии к подложке, в качестве которой может быть использована полиэфирная или полиамидная пленка.

Бутадиен-стирольный мягкий латекс содержит не более 65% стирола, повышает эластичность покрытия. Бутадиен-стирольный жесткий латекс содержит более 65% стирола, повышает жесткость покрытия. Введенные в состав композиции в указанном соотношении бутадиен-стирольные мягкий и жесткий латексы повышают стойкость покрытия к атмосферным и климатическим воздействиям, влажному истиранию.

10-50%-ным водным раствором щелочи регулируют рН композиции для повышения адгезии к покрываемой поверхности.

Композицию наносят на подложку флексографическим или глубоким способом печати в количестве от 10 до 25 г/м². Полученный композиционный слой переводят с подложки на покрываемую поверхность способом термопереноса, при котором композиционный слой вместе с подложкой прижимают к покрываемой поверхности и нагревают. При температуре переноса адгезия композиционного слоя к покрываемой поверхности возрастает до величины, достаточной для его надежного удержания. При этом адгезия к подложке остается низкой. После чего подложку удаляют. Композиционный слой остается на покрываемой поверхности, образуя защитное покрытие.

Предлагаемую композицию можно наносить непосредственно на покрываемую поверхность, например, поливом или распылением. В этом случае подложка не требуется.

Примеры составов предлагаемой композиции и свойств получаемых защитных покрытий представлены в таблицах 1 и 2.

Таблица 1
Примеры составов композиции
п/п	Компоненты	Содержание компонентов, мас.%
Состав 1	Состав 2	Состав 3
1	Акрилатный латекс	32,0	34,0	35,5
2	Бутадиен-стирольный мягкий латекс	12,0	15.0	18,0
3	Бутадиен-стирольный жесткий латекс	5,5	6,2	8,5
4	Наполнитель	19,5	18,0	15,5
5	Пигмент	6,0	4.7	2,8
6	Карбамид	1,2	1,3	1,4
7	10-50%-ный водный раствор щелочи	0,1	0,1	0,3
8	Вода	23,7	20,7	18,0

Таблица 2
Свойства защитных покрытий
№ п/п	Свойства	Состав 1	Состав 2	Состав 3
1	Температура переноса покрытия с подложки на покрываемую поверхность, °С	205	190	185
2	Адгезия покрытия к покрываемой поверхности по ГОСТ 1540-78, балл	2	1	1
3	Адгезия покрытия к подложке по ГОСТ 15140-78, балл	4	4	4
4	Стойкость покрытия в атмосферных условиях по ГОСТ 6992-68, балл	7	8	8
5	Стойкость покрытия к воздействию климатических факторов по ГОСТ' 9401-91, балл	А3-2	A3-I	A3-I
6	Стойкость покрытия к влажному истиранию, число циклов	50	90	100

Для приготовления композиции составов 1, 2, 3, указанных в таблице 1, использованы акрилатный латекс марки АС 4800 ER, бутадиен-стирольный мягкий латекс марки DL950 и бутадиен-стирольный жесткий латекс марки DL940. В качестве наполнителя использован каолин, в качестве пигмента – сажа, а в качестве 10-50%-ного водного раствора щелочи использован 50%-ный водный раствор едкого натра.

Композицию составов 1, 2, 3 приготавливали перемешиванием компонентов, взятых в соотношении, указанном в таблице 1. Полученную композицию наносили на подложку флексографическим способом печати в количестве 20 г/м². В качестве подложки использовали лавсановую пленку. Сформированный на подложке композиционный слой переносили на покрываемую поверхность посредством плотного прижатия к ней вместе с подложкой и нагревания до температуры переноса, при которой адгезионное сцепление композиционного слоя с покрываемой поверхностью превысит адгезионное сцепление с подложкой и достигнет значения, достаточного для надежного удержания композиционного слоя. Значения температуры переноса указаны в таблице 2. После чего подложку удаляли. Композиционный слой при этом оставался на покрываемой поверхности, образуя защитное покрытие.

Вместо акрилатного латекса марки АС 4800 ER, являющегося сополимером акрилонитрила, могут быть использованы: акрилатный латекс марки ХZ 91930 - сополимер бутилметакрилата, акрилатный латекс марки AcronaLDI8 - сополимер метакриловой кислоты, акрилатный латекс марки DS910 - сополимер бутил-акрилата, акрилатные латексы других марок.

Вместо едкого натра, в качестве 10-50%-ного водного раствора щелочи могут быть использованы: едкое кали, аммиак, моноэтаноламин, другие щелочные вещества.

Стойкость защитного покрытия к атмосферным и климатическим воздействиям, влажному истиранию определяли методом ускоренных испытаний. Полученные результаты представлены в таблице 2 и указывают на достижение поставленной технической задачи.

Композиция для защитного покрытия, включающая латекс, наполнитель, пигмент, 10-50%-ный водный раствор щелочи и воду, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит карбамид, причем в качестве латекса использована смесь акрилатного, бутадиен-стирольного мягкого и бутадиен-стирольного жесткого латексов при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Акрилатный латекс 30,0-38,0

Бутадиен-стирольный мягкий латекс 10,0-19,0

Бутадиен-стирольный жесткий латекс 5,0-9,0

Наполнитель 12,0-21,0

Пигмент 0,5-6,5

Карбамид 0,5-2,0

10-50%-ный водный раствор щелочи 0,1-2,0

Вода Остальное