Способ стабилизации лакокрасочных материалов на алкидной основе
Изобретение относится к способам стабилизации в процессе хранения лакокрасочных материалов на алкидной основе и может быть использовано в производстве алкидных эмалей различного назначения. Способ стабилизации лакокрасочных материалов на алкидной основе заключается в ведении сиккатива и стабилизирующей добавки. В качестве сиккатива используют октоат кобальта - соль кобальта и 2-этилгексановой кислоты, а в качестве стабилизирующей добавки используют добавку на основе оксим циклогексанона "ОксиХим-Стирол" в количестве 0,65-0,7 мас.% при мольном соотношении оксим:сиккатив (4,2-8,6):1. Способ позволяет обеспечить длительную стабилизацию эмалей от образования поверхностной пленки при сохранении длительности высыхания пленки и ее твердости. 3 табл.
Изобретение относится к способам стабилизации в процессе хранения лакокрасочных материалов на алкидной основе и может быть использовано в производстве алкидных эмалей различного назначения.
В процессах воздушной автоокислительной сушки алкидных красок важное значение для правильного регулирования соотношения между процессами высыхания в поверхностном слое и во всем объеме имеют ускорители окислительной полимеризации - сиккативы, которые представляют собой растворимые в маслах соли некоторых тяжелых металлов и одноосновных органических кислот общей формулы (RCOO)xMe, где в качестве хМе традиционно наиболее широко используют свинец с тех пор, как было замечено, что свинцовые пигменты способствуют высыханию. [1. М.Ф.Сорокин, З.А.Кочнова, Л.Г.Шодэ Химия и технология пленкообразующих веществ. - М.: Химия, 1989 г., с.423].
Наряду с регулированием сушки сиккативы могут ускорять образование поверхностной пленки при хранении лакокрасочных материалов. Образование при хранении поверхностной пленки в таре является одним из принципиальных недостатков лакокрасочных материалов на основе алкидов.
Для борьбы с этим явлением в отдельных красках воздушной автоокислительной сушки применяют пихтовое масло, дипентен, фенольные антиоксиданты, оксимы. [2. Лакокрасочные материалы и покрытия. Теория и практика. Под редакцией Р.Лембурне, СПб.: Химия, 1991 г., с.118].
Некоторые указанные добавки могут вызывать потерю способности краски к высыханию, снижению твердости пленки, поэтому необходимо проверять их влияние как на образование поверхностной пленки, так и на способность к высыханию, а также твердость пленки.
В литературе отсутствуют данные о применении известных добавок для стабилизации лакокрасочных материалов на алкидной основе, их эффективности при совместном использовании с различными сиккативами.
Известен способ стабилизации лакокрасочных материалов на алкидной основе путем введения в них в качестве стабилизирующей добавки 0,8-2,5 % от массы алкидной основы 16-18 мас.% раствора едкого натрия в этилцеллюлозе или 16-18 мас.% раствора в этилцеллюлозе смеси гидроксиламина и едкого натрия при массовом соотношении 0,1:(19-22) [3. АС СССР № 1705325, МПК С 09 D 7/12 - прототип].
Недостатком указанного способа является то, что добавка раствора едкого натрия в этилцеллюлозе стабилизирует эмали и грунтовку от загустевания в процессе хранения за счет снижения кислотного остатка исходного лака, но не стабилизирует от образования поверхностной пленки, добавка 1%-ного раствора гидроксиламина в этилцеллюлозе в недостаточной степени стабилизирует эмаль от образования поверхностной пленки.
В основу изобретения поставлена задача улучшения способа стабилизации лакокрасочных материалов на алкидной основе, обеспечивающего длительную стабилизацию эмалей от образования поверхностной пленки при сохранении длительности высыхания пленки и ее твердости путем подбора сочетания стабилизирующей добавки с сиккативом, их концентрации и соотношения.
Поставленная задача решается за счет того, что в способе стабилизации лакокрасочных материалов на алкидной основе путем введения сиккатива и стабилизирующей добавки, согласно изобретению в качестве сиккатива используют октоат кобальта -соль кобальта и 2-этилгексановой кислоты, а в качестве стабилизирующей добавки используют добавку на основе оксим циклогексанона "ОксиХим-Стирол" в количестве 0,65-0,7 мас.% при мольном соотношении оксим:сиккатив (4,2-8,6):1.
Предлагаемый способ позволяет увеличить период хранения эмали с 3-4 месяцев до 8-12 месяцев без образования поверхностной пленки при сохранении всех свойств в пределах требований нормативно-технической документации.
Как видно из таблиц 1, 2, 3 в предлагаемом способе (примеры 1-3) в сравнении с прототипом (пример 9) стабильность пленкообразования для эмали ПФ-115 увеличивается с 5 до 12 месяцев. Аналогичные результаты получены и на эмалях марок ПФ-133 (пример 4) и ПФ-266 (пример 5), при уменьшении концентрации оксима до 0,5 мас.% (пример 6) балл защиты от пленкообразования уменьшается до 7, твердость пленки и время высыхания не отвечают ГОСТам 6465 и 896. При увеличении концентрации оксима и соотношения выше установленных пределов (пример 7), эмаль не соответствует требованиям по твердости пленки, времени высыхания.
При использовании свинецсодержащего сиккатива (пример 8) эмаль не соответствует требованиям ГОСТ 6465 по твердости пленки и времени высыхания.
Пример 1.
Состав, основанный на рецептуре эмали ПФ-115, мас.%:
| Пентафталевый лак ПФ-060 | 72,30 |
| Двуокись титана марки | Р-02-22,60 |
| Белила цинковые | 1,70 |
| Сольвент | 0,81 |
| "ОксиХим-Стирол" | 0,68 |
| Октоат кобальта | 1,90 |
| Добавка АФ-2к | 0,01 |
Кроме известных вышеприведенных ингредиентов состава, в него входит также раствор "ОксиХим-Стирол". Это раствор оксима циклогексанона в ксилоле, разработанный на основе ТУ У24.3-13395997-003-2001.
Добавка АФ-2К - это однородная жидкость от желтого до коричневого цвета - раствор полиметилбутокситриметилсилоксисилоксанов в ксилоле, с массовой долей летучих веществ - 50, 60% и кислотным числом не более 1,6 мг КОН/г. (Каталог "Продукция запорожского производственного объединения "Кремнийполимер"", НИИТЭХИМ, г.Черкассы, 1995).
Состав, основанный на рецептуре эмали ПФ-115, получают следующим образом:
В реактор с мешалкой загружают 60 мас.% от рецептурного количества лака ПФ-060, включают перемешивающее устройство, и загружают рецептурное количество пигментов и наполнителей.
Обороты мешалки увеличивают до 1500 и ведут перемешивание на протяжении 30-40 мин. Далее полученную пасту пропускают через бисерную мельницу, вводят оставшиеся 40 мас.% лака ПФ-060, функциональные добавки, растворитель (при необходимости), сиккатив - октоат кобальта и оксим циклогексанона. Перемешивание ведут при 50-70 об/мин, в течение 1-1,5 часов.
Пример 2. Состав с использованием полуфабриката эмали ПФ-133 и ПФ-266 получают аналогичным способом, используя при этом лак марки ПФ-053.
Таким образом, предлагаемый способ позволяет обеспечить стабилизацию лакокрасочных материалов в процессе длительного хранения, обеспечить защиту от образования поверхностной пленки при сохранении основных физико-химических характеристик, например длительности высыхания пленки и ее твердости.
| ТАБЛИЦА 1. РЕЦЕПТУРЫ ДЛЯ СТАБИЛИЗАЦИИ ЛАКОКРАСОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ НА АЛКИДНОЙ ОСНОВЕ | ||||||||||
| № п/п | Наименование компонентов | Номера примеров | ||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | ||
| 1 | Полуфабрикат на основе эмали | ПФ-115 | ПФ-115 | ПФ-115 | ПФ-133 | ПФ-266 | ПФ-115 | ПФ-115 | ПФ-115 | ПФ 115 |
| 2 | Сиккатив - октоат кобальта, мас.% | 0.85 | 0,85 | 0,85 | 1,7 | 1,7 | 1,0 | 0,85 | - | - |
| 3 | Оксим циклогексанон, мас.% | 0,65 | 0,68 | 0,7 | 0,68 | 0,68 | 0,5 | 0.73 | 0,68 | - |
| 4 | Мольное соотношение: Оксим/сиккатив | 8,0/1 | 8,36/1 | 8,6/1 | 4,8/1 | 4,2/1 | 5,24/1 | 8,98/1 | 8,4/1 | - |
| 5 | Сиккатив - НФ-1, мас.% | - | - | - | - | - | - | 7 | 8 |
| ТАБЛИЦА 2. СВОЙСТВА ЛАКОКРАСОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ | |||||||||
| № п/п | Наименование свойств | ||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | ||
| 1 | Время высыхания пленки, час. ГОСТ 19007 | 22 | 23 | 24 | 24 | 24 | 27 | 26 | 26 |
| 2 | Балл защиты от пленкообразования * | >10 | >10 | >10 | >10 | >10 | 7 | >10 | >10 |
| 3 | Твердость пленки усл.ед. ГОСТ 5233 | 0.27 | 0,27 | 0,26 | 0,3 | 0,3 | 0,21 | 0,21 | 0,18 |
| 4 | Вязкость, СПЗ ГОСТ 8420 | 80-120 | 80-120 | 80-120 | 60-130 | 70-90 | 80-120 | 80-120 | 80-120 |
| 5 | Стабильность к пленкообразованию, н/м, мес. | 12 | 12 | 12 | 12 | 12 | 7 | 12 | 10 |
| * Балл защиты от пленкообразования определяют методом чередования циклов: выдержки композиции в негерметичной таре при 60°С в течение 5 часов, затем при 20+2°С в течение 18 часов. Полный цикл - 1 балл. Стабильность к пленкообразованию определяли по естественному сроку хранения. |
| ТАБЛИЦА 3. | ||||||
| № п/п | Оксим, мас.% | СО - 1,4, мас.% | τ, ч | Н (МЭ-3) | Е, циклы | Примечания |
| 1 | 0 | 1.0 | 16 | 0.29 | 2-3 | Плохо по пленкообразованию, быстро сохнет |
| 2 | 0 | 0.9 | 18 | 0.23 | 2-3 | То же + низкая твердость |
| 3 | 0.2 | 0.85 | 20 | 0.27 | 2-4 | Малая защита |
| 4 | 0.4 | 0.85 | 24 | 0.25 | 3-5 | То же |
| 5 | 0.5 | 0.85 | Более 24 | 0.21 | Более 10 | Плохая твердость и время высыхания |
| 6 | 0.5 | 1.0 | 22.5 | 0.24 | 10 | Низкая твердость |
| 7 | 0.5 | 1.1 | 22 | 0.25 | 6-7 | Малая защита |
| 8 | 0.68 | 1.1 | 22 | 0.21 | Более 10 | Низкая твердость |
| 9 | 0.68 | 1.0 | 22 | 0.22 | Более 10 | Низкая твердость |
| 10 | 0.68 | 0.85 | 23 | 0.27 | Более 10 | Отвечает предъявляемым требованиям |
| 11 | 0.73 | 0.85 | Более 24 | 0.22 | Более 10 | Плохо сохнет, нет твердости |
| 12 | 0.73 | 1.0 | Более 24 | 0.22 | Более 10 | Плохо сохнет, нет твердости |
Способ стабилизации лакокрасочных материалов на алкидной основе путем введения сиккатива и стабилизирующей добавки, отличающийся тем, что в качестве сиккатива используют октоат кобальта - соль кобальта и 2-этилгексановой кислоты, а в качестве стабилизирующей добавки используют добавку на основе оксим циклогексанона "ОксиХим-Стирол" в количестве 0,65-0,7 мас.% при мольном соотношении оксим:сиккатив-(4,2÷8,6):1.
