Водно-дисперсионная эластичная грунтовка

Изобретение относится к производству лакокрасочных материалов. Водно-дисперсионная эластичная грунтовка содержит пленкообразующе-непластифицированную водную сополимерную дисперсию на основе эфиров акриловой и метакриловой кислот и стирола - МОВИЛИТ 760 в количестве 35-40 мас.%, пеногаситель БИК 037, представляющий собой водную эмульсию смеси минерального масла, парафина и полиметилсилоксана в количестве 0,1-0,3 мас.%, биоцидную добавку в виде антисептической добавки Росима 243, представляющую собой 10-ный раствор октилизотиазолона в диэтиленгликоле в количестве 1,0-1,5 мас.%, внутритарный консервант Росима 535N на основе композиции формалина и смеси 5-хлор-2-метил-2Н-изотиазол-3-он и 2-метил-2Н-изотиазол-3-он в количестве 0,1-0,3 мас.% и воду. Предложенная водно-дисперсионная эластичная грунтовка имеет более высокую эластичность и глубину проникновения в подложку. 2 табл.

 

Изобретение относится к производству лакокрасочных материалов и конкретно касается производства экологически чистой водно-дисперсионной грунтовки, предназначенной для предварительной подготовки различных пористых поверхностей, таких как бетон, кирпич, штукатурка, древесина и других склонных к растрескиванию подложек перед окрашиванием водно-дисперсионными ЛКМ, и следовательно, может найти широкое применение в строительстве, деревообрабатывающей промышленности, мебельной промышленности, машиностроении и других отраслях производства.

В последнее время широкое распространение в лакокрасочной промышленности находят водно-дисперсионные лакокрасочные композиции (грунтовки, краски, лаки, эмали), как наиболее экологически чистые материалы, нетоксичные и пожаробезопасные.

Из RU 2188218, 27.08.2002 известна водно-дисперсионная композиция для покрытия, содержащая водную анионную дисперсию сополимера на основе эфира акриловой кислоты, стирола и карбоксилсодержащего мономера или непластифицированную полимерную дисперсию сополимера н-бутилакрилата и стирола марки «Финндисп А-10»; пигмент; наполнитель; целлюлозный загуститель; полифосфат натрия или гексаметафосфат натрия; тиурам «Д»; скипидар; этиленгликоль, или диэтиленгликоль, или пропиленгликоль; водный раствор аммиака 25%; полиоксиэтиленовый эфир алкилфенола, или сульфанол, или Na = алкансульфонат; этилцеллозольв (моноэтиловый эфир этиленгликоля), или бутилцеллозольв (монобутиловый эфир этиленгликоля), или сложный эфироспирт 2,2,4-триметил-1,3 пентадиол моноизобутират; бутилдигликоль (монобутиловый эфир диэтиленгликоля); сополимер метакриловых мономеров «Акрэмос» или «Реолат-402», или акрил-уретановый загуститель ассоциативного типа «Полифоб», или полиуретановую дисперсию типа «Реолат-255», «Реолат-278»; аэросил и воду. Кроме того, в качестве диспергирующей добавки она может содержать казеин технический, или лигносульфонат, или поликислотные диспергаторы в количестве 0,5-5,0 мас.%, в качестве пеногасящей добавки может содержать трибутилфосфат, или высокоароматическое масло «Фоамекс», или уайт-спирит в количестве 1,0-1,5 мас.%, в качестве консерванта она может содержать раствор производных изотиазолона (12-гидрокси-5,8,11-триоксадодекана, 1,3-бис (гидроксиметил)-мочевины, 1,6-дигидрокси-2,5-диоксигексана) в количестве 0,15-0,2 мас.%, в качестве стабилизатора рН-среды композиция может содержать 10% раствора NaOH в количестве 0,1-0,5 мас.%.

Данная известная композиция предназначена для наружной и внутренней окраски зданий и сооружений по пористым строительным материалам, по дереву, загрунтованным поверхностям металла, но имеет сложный состав (многокомпонентна), содержит большое количество пигмента, а также содержит токсичные компоненты, например скипидар.

Из RU 2209821, 10.08.2003 г., известна другая водно-дисперсионная композиция, предназначенная для защиты от атмосферных воздействий различных элементов конструкций и деталей (панельных и бревенчатых стен, дверей, рам, карнизов, перил и т.д.), саун (кроме парилок), для работ внутри помещений (мебель, встроенные шкафы, панели), в качестве финишного слоя по минеральным штукатуркам, отделочному кирпичу. Водно-дисперсионная композиция помимо стабилизатора рН-среды-25%-ного водного раствора аммиака и воды дополнительно содержит матирующую добавку - аэросил или высокопористую синтетическую, аморфную двуокись кремния - силикагель «Syloid», антифриз - этиленгликоль или пропиленгликоль, а в качестве пленкообразующего композиция содержит сополимер эфиров акриловой и метакриловой кислот «Лакропол» или сополимер н-бутилакрилата и стирола в виде 50%-ной дисперсии в воде «Финндисп», в качестве загустителя - акриловый латекс «Полифоб» или реологическую присадку на основе полиакрилата «Реолат-420», в качестве пеногасителя содержит минеральное масло - смесь сложных эфиров ненасыщенных жирных кислот и гидрофобного диоксида кремния «Foamex» или трибутилфосфат, в качестве коалесцирующей добавки содержит 2,2,4-триметил-1,3-пентадиол моноизобутират «Тексанол» и/или бутилдигликоль, в качестве консерванта содержит фторид натрия или раствор производных изоциазолона (12-гидрокси-5,8,11-триоксидодекана, 1,3-бис(гидроксиметил) очевины-1,6-дигидрокси-2,5-диоксигексана) «Парметол».

Данная композиция также является многокомпонентной, т.е. является сложной по составу и не обеспечивает высокого уровня свойств.

Из RU 2219206, 20.12.2003 известна также водно-дисперсионная композиция, включающая пленкообразователь - водную анионную дисперсию сополимера на основе эфира акриловой кислоты, стирола и карбоксилсодержащего мономера «Эмульсар - 272» или непластифицированную полимерную дисперсию сополимера н-бутилакрилата и стирола «Финндисп А-10», загуститель - сополимер метакриловых мономеров «Акрэмос» или «Реолат 420» или акрил-уретановый загуститель ассоциативного типа «Полифоб»,консервирующую добавку - раствор производных изотиазолона, коалесцирующую добавку - сложный эфироспирт 2,2,4-триметил-1,3-пентадиол моноизобутират и/или бутилдигликоль (монобутиловый эфир диэтиленгликоля), пеногасящую добавку - трибутилфосфат или высокоароматическое минеральное масло «Фоамекс», антифриз - этиленгликоль или пропиленгликоль, стабилизатор рН-среды - водный раствор аммиака 25%-ный и воду, антисептическую добавку - синергическую смесь ароматических и гетероциклических альгицидных и фунгицидных активных добавок марки «Парметол DF 19» или водный препарат на основе дайрона, карбендацима и октилизотиазолона марки «Preventol TP SP 80036». Композиция также многокомпонентна, не обеспечивает необходимых эластичных свойств.

Из RU 2270216, 20.02.2006 известен водно-дисперсионный лак для изделий из древесины, сохраняющий ее натуральную текстуру.

Водно-дисперсионный лак для изделий из древесины содержит в качестве пленкообразующего водную дисперсию стиролакрилового сополимера, в качестве коалесцента бутилцеллозольв, загуститель, пеногаситель, консервант, в качестве нейтрализатора 20%-ный водный раствор аммиака, при этом он содержит в качестве водной дисперсии стиролакрилового сополимера стиролакриловый латекс Лакротэн Э-34, в качестве загустителя гидроксиэтилцеллюлозу Натросол и акриловую карбоксилсодержащую водную дисперсию Лакротэн Э-41, в качестве пеногасителя RHODOLINE DF 6120 - водную эмульсию минеральных масел и поверхностно-активных веществ - продуктов перегонки тяжелых парафиновых фракций с добавкой экстракта диметилсульфоксида, в качестве консерванта - препарат Бакцид - продукт взаимодействия моноэтаноламина и параформа, и дополнительно содержит в качестве коалесцента Lusolvan FBH - диизобутиловый эфир смеси дикарбоновых кислот, а также дополнительно содержит этиленгликоль, добавку для улучшения розлива Аквацер 503 на основе неионной эмульсии окисленного полиэтиленового воска в воде, добавку для улучшения поверхностных свойств Аквамат 263 на основе водной дисперсии полиэтиленового воска, антикратерную добавку EFKA 3570 на основе нейтрализованного полиакрилата, модифицированного фтористым углеводородом, и при необходимости воду.

Как следует из описания этого лака, он используется только для декоративно - защитной отделки изделий из древесины.

Как следует из вышеуказанного известного уровня техники, относящегося к лакокрасочной промышленности, широкое применение находят водные дисперсии на основе акриловых пленкообразующих в сочетании с акриловыми загустителями и другими вспомогательными добавками.

Наиболее близкой по технической сущности к заявленному изобретению, может быть выбрана известная из RU 2286365, 27.10.2006 водно-дисперсионная краска для получения высокоэластичных покрытий, включающая в качестве акрилового пленкообразующего водную пластифицированную акриловую дисперсию Финндисп А-6000 на основе сополимера Н-бутилакрилата со стиролом, карбонатный наполнитель, пигмент-двуокись титана, в качестве загустителя полимерный ассоциативный загуститель Аквафлов НЛС на основе гидрофобизированного полиэфира полиацеталя, в качестве диспергатора триполифосфат натрия и добавку Агапол РА 40 на основе аммонийной соли поликарбоксильного полимера, в качестве пеногасителя добавку БИК-037, представляющую собой водную эмульсию смеси минерального масла, парафина и силикона, в качестве биоцидной добавки антисептик Неомид 220 на основе йодопроизводных соединений, воду и дополнительно содержит добавку для разлива - реологическую добавку БИК - 380 на основе акрилового полимера при определенном соотношении компонентов. Данная краска стабильна при хранении, образует однородные, укрывистые покрытия с высокими эластическими свойствами, предназначена для наружной и внутренней окраски.

Однако данная композиция содержит в своем составе большое количество пигментов (15-20 мас.%) и наполнителей (15-25 мас.%) и используется для окончательной окраски поверхностей, т.е. не является грунтовкой для предварительной подготовки различных поверхностей.

Технической задачей заявленного изобретения является создание водно-дисперсионной грунтовки, обладающей следующими свойствами.

Хорошей эластичностью даже при температуре до -20°С.

Высокой водостойкостью, позволяющей надежно защищать подложку от влаги.

Эффективное снижение поглощающей способности окрашиваемых поверхностей, что обеспечивает равномерное нанесение и уменьшение расхода последующих слоев ЛКМ.

Укрепление рыхлых осыпающихся участков оснований, что необходимо при реконструкции.

Увеличение адгезии последующих слоев ЛКМ к основанию.

Предотвращение разрушения поверхностей под воздействием микроорганизмов.

Предотвращение появления трещин в результате перепада температур, влажности, вибрации и др. факторов.

Поставленная техническая задача достигается тем, что водно-дисперсионная эластичная грунтовка содержит в качестве пленкообразующего непластифицированную водную сополимерную дисперсию на основе эфиров акриловой и метакриловой кислот и стирола - МОВИЛИТ 760, внутритарный консервант на основе композиции формалина и смеси 5-хлор-2-метил-2Н-изотиазол-3-он и 2-метил-2Н-изотиазол-3-он - Росима 535N, пеногаситель - БИК-037, представляющий собой водную эмульсию смеси минерального масла, парафина и полиметилсилоксана, биоцидную добавку Росима 243, представляющую собой ˜ 10%-ный раствор октилизотиазолона в диэтиленгликоле, и воду при следующем соотношении компонентов в мас.%:

водная непластифицированная акриловая
дисперсия МОВИЛИТ760	35,0-40,0
указанный консервант Росима 535N	0,1-0,3
указанный пеногаситель БИК-037	0,1-0,3
указанный биоцид Росима 243	1-1,5
вода	остальное до 100%

Итак, в качестве акрилового пленкообразующего композиция по изобретению (водно-дисперсионная эластичная грунтовка) содержит водную (например 35%-ную) непластифицированную акриловую дисперсию МОВИЛИТ 760 на основе эфиров акриловой и метакриловой кислот и стирола.

В качестве консерванта для антимикробной защиты грунтовки при хранении грунтовка содержит добавку Росима 535N, представляющую собой композицию из формалина и смеси 5-хлор-2-метил-2Н-изотиазол-3-он и 2-метил-2Н-изотиазол-3-он.

В качестве антисептической (биоцидной) добавки грунтовка содержит добавку Росима 243 на основе 10-ного раствора октилизотиазолона в диэтиленгликоле для уменьшения воздействия биогенных факторов.

В качестве пеногасителя (антивспенивающей добавки) грунтовка содержит добавку БИК-037, представляющую собой водную эмульсию смеси минерального масла, парафина и силикона (полиметилсилоксана).

Грунтовку по изобретению готовят путем перемешивания компонентов в диссольвере. При этом сначала при постоянном перемешивании загружают последовательно воду, консервант, пеногаситель, антисептическую добавку, усредняют в течение 10 мин, а затем при работающей мешалке вводят акриловый латекс (водную акриловую дисперсию).

Основные технические параметры эластичной грунтовки:

1. Условная вязкость по ВЗ-246(4), с, не менее	12
2. Содержание нелетучих веществ, % не менее	20
3. Время выдыхания до ст.3
при (20±2)°С, ч, не более	1
4. Глубина проникновения в пористую
подложку, мм	5
5. Относительное удлинение, %	500
6. Разбавитель	Вода

Отличительной особенностью эластичной грунтовки является содержание в своем составе акрилового латекса с очень малым средним размером частиц 0,06-0,08 мкм и имеющего низкую минимальную температуру пленкообразования 0°С.

Экспериментально подобранный качественный и количественный состав позволяет использовать грунтовку по назначению.

В таблице 1 представлены примеры составов грунтовки по изобретению.

Таблица 1
Наименование компонентов	Содержание компонентов по примерам в мас.%
1	2	3
1. Непластифицированная акриловая дисперсия МОВИЛИТ 760	35,0	38,0	40,0
2 Консервант Росима 535N	0,3	0,1	0,3
3. Пеногаситель БИК - 037	0,1	0,2	0,3
5. Биоцидная добавка Росима 243	1,0	1,5	1,0
6. Вода	(остальное до 100%)	(остальное до 100%)	(остальное до 100%)

В таблице 2 представлены данные по эластичности грунтовки в сравнении с известными грунтовками.

Разработанная эластичная грунтовка в отличие от отечественного аналога - Грунт Универсальный эластичный производства ООО «Промвторпереработка» и зарубежного - Грунтовка эластичная «Натура Флекс» фирмы Pilisan имеет более высокую эластичность и глубину проникновения в подложку и в результате создает более высокую адгезию с покрывными слоями ЛКМ, а также предохраняет подложку от биоразрушений.

Таблица 2
Параметры	Разработанная эластичная грунтовка	Отечественный аналог	Импортный аналог
1. Глубина проникновения	5	1,5	3
2. Относительное удлинение	500	50	200

Недостатками данных аналогов являются: низкая глубина проникновения в пористую подложку, невысокая эластичность для долговременного сохранения бездефектного покрытия при деформации подложки.

Заявленная же грунтовка обладает высокой эластичностью, что приводит к повышению устойчивости покрытий, образуемых как самой грунтовкой, так и последующими финишными лакокрасочными материалами к образованиям трещин, при растрескивании оснований в различных климатических условиях.

Водно-дисперсионная эластичная грунтовка, включающая пленкообразующее - непластифицированную водную сополимерную дисперсию на основе эфиров акриловой и метакриловой кислот и стирола - МОВИЛИТ 760, пеногаситель БИК-037, представляющий собой водную эмульсию смеси минерального масла, парафина и полиметилсилоксана, биоцидную добавку в виде антисептической добавки Росима 243, представляющую собой 10%-ный раствор октилизотиазолона в диэтиленгликоле, внутритарный консервант Росима 535N на основе композиции формалина и смеси 5-хлор-2-метил-2Н-изотиазол-3-он и 2-метил-2Н-изотиазол-3-он и воду при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Акриловое пленкообразующее - акриловая
дисперсия МОВИЛИТ 760	35,0-40,0
Указанный пеногаситель БИК-037	0,1-0,3
Указанная антисептическая добавка Росима 243	1,0-1,5
Указанный консервант Росима 535N	0,1-0,3
Вода	остальное