Защитно-декоративная краска
Владельцы патента RU 2395550:
Подкопаева Ольга Анатольевна (RU)
Субботин Владимир Сергеевич (RU)
Доценко Галина Ивановна (RU)
Хамидулин Юрий Михайлович (RU)
Изобретение относится к лакокрасочным материалам, в частности к составу краски, применяемой для защитно-декоративных покрытий металлических поверхностей. Защитно-декоративная краска содержит 21-45 мас.% пленкообразующего на основе алкидной смолы, 35-55 мас.% спекулярита с высоким содержанием Fe2O3 и размером частиц не менее 30 мкм в качестве пигмента, 0,5-1,5 мас.% ускорителя высыхания, 1-2 мас.% реологической добавки, 4-12 мас.% наполнителя и органический растворитель - остальное. Защитно-декоративная краска предпочтительно содержит в качестве пленкообразующего модифицированный алкидный пленкообразователь, в качестве реологической добавки - поверхностно-активное вещество на основе жирного амина марки TROYSOL. Защитно-декоративная краска дополнительно содержит красящий пигмент в количестве 0,5-4,5 мас.%. Предложенная краска позволяет получить покрытие с высокими защитными свойствами: абразивостойкостью, стойкостью к коррозии и высоким декоративным эффектом, за счет получения шероховатой поверхности с металлическим блеском. 4 з.п. ф-лы, 2 табл.
Изобретение относится к лакокрасочным материалам, в частности к краскам, применяемым для защитно-декоративных покрытий металлических поверхностей для наружных и внутренних отделок, работающих в условиях абразивного износа, эксплуатируемых в агрессивных средах и атмосферных условиях различных климатических зон.
Известна эмаль, содержащая пленкообразующий компонент (А-15-0) - 15% частично омыленный сополимер винилхлорида с винилацетатом в смеси органических растворителей, состоящих из бутилацетата, ацетона и толуола при их соотношении 1:2:5, смесевый пигмент, содержащий в мас.% диоксид титана 9,10-10,30, желтый железоокисный пигмент 1,10-8,8,90, красный железоокисный пигмент 0,10-0,30 и технический углерод - остальное, наполнитель в виде смеси микроталька и аэросила в мас.% 90,0-92,0 и 8,00-10,00 соответственно, при следующем соотношении компонентов, мас.%: пленкообразующий компонент 79,60-87,00; смесевой пигмент 10,50-18,00; наполнители 2,40-2,50 (Патент RU № 2238288, класс С09D 127/06, 5/08. Заявл. 2003.07.11 заявка № 2003121082/04. Опубл. 2004.10.20).
Однако эта эмаль предназначена для защиты только предварительно загрунтованных поверхностей, имеет многокомпонентный состав пигмента, обеспечивает недостаточные защитно-декоративные свойства, имеет длительное время высыхания, низкую долговечность, содержит дорогостоящие компоненты.
Известна акриловая лакокрасочная композиция для защитно-декоративных покрытий металлических поверхностей, деталей машин, приборов, эксплуатируемых внутри помещений, в атмосферных условиях и агрессивных средах, содержащая 48-52%-ный раствор в толуоле сополимера бутилакрилата, стирола и метакриловой кислоты в соотношении (37,8-38,8):(58,5-59,5):2,7, в качестве наполнителя - карбонат кальция кристаллический, а в качестве растворителя - толуол и бутилацетат, загуститель - органическое производное монтмориллонита «Бентоне SD-2», диспергатор - смесь натуральных фосфолипидов «Лецитин растительный» или «Соя лецитин Nalec 10-F», пластификатор - дибутилфталат (Патент RU № 2314327, класс С 09 D 133/04, 133/10, 5/00. Заявл. 2006.09.20, заявка №2006133695/04. Опубл. 2008.01.10).
Однако эта композиция обеспечивает недостаточные антикоррозионные и защитно-декоративные свойства, значительное время высыхание, незначительную декоративность при многокомпонентном составе.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является защитно-декоративная краска, включающая пленкообразующее на основе алкидной смолы, пигмент, ускоритель высыхания и органический растворитель, которая содержит в качестве пигмента белый пигмент - двуокись титана и цветной пигмент - порошок минерала волконскоит при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| Указанное пленкообразующее | 32-69 |
| Ускоритель высыхания - сиккатив | 0,1-0,5 |
| Двуокись титана | 0,1-0,5 |
| Волконскоит | 8-25 |
| Органический растворитель | остальное. |
(Патент RU №2296147, класс С09D 167/08. Заявл. 01.11.2004 г., заявка № 2004131584/04. Опубл. 27.03.2007, Бюл. № 9).
Однако эта защитно-декоративная краска содержит дорогостоящий, редкий минерал волконскоит, имеющий травянисто-зеленый цвет, что ограничивает его декоративные возможности, значительное время высыхания, обеспечивает недостаточную антикоррозионную защиту и физико-механические свойства, в частности абразивостойкость.
Технический результат данного предлагаемого изобретения заключается в получении композиции, удовлетворяющей следующим требованиям:
- значительное повышение абразивостойкости, антикоррозионных и защитно-декоративных свойств;
- улучшения декоративного эффекта - получение разной степени шероховатости поверхности с металлическим блеском при незначительном времени высыхания.
Указанный технический результат достигается тем, что защитно-декоративная краска, включающая пленкообразующее на основе алкидной смолы, пигмент, ускоритель высыхания, органический растворитель, дополнительно содержит реологическую добавку, наполнители, а в качестве пигмента - спекулярит с высоким содержанием Fе2O3 и размером частиц не менее 30 мкм, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| Указанное пленкообразующее | 21-45 |
| Спекулярит с высоким содержанием Fе2O3 | |
| и размером частиц не менее 30 мкм | 35-55 |
| Наполнители | 4-12 |
| Реологическая добавка | 1-2 |
| Ускоритель высыхания | 0.5-1,5 |
| Органический растворитель | остальное |
Защитно-декоративная краска в качестве пленкообразующего предпочтительно может содержать модифицированный алкидный пленкообразователь. Защитно-декоративная краска в качестве реологической добавки предпочтительно может содержать добавку, представляющую собой поверхностно-активное вещество на основе жирного амина, например, марки TROYSOL.
Защитно-декоративная краска дополнительно содержит красящий пигмент в количестве 0,5-4,5 мас.%. В качестве красящего пигмента может быть использован металлический пигмент и/или органический краситель
Для приготовления защитно-декоративной краски используют:
- В качестве пленкообразователя любую алкидсодержащую смолу, но предпочтительно модифицированную, например:
а) алкидно-фенольную смолу марки AMF 30х60 (ТУ LVUTN-40003245470-10-02), фирмы «Biolar» (Латвия), представляющую собой раствор тощего лака, модифицированного тунговым маслом и фенолформальдегидной смолой, содержащей 59-61% массовой доли нелетучих веществ;
б) алкидно-фенольную смолу марки АФ-033 ТУ 2311-025-54651722-2002, представляющую собой раствор глифталевой смолы в ксилоле, модифицированной канифолью и фенольной смолой, содержащей 53±2% массовой доли нелетучих веществ;
в) алкидно-уретановую смолу марки «Корундинол УПФТал-55» ТУ 2311-030-72311668-2006, представляющую собой раствор пентафталевой смолы в уайт-спирите, модифицированной жирными кислотами таллового масла и толуилендиизоцианатом, содержащей 49±2% массовой доли нелетучих веществ;
г) алкидно-стирольный лак МС-25 (ТУ 6-10-1403-78), представляющий собой раствор в ксилоле или смеси ксилола со скипидаром алкидной смолы, модифицированной стиролом и смесью высыхающего или полувысыхающего тунгового масла.
В качестве реологической добавки может быть использовано, например, поверхностно-активное вещество на основе жирного амина марки TROYSOL, ТЕЛА3-15 по ТУ2433-061-27991970-04, фирмы «Автоконинвест», представляющее собой аминоамид жирных кислот в растворителе с массовой долей нелетучих веществ: 50% (±2).
Предпочтительно использование импортной реологической добавки, идущей под торговым названием TROYSOL фирмы «Troy» (США), например, TROYSOL 98C, представляющей собой поверхностно-активное вещество на основе жирного амина. Кроме того, могут быть использованы другие реологические добавки, например, органофильный бентонит SD-1, производства Великобритании, соевый лецитин по ТУ 9146-203-00334534-97.
В качестве наполнителя применяют микротальк, омиакарб, микробарит и другие.
В качестве спекулярита применяют любой спекулярит с размером частиц не менее 30 мкм, но предпочтительно с высоким содержанием Fe2O3, например:
а) алтайского месторождения «Рудный Лог» с содержанием Fe2O3 75-85%, окислов кремния, алюминия, магния и кальция соответственно не более 12,5-22,7; 1,8; 0,2; и 0,3%;
б) алтайского месторождения «Рудный Лог» с содержанием Fe2O3 65-74%, окислов кремния, алюминия, магния и кальция соответственно не более 23,7-32,5; 1,8; 0,2; и 0,3%;
в) алтайского месторождения «Рудный Лог» с содержанием Fe2O3 85-94%, окислов кремния, алюминия, магния и кальция соответственно не более 3,7-12,7; 1,8; 0,2; и 0,3%;
г) марки Miox фирмы Karntner Montanindustrie (Австрия), содержащую Fe2O3 85- 94%, Аl2О3 - 2-3%, MgO - 1-2%, Ca - 0,3%, SiO2 - 3-6%, Pb<0.1%;
д) марки Nubifer фирмы «Nubiola» (Испания), содержащую Fe2O3 89-94%, Аl2О3 - 1,9%, MgO - 0,1%, Ca - 0,4%, SiO2 - 4,2%, K2O 0,2%.
В качестве органических растворителей используют, например, ксилол, уайт-спирит, бутилацетат и другие.
В качестве ускорителя высыхания используют, например:
а) сиккатив «Радуга» - 3.1 по ТУ 2311-001-59344679-04 с массовой долей металлов: Pb 13,0-17,0%, Zn 2.5-6.5%, Co 0,8-1,2%;
б) сиккатив марки LB-2, фирмы «Biolar», Латвия с массовой долей металлов: Pb 15,0±0,3%, Мn 0,9±0,1%, Со 1,2±0,1%;
в) сиккатив марки ОктаХим 1,2,3 (Со 0,5; Мn 1,0; Zn 2,0) ТУ 2311-001-79229214-2007 и другие.
В качестве красящего пигмента может быть использован металлический пигмент, например, бронзовая пудра марки ВПК (ТУ 48-21-721-84) или органический краситель, например, голубой фталцианиновый (15:3) ТУ 2463-014-40476089-2001, алый (ТУ 6-14-318-84) и другие. Количество дополнительного пигмента зависит от требуемого цвета краски. Таким образом, можно приготовить краски, которые по цвету будут соответствовать всей палитре цветов.
Сущность изобретения заключается в том, что предлагаемое сочетание компонентов со спекуляритом с размером частиц не менее 30 мкм в соответствующем процентном соотношении обеспечивают надежные защитные свойства: абразивостойкость, стойкость к коррозии и улучшают декоративный эффект за счет получения шероховатой поверхности с металлическим блеском. Степень шероховатости поверхности будет определяться размером частиц спекулярита.
Цвет покрытия можно изменить на любой другой путем дополнительно введения металлических пигментов или органических красителей, при этом шероховатость и угловой металлический блеск покрытия остается.
Таким образом, предлагаемая защитно-декоративная краска, состоящая из пленкообразующего на основе алкидной смолы ускорителя высыхания, органического растворителя, реологической добавки, наполнителей, спекулярита с размером частиц не менее 30 мкм, в предлагаемом процентном соотношении компонентов, который установлен опытным путем, в совокупности обеспечивает синергетический эффект, проявляющийся в повышении декоративности, количественных показателей защитных свойств, сокращении времени высыхания при низкой себестоимости в сравнении с прототипом.
Оптимальный размер частиц спекулярита для достижения повышенного декоративного эффекта составляет 200 мкм.
Защитно-декоративную краску готовят смешением в диссолвере с дальнейшим прогоном через бисерную мельницу типа «Neitsch» в расчетном количестве раствора полимерного пленкообразующего вещества в органическом растворителе, наполнителей, органического красителя в течение 45-60 минут до перетира не более 40 мкм по прибору «гриндометр», затем добавляют спекулярит, реологическую добавку, ускоритель высыхания, металлический пигмент и состав дополнительно перемешивают в течение 10-15 минут.
Композицию наносят на поверхность металла после удаления только рыхлой части ржавчины металлической щеткой методом пневматического или безвоздушного распыления, кистью, валиком. Толщина одного слоя покрытия составляет 30-40 мкм.
Изобретение иллюстрируется примерами, приведенными в таблице 1. Время высыхания композиции до степени 3 при температуре (20±2)°С не более 45-60 мин, а при температуре (80±5)°С не более 10 мин. Время высыхания определено по ГОСТ 19007.
Результаты испытаний композиции приведены в таблице 2. Данные таблицы показывают, что предлагаемая краска превосходит прототип по времени высыхания, абразивостойкости, антикоррозионным свойствам, особенно к воздействию соляного тумана.
Более высокие декоративные и защитные свойства предлагаемой краски позволяют использовать ее в атмосферных и агрессивных условиях в зонах с умеренным и умеренно-холодным климатом.
| Таблица 1 | ||||||||
| Компоненты, мас.% | Прототип по патенту №2296147 | Примеры по изобретению | ||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | ||
| алкидный пленкообразователь: | ||||||||
| а) ГФ-177 | 50,5 | 45,0 | ||||||
| б) АФ-033 | 45,0 | 21,0 | ||||||
| в) АМФ 30×60 | 21,0 | |||||||
| г) «Корундинол УПФТал-55» | 35,0 | 35,0 | ||||||
| д) МС-25 | 37,0 | |||||||
| ускоритель высыхания: | ||||||||
| а) «Радуга-1» | 0,3 | |||||||
| б) марки LB-2 | 1,5 | 1,0 | ||||||
| в) «Радуга»-3.1 | 0,5 | 1,2 | 0,5 | |||||
| г) ОктаХим 1,2,3 | 0,9 | 0,9 | ||||||
| Двуокись титана | 0,3 | |||||||
| Волконскоит | 16,5 | |||||||
| Реологическая добавка: | ||||||||
| a) TROYSOL-98C | 2,0 | 1,2 | ||||||
| б) ТЕЛА3-15 | 1,0 | 1,5 | 1,2 | |||||
| в) Бентонит органофильный | ||||||||
| M.SD-6 | 1,0 | 1,0 | ||||||
| Лецитин соевый | 0,5 | |||||||
| Спекулярит | ||||||||
| а) месторождения «Рудный Лог» (размер частиц 200 мкм) Fе2O3 | ||||||||
| 75-85% | 35,0 | 55,0 | ||||||
| б) месторождения «Рудный | ||||||||
| Лог» (размер частиц 150 мкм) | ||||||||
| Fe2O3 65-74% | 35,0 | |||||||
| в) месторождения «Рудный Лог» (размер частиц 100 мкм) | ||||||||
| Fe2O3 85-94% | 40,0 | |||||||
| г) марки Miox (размер частиц 63 мкм) | 55,0 | 35,0 |
| д) марки Nubifer (размер частиц | ||||||||
| 40 мкм) | 40,0 | |||||||
| Наполнители: | ||||||||
| а) Микротальк | 8,0 | 8,0 | 8,0 | |||||
| б) Омиакарб 2Х-КА | 4,0 | 4,0 | ||||||
| в) микробарит | 12,0 | 7,5 | ||||||
| Органический растворитель: | остальное | |||||||
| а) толуол | 3,3 | |||||||
| б) ксилол | 8,5 | 9,4 | 5,5 | 17,5 | ||||
| в) уайт-спирит | 10,9 | 10,9 | ||||||
| г) бутилацетат | 9,1 | 18,5 | ||||||
| Красящий пигмент | ||||||||
| а) бронзовая пудра марки ВПК | 3,5 | |||||||
| б) органический пигмент | ||||||||
| (голубой фталцианиновый 15:3) | 0,5 | 1,0 |
| Таблица 2 | ||||||||
| Результаты испытаний | ||||||||
| Наименование показателей | Предлагаемая композиция | Прототип по патенту | ||||||
| Составы из таблицы 1 | 2296147 | |||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | ||
| Условная вязкость по вискозиметру В3-4 при 20°С, с | 56,0 | 64,0 | 60,0 | 68,0 | 70,0 | 74,0 | 68,0 | 95,0 |
| Массовая доля нелетучих веществ | 66,4 | 71,6 | 69,5 | 66,0 | 69,5 | 62.5 | 70.5 | 52,0 |
| Время высыхания до степени 3, | 45 | 45 | 60 | 60 | 60 | 60 | 60 | |
| час, при температуре (20±2)°С не более | мин | мин | мин | мин | мин | мин | мин | 4 часа |
| Твердость покрытия, усл. ед., не менее | 0,5 | 0,5 | 0,45 | 0,3 | 0,46 | 0,4 | 0,45 | 0,5 |
| Укрывистость в пересчете на сырую пленку (г/м2, не более) | 95,0 | 101,0 | 100,0 | 94,4 | 93,7 | 90,0 | 89,3 | 114 |
| Стойкость покрытия к воздействию соляного тумана, ч | 360 | 360 | 360 | 360 | 360 | 360 | 360 | 240 |
| Прочность покрытия к истиранию абразивной шкуркой (уд. весовой износ), г/м2 | 11,5 | 10,8 | 10,5 | 12,7 | 10,1 | 11,1 | 12,0 | 13,2 |
1. Защитно-декоративная краска, включающая пленкообразующее на основе алкидной смолы, пигмент, ускоритель высыхания, органический растворитель, отличающаяся тем, что дополнительно содержит реологическую добавку, наполнители, а в качестве пигмента - спекулярит с высоким содержанием Fe2О3 и размером частиц не менее 30 мкм при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| Указанное пленкообразующее | 21-45 |
| Спекулярит с высоким содержанием Fe2О3 | |
| и размером частиц не менее 30 мкм | 35-55 |
| Наполнители | 4-12 |
| Реологическая добавка | 1-2 |
| Ускоритель высыхания | 0,5-1,5 |
| Органический растворитель | Остальное |
2. Защитно-декоративная краска по п.1, отличающаяся тем, что в качестве пленкообразующего предпочтительно содержит модифицированный алкидный пленкообразователь.
3. Защитно-декоративная краска по п.1, отличающаяся тем, что в качестве реологической добавки предпочтительно содержит добавку, представляющую собой поверхностно-активное вещество на основе жирного амина марки TROYSOL.
4. Защитно-декоративная краска по п.1, отличающаяся тем, что дополнительно содержит красящий пигмент в количестве 0,5-4,5 мас.%.
5. Защитно-декоративная краска по п.4, отличающаяся тем, что в качестве красящего пигмента предпочтительно содержит металлический пигмент и/или органический краситель.
