Сухая краска в виде частиц, способ ее приготовления и ее применение
Изобретение относится к сухой краске в виде частиц для применения в получении смешанных красок для покрывающих композиций. Предлагается сухая красящая композиция в виде частиц, включающая, по меньшей мере, два окрашенных пигмента, по меньшей мере, один ионный или неионный диспергирующий агент и пигмент-наполнитель. Каждый из окрашенных пигментов приготовлен в виде отдельной водной пре-дисперсии. По меньшей мере, две водные пре-дисперсии смешаны вместе в присутствии диспергирующего агента с образованием колеровочной дисперсии, которая после высушивания образует сухую красящую композицию в виде частиц. Предложенная сухая красящая композиция имеет оттенок цвета, предсказывающий цвет колерованной покрывающей композиции и нанесенного покрытия. 4 з.п. ф-лы, 1 ил., 6 табл.
Область техники
Настоящее изобретение относится к сухой краске в виде частиц и к способу ее производства.
Уровень техники
Композиции для покрытия, например краски, лаки, полировки и протравки для дерева для применения в отделке зданий, их закрепления и оснащения, поставляются либо как готовые смешанные продукты, либо как смешанные красящие продукты, когда краска добавляется в месте покупки.
В основном ряд готовых смешанных красок, которые действительно могут быть приготовлены, ограничен, поскольку ограничено доступное в магазине пространство для показа. Смешивание красок в магазине позволяет получить очень широкий ряд красок, доступных там, поскольку необходимо меньшее пространство для показа. Доступность широкого ряда красок особенно важна для профессиональных маляров и декораторов и для возрастающего количества потребителей, которые придают значение внутренней отделке жилища, или тех, которые желают сделать свой дом индивидуальным.
Получение краски в магазине включает добавление к основной краске одного или более содержащих пигмент красителей для получения заранее определенного цвета. В основном, краски для смешивания включают дисперсию одного пигмента в жидком растворителе. Для эмульсионной краски растворитель может быть водным. Основная краска может быть стандартной белой краской или основной краской, специально сформулированной для получения смеси красок.
Смешивание красок обычно проводится в магазине с применением машины для смешивания красок, управляемой компьютером. Однако на некоторых рынках профессиональные маляры и декораторы, а также некоторые потребители предпочитают смешивать краски вручную на месте перед применением. Когда происходит смешивание красок, то к основной краске в соответствии с определенной заранее рецептурой или на глаз может быть добавлена краска, обычно жидкая краска, для получения требуемого оттенка.
Смешивание красок вручную имеет ряд трудностей. Во-первых, нет гарантии соответствия оттенка между успешно приготовленным образцами и смешанной краской. Во-вторых, может произойти утечка смешанных красителей и поскольку их оттенок относительно интенсивный, будет трудно их удалять.
Смешивание вручную может быть проведено также с применением порошка сухих красителей. Известные красители в основном включают единственный окрашенный пигмент, и их труднее смешивать, чем жидкие смешивающиеся краски. Таким образом, проблема вариаций оттенка от партии к партии, которая характерна для данной формы смешивания, становится еще сложнее, когда желаемый конечный оттенок требует смешивания двух порошков красителя. Кроме того, порошки смешанной краски, включающие более одного красящего пигмента, имеют не единообразный вид, и в отличие от ди- или мультипигментных жидких смешанных красок их цвет не отражает оттенок, который они будут придавать основной краске после смешивания.
В публикации WO/02055610, 2002 описаны желтые пигментные композиции, содержащие полученные вместе органические пигменты и неорганические пигменты.
В патенте US 4601759, 1986 описаны дисперсные пигментные композиции и способы получения этих композиций, содержащих пигменты и воду, которые могут быть легко перемешаны.
Но ни один из указанных выше документов не описывает сухие краски, имеющие предсказанный оттенок цвета красящей покрывающей композиции и покрытия, когда его наносят на поверхность.
Раскрытие сущности изобретения
В соответствии с настоящим изобретением обеспечивается сухая краска в виде частиц для применения в получении смешанных красок для композиции покрытия, включающая, по меньшей мере, два окрашенных пигмента, где смешанная краска имеет оттенок предсказанного оттенка смешанной краски композиции покрытия и композиции покрытия, когда оно нанесено.
Краски для смешивания этого изобретения имеют ряд преимуществ. Во-первых, когда они представлены сухим порошком, их можно отмерять более точно, чем жидкие краски для смешивания, уменьшая, таким образом, вариации, возникающие от партии к партии. Во-вторых, краски для смешивания (т.е. краски, требующие два пигмента) могут быть получены более точно. В-третьих, поскольку порошки дают предсказуемый оттенок смешанной краски, потребитель может покупать с уверенностью, зная, каким будет возможный оттенок покрашенной поверхности. В-четвертых, смешиваемые краски могут также применяться как основа для схемы смешивания сухих порошков, которые применяются в магазине.
Краски для смешивания этого изобретения представлены в виде частиц, со средним размером от 80 до 400 мкм. Нижний предел размеров частиц составляет 85-90 мкм. Верхний предел размеров частиц - это 275, 300, 325, 350 и 375 мкм.
Примеры пигментов для применения в красках для смешивания настоящего изобретения включают:
Моно азо-пигменты, например C.I. Красный Пигмент 112, C.I. Желтый Пигмент 74 и C.I. Оранжевый Пигмент 67;
Пигменты оксида железа, например C.I. Красный Пигмент 101 и C.I. Желтый Пигмент 42; Фталоцианиновые пигменты, например C.I. Синий Пигмент 15:3, C.I. Синий Пигмент 15:4 и C.I. Зеленый Пигмент 7;
Диоксазиновые пигменты, например Фиолетовый Пигмент 23;
Квинакридоновые пигменты, например C.I. Красный Пигмент 122;
Дикето-пирроло-пирроловые пигменты, например C.I. Красный Пигмент 255;
Квинофталоновые пигменты, например C.I. Желтый Пигмент 138;
Черные пигменты, например Углеродный черный C.I. Черный Пигмент 6 и Черный углерода печи C.I. Черный Пигмент 7 и
Белый пигмент, например C.I. Белый Пигмент 5 диоксид титана.
Такие пигменты доступны коммерчески, например, их можно купить у BASF, Clariant, Ciba, Degussa, Elementis и Rockwood.
На практике краски для смешивания настоящего изобретения будут включать пигмент-наполнитель. Пигмент-наполнитель представляет собой субстанцию, которая имеет свойства пигмента, но оказывает небольшое или не оказывает никакого влияния на оттенок, хотя уменьшает насыщенность цвета (то есть его интенсивность), т.е. они осветляют тон. В отношении смешиваемых красок настоящего изобретения они улучшают также их включение в основную краску, а также другие свойства, например реологию.
Примерами наполнителей являются карбонат кальция, силикат алюминия и глины, особенно каолин и китайская глина.
Количество пигмента - наполнителя в любой отдельной композиции первоначально зависит от требуемого оттенка в конечной краске. Чувство вкуса и пропорция пигмента наполнителя позволят соответствующим образом придать краске нужный оттенок. Точное количество любого конкретного компонента для смешивания может быть определено путем обычного процесса тестирования.
На практике пигмент-наполнитель может быть представлен в смешанном красителе в количестве от 40 вес.% до 90 вес.%. Например, он может составлять от 45, 50 или 55 до 80 или 85 вес.% от красителя.
Краски для смешивания этого изобретения на практике будут включать диспергирующий агент. Диспергирующий агент может быть неионным или ионным ПАВ или их смесью. Он может включать также небольшое количество дополнительного ПАВ.
Примеры неионных ПАВ для применения в смешиваемых красках настоящего изобретения включают алкил гликозиды, сложные эфиры полиглюкозидов, циклические эфиры сложных эфиров, этоксилаты спиртов и этоксилаты амидов жирных кислот.
Примерами алкилглюкозидов являются С6-С12 алкилглюкозиды, например, децилполигликозид. Примерами циклических сложных эфиров являются эфиры сорбита, например ПАВ типа твин и спан. Примеры этоксилатов спиртов включают C8-C16 алкилтоксилаты и, в частности, додецилэтоксилат.
Компонент этоксилатов амидов жирных кислот может происходить из гексановой, октановой, додекановой, тетрадекановой (или миристиновой), гексадекановой (или пальмитиновой) или окстадекановой (или стеариновой) кислоты. Кислота может также быть смесью жирных кислот, например жирными кислотами кокоса, которые являются смесью C8-C16 жирных кислот, происходящих из природных источников.
Этоксилатный компонент может включать 1-12 и особенно 4 этоксилатные группы.
Молекулярная масса таких этоксилированных амидов жирных кислот может находиться в области 200-1000. Пример областей минимальной молекулярной массы - это 250, 275 и 300. Примеры максимальной молекулярной массы - 600, 700, 750, 800, 850 и 900. В частности, включены молекулярные массы от 320 до 820.
Диспергирующие агенты, которые приведены выше, доступны коммерчески в фирме Akzo Nobel.
Пропорции диспергирующих агентов, применяемых в композициях смешивающихся красок настоящего изобретения, зависят от применяемого диспергирующего агента или комбинации диспергирующего агента и, в частности, пикмента, который представляет собой окрашивающие пигменты и пигменты наполнители. Точное количество в любом частном случае может быть определено с помощью рутинных экспериментов. Как общее правило, количество диспергирующего агента не должно превышать 20 вес.% от краски для смешивания и будет в основном не менее чем 5 вес.%. Обычно верхний предел может быть 15% и нижний предел - 10 вес.%.
Там, где диспергирующий агент представлен смесью, больший компонент является неионным диспергирующим агентом, который может быть представлен в количестве включающем от 1,0-15 вес.%. Анионный диспергирующий агент будет представлен в количестве от 0,1-5 вес.%, но не будет превышать количество неионного ПАВ.
Например, когда неионный детергент является алкилглюкозидом, полиглюкозидом или этоксилатом жирной кислоты, он может быть представлен в количестве до 15 вес.% от краски. На практике неионный диспергирующий агент часто представляет собой смесь. Алкилглюкозид будет основным компонентом, составляя от 7 до 10 вес.% от краски.
Баланс может быть доведен либо амидом жирной кислоты, либо этоксилатом спирта, либо их смесью. Обычно этоксилат не будет превышать 5 вес.% от общего веса получаемой сухой краски.
Когда анионный ПАВ представлен этоксилированным сульфатидным спиртом, он не превышает 2,0 вес.%. Примерами минимума в обоих случаях являются 0,1 и 0,2 вес.%. Примеры максимума составляют 1,0, 1,1, 1,2, 1,5 и 2 вес.%. Подобным образом там, где ожидается присутствие поверхностно-активного вещества, например лецитин из соевых бобов, это тоже не будет превышать 2 вес.%.
Композиции краски настоящего изобретения могут также включать добавки, широко используемые в жидких красках, например консерванты, гасители пены и увлажнители.
Примеры консервантов включают биоциды, в частности Bronopol/(CIT/MIT), который представляет собой 2-бромо-2-нитропропан-1,3диол/CIT(5-хлоро-2,2-метил-2Н-изотиазол-3-один)/MIT(2-этил-2Н-изотиазод-3-один). Примерами гасителей пены являются полисилоксаны. Количество оптимальных компонентов для применения в определенной рецептуре может быть определено с помощью рутинных экспериментов. Консерванты и гасители пены в основном представлены в малых количествах, включая 0,5-2,0 вес.%. Увлажнители могут применяться в количестве до 5 вес.%. Эти добавки коммерчески доступны.
Краски настоящего изобретения с применением способа, который включает смешивание, по меньшей мере, двух окрашенных пигментов, диспергирующего агента и необязательно пигмента наполнителя в присутствии жидкого растворителя с образованием гомогенной смешанной суспензии краски и после этого высушивания суспензии краски с образованием частиц.
Предпочтительно приготавливаются отдельные пре-дисперсии единственного пигмента из каждого окрашенного пигмента, которые будут смешиваться, и диспергирующего агента и жидкого растворителя. Для эмульсионных красок жидким растворителем является вода. Эти пре-дисперсии смешивают вместе и с любыми пигментами наполнителями для пре-дисперсий пигмента наполнителя и другими необязательными компонентами с образованием суспензии краски. Любой необязательный компонент может быть добавлен как пре-дисперсия или как часть пре-дисперсии пигмента наполнителя. Дисперсия краски, полученная таким образом, может быть высушена партиями в духовом шкафу и после этого, если необходимо, перемолота с получением порошка. Предпочтительна, однако, сушка суспензии краски распылением. Сушка распылением дает краску в виде частиц, где порошок представляет собой частицы в основном единообразного размера и является более гомогенным, чем получаемый при сушке партиями в духовом шкафу.
Для применения порошковых красок настоящего изобретения проводится перемешивание 36 в основе краски 34 либо в соответствии с предопределенным рецептом, либо доводится на глаз для получения желаемого оттенка цвета 38. Изобретение проиллюстрировано следующими примерами.
Пример 1
Приготовление сухой краски в виде частиц
Чертеж является схематическим представлением способа производства сухой краски в виде частиц в соответствии с настоящим изобретением.
В соответствии с чертежом были диспергированы каждый из красящих пигментов 20, 22 и 24 в жидком растворителе 21, 23 и 25 с получением пре-дисперсий 31, 33 и 35. Состав этих дисперсий указан в Таблицах 1-3 соответственно и содержит жидкий растворитель 18 и оставшиеся компоненты 27, как указано в таблицах. Пре-дисперсии 31, 33 и 35 в пропорции, указанной в Таблице 5, были смешаны вместе в течение 20 мин в диспергаторе с высокой скоростью 26 с наполнителем краски 40, являющимся смесью компонентов 42, 44, 46, 48, 50, указанных в Таблице 4. Затем смеси были высушены в духовом шкафу 30 при температуре между 60 и 100°С в течение 8 часов для получения гранулярного порошка 32, имеющего средний размер частиц в ряду 100-250 мкм.
Пример 2
Вторая краска была сделана в соответствии со способом Примера 1, с заменой наполнителя краски, представленного в Таблице 4, наполнителем краски, представленным в Таблице 6.
| Таблица 1 | |||
| Компоненты пре-дисперсии 31 | Химическое название | вес.% в дисперсии | вес.% в краске |
| Жидкий растворитель (18) | Вода | 34,7 | 0,00 |
| Увлажнитель | Пропиленгликоль | 2,5 | 3,92 |
| Увлажнитель | Полиэтиленгликоль | 4,2 | 6,59 |
| Диспергирующий агент | Этоксилированный фосфатидный спирт | 0,96 | 1,52 |
| Диспергирующий агент | Этаноламид жирной кислоты | 7,62 | 10,14 |
| Гаситель пены | Полисилоксан | 0,3 | 0,27 |
| Окрашенный пигмент | Фталоцианин меди | 44,4 | 69,67 |
| Пигмент- наполнитель | Силикат алюминия | 5,0 | 7,78 |
| Консервант | Bronopol/(CIT/MIT) | 0,3 | 0,10 |
| Таблица 2 | |||
| Компоненты пре-дисперсии 33 | Химическое наименование | вес.% в дисперсии | вес.% в краске |
| Жидкий растворитель (18) | Вода | 44,17 | 0,00 |
| Увлажнитель | Глицерин | 2,4 | 0,00 |
| Увлажнитель | Полиэтиленгликоль | 4,20 | 7,88 |
| Диспергирующий агент | Соевый лецитин | 1,57 | 2,94 |
| Диспергирующий агент | Этаноламид жирной кислоты | 6,04 | 10,98 |
| Гаситель пены | Полисилоксан | 0,3 | 0,34 |
| Окрашенный пигмент | Углерод черный | 20,01 | 37,56 |
| Пигмент- наполнитель | Силикат алюминия | 21,01 | 40,11 |
| Консервант | Вrоnороl/( CIT/MIT) | 0,3 | 0,19 |
| Таблица 3 | |||
| Компоненты пре-дисперсии 35 | Химическое наименование | вес.% в дисперсии | вес.% в краске |
| Жидкий растворитель (18) | Вода | 59,08 | 0,00 |
| Увлажнитель | Пропиленгликоль | 2,6 | 6,47 |
| Увлажнитель | Полиэтиленгликоль | 4,28 | 10,64 |
| Диспергирующий агент | Этоксилированный фосфатидный спирт | 2,66 | 6,61 |
| Диспергирующий агент | Соевый лецитин | 3,69 | 9,18 |
| Диспергирующий агент | Этаноламид жирной кислоты | 2,79 | 5,55 |
| Гаситель пены | Гаситель пены | 0,3 | 0,44 |
| Окрашенный пигмент | Хинакридон | 24,3 | 60,42 |
| Консервант | Bronopol/(CIT/MIT) | 0,3 | 0,69 |
| Таблица 4 | |||
| Компоненты пре-дисперсии пигмента наполнителя | Химическое наименование | вес.% в дисперсии | вес.% в краске |
| Жидкий растворитель (18) | Вода | 30,75 | 0,00 |
| Диспергирующий агент | Этоксилированный фосфатидный спирт | 7,0 | 9,11 |
| Диспергирующий агент | Этаноламид жирной кислоты | 4,6 | 4,91 |
| Консервант | Вrоnороl/(CIT/MIT) | 0,1 | 0,04 |
| Пигмент-наполнитель | Силикат алюминия | 57 | 85,45 |
| Гаситель пены | Полисилоксан | 0,55 | 0,49 |
| Таблица 5 | |
| Компоненты дисперсии краски 28 | вес.% в дисперсии |
| Наполнитель краски пре-дисперсии 40 | 85,00 |
| Пре-дисперсия 31 | 6,77 |
| Пре-дисперсия 33 | 1,50 |
| Пре-дисперсия 35 | 6,73 |
| Таблица 6 | |||
| Компоненты пре-дисперсии пигмента наполнителя | Химическое наименование | вес.% в дисперсии | вес.% в краске |
| Жидкий растворитель (18) | Вода | 30,75 | 0,00 |
| Диспергирующий агент | Этаноламид жирной кислоты | 11,6 | 14,02 |
| Консервант | Вrоnороl/(CIT/MIT) | 0,1 | 0,04 |
| Пигмент- наполнитель | Силикат алюминия | 57 | 85,45 |
| Гаситель пены | Гаситель пены | 0,55 | 0,49 |
1. Сухая красящая композиция в виде частиц для использования при колеровании покрывающих композиций в месте продажи, включающая, по меньшей мере, два окрашенных пигмента, по меньшей мере, один ионный или неионный диспергирующий агент и пигмент-наполнитель, причем каждый из окрашенных пигментов приготовлен в виде отдельной водной пре-дисперсии, по меньшей мере, две водные пре-дисперсии смешаны вместе в присутствии диспергирующего агента с образованием колеровочной дисперсии, которая затем высушена с образованием сухой красящей композиции в виде частиц, имеющей оттенок цвета, предсказывающий цвет колерованной покрывающей композиции и нанесенного покрытия.
2. Красящая композиция по п.1, имеющая средний размер частиц от 80 до 400 мкм.
3. Красящая композиция по п.1 или 2, в которой пигмент-наполнитель представляет собой силикат алюминия.
4. Красящая композиция по п.1, в которой диспергирующий агент является неионным поверхностно-активным веществом (ПАВ).
5. Красящая композиция по п.1, в которой диспергирующий агент является анионным ПАВ.
