Эмаль

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП И

«i> 567326

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 1709.75 (21) 2174425/05 с присоединением заявки № (23) ПриоритетР1) М. КЛ.2

С 09 D 3/48

С 09 р 3/58

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открыти й

Опубликовано 0502.80 Бюллетень ¹ 5 (53) УДК 667.637 (088.8) Дата опубликования описания 050280

И.Д. Кулешова, Я.Л. Раскин, Л.A. Миркинд, A.Ã. Корниенко, В.С. Пирогова и P.Ì. Лившиц (72) Авторы изобретения

Государственный научно-исследовательский и проектный институт лакокрасочной промышленности (71) 3a яв и тель (54 ) ЭМЙЛЪ

Изобретение относится к области получения лакокрасочных материалов, а именно к полученю эмалей горячей сушки для окраски рулонного металла и могут быть широко использова-, ны в качестве покрытий с повышенными требованиями к физико-меха-. ническим и защитным свойствам, например, для окраски рулонного металла, а также строительных конструкций, автомобилей, различных приборов и т. д.

Известны эмали для предварительной окраски рулонного металла на основе термореактивных связующих, 15 например на основе акрилсиликоновых смол с эпоксидными диановыми смолами (1) .

Однако акрил-эпоксидные композиций не обладают достаточно высоки- 20 ми прочностными свойствами (эластичность по шкале ШГ-l 5-10 мм, прочность пленки при прямом ударе по

У-1 40 кгс ° см, прочность пленки при растяжении по Эриксену 4-5 мм. скрип- 25

-эпоксидно-алкидные эмали обладают более высокими физико-механическими свойствами (эластичность по шкале ШГ-1 1-3 мм, -прочность при прямом ударе по У-1 50 кгс см, проч- 30 ность при растяжении по Эриксену

7-8 мм), однако обратного удара по

У-lA, характеризующего устойчивость к деформационным нагрузкам, пленка не выдерживает.

По технической сущности и.составу ингредиентов наиболее близким к изобретению является состав эмали, включающий олигомерное связующее с протонодонорными группами (полиэфир с карбоксигруппами), диглицидный эфир гексагидрофталевой или терефталевой кислоты, пигменты и растворитель (2).

Замена эпоксидной диановой смолы на диглицидный эфир терефталевой или гексагидрофталевой кислоты повышает атмосферостойкость покрытия (стойкость к мелению), а также увеличивает прочность при растяжении по Эриксену до 7 мм. Однако прочность при обратном ударе при этом не превышает 15-20 кгс-см.

Цель изобретения — повышение физико-механических свойств покрытия.

Это достигается тем, что эмаль, включающая олигомерное связующее с протонодонорными группами, сложный диглицидный эфир, пигменты и растворитель, в качестве сложного

567326 диглицидного эфира содержит диглицидный эфир высших дикарбоновых кислот общей Формулы с Czz- Cm-Cm2-0-40-(Щ„-1 4 < z- <>» би щ 5

О/ " я

R) 1 2

60 где R и R< -Н или-СН

И. 1-8 при tn»1,2

Н 3-13 при м =0, при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Олигомерное связующее 18-35

Диглицидный эфир высших дикарбоновых f5 кислот 1-6

Пигменты 1-30

Растворитель Остальное

Свойства диглицидных эфиров (ДГЭ) высших насыщенных дикарбоновых (ВдК) Щ и ненасыщенных (ВНДК) кислот приве,. дены в табл.1.

Высшие. ненасыщенные дикарбоновые кислоты для синтеза соответствующих диглицидных эфиров получают электро- 75 химическим способом.

Введение в композицию диглицидных эфиров высших дикарбоновых кислот, имеющих правильную неразветвленную структуру и две реакционноспособные эпаксигруппы н3 концах молекулы, дает возможность получать сшитые (трехмерные) полимерные структуры с очень подвижными мостичными связями, что приводит к повышению физико-механических свойств покрытий.

Кроме того, диглицидные эфиры высших дикарбоновых кислот- практически неограниченно совмещаются с пленкообразующими, что позволяет также регулировать физико-механи- 40 ческие свойства покрытий.

Согласно изобретению в качестве олигомерного связующего можно использовать, например, акриловые, акРилсиликоновые, полиэфирные, поли- 45 эфирсилоконовые, алкидные, аминоформальдегидные, кремнийорганические и другие смолы, содержащие группы.способные взаимодействовать с эпоксидными группами, например карбок" сильные, гидроксильные, амидные,. метилольные и другие (т.е. протонодонорные).

В качестве пигментов используют традиционные лакокрасочные пигментй, например двуокись титана, сажу, милори, фталоцианиновые органические пигменты, крона и др.

В лакокрасочных составах можно использовать целевые добавки: катализаторы отверждения, такие как

И -толуолсульфокислота, монобутилфосфорная кислота и др„ пластификаторы, такие как эпоксидированные масла, диоктилфталат, дибутилфталат и др.; матирующие добавки, такие 65 как аэросил и др. поверхностно-активные вещества такие как октадециламин, алкамоны и др.

В качестве растворителей можно использовать различные смеси ароматических и алифатических растворителей — толуол, ксилол, сольвент-нафта, бутилцеллозольв, этилцеллюлозольв, этилгликольацетат, циклогексанон, изофорон и др.

Технология изготовления лакокрасочной композиции.

В смеситель загружают растворы связующих и отвердитель. Далее в смеситель при непрерывно работающей мешалке подают пигментную пасту с бисерных или шаровых мельниц (в случае приготовления эмалей и грунтов} и остальное количество растворителей, после чего массу перемешивают в те- чение 0,5-1,5 ч ° Затем отбирают пробу для .оценки вязкости и содержания сухого остатка.

Покрытия на основе предлагаемой композиции обладают высокими физикомеханическими свойствами, стойки к атмосферным воздействиям и длительно сохраняют эти свойства при эксплуатации.

В табл. 2 приводятся примеры получения лакокрасочной композиции.

Для сравнения были приготовлены ре.цептуры эмалей, в которых вместо предлагаемых ДГЭ ВДК и ДГЭ ВНДК используют эпоксидную смолу типа .Эдикот 1004 и диглицидный эфир тетрагидрофталевой кислоты (ДГЭ

ТГКФ) в тех же соотношениях, т. е. рецептуры согласно 1 и 2 соответственно.

Сополимер в композицию вводится в виде раствора в смеси этилгликольацетата и бутанола. Вязкость эмали по примеру 1 составляет 80 с по

ВЗ-4 при 20ОС. Содержание сухого остатка 55%. Эмаль наносится в один слой на загрунтованный металл с толщиной сухой пленки 20-25 мкм. Температура сушки эмали в термостате (с конвенкцией) 320 С вЂ” 1 мин (245 С. на металле) .

Свойства покрытий представлены в табл. 3.

Состав композиций представлен в табл. 4.

Сополимер вводят в виде раствора в смеси бутанола и, бутилцеллозольва.

Вязкость эмали по примеру 2 по

ВЗ-4 при 20 С вЂ” 75 с. Содержание сухого остатка — 57%, эмаль наносится в один слой по загрунтованному металлу с толщиной сухой пленки

20 — 26 мкм. Температура сушки эма- . ли в термостате 320 С 1 мин (245 С на металле).

Свойства покрытий представлены в табл. 5.

Состав композиций по примерам

3 и За приведен в табл. 6.

567326

Таблиц а 1

Молекулярный вес 286,3 — 566,8

284,3-562,8

15,3-30,3

51,3-131,4

15,2 — 30,1

Эпоксидное число йодное число

Т а б л и ц а 2

Ко

26,0

26,0

26,0

2,5

2,5

2,5

Сополимер вводится в виде раствора в этилгликольацетате.

Свойства покрытий представлены в табл. 7.

Вязкость эмали по примеру 3 по

ВЗ-4.при 20 С составляет 90 с. Содержание сухого остатка 37%. Эмаль наносится в l слой по оксидированному алюминий,с толщиной сухой пленки 30-35 мкм. Температура сушки эмали в термостате 180 С 30 мин.

Состав композиций по примерам

4 и 4а приведен в табл. 8.

Сополимер вводится в виде раствора в этилгликольацетате. Вязкость эмали по примеру 4 по ВЗ-4 при 20 С составляет 120 C. Содержание сухого 15 остатка 59%. Эмаль наносится в один слой по загрунтованному металлу с толщиной комплексного покрытия 25-30 мкм.

Температура сушки эмали 320 С 70 с (245 С на металле). 20

Свойства покрытий представлены в табл. 9.

Состав композиций по примерам 5 и 5а приведен в табл. 10.

Сополимер вводится в виде раство- д ра в циклогексаноне.

Свойства покрытий представлены в табл. 11.

Сополимер бутилакрилата, 2-этилгексилакрилата, метилметакрилата, стирола,метакриловой кислоты, метакриламида в соотношении (вес.Ъ)

52:5:10:15:3:15, обработанный бутилформалем

Днглицидный эфир

ВНДК (И =4, O=l

Эпоксидная смола, типа Эпикот 1004

Диглицидный эфир ТГФК

Вязкость эмалей по примеру 5 по

ВЗ-4 при 20 С составляет 100 с. Содержание сухого остатка 60%. Эмаль наносится в один слой по загрунтованному металлу: толщина комплексного покрытия 25-30 мкм, температура сушки эмали 300 С 90 с. (220 С на металле).

Состав композиции по примерам

6 и ба приведен в табл. 12.

Сополимер вводится в виде раствора в циклогексаноне.

Свойства покрытий представлены в табл. 13.

Вязкость эмали по примеру 6 по

ВЗ-4 при 20 С составляет 120 с.

Содержание сухого остатка 583. Эмаль наносится в один слой 25-30 мкм; температура сушки эмали 320 С 90 с (230-240 С на.металле).

Таким образом, покрытия на основе предлагаемой эмали по сравнению с известными имеют более высокую прочность при обратном ударе, эластичность, адгезию, а в большинстве случаев — более высокую коррозионную стойкость.

567326

Продолжение табл.2

2,6

26,0

26,0 рутил .Азросил

Сольвент-нафта

1,0

1,0

1,0

11,0

11,0

11,0

2,5

2,5

5,0

2,5

Циклогексанон

5,0

5,0

Изофорон

Этилгликольацетат Бутанол

13,0

13,0

13,0

13,0

13,0

13,0

Таблица 3

Прочность пленки при прямом ударе по У-1А, кгс см

50

Прочность пленки при обратном ударе по

У-1А, кгс см

30-.40

Прочность пленки при растяжении по Эриксену, мм

6-7

Прочность пленки при изгибе по шкале Т вЂ” bend

1,5Т

3,5Т

3,5T

Адгезия пленки с решеткой при обратном ударе по

У-lA

15-20

15-20

Адгезия пленки а решеткой по

Эриксену

l0 9 9 — Прочность пленки по шкале Т -bend — это изгиб пленки на металле на 180 . Один виток принимается за 0,5 Т.

Т а б л и ц а 4

Компоненты

Сополимер бутилакрилата, метилметакрилата, стирола, метакриловой кислоты, метакриламида обработанный бутилформалем, в соотношении, вес.% (55:17:13:3,5:11,5) ,Циглицидный эфир ВНДК (В.(и Rz-H, n 4, in = 1) 22,0

22,0

22,0

567326

3,0

3,0

10,0

10,0

10,0

Двуокись титана (рутил) 22,0

22,0

22,0

Сольвент-нафта

13,5

l3 5

13,5

2,5

2,5

2,5

5,0

5,0

5,0

11,0

11,0

11,0

11,0

11 0

1l,0

50 50

l5-20 меньше 5

1,.5Т

З,OT

2,5Т

4 5-50

20-25

15-20

8-9

Без изменения

Без изменения

Без изменения

Эпоксидная смола типа Эпикот 1004

Диглицидный эфир тетрагидрофталевой кислоты

Силоксановая смола (полифенилметилэтоксисилоксан) Циклогексанон

Изофорон

Бутанол

Бутилцеллозольв

Прочность пленки при прямом ударе по У-1А, кгс см

Прочность пленки при обратном ударе по у-lA, кгс-см 40-,50

Прочность пленки при растяжении по Эриксону, мм.Прочность пленки при изгибе по шкале Т вЂ” bend

Адгезия пленки с решеткой при обратном ударе но

У-1А

Адгезия пленки с решеткой по

Эриксену

Стойкость покрытия. во влажной камере, через .720 ч а) по оцинкованной стали

Продолжение табл.4

Таблица5

567326

12.Коррозия по надрезу, мэлкая сыпь до 10%

Коррозия по надрезу, мелкая сыпь до 100%

Коррозия по надрезу, мелкая сыпь до 20% ной стали

Без изменения

Пузыри по надрезу до

2,0 мм

Пузыри по надрезу до

0,5 мм

Пузыри по надрезу до

2 мм

27

1,0

1,0

1,0

1,0 лэросил

1,0

1,0

5,0

5,0

2,5

2,5

10,0

5,0

5,0

14,5

14,5

27,0

27,0

Стойкость покрытия в солевой камере, через 720 ч а) по оцинкованной стали б) по холоднокатанной стали Сополимер бутилакрилата, стирола, метилметакрилата, метакриловой кислоты, в соотношении, вес.В, 53,0:17:22:8

Диглицидный эфир ВДК (R и R z Отсутствуют прй m Gi п = 4) Эпоксидная смола типа Эпикот 1004

Сажа газовая окисленная

Силиконовая жидкость для розлива (10%-ный раствор в ксилоле) Изофорон

Циклогексанон

Диацетоновый спирт

Бутанол

Сольвент-нафта

Этилгликольацетат

Продолжение табл.5

Без изме- Без изме° нения нения

Т а бл и ц а 6

567326

Показатели

За

30-40

7-8

45-50

15-20, 40

Иеньше 5

30

3,0

3,0

40

6-7

2, 5-3Т

1,5Т

Прочность пленки при прямом ударе по У-1А, -кгс см

Прочность пленки при растяжении по Эриксену, мм

Адгезия пленки с решеткой при обратном ударе по У-1А

Прочность пленки- при обратном ударе по

-1A кгс. см монометакрилового эфира этиленгликоля, бутилакрилата, метилметакрилата, с полифенилметилэтоксисилоксаном, в соотношении, вес.В, 8:55:37

Диглицидиловый эфир ВНДК, где при m = О, и ж 13, R u R — отсутствуют

Эпоксидная смола, типа

Эпикот 1004

Двуокись титана, рутил

Аэросил

Сольвент-нафта

Изофорон

Циклогексанон

Этилгликольацетат

Прочность пленки при прямом ударе по У-1А, кгс см

Прочность пленки при обратном ударе по У-1А, кгс см

Прочность пленки при растяжении по

Эрнксену, мм

Прочность пленки при изгибе по шкале Т-bend

АдГЕЗИя ПЛЕнКи С рЕшеткой при обратном ударе.по У-1А

25,0

Оу5

4,5

4,0

3,0

30,0

Таблица 7

Покрытие по примеру

Таблица8

25,0

0,5

4,5

° 4,03,0

30,0

Т а б л и ц а 9

15

567326 римеру

5а

25

2,5

2,5

5.0

20,0

5,0

5,0

l l 5

6,5

6,0

6,0

25,0

4,.93 .

5,0

0,07

Показ

50

15-20

6-7

1,5Т

2,5-3,0Т

15

10

Насыщенная полиэфирная смола на основе диметилтерефталата, адипиновой кислоты, этиленгликоля, диэтиленгликоля, триметилолпропана в соотношении, вес.В, 33:27г20:10:10

Меламиноформальдегидная смола

Диглицидный эфир ВНДК

R< Н R =Н, m 1, n 8

Двуокись титана

Микротальк

Циклогексанон

Изофорон

Циклогексанон

Бутанол

Паратолуолсульфокислота

Прочность пленки при ударе по У-1А, кгс см

Прочность пленки при обратном ударе по У-1А, кгс см

Прочность пленки при растяжении по Эриксену, мм

Прочность пленки при изгибе по шкале Т вЂ” bend

АдгезИя пленкИ с Решеткой при обратном ударе по У-1А

Стойкость к кипящей воде, ч

Таблица10

Таблица 11

5б732б

1В

25,0

25,0

2,5

2,5

5,0

20,0

20,0

5,0

5,0

3l,5

31,5 б,О

6,0

9,93

5,0

0,07

Показ

50,0

40,0

45,0

8,0

1,5Т

40,0

40,0

Соконденсат насыщенного полиэфира примера 5 с олигофенилметилэтоксисилоксаном в соотношении, вес.Ъ 70:30

Иеламиноформальдегидная смола

Диглицидный эфир ВНДК (R и В Н m 1, n l) Двуокись титана

Микротальк

11иклогексанон

Изофорон

Бутанол

Паратолуолсульфокислота

Прочность пленки при ударе по У-lA, кгс-см

Прочность пленки при обратном ударе по

У-lA, кгс см

Прочность пленки при растяжении по Эриксену, мм

Прочность лленки при изгибе по шкале

T — bend

Адгезия пленки с решеткой при обратном ударе по У-1А

Стойкость к кипящей воде, чТаблица12

Таблица 13

20 при следующем соотношении компоне нтов, вес.Ъ:

Полимерное связующее

Диглицидный эфир высших дикарбоновых кислот

Пигменты

Растворитель

18-35

1-6

1-30

Остальное

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Японски Р 32416, . кл . 24 С 012, опублик. 1972.

2.. Патент США 9 3548026, кл. 260-835 опублик. 1970. 4" -Ж °

19 Фу., 567336 "

Формула изобретения

Эмаль, включающая полимерное связующее с протонодонорными группами, сложный диглицидный эфир, пигменты и растворитель, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью повышения 5 физико-механических свойств покрытия,,s качестве сложного диглицидного эфира эмаль содержит диглицидный эфир высших дикарбоновых кислот общей формулы 10 бН - CH-CHg-0-бб (CHg)„- +Hg-СКАТ-СИ О/ i 2

-Н или СН,;

П1-8 при Ш 1-2; и 3-13 при и =0, Составитель Ю. Крейндлин

P акто Л. Письман Тех е H.Êîâàëââà Ко екто В. Синицкая

Заказ 9360/65 Тираж 725 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва й-35 Ра ская наб. . 4 5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4