КРАСЯЩИЕ КОМПОЗИЦИИ С НИЗКИМ СОДЕРЖАНИЕМ ЛЕТУЧИХ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ (VOC)

Настоящее изобретение относится к жидким красящим композициям, которые применимы для окрашивания базовых красок, как на основе органических растворителей, так и на водной основе, и которые содержат низкие количества летучих органических соединений или практически не содержат таких соединений. В частности, предлагаются композиции, которые не закупоривают открытые форсунки колеровочных машин для торговых предприятий и которые обеспечивают хорошие красящие свойства, в частности, красящие свойства красок для архитектурных покрытий. В изобретении также предлагаются колеровочные машины для торговых предприятий, оснащенные красящими композициями.

Красящие композиции фактически представляют собой концентрированные пигментные композиции, содержащие устойчиво диспергированные пигменты. Характеристики таких композиций такие, что их можно добавлять к базовой краске в чистом виде или в комбинации с другими красящими композициями, содержащими разные пигменты, и смешивать, чтобы обеспечить требуемый оттенок готовой к употреблению краски. Базовая краска отличается от краски, готовой к употреблению (RFU), тем, что ее оттенок окончательно не скорректирован.

При наличии ряда красящих композиций, каждая из которых изготовлена согласно рецептуре с применением пигментов разных оттенков, простым смешиванием, по меньшей мере, одной из красящих композиций с соответствующей базовой краской в соответствии с заданной рецептурой можно получить большое число цветных красок. Еще больше оттенков цвета можно получить, обеспечивая некоторое количество базовых красок, которые сами по себе различаются по оттенку, включая прозрачную базовую краску.

Удобство известных систем, содержащих красящие композиции и базовые краски, заключается в том, что очень быстро можно получать краски многих оттенков простым смешиванием необходимой красящей композиции (композиций) с выбранной базовой краской. Это особенно важно для небольших торговых предприятий, где по требованию может быть обеспечен очень большой диапазон цветных красок, без необходимости иметь в наличии краски, охватывающие весь диапазон оттенков.

Такие колеровочные системы для торговых предприятий обычно содержат не более двадцати красящих композиций (также известных как колерные пасты) и, собственно говоря, три базовые краски в каждой категории. Таким способом можно получать светлые, промежуточные и насыщенные оттенки.

Красящие композиции обычно размещены в колеровочной машине, из которой отдельные красящие композиции согласно рецептуре производителя дозированно распределяются из контейнеров, соединенных с форсунками для впрыска или оснащенных форсунками для впрыска. Дозировка может регулироваться вручную или с помощью компьютера. Проблема, связанная с системой данного типа, состоит в том, что после того, как дозированное распределение колерной пасты заканчивается, неизбежно присутствует остаток красящей композиции, остающейся в форсунке или на форсунке, который высыхает со временем и частично или полностью закупоривает форсунку, делая невозможным последующее точное дозированное распределение колерной пасты. Такое явление представляет собой еще более серьезную проблему для колеровочных машин с открытыми форсунками, которые содержат форсунки без крышки или без системы клапанов для изоляции красящей композиции от атмосферы после того, как добавление произведено. В таких машинах красящие композиции остаются подверженными действию атмосферы и, если в достаточной мере не используются в рецептурах, будут со временем высыхать и закупоривать форсунку.

Производители колеровочных машин пытаются преодолеть проблему путем обеспечения степени увлажнения поблизости от форсунок. Несмотря на то, что данный подход уменьшает проблему, при этом он увеличивает сложность и стоимость производства и технического обслуживания машин.

Для уменьшения проблемы закупоривания форсунок в известных красящих композициях применяются увлажнители. К сожалению, увлажнители сами по себе, как правило, являются летучими и вносят свой вклад в общее содержание летучих органических веществ (VOC), поскольку испаряются. Конечно, поскольку они испаряются, они оставляют после себя упомянутый выше сухой остаток, который со временем закупоривает форсунки, дозированно распределяющие колерные пасты.

В других известных красящих композициях применяются увлажнители, которые благодаря их низкой летучести не вносят вклада в VOC. Однако такие увлажнители, как правило, придают пластичность связующему полимеру, приводя в результате к получению нестойких готовых покрытий, которые легко повреждаются при обычной эксплуатации.

Известные красящие композиции также могут содержать стабилизирующие средства, помогающие диспергированию и стабилизации пигментов в красящей композиции. Однако сухие покрытия, полученные из красящих композиций, содержащих большие количества стабилизирующих средств, также, как правило, являются нестойкими.

Поэтому существует потребность в красящих композициях, которые не закупоривают форсунки, фактически не содержат VOC и не создают нестойких сухих покрытий.

Соответственно предлагается водная красящая жидкая композиция с содержанием летучих органических соединений не более 50 г/л, подходящая для окрашивающих архитектурных покрытий на водной основе или на основе органических растворителей и базовых красок, содержащая в расчете на общую массу композиции

i) от 0 до 26% нелетучей органической жидкости с давлением паров не более 1,3 н/м² при 25°C;

ii) от 2 до 13% стабилизирующего средства;

iii) от 4 до 77% цветного пигмента;

iv) от 0 до 8% глины с модифицированными реологическими свойствами;

v) от 0 до 20% наполнителя;

в которой отношение общая масса iii)+iv)+v): общая масса i)+ii) составляет от 0,8 до 2,75: 1, и

общая масса нелетучей органической жидкости i) и стабилизирующего средства ii) составляет не более 28%, и

общая масса глины с модифицированными реологическими свойствами iv) и наполнителя v) составляет, по меньшей мере, 2%, когда количество цветного пигмента составляет менее 51%.

В дополнительном аспекте изобретения предлагается композиция для архитектурных покрытий, содержащая или включающая в себя, по меньшей мере, одну красящую композицию согласно настоящему изобретению и базовую краску.

В еще одном дополнительном аспекте изобретения предлагается схема колеровки, содержащая или включающая в себя, по меньшей мере, одну базовую краску и, по меньшей мере, одну красящую композицию согласно настоящему изобретению.

В еще одном дополнительном аспекте изобретения предлагается колеровочная машина для торговых предприятий, предназначенная для колеровки базовой краски, содержащая или включающая в себя, по меньшей мере, одну красящую композицию согласно настоящему изобретению в контейнере, при этом контейнер оснащен или соединен с форсункой для впрыска, предпочтительно открытой форсункой. Красящая композиция предпочтительно упакована в контейнер, имеющий объем от 0,5 до 5 литров, более предпочтительно базовая краска упакована в контейнер, имеющий объем от 0,5 до 25 литров.

Также предлагается способ изготовления архитектурных покрытий в условиях торговых предприятий, включающий в себя стадии дозированного распределения в базовой краске, по меньшей мере, одной красящей композиции, выбранной из колеровочной машины согласно изобретению.

Предпочтительно красящая композиция не содержит полимерное связующее, поскольку его присутствие, как правило, усугубляет закупоривание форсунок.

Предпочтительно цветной пигмент содержится в количестве от 4 до 70 масс.%, более предпочтительно от 4 до 66 масс.%, еще более предпочтительно от 4 до 55 масс.%, еще более предпочтительно от 4 до 40 масс.%, еще более предпочтительно от 5 до 30 масс.% и наиболее предпочтительно - от 5 до 20 масс.%.

Нелетучая органическая жидкость

Нелетучая органическая жидкость представляет собой жидкость, которая является нелетучей при 25°C. Для целей настоящего изобретения нелетучей считается органическая жидкость с давлением паров не более 1,3 н/м². Отсутствие летучести означает, что жидкость не испаряется и поэтому не вносит свой вклад в VOC. Она не образует мицелл.

Любой нелетучий органический материал может применяться для этого, при условии, что он представляет собой текучую жидкость, когда подвергается испытанию с помощью шприца, описанному далее.

Подходящие примеры таких материалов включают в себя полиэтиленгликоли (ПЭГ), также известные как полиэтиленоксид (PEO) и полиоксиэтилен (POE).

Полиэтиленгликоли являются предпочтительными, более предпочтительным является PEG с молекулярной массой, по меньшей мере, 200 дальтон. Еще более предпочтительно молекулярная масса PEG составляет от 200 до 800, еще более предпочтительно от 200 до 600 дальтон, еще более предпочтительно от 300 до 500 дальтон, и наиболее предпочтительным является ПЭГ с молекулярной массой 400 дальтон.

Нелетучая органическая жидкость предпочтительно содержится или включается в количестве от 2 до 22, более предпочтительно от 4 до 22, еще более предпочтительно от 4 до 20, еще более предпочтительно от 4 до 19,5 масс.%, еще более предпочтительно от 6 до 17 масс.% и наиболее предпочтительно - от 4 до 17 масс.%.

Стабилизирующие средства

Стабилизирующие средства представляют собой амфипатические органические материалы, содержащие как гидрофильные, так и гидрофобные группы. Они могут быть анионными, катионными или неионогенными. Композиции для нанесения покрытий, в частности архитектурных покрытий, обычно состоят из анионных и/или неионогенных ингредиентов, и поэтому присутствие катионных стабилизирующих средств предпочтительно не допускается. Выше некоторой минимальной концентрации в жидкости стабилизирующие средства образуют мицеллы. Подходящие стабилизирующие средства включают в себя поверхностно-активные вещества и диспергирующие средства. Не существует общепринятого отличия между поверхностно-активными веществами и диспергирующими средствами, но обычно более высокомолекулярные стабилизирующие средства со среднечисловой молекулярной массой выше 2000 дальтон, как правило, упоминаются как диспергирующие средства, в то время как стабилизирующие средства с более низкой молекулярной массой упоминаются как поверхностно-активные вещества.

Поверхностно-активные вещества являются предпочтительными, поскольку они, как правило, более совместимы как с базовыми красками на основе органических растворителей, так и с базовыми красками на водной основе. Предпочтительными являются анионные и/или неионогенные стабилизирующие средства. Наиболее предпочтительными являются стабилизирующие средства, содержащие смеси как анионных, так и неионогенных поверхностно-активных веществ. Хотя и нет желания подтверждать это утверждение, считается, что отчасти оно связано с тем, что неионогенные стабилизирующие средства обеспечивают длительную стабильность дисперсии, в то время как анионные стабилизирующие средства важны для смачивания пигментов на стадии диспергирования при изготовлении красящей композиции. Авторы изобретения обнаружили, что такая комбинация способна создавать устойчивые дисперсии большинства разных пигментов. Еще одно дополнительное преимущество состоит в том, что когда к базовой краске добавляют более одной красящей композиции, чтобы получить необходимый оттенок, разные пигменты каждой красящей композиции остаются стабильными в готовой краске.

Основная роль стабилизирующего средства в красящей композиции заключается в диспергировании и предотвращении агломерации частиц пигмента, благодаря чему происходит образование устойчивой дисперсии. Обычно пигменты, которые измельчают до тонкодисперсных частиц, чтобы получить нужный оттенок, также имеют большую площадь поверхности. Следовательно, для стабилизации красящих композиций, содержащих такие пигменты с большой площадью поверхности, требуется больше стабилизирующего средства, чем для стабилизации грубодисперсных пигментов. Однако в красящей композиции следует применять не более 13 масс.% стабилизирующего средства, поскольку оно служит причиной недостаточной влагостойкости полученных сухих лакокрасочных пленок.

Поскольку красящие композиции подходят для применения в базовых красках, как на основе органических растворителей, так и на водной основе, важным признаком стабилизирующего средства является то, что его можно добавлять к обоим типам базовой краски без образования комочков или другого неблагоприятного эффекта.

Примеры стабилизирующих средств, подходящих для применения в настоящем изобретении, включают в себя этоксилаты амидов жирных кислот, такие как Bermodol SPS-типов, включая 2525, 2528, 2532, 2541 и 2543; алкилгюкозиды, такие как Глюкопон (Glucopon), Тритон (Triton) и Димсол (Dymsol); сложные эфиры сорбита и жирных кислот, такие как Твин (Tween) и Спан (Span); алкилэтоксилаты, такие как эмульгатор Emulsogen LCN; алкилфенолэтоксилаты, такие как Берол (Berol); анионные поверхностно-активные вещества на основе этоксилированных фосфатированных спиртов, такие как Dispersogen LFH, Dispersogen LFS, Nuosperse FA 196 и Disperbyk 102; соли полиэлектролитов, такие как диспергатор Оротан 731 (Orotan 731); и поверхностно-активные вещества типа фосфолипидов, такие как соевый лецитин. Предпочтительно не применяются полиамидные стабилизирующие средства, содержащие, по меньшей мере, две привитые аминогруппы.

Предпочтительно стабилизирующее средство представляет собой текучую жидкость в виде 90 масс.% раствора в воде, более предпочтительно 95 масс.% раствора в воде, и наиболее предпочтительно стабилизирующее средство при 25°C представляет собой текучую жидкость в виде чистого (беспримесного) материала согласно испытанию с помощью шприца, описанному далее. Стабилизирующие средства, которые не отвечают указанным критериям, как правило, образуют красящие композиции, которые более склонны к закупориванию форсунок.

Предпочтительными являются стабилизирующие средства со среднечисловой молекулярной массой не более 2000 дальтон, поскольку они, как правило, представляют собой текучие жидкости согласно испытанию с помощью шприца. Как обсуждалось выше, стабилизирующие средства также известны как поверхностно-активные вещества.

Предпочтительно не допускается применение поверхностно-активных веществ на основе этоксилатов нонилфенола, поскольку считается, что они причиняют ущерб водной и морской среде.

Предпочтительно красящие композиции не содержат поверхностно-активных веществ на основе алкилполигликозидов, поскольку они неэффективны для обеспечения стабильности красящих композиций. Они также представляют собой вязкие материалы и поэтому трудно поддаются обработке при комнатной температуре. Кроме того, их интенсивный желтый цвет является помехой при получении составов пастельных тонов, включая белый, поскольку он может проявиться в готовой краске.

Предпочтительно количество стабилизирующего средства составляет от 3 до 13 масс.%, более предпочтительно от 3 до 12,5 масс.%, еще более предпочтительно от 4 до 12,0 масс.%, еще более предпочтительно от 4 до 11,0 масс.% и наиболее предпочтительно от 2 до 12,0 масс.%.

Общее количество нелетучей органической жидкости и стабилизирующего средства не должно превышать 28 масс.% в расчете на общую массу красящей композиции, иначе полученная сухая лакокрасочная пленка будет неприемлемо нестойкой и легко повреждаемой. Предпочтительно общее количество составляет не более 26 масс.%, более предпочтительно от 5 до 26 масс.%, еще более предпочтительно от 10 до 25 масс.%, еще более предпочтительно от 10 до 24 масс.% и наиболее предпочтительно - от 13 до 23,5 масс.%.

Глина с модифицированными реологическими свойствами

Глины с модифицированными реологическими свойствами представляют собой минералы, содержащие частицы субмикронного размера с большим аспектным отношением, которые могут образовывать устойчивые дисперсии в водной среде. Частицы в таких дисперсиях образуют слабо связанные сетки на всем протяжении водной среды красящей композиции, тем самым, придавая красящей композиции реологические свойства.

Подходящие примеры глин с модифицированными реологическими свойствами включают в себя аттапульгит, такой как различные типы Аттагеля (Attagel), включая Attagel 50; бентонит, такой как различные типы Бентонита (Bentone), включая Бентонит EW (Bentone EW) и различные типы Оптигеля (Optigel); и лапонит, включая Лапонит RD (Laponite RD) и Лапонит RDS (Laponite RDS).

Предпочтительно реологические свойства красящей композиции снижаются в условиях сдвиговой деформации, при этом красящие композиции являются либо псевдопластичными, либо тиксотропными. Более предпочтительно вязкость по Стормеру, выраженная в единицах Кребса, при 25°C составляет от 40 до 150 КЕ, еще более предпочтительно от 60 до 120 КЕ и наиболее предпочтительно от 60 до 80 КЕ. Предпочтительно вязкость при низком усилии сдвига (LSV), измеренная при 25°C с применением ротационного реометра, такого как реометр компании TA Instruments AR 1500ex с геометрическим расположением пластины из 40 мм листовой стали и зазором 500 микрон, и с применением способа, обозначаемого как постоянный наклон в логарифмических координатах, при скорости сдвига от 0,01 до 1000 с^-1 и обратно, продолжительности 2 минуты в каждом направлении, применении 10 точек на декаду и значении вязкости, полученном из данных обратных кривых, составляет от 0,3 до 10,0 Па^·с, более предпочтительно от 0,5 до 6,0 Па^.с и наиболее предпочтительно от 0,65 до 4,0 Па^.с. Красящая композиция, имеющая значение LSV ниже минимального значения, оговоренного здесь, как правило, будет давать оседание пигментов в канистрах машины и будет понемногу просачиваться из открытых форсунок. И, наоборот, слишком высокое значение LSV делает невозможным точное дозированное распределение из-за высокого начального давления, необходимого, чтобы инициировать поток.

Предпочтительно вязкость при среднем усилии сдвига (MSV), измеренная с применением вискозиметра Стормера (поставляемого, например, компанией Sheen Instruments Ltd) при 25°C и после испытания в течение 1 минуты составляет от 40 до 150 единиц Кребса (КЕ), еще более предпочтительно от 60 до 120 КЕ и наиболее предпочтительно от 60 до 80 КЕ. Красящая композиция, имеющая значение MSV ниже минимального значения, оговоренного здесь, будет, как правило, подтекать из форсунок. И, наоборот, при слишком высоком значении MSV потребуются повышенные давления нагнетания.

Предпочтительно вязкость при высоком усилии сдвига (HSV), измеренная согласно способу, описанному выше для LSV, при 25°C и скорости сдвига 10000 с^-1 с применением вискозиметра с конусом и диском, поступающего в продажу от компании REL Ltd или от компании Sheen Instruments, описанного в международном стандарте ISO 2884, составляет от 0,009 до 1 Па^.с, более предпочтительно от 0,01 до 0,8 Па^.с и еще более предпочтительно от 0,02 до 0,4 Па^.с. Слишком высокое значение HSV будет делать нагнетание красящей композиции невозможным и создаст проблемы повышенных степеней износа насоса. И, наоборот, слишком низкое значение HSV будет создавать проблемы с подтеканием форсунок.

Предпочтительно количество глины с модифицированными реологическими свойствами составляет от 0,1 до 8 масс.%, более предпочтительно от 0,3 до 8 масс.%, еще более предпочтительно от 1 до 8 масс.%, еще более предпочтительно от 1 до 6 масс.% и наиболее предпочтительно от 2 до 5 масс.%.

Красящая композиция предпочтительно не содержит органических реологических модификаторов, чтобы гарантировать совместимость с базовыми красками, как на водной основе, так и на основе органических растворителей. Примеры органических реологических модификаторов включают в себя целлюлозные полимеры; неионогенные синтетические ассоциативные загустители; гидрофобно-модифицированные эмульсии, разбухающие в щелочных условиях, и синтетические эмульсии, разбухающие в щелочных условиях.

Наполнитель

Наполнители фактически являются неопалесцирующим компонентом и оказывают слабое влияние на оттенок красящей композиции или не оказывают такого влияния. Они представляют собой неорганические материалы в виде частиц, которые имеют такой же показатель преломления, как показатель преломления полимерного связующего, применяемого в базовой краске, или похожий показатель преломления. Поскольку опалесцирующий эффект любого материала в виде частиц является следствием отличия показателей преломления материала и среды, в которой материал диспергирован, и размера частиц материала, такие наполнители имеют слабый опалесцирующий эффект или не имеют опалесцирующего эффекта в смолах, обычно применяемых в качестве связующих в покрытиях (см. стр.35-37, публикации "Paint and Surface Coatings - theory и practice", под редакцией R. Lambourne и изданная John Wiley and Sons).

Подходящие наполнители включают в себя карбонат кальция, такой как измельченный или осажденный мел и кальцит; сульфат кальция, такой как гипс и ангидрит; сульфат бария, такой как бариты и сернокислый барий; силикаты, такие как диоксид кремния, диатомитовый диоксид кремния, каолин и другие глины и гидратированные алюмосиликаты, тальк и слюда; карбонат кальция и магния, такой как доломит; оксид алюминия и гидроксид алюминия.

Предпочтительно применяют глины из-за их относительно небольшого размера частиц и их вклада в вязкость, более предпочтительно применяют глины, которые оптимизированы в отношении размера частиц, удаления примесей и блескости. Более предпочтительно применяют гидратированные алюмосиликаты и наиболее предпочтительно глины диапазона ASP от компании BASF, особенно ASP 602, ASP 200, Hydrite R, типы Burgess, включая № 60 и № 80, и каолин диапазона Speswhite от компании Imerys.

Наполнители предпочтительно присутствуют в количествах в диапазоне от 0 до 18 масс.%, более предпочтительно от 0 до 16 масс.%, еще более предпочтительно от 4 до 17 масс.% и наиболее предпочтительно от 7 до 16 масс.%.

Отношение общая масса ингредиентов iii), iv) и v): общая масса ингредиентов i) и ii) должно составлять от 0,8:1 до 2,75:1. такое отношение гарантирует, что предотвращается высыхание красящей композиции в форсунке или у форсунки, в то время как твердость полученной сухой лакокрасочной пленки сохраняется на приемлемых уровнях. Предпочтительно отношение составляет от 0,9 до 2,5:1, более предпочтительно от 1 до 2,1:1.

Общая масса глины с модифицированными реологическими свойствами iv) и наполнителя v) должна составлять, по меньшей мере, 2%, когда количество цветного пигмента меньше 51%, иначе вязкость красящей композиции будет слишком низкой, и красящая композиция будет просачиваться из форсунок колеровочных машин, оснащенных открытыми форсунками. Кроме того, красящие композиции в колеровочных машинах не размешиваются и, если вязкость слишком низкая, пигменты, особенно пигменты с большей плотностью, будут, как правило, оседать на дно контейнера, делая невозможным точное дозированное распределение в базовой краске с неизбежно плохой воспроизводимостью цвета готовой краски.

Базовая краска

Базовые краски являются обязательным компонентом любой колеровочной системы для торговых предприятий. Обычно они группируются в наборы из трех или четырех базовых красок (светлая, средняя, насыщенного цвета и необязательно прозрачная), чтобы перекрыть диапазон оттенков каждого типа продукта. Для продуктов на основе органических растворителей и продуктов на водной основе и для продуктов с разными уровнями глянца требуются разные наборы. Каждый из наборов обеспечивает базовые краски с отличающимися уровнями глянца.

Содержание летучих органических соединений

Содержание летучих органических соединений (VOC) в композиции включает в себя органическое вещество, которое является летучим при температурах применения, для архитектурных покрытий такая температура обычно равна 25°C. Согласно разным государственным нормативам по всему миру летучим признается органическое вещество, имеющее давление паров более 1,3 н/м² при 25°C, или имеющее точку кипения ниже критического значения (температура 250°C, измеренная при 1 атмосфере, 101,325 кПа в ЕС), или испаряющееся в условиях эксплуатации и наносящее ущерб атмосфере. Для целей настоящего изобретение органическое вещество считается летучим, если оно имеет давление паров более 1,3 н/м² при 25°C. Содержание летучих органических соединений измеряют в соответствии с международным стандартом ISO 11890, часть 2.

Содержание VOC, выраженное в г/л, рассчитывают согласно следующему уравнению

,

где ΣW_voc представляет собой общее содержание VOC в композиции; W_form представляет собой массу композиции; W_water представляет собой массу воды в композиции, и ρ_form и ρ_water представляют собой плотность композиции и воды соответственно. Обозначения в скобках указывают применяемые единицы.

Красящие композиции предпочтительно имеют содержание VOC от 0 до 40 г/л, более предпочтительно от 0 до 30 г/л, еще более предпочтительно от 0 до 20 г/л, еще более предпочтительно от 0 до 10 г/л, еще более предпочтительно от 0,05 до 5 г/л и наиболее предпочтительно от 0,05 до 3 г/л.

Предпочтительно общее количество измельченной твердой фазы в красящей композиции, которое означает: цветной пигмент iii) + глина с модифицированными реологическими свойствами iv) + наполнитель v) равно или составляет от 4 до 65 масс.%, более предпочтительно от 10 до 65, еще более предпочтительно от 20 до 50 и наиболее предпочтительно от 20 до 40 масс.%.

Чтобы свести к минимуму износ компонентов колеровочной машины, изобретение обеспечивает красящие композиции с пониженной вязкостью при высоком усилии сдвига. Для красящих композиций с содержанием цветного пигмента более 40 масс.% вязкость при высоком усилии сдвига предпочтительно составляет от 0,2 до 1,0 Па·с, более предпочтительно от 0,3 до 0,85 Па·с, еще более предпочтительно от 0,4 до 0,75 Па^.с и наиболее предпочтительно от 0,5 до 0,7 Па·с. Для красящих композиций с содержанием пигмента менее 40 масс.% вязкость при высоком усилии сдвига предпочтительно составляет от 0,009 до 0,4 Па^.с, более предпочтительно от 0,01 до 0,3 Па^.с, еще более предпочтительно от 0,02 до 0,2 (0,25) Па^.с и наиболее предпочтительно - от 0,02 до 0,1 Па^.с.

Вязкость при высоком усилии сдвига измеряли при 25°C с применением вискозиметра с конусом и диском, поставляемого компанией REL Ltd или компанией Sheen Instruments и описанного в международном стандарте ISO 2884.

Пигмент

Примеры цветных пигментов, подходящих для применения в изобретении, перечислены ниже и включают в себя:

Органические пигменты, например:

Моноазопигменты:

коричневый пигмент C.I. Pigment Brown 25; оранжевый пигмент C.I. Pigment Orange 5, 13, 36, 38, 64 и 67; красный пигмент C.I. Pigment Red 1, 2, 3, 4, 5, 8, 9, 12, 17, 22, 23, 31, 48:1, 48:2, 48:3, 48:4, 49, 49:1, 51:1, 52:1, 52:2, 53, 53:1, 53:3, 57:1, 58:2, 58:4, 63, 112, 146, 148, 170, 175, 184, 185, 187, 188, 191:1, 208, 210, 245, 247 и 251; желтый пигмент C.I. Pigment Yellow 1, 3, 62, 65, 73, 74, 97, 120, 151, 154, 168, 181, 183 и 191; фиолетовый пигмент C.I. Pigment Violet 32;

Диазопигменты:

оранжевый пигмент C.I. Pigment Orange 16, 34, 44 и 72; желтый пигмент C.I. Pigment Yellow 12, 13, 14, 16, 17, 81, 83, 106, 113, 126, 127, 155, 174, 176 и 188;

Конденсационные диазопигменты:

желтый пигмент C.I. Pigment Yellow 93, 95 и 128; пигменты: красный пигмент C.I. Pigment Red 144, 166, 214, 220, 221, 242 и 262; коричневый пигмент C.I. Pigment Brown 23 и 41;

Антантроновые пигменты:

Красный пигмент C.I. Pigment Red 168;

Антрахиноновые пигменты:

желтый пигмент C.I. Pigment Yellow 147, 177 и 199; фиолетовый пигмент C.I. Pigment Violet 31;

Антрапиримидиновые пигменты:

желтый пигмент C.I. Pigment Yellow 108;

Хинакридоновые пигменты:

оранжевый пигмент C.I. Pigment Orange 48 и 49; красный пигмент C.I. Pigment Red 122, 202, 206 и 209; фиолетовый пигмент C.I. Pigment Violet 19;

Хинофталоновые пигменты:

желтый пигмент C.I. Pigment Yellow 138;

Дикетопирролопиррольные пигменты:

оранжевый пигмент C.I. Pigment Orange 71, 73 и 81; красный пигмент C.I. Pigment Red 254, 255, 264, 270 и 272;

Диоксазиновые пигменты:

фиолетовый пигмент C.I. Pigment Violet 23 и 37; синий пигмент C.I. Pigment Blue 80; флавантроновые пигменты: желтый пигмент C.I. Pigment Yellow 24;

Индантроновые пигменты:

синий пигмент C.I. Pigment Blue 60 и 64;

Изоиндолиновые пигменты:

оранжевые пигменты C.I. Pigments Orange 61 и 69; красный пигмент C.I. Pigment Red 260; желтый пигмент C.I. Pigment Yellow 139 и 185;

Изоиндолиноновые пигменты:

желтый пигмент C.I. Pigment Yellow 109, 110 и 173;

Изовиолантроновые пигменты:

фиолетовый пигмент C.I. Pigment Violet 31;

Пигменты на основе комплексов металлов:

красный пигмент C.I. Pigment Red 257; желтый пигмент C.I. Pigment Yellow 117, 129, 150, 153 и 177; зеленый пигмент C.I. Pigment Green 8;

Периноновые пигменты:

оранжевый пигмент C.I. Pigment Orange 43; красный пигмент C.I. Pigment Red 194;

Периленовые пигменты:

черный пигмент C.I. Pigment Black 31 и 32; красный пигмент C.I. Pigment Red 123, 149, 178, 179, 190 и 224; фиолетовый пигмент C.I. Pigment Violet 29;

Фталоцианиновые пигменты:

синий пигмент C.I. Pigment Blue 15, 15:1, 15:2, 15:3, 15:4, 15:6 и 16; зеленый пигмент C.I. Pigment Green 7 и 36;

Пирантроновые пигменты:

оранжевый пигмент C.I. Pigment Orange 51; красный пигмент C.I. Pigment Red 216;

Пиразолохиназолоновые пигменты:

оранжевый пигмент C.I. Pigment Orange 67; красный пигмент C.I. Pigment Red 251;

Тиоиндиговые пигменты:

красный пигмент C.I. Pigment Red 88 и 181; фиолетовый пигмент C.I. Pigment Violet 38;

Триарилкарбониевые пигменты:

синий пигмент C.I. Pigment Blue 1, 61 и 62; зеленый пигмент C.I. Pigment Green 1; красный пигмент C.I. Pigment Red 81, 81:1 и 169; фиолетовый пигмент C.I. Pigment Violet 1, 2, 3 и 27; черный пигмент C.I. Pigment Black 1 (анилиновый черный); желтый пигмент C.I. Pigment Yellow 101 (алдазиновый желтый); коричневый пигмент C.I. Pigment Brown 22.

Неорганические цветные пигменты, например:

Белые пигменты: диоксид титана (белый пигмент C.I. Pigment White 6), цинковый белый, пигмент под маркой "оксид цинка"; сульфид цинка, литопон;

Черные пигменты: черный железо-оксидный пигмент (черный пигмент C.I. Pigment Black 11), железо-марганцевый черный пигмент, шпинельный черный пигмент (черный пигмент C.I. Pigment Black 27); черный углеродный пигмент (черный пигмент C.I. Pigment Black 7);

Цветные пигменты: оксид хрома, зеленый пигмент на основе гидрата оксида хрома; зеленый хромовый пигмент (зеленый пигмент C.I. Pigment Green 48); зеленый кобальтовый пигмент (зеленый пигмент C.I. Pigment Green 50); ультрамариновый зеленый; синий кобальтовый пигмент (синий пигмент C.I. Pigment Blue 28 и 36; синий пигмент C.I. Pigment Blue 72); ультрамариновый синий; марганцевый синий; ультрамариновый фиолетовый; кобальтовый фиолетовый; марганцевый фиолетовый; красный железо-оксидный пигмент (красный пигмент C.I. Pigment Red 101); сульфоселенидный кадмиевый пигмент (красный пигмент C.I. Pigment Red 108); сульфидный цериевый пигмент (красный пигмент C.I. Pigment Red 265); красный молибдатный пигмент (красный пигмент C.I. Pigment Red 104); ультрамариновый красный; коричневый железо-оксидный пигмент (коричневый пигмент C.I. Pigment Brown 6 и 7), смешанный коричневый, фазы шпинельного типа и корундового типа (коричневый пигмент C.I. Pigment Brown 29, 31, 33, 34, 35, 37, 39 и 40), желтый хромотитановый пигмент (коричневый пигмент C.I. Pigment Brown 24), оранжевый хромовый; пигмент на основе сульфида церия (оранжевый пигмент C.I. Pigment Orange 75); желтый железо-оксидный пигмент (желтый пигмент C.I. Pigment Yellow 42); желтый никель-титановый пигмент (желтый пигмент C.I. Pigment Yellow 53; желтый пигмент C.I. Pigment Yellow 157, 158, 159, 160, 161, 162, 163, 164 и 189); желтый кадмиевый пигмент (желтый пигмент C.I. Pigment Yellow 37 и 35); желтый хромовый (желтый пигмент C.I. Pigment Yellow 34); ванадат висмута (желтый пигмент C.I. Pigment Yellow 184).

Предпочтительно пигменты выбраны из группы, состоящей из красного пигмента C.I. Pigment Red 101, 112, 122, 188, 254; желтого пигмента C.I. Pigment Yellow 74; фиолетового пигмента C.I. Pigment Violet 19; синего пигмента C.I. Pigment Blue 15; зеленого пигмента C.I. Pigment Green 7; белого пигмента CI Pigment White 6 и черного пигмента CVI Pigment Black 7.

Обозначение CI (колор-индекс) относится к марке красителя в системе, описывающей пигменты, которая опубликована в сети Интернет обществом красильщиков и колористов (Society of Dyers and Colorists) и американской ассоциацией специалистов по красителям для тканей (American Association of Textile Chemists and Colorists (http://www.colour-index.org/)).

Глянцевые пигменты: пигменты пластинчатой формы, имеющие монофазное или многофазное устройство, чья игра цветов характеризуется взаимодействием явлений интерференции, отражения и поглощения, включающие в себя пластинки алюминия, оксиды алюминия, железа и пластинки слюды, покрытые одним или несколькими слоями, в частности, слоями оксидов металлов.

Такие пигменты поступают в продажу, например, от компаний BASF, Clariant, Ciba, Degussa, Elementis и Rockwood.

Обычно в каждой красящей композиции применяется только один пигмент, но, чтобы обеспечить соответствующий оттенок, можно применять больше одного пигмента. Предпочтительно применять только один пигмент.

Добавки

Красящие композиции также могут содержать добавки, выбранные из группы, состоящей из биоцидов, пеногасителей, реологических добавок и ингибиторов коррозии.

Ингредиенты, применяемые в примерах

Стабилизирующие средства

Bermodol 2525 представляет собой кокомоноэтаноламид 5EO (неионогенное поверхностно-активное вещество);

Bermadol 2532 представляет собой кокомоноэтаноламид 12EO (неионогенное поверхностно-активное вещество);

Bermadol 2543 представляет собой олеилмоноэтаноламид 4EO (неионогенное поверхностно-активное вещество);

Dispersogen LFH представляет собой сложный эфир фосфорной кислоты и тристирилфенолполиоксиэтилена (анионное поверхностно-активное вещество);

Nuosperse FA 196 представляет собой сложный полиоксиэтиленовый эфир фосфорной кислоты и спирта (анионное поверхностно-активное вещество);

Соевый лецитин представляет собой фосфолипид (цвиттер-ионное поверхностно-активное вещество);

Disperbyk 102 представляет собой сополимер с кислотными группами (анионное поверхностно-активное вещество).

Увлажнители

Пропиленгликоль

PEG 200 представляет собой полиэтиленгликоль с молекулярной массой 200 дальтон;

PEG 400 представляет собой полиэтиленгликоль с молекулярной массой 400 дальтон;

Acrosolv TPnB.

Пигменты

Пигмент Copperas R-3098D (красный железо-оксидный пигмент) и желтый железо-оксидный пигмент YZ 1888 Yellow Iron Oxide поступают в продажу от компании Elementis Pigments Inc.

Красный железо-оксидный пигмент (Red Iron Oxide 212M) и пигмент Filo Red Oxide 216M (красный железо-оксидный пигмент) поступают в продажу от компании Rockwood Pigments Inc.

Пигмент Raven 420 Beads (черный), поступающий в продажу от компании Columbian Chemicals Co., USA;

Розовый пигмент Манджента Хинакридоновая Hostapern Pink E-WD 122 поступает в продажу от компании Clariant;

Синий пигмент Hostapern BT-627-D поступает в продажу от компании Clariant;

Белый пигмент Ti-Pure R-960-28 поступает в продажу от компании DuPont.

Биоциды

Биоциды Росима (Rocima) VI 89 и Довицил (Dowicil) 75 поступают в продажу от компании Dow;

Биоцид Полифаз (Polyphase) AF3 поступает в продажу от компании Troy Corporation;

Биоцид Полифаз (Polyphase) PW40 поступает в продажу от корпорации Troy Corporation;

Биоцид Актицид (Acticide) OTW поступает в продажу от компании Thor Specialities;

Биоцид Катон (Kathon) LX 1,5% поступает в продажу от компании Dow;

Биоцид Проксел (Proxel) BD-20 поступает в продажу от компании Arch.

Реологический модификатор

Аттагель (Attagel) 50 представляет собой аттапульгитовую глину, поступающую в продажу от компании BASF.

Бентон (Bentone) EW представляет собой бентонитовую глину, поступающую в продажу от компании Elementis Specialities.

Наполнители

ASP 602 представляет собой гидратированный алюмосиликат, поступающий в продажу от компании BASF.

Пеногаситель

DEE FO P1-35 поступает в продажу от компании Munzing Chemie GmbH;

EFKA 2550 поступает в продажу от компании BASF;

Прозрачная базовая краска на водной основе.

Состав базовой краски на водной основе, применяемой в примерах:

Прозрачная базовая краска на основе органических растворителей.

Состав базовой краски на основе органических растворителей, применяемой в примерах:

Теперь изобретение будет проиллюстрировано с помощью следующих примеров.

Способы испытаний, применяемые для оценки образцов по примерам

Твердость краски

Твердость по маятниковому прибору

Добавляют необходимое количество красящей композиции к выбранной базовой краске и тщательно перемешивают. Наносят полученную в результате краску на 4×6 дюймовые стеклянные панели. Толщина влажной пленки должна регулироваться таким образом, чтобы обеспечивать сопоставимые толщины сухих пленок около 75 микрон. Дают возможность краске сохнуть в течение ночи в среде с контролируемой температурой и влажностью. Измеряют твердость пленки с помощью маятникового прибора с применением твердомера с индентором Erichsen (модель 299/300), поступающего в продажу от компании Erichsen GmBH & CoKg, Германия. Чем больше число колебаний, тем тверже пленка.

Твердость по карандашной шкале

Данная оценка проводится согласно способу, описанному в стандарте ASTM D-3363. Для проведения испытания используют шкалу карандашей разной твердости 6B, 5B…B, F, H…6H, 7H, от мягкого до твердого.

Испытание на высыхание при помощи песка

Описанное далее испытание на высыхание при помощи песка применяли в качестве быстрого способа получения сравнительных данных о склонности красящих композиций к закупориванию форсунок.

Красящую композицию наносили на 12×4 дюймовую стеклянную панель с тремя отверстиями 100 микрон, которые закупоривались при нанесении композиции. В испытание должна быть включена красящая композиция с известным временем высыхания и параметрами закупоривания форсунки.

Стеклянную панель помещают на сушилку с песком Brook, при этом торец емкости с песком направляют на красящую композицию. Песок будет падать вдоль длинной стороны стеклянной панели с постоянной скоростью в течение 12 часов. Красящая композиция высохнет, когда песок больше не будет прилипать к красящей композиции. Чем больше время высыхания, тем менее вероятно, что красящая композиция будет закупоривать форсунки.

Испытание с помощью шприца

Испытание с помощью шприца применяют, чтобы оценить возможность закупоривания форсунок красящими композициями, а также чтобы оценить текучесть диспергирующего средства и стабилизирующего средства.

Закупоривание форсунок

Из красящей композиции, подвергаемой испытанию, сначала удаляют воздух путем центрифугирования в вакууме. 30 см³ образца втягивают в 30 см³ шприц (имеющийся в продаже от компании B.Braun Medical Ltd, Sheffield, England, S35 2PW) через его насадку (длина 15 мм и внутренний диаметр 2 мм). Шприц с поршнем, находящимся в рабочем положении, и открытой насадкой закрепляют вертикально с открытой насадкой, обращенной вниз и оставляют при 25°C и влажности окружающего воздуха. Красящая композиция считается не закупоривающей форсунку, если ее можно дозированно разливать вручную после 18 часов такого хранения в шприце.

Текучесть

Нелетучую органическую жидкость или стабилизирующее средство подвергают испытанию тем же способом, что и красящую композицию, но без предварительного удаления воздуха.

Теперь изобретение будет проиллюстрировано с помощью следующих примеров.

Испытание методом водяного пятна

На 4×6 дюймовые стеклянные панели наносят лакокрасочную пленку. Пленка сухой краски должна иметь толщину 75 микрон.

Перед испытанием пленкам дают возможность сохнуть в течение ночи при 25°C и влажности окружающего воздуха. На небольшой участок панели помещают каплю воды объемом 1-2 см³ (гарантируя, что пленка заведомо находится под ней). За участком пленки под каплей наблюдают (промокают тканью в случае необходимости) на предмет возникновения пузырей. Если необходимо, каплю воды можно применить снова. Отмечают время возникновения пузырей, обычно возникновение пузырей в пленках на основе воды происходит быстрее, чем в пленках на основе растворителя.

Примеры

Способ

На первой стадии все компоненты, за исключением пигмента, и приблизительно 50% воды перемешивают в течение 10 минут при скорости 500 об/мин с применением высокоскоростного диспергатора (HSD). После указанного периода при медленном перемешивании (500 об/мин) добавляют пигмент. После того, как весь пигмент включится в состав смеси, скорость увеличивают до 1000 об/мин и оставляют перемешиваться в течение 30 минут.

На второй стадии красящую композицию пропускают через горизонтальную бисерную мельницу (с применением 1 мм стеклянных бус в качестве мелющей среды и скорости вращения мельницы 1000-1500 об/мин).

После помола в бисерной мельнице (до тех пор, пока тонкость помола не будет менее 10 микрон) добавляют остаток воды при одновременном перемешивании с применением HSD (500 об/мин).

Пример красящей композиции 1 и примеры для сравнения A и B.

Свойства красящей композиции

Результаты испытания на высыхание с помощью песка и испытания с помощью шприца хорошо коррелируют с закупориванием форсунок в колеровочных машинах.

Краски готовили путем добавления 25 см³ красящей композиции к 200 см³ базовой краски на водной основе и базовой краски на основе органических растворителей. Эквивалентные массы (г) показаны в таблице, приведенной ниже.

В итоге красящая композиция по примеру 1 согласно изобретению не закупоривает форсунки и придает приемлемые свойства лакокрасочной пленке, когда используется в красках на водной основе и красках на основе органических растворителей (1.1 и 1.2, соответственно) и высыхает; в то время как красящая композиция по примеру для сравнения A закупоривает форсунки и когда используется в краске, обычно придает приемлемые свойства лакокрасочной пленке; с другой стороны, красящая композиция по примеру для сравнения B не закупоривает форсунки, но при этом обычно придает неудовлетворительные свойства лакокрасочной пленке.

Примеры 2-4 показывают дополнительные варианты осуществления изобретения с применением других пигментов.

Свойства красящей композиции

Результаты испытания на высыхание с помощью песка и испытания с помощью шприца хорошо указывают на отсутствие закупоривания форсунок колеровочных машин.

Краски получали путем добавления 25 см³ красящей композиции к 200 см³ базовой краски на водной основе и базовой краске на основе органических растворителей. Эквивалентные массы (г) показаны в таблице, приведенной ниже:

В итоге красящие композиции по примерам 2, 3 и 4 согласно изобретению также не закупоривают форсунки и придают приемлемые свойства лакокрасочным пленкам, когда используются в красках на водной основе и красках на основе органических растворителей (1.1 и 1.2 соответственно) и высыхают.