Результат интеллектуальной деятельности: ЛАКОКРАСОЧНАЯ КОМПОЗИЦИЯ

Заявляемое изобретение относится к лакокрасочным композициям, предназначенным для окраски поверхностей, эксплуатирующихся в условиях возможного микробного заражения.

Аналогом заявляемого изобретения является лакокрасочная композиция, содержащая наноразмерные частицы шунгита и серебра, при содержании наночастиц от 0,005 до 1,0% мас. (заявки РФ №2008126129, МПК C09D 5/00, 2010; №2008126130, МПК C09D 5/14, 2010; №2008126123, МПК C09D 5/14, 2010). Существенные признаки аналога "наночастицы серебра" совпадают с существенными признаками заявляемого изобретения.

Недостатком аналога является повышенная возможность коагуляции наночастиц серебра в процессе образования лакокрасочного покрытия, что резко снижает свойства материала.

Другим аналогом заявляемого изобретения является лакокрасочная композиция, содержащая наноструктурные частицы серебра с временем жизни в составе не менее трех месяцев и с содержанием наночастиц в 1 кг лакокрасочного материала от 2×10^-6 до 0,3 молей (патент РФ №2186810, МПК C09D 5/14, 2002). Существенные признаки аналога "наночастицы серебра" совпадают с существенными признаками заявляемого изобретения.

Недостатком аналога является сравнительно небольшое время жизни наноструктурных частиц в составе, а также повышенная возможность их коагуляции в процессе нанесения (например, распылением) и образования лакокрасочного покрытия, что снижает биоцидные свойства материала.

Прототипом заявляемого изобретения является лакокрасочная композиция (с биоцидными свойствами), содержащая связующее, пигмент, наполнитель, фосфат или ацетат полигексаметиленгуанидина (функциональные добавки), органический растворитель, воду, изооктан, 3,5,7,3,4-пентагидроксифлавон, диоктилсульфосукцинат натрия и наноструктурные частицы серебра (патент РФ №2195473, МПК C09D 5/14, 2002). Существенные признаки прототипа "связующее, пигмент, наполнитель, растворитель, наночастицы серебра" совпадают с существенными признаками заявляемого изобретения.

Недостатком прототипа является недостаточно пролонгированное биоцидное действие, связанное с повышенной возможностью коагуляции наночастиц серебра в процессе образования лакокрасочного покрытия из-за наличия в материале таких взаимно плохосмешивающихся компонентов, как вода и изооктан.

Техническим результатом, на решение которого направлено заявляемое изобретение, является пролонгация биоцидного действия образованного из лакокрасочной композиции лакокрасочного покрытия на период до 5 лет за счет повышения стабильности наночастиц серебра как при хранении композиции, так и при образовании из нее лакокрасочного покрытия.

Для достижения указанного технического результата в лакокрасочной композиции (с биоцидными свойствами), содержащей связующее, пигмент, функциональные добавки и/или наполнитель и наноструктурные частицы серебра, в качестве наноструктурных частиц серебра содержатся наночастицы, полученные при проведении окислительно-восстановительной реакции с использованием природного полисахарида арабиногалактана, при следующем соотношении компонентов (мас.%):

связующее - 2÷60;

пигмент - 2,8÷25;

функциональные добавки и/или наполнитель - 0,5÷53;

наночастицы серебра, полученные с использованием

арабиногалактана - 0,05÷0,15;

растворитель - 3÷45.

Заявляемая лакокрасочная композиция в качестве связующего может содержать лак ПФ-053, лак ПФ-060, лак АУ-069, коллоксилин м. ВНВ, коллоксилин м. ВВ, смолу 188, дисперсию ПВА, дисперсию стиролакриловую, дисперсию акриловую. В качестве пигмента могут использоваться диоксид титана, углерод технический, лазурь железная, пигмент желтый железоокисный. К функциональным добавкам могут относится такие компоненты композиции, как диспергатор-смачиватель, пластификатор, реологические добавки, антиоксидант (консервант), сиккатив, коалесцент, нейтрализатор, смачиватель, пеногаситель и другие. При этом в качестве диспергатора-смачивателя могут использоваться лецитин, натрия триполифосфат, оротан. В качестве пластификатора может использоваться хлорпарафин ХП-470. В качестве реологических добавок могут использоваться бентон, пангел, загуститель целлюлозный, загуститель ассоциативный акрисол. В качестве антиоксиданта (консерванта) могут использоваться метилэтилкетоксим, мергал. В качестве сиккатива может использоваться кобальто-кальциевый. В качестве коалесцента могут использоваться диэтиленгликоль-антифриз, тексанол. В качестве нейтрализатора может использоваться аммиак водный технический. В качестве смачивателя могут использоваться ОП-7, ОП-10. В качестве пеногасителя может использоваться фоамастер. Функциональные добавки могут использоваться как без наполнителя, так и в сочетании с такими наполнителями, как микрокальцит, мел, тальк и другие. В качестве растворителя могут использоваться уайт-спирит, бутилацетат, ацетон, толуол, спирт бутиловый, вода. В качестве наноструктурных частиц серебра в заявляемом изобретении используются наночастицы, полученные при проведении окислительно-восстановительной реакции с использованием природного полисахарида арабиногалактана.

Соотношение компонентов следующее (мас.%):

связующее - 2÷60;

пигмент - 2,8÷25;

функциональные добавки и/или наполнитель - 0,5÷53;

наночастицы серебра, полученные с использованием

арабиногалактана - 0,05÷0,15;

растворитель - 3÷45.

Конкретные примеры заявляемой композиции приведены в таблице 1.

Пример 1 заявляемой композиции - уралкидная эмаль, пример 2 - нитроэмаль, пример 3 - алкидная эмаль для внутренних работ, пример 4 - алкидная эмаль универсальная, пример 5 - водно-дисперсионная краска для потолка, пример 6 - водно-дисперсионная краска для стен, пример 7 - водно-дисперсионная универсальная эмаль, пример 8 - контрольный пример, пример 9 - контрольный пример.

Использование для лакокрасочных покрытий заявляемой композиции позволяет достигать следующий технический результат.

Период биоцидного действия прототипа составляет один год. Период биоцидного действия заявляемого изобретения по испытаниям в ГУ НИИЭМ им. Н.Ф.Гамалеи для примеров 1-7 составляет до 5 лет. При уменьшении содержания наночастиц серебра (полученных с использованием арабиногалактана) до 0,03 мас.% (пример 8) период биоцидного действия снижается до 2 лет (вследствие малого количества наночастиц серебра, полученных с использованием арабиногалактана). Увеличение содержания наночастиц серебра, полученных с использованием арабиногалактана, до 0,18 мас.% (пример 9) может приводить к частичному выпадению в осадок наночастиц серебра, что обуславливает большие технологические и экономические трудности при нанесении покрытия, и нецелесообразно по техническим и экономическим соображениям.

Динамика биоцидного действия конкретных примеров заявляемой композиции на некоторые штаммы микроорганизмов с учетом содержания наночастиц серебра, полученных с использованием арабиногалактана, и сроков выдержки примеров покрытий в естественных условиях в течение 1 года и 1,8 года, а также в искусственных условиях, эквивалентно 5 годам, приведена в таблице 2.

В таблице 2 обозначение Е-0n соответствует 10^-n, то есть 1,00Е-03 равно 1,00*10^-3%.

Как следует из приведенных данных, применение заявляемого изобретения обеспечивает повышение стабильности наночастиц серебра при хранении лакокрасочной композиции и образования лакокрасочного покрытия.

Заявляемая композиция может быть получена известными способами, при этом осуществляется получение пигментной пасты (пигмента) в скоростном дисольвере, затем диспергирование в бисерной мельнице до требуемой степени перетира, смешивание с остатком связующего, введение функциональных добавок, растворителя, наночастиц серебра, полученных с использованием арабиногалактана. В водно-дисперсионную лакокрасочную композицию наночастицы серебра, полученные с использованием арабиногалактана, добавляются в виде водного раствора, полученного в процессе синтеза наночастиц. В органорастворимую лакокрасочную композицию наночастицы серебра, полученные с использованием арабиногалактана, добавляются в виде предварительно полученной эмульсии типа «вода в масле», при этом используется часть связующего. Лакокрасочные композиции наносят на покрываемую поверхность методом распыления, валиком, кистью.

Использование наночастиц, полученных при проведении окислительно-восстановительной реакции с использованием природного полисахарида арабиногалактана, позволяет пролонгировать биоцидное действие лакокрасочного покрытия на период до 5 лет и повысить стабильность наночастиц серебра при хранении композиции и нанесении покрытия.