Вид РИД
Изобретение
Изобретение относится к лакокрасочным составам, в частности к порошковым редиспергируемым композициям, предназначенным для получения защитно-декоративных водостойких покрытий по отштукатуренным, бетонным, железобетонным, кирпичным, металлическим и деревянным подложкам, а также другим пористым поверхностям.
Из уровня техники известен порошковый состав [СА 2555174], включающий цемент, полимер, пигмент и малые добавки при следующем содержании компонентов, мас.%:
цемент 5-40;
полимер (натрий карбоксиметилцеллюлоза), способный формировать стабильную коллоидную систему в воде 0,25-10;
гидроксиалкил целлюлоза 0,1-0,6;
пигмент 1-15.
Также в качестве полимера можно вводить латекс в количестве 5-60% от массы краски. Лакокрасочный материал получают добавлением воды.
Однако данный состав не является водостойким, химстойким и эластичным.
Известна наиболее близкая по технической сущности и выбранная за прототип порошковая краска, содержащая в качестве неорганического вяжущего цемент, при следующем содержании компонентов, мас.% [US 5281271]:
|
Лакокрасочный материал получают добавлением воды.
Однако покрытие на основе данной краски обладает целым рядом недостатков: склонностью к растрескиванию; использование извести снижает механические показатели покрытия и может привести к зацветанию поверхности, а также из-за едкости солей гидроксида кальция, входящих в ее состав, краска обладает сильно щелочной реакцией, обуславливающей коррозию металлической подложки; наличие большого количества диоксида кремния обуславливает крайне высокую вязкость краски (более 4 минут по вискозиметру ВЗ-246 с диаметром сопла 4 мм); покрытия не обладают водостойкостью и химстойкостью в кислой и щелочной среде; а также солестойкостью.
Задачей изобретения является создание порошковой редиспергируемой в воде водостойкой краски, не содержащей гидроксида кальция, обеспечивающей высокие эксплуатационные характеристики получаемого с помощью нее покрытия.
Технический результат заключается в получении химстойкого в щелочной, кислой и солевой средах, нерастрескиваемого, водостойкого покрытия с высокими механическими свойствами. Данный состав краски (порошковый) является морозостойким (до -40°С), неслеживающимся и стабильным (свойства краски сохраняются в течение не менее 3 лет), обеспечивающим при растворении в воде получение низковязкого устойчивого лакокрасочного материала.
Поставленная задача достигается тем, что порошковый состав редиспергируемой в воде краски, содержащий портландцемент в качестве неорганического вяжущего, неорганический пигмент, гидрофобизирующую добавку, ускоритель твердения цемента, силикат, редиспергируемый полимер, диспергатор, антислеживающий агент, пеногаситель, водоудерживающую добавку, уплотнитель, алебастр, трепел и биоцид при следующем соотношении компонентов (мас.ч.):
|
В качестве ускорителя твердения цемента могут использоваться CaCl2 или мочевина; в качестве силиката - силикаты калия или натрия; в качестве редиспергируемого полимера - редиспергируемые полимеры марки «Vinnapas 8031 H» и «Vinnapas 8034 H», представляющие собой сополимер этилена, виниллаурата и винилхлорида производства фирмы Wacker Chemie AG; редиспергируемый полимер марки «ELOTEX® SEAL80», представляющий собой силановый полимер производства фирмы Elotex AG; «Neolith NP50», представляющий собой гомополимер винилацетата производства фирмы FAR SPA; в качестве неорганического пигмента - диоксид титана, красный железооксидный пигмент, желтый железооксидный пигмент; в качестве антислеживающего агента - цеолит, кремнезем; в качестве гидрофобизирующей добавки - стеарат кальция, стеарат алюминия; в качестве пеногасителя - силиконовые пеногасители марок BYK 024, BYK 037 производства фирмы BYK-Chemie; в качестве водоудерживающей добавки - этилцеллюлоза, метилцеллюлоза, метилгидроксиэтил- или метилгидроксипропилцеллюлоза; в качестве уплотнителя - гидроксиалкилцеллюлоза, продукты марок ДЭГ-1 и ТЭГ-1, представляющие собой диэтиленгликолиевую и триэтиленгликолиевую смолы соответственно; в качестве биоцида - пиритион цинка, биоциды марок POLYDREX LPS, представляющий собой синергетическую смесь инсектицидов, CIPEX CPL 2, представляющий собой синергетическую смесь пиретриноидов, производства фирмы Progiven, MERGAL S 88 POWDER, представляющий собой производное карбендазима, производства фирмы Troy.
Порошковый состав редиспергируемой краски получают следующим образом: в шаровую мельницу загружают вышеуказанные компоненты и перетирают их до степени дисперсности 60-100 мкм.
Получение готового к употреблению лакокрасочного материала осуществляют путем добавления к порошковому составу воды в соотношении порошок:вода 1:1-1:1,4 (по массе) и тщательного перемешивания до получения однородной массы. Для чего перемешивание осуществляют сначала в течение не менее 60 с, а затем после пятнадцатиминутного перерыва еще в течение 5 минут для обеспечения однородности кристаллизации цемента по объему.
Приготовление редиспергируемой в воде краски иллюстрируется следующими примерами, где пример 1 представляет собой состав краски, полученный согласно прототипу, примеры 2-10 описывают составы красок по заявляемому решению. Составы красок по примерам 1-10 представлены в таблице 1, свойства порошкового состава редиспергируемой краски и жидкого лакокрасочного материала представлены в таблице 2, свойства полученных покрытий представлены в таблице 3.
Слеживаемость порошка редиспергтируемой краски оценивалась по прочности слежавшегося порошка. Для определения прочности слежавшегося порошка редиспергируемую краску в порошковом виде помещали в железную трубку с винтовым соединением, а затем к порошку прикладывали давление, создаваемое металлическим плунжером. Порошок выдерживали под действием нагрузки в течение 16 ч при 50°С. После охлаждения до комнатной температуры порошок извлекали из трубки и качественно оценивали его стойкость к слеживанию путем раздавливания спрессованного из него блока. Стойкость к слеживанию классифицировали следующим образом, в баллах: от 1 до 3 - очень хорошая стойкость к слеживанию, от 4 до 6 - хорошая стойкость к слеживанию, от 7 до 8 - удовлетворительная стойкость к слеживанию, от 9 до 10 - стойкость к слеживанию отсутствует, порошок после раздавливания утрачивает сыпучесть.
Вязкость жидкого лакокрасочного материала определяли по вискозиметру ВЗ-243 с диаметром сопла 4 мм по ГОСТ 9070-75.
Адгезию покрытий определяли по ГОСТ 32299-2013 (ISO 4624:2002) методом грибкового вырыва.
Химическую стойкость определяли на стержнях погружением в 25%-ные растворы серной кислоты и гидроксида натрия, а также в 5%-ный раствор хлористого натрия по ГОСТ 9.403-80.
Эластичность (прочность при изгибе вокруг цилиндрического стержня) определяли по ГОСТ Ρ 52740.
Прочность при ударе определяли на установке У-1 по ГОСТ Ρ 53007.
Пример 1.
В высокоэнергетическую шаровую мельницу загружают портландцемент, гидроксид кальция, оксид магния, оксид цинка, гидрофобизирующую добавку, стеарат алюминия в количестве, представленном в Таблице 1 (мас.ч.). Загруженные компоненты перетирают до степени дисперсности 65 мкм. Для получения краски порошок разводят водой до соотношения порошок:вода 1:1,5.
Пример 2.
В высокоэнергетическую шаровую мельницу загружают портландцемент, силикат - силикат натрия, ускоритель твердения цемента - CaCl2, редиспергируемый полимер - Vinnapas 8031 H, пигмент - TiO2, диспергатор - полифосфат натрия, антислеживающий агент - цеолит, гидрофобизирующую добавку - стеарат кальция, пеногаситель - BYK 024, водоудерживающую добавку - этилцеллюлоза, уплотнитель - гидроксиэтилцеллюлоза, алебастр, трепел, биоцид - пиритион цинка в количестве, представленном в Таблице 1 (мас.ч.). Загруженные компоненты перетирают до степени дисперсности 65 мкм. Образовавшийся после размалывания в шаровой мельнице порошок и является требуемой формой редиспергируемой в воде краски.
Получение готового к употреблению лакокрасочного материала осуществляют путем добавления к порошку воды в соотношении порошок:вода 1:1,1 (по массе) и тщательного перемешивания до получения однородной массы.
Материал наносят (кистью, валиком, краскораспылителем) на стеклянные, деревянные, бетонные и отштукатуренные подложки. После отверждения полученные покрытия оценивают по внешнему виду, адгезии, смываемости.
Пример 3 аналогичен примеру 2. Однако в качестве силиката используют силикат калия, в качестве редиспергируемого полимера используют полимер марки «Vinnapas 8034 H», в качестве диспергатора используют гексаметофосфат натрия, в качестве гидрофобизирующей добавки используют стеарат алюминия, в качестве пеногасителя используют BYK 037, в качестве водоудерживающей добавки используют метилцеллюлозу. Соотношения компонентов приведены в таблице 1.
Пример 4 аналогичен примеру 2. Однако в качестве силиката используют силикат калия, в качестве редиспергируемого полимера используют полимер марки «ELOTEX® SEAL80», в качестве биоцида используют POLYDREX LPS, в качестве диспергатора используют «Orotan 731 К», в качестве антислеживающего агента используют кремнезем, в качестве пеногасителя используют BYK 037, в качестве водоудерживающей добавки используют метилгидроксиэтилцеллюлозу, в качестве уплотнителя используют ДЭГ-1. Соотношения компонентов приведены в таблице 1.
Пример 5 аналогичен примеру 2. Однако в качестве ускорителя твердения цемента используют мочевину, в качестве силиката используют силикат калия, в качестве редиспергируемого полимера используют полимер марки «Neolith NP50», в качестве пигмента используют красный железооксидный пингмент, в качестве биоцида используют MERGAL S 88 POWDER, в качестве диспергатора используют «Tego Dispers 740 W», в качестве пеногасителя используют BYK 037, в качестве водоудерживающей добавки используют метилгидроксипропилцеллюлозу, в качестве уплотнителя используют ТЭГ-1. Соотношения компонентов приведены в таблице 1.
Пример 6 аналогичен примеру 2. Однако в качестве силиката используют силикат калия, в качестве биоцида используют CIPEX CPL 2, в качестве диспергатора используют гексаметофосфат натрия, в качестве антислеживающего агента используют кремнезем, в качестве гидрофобизирующей добавки используют стеарат алюминия. Соотношения компонентов приведены в таблице 1.
Пример 7 аналогичен примеру 2. Однако в качестве редиспергируемого полимера используют полимер марки «ELOTEX® SEAL80», в качестве пигмента используют желтый железооксидный пигмент, в качестве биоцида используют MERGAL S 88 POWDER, в качестве диспергатора используют гексаметофосфат натрия. Соотношения компонентов приведены в таблице 1.
Пример 8 аналогичен примеру 2. Однако в качестве ускорителя твердения цемента используют мочевину, в качестве силиката используют силикат калия, в качестве редиспергируемого полимера используют полимер марки «Neolith NP50», в качестве биоцида используют CIPEX CPL 2, в качестве диспергатора используют гексаметофосфат натрия, в качестве пеногасителя используют BYK 037. Соотношения компонентов приведены в таблице 1.
Пример 9 аналогичен примеру 2. Однако в качестве ускорителя твердения цемента используют мочевину, в качестве силиката используют силикат калия, в качестве редиспергируемого полимера используют полимер марки «Vinnapas 8034 H», в качестве биоцида используют MERGAL S 88 POWDER. Соотношения компонентов приведены в таблице 1.
Пример 10 аналогичен примеру 2. Однако в качестве ускорителя твердения цемента используют мочевину, в качестве силиката используют силикат калия, в качестве редиспергируемого полимера используют полимер марки «Vinnapas 8034 H», в качестве биоцида используют POLYDREX LPS. Соотношения компонентов приведены в таблице 1.
Как видно из приведенных примеров, покрытия, полученные на основе предлагаемых редиспергируемых в воде порошковых составов, при невысокой стоимости обладают высокими значениями водостойкости, химстойкости, адгезии и физико-механическими свойствами по сравнению с композицией, полученной по прототипу. Рабочий диапазон температур покрытий от -40 до 55°С.
Заявляемое изобретение позволяет получить следующие преимущества:
- предоставляется возможность приготовления необходимого на данный момент количества краски;
- в составе краски отсутствуют токсичные органические растворители;
- используется простая и более дешевая упаковка - бумажные мешки (упрощается утилизация тары);
- при транспортировке отпадает необходимость перевозить воду (транспортировка и складирование дешевле);
- хранение и транспортировка возможны даже в экстремально сложных климатических условиях (например, на морозе) без ущерба для качества краски;
- простота подготовки краски на стройплощадке путем замеса сухой смеси в воде (возможность приготовления краски в необходимом для работы количестве);
- не требуется специального оборудования для нанесения - краска наносится на поверхность валиками или кистью;
- благодаря низкой температуре формирования покрытий такие краски применимы для различных строительных работ, например, для отделки стен и потолков помещений по кирпичным, бетонным, отштукатуренным, деревянным и другим пористым поверхностям.