Изобретение относится к лакокрасочным материалам, а именно к области разработок эмалей, предназначенных для защитно-декоративных покрытий металлических поверхностей, деталей машин, приборов, эксплуатируемых внутри помещений, в атмосферных условиях и агрессивных средах.
Наиболее близким техническим решением по совокупности существенных признаков и достигаемому результату к заявляемому изобретению является «Акриловая лакокрасочная композиция» по патенту РФ №2314327, МПК C09D 133/04, содержащая, мас.ч.:
Пленкообразующее:
| 48-52%-ный раствор в толуоле |
|
| сополимера бутилакрилата, стирола |
|
| и метакриловой кислоты в отношении |
|
| (37,8-38,8):(58,5-59,5):2,7 |
35-60 |
|
Пигменты:
| Лазурь железная, сурик железный, |
|
| диоксид титана, окись хрома, |
|
| крон свинцовый, пигмент голубой |
|
| фталоцианиновый, пигмент зеленый |
|
| фталоцианиновый, углерод технический, |
|
| пигмент желтый железоокисный, |
|
| пигмент красный железоокисный |
2-20 |
|
Кальцитовый наполнитель:
| Карбонат кальция кристаллический |
10-30 |
|
Органический растворитель:
| Толуол |
5-15 |
| Бутилацетат |
5-15 |
|
Загуститель:
| Органическое производное монтмориллонита «Бентоне SD-2» |
1-4 |
|
Диспергатор:
| Смесь натуральных фосфолипидов «Соя лецитин» |
|
| растительный или «Соя лецитин Nalec 10-F» |
0,2-0,6 |
|
Пластификатор:
Недостатком этой акриловой лакокрасочной композиции являются низкая укрывистость высушенной пленки (200 г/см2) и низкая стойкость покрытия к статическому воздействию при (20±2)°С воды (60 часов) и 3%-ных растворов NaCl и HCl (50 часов).
Задачей изобретения является создание акриловой лакокрасочной композиции, обладающей высокой укрывистостью высушенной пленки и высокой стойкостью покрытия к статическому воздействию при (20±2)°С воды и 3%-ных растворов NaCl и HCl при сохранении значений остальных показателей на том же уровне.
Поставленная задача решается за счет того, что акриловая лакокрасочная композиция, включающая акриловый пленкообразователь, пигменты, кальцитовый наполнитель, органический растворитель - толуол и бутилацетат, загуститель - органическое производное монтмориллонита «Бентоне SD-2», диспергатор - смесь натуральных фосфолипидов «Соя лецитин», пластификатор, в качестве акрилового пленкообразователя содержит сополимер метилметакрилата и Н-бутилметакрилата - смолу «Дегалан LP64/12», а также лак алкидно-уретановый, в качестве пигмента дополнительно содержит противокоррозионный пигмент «Фосмет» - смесь гидратированных фосфатов алюминия и кальция или «Полифосмет» - соединения полифосфатов алюминия и кальция, в качестве наполнителя дополнительно содержит тальк, в качестве пластификатора содержит дибутилфталат или хлорпарафин ХП - 470, кроме того, композиция дополнительно содержит сиккатив и поверхностно-активное вещество - полиметилсилоксановую жидкость, при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
Пленкообразующее:
| Сополимер метилметакрилата и Н - бутилметакрилата смола |
|
| «Дегалан LP64/12» |
20-30 |
| Лак алкидно-уретановый |
2-5 |
| Пигменты |
2-20 |
| Противокоррозионный пигмент «Фосмет»-смесь |
|
| гидратированных фосфатов алюминия и кальция или |
|
| «Полифосмет» - соединения полифосфатов алюминия и кальция |
2-6 |
|
Наполнитель:
| Кальцитовый наполнитель |
10-30 |
| Тальк |
2-8 |
|
Органический растворитель:
| Толуол |
30-45 |
| Бутилацетат |
5-15 |
|
Загуститель:
| Органическое производное монтмориллонита |
|
| «Бентоне SD-2» |
0,5-3,0 |
|
Диспергатор:
| Смесь натуральных фосфолипидов «Соя лецитин» |
0,2-0,6 |
|
Пластификатор:
| Дибутилфталат или хлорпарафин ХП-470 |
1-6 |
| Сиккатив |
0,05-0,50 |
|
Поверхностно-активное вещество:
| Полиметилсилоксановая жидкость |
0,01-0,50 |
|
В акриловой лакокрасочной композиции в качестве пленкообразующего используется сополимер метилметакрилата и Н-бутилметакрилата - смола «Дегалан LP64/12» (приложение: лист спецификации фирмы Degussa, Германия)
Физико-механические характеристики:
| Внешний вид |
Гранулы белого цвета |
| Молекулярный вес |
60000 г/мол |
| Кислотное число |
8 мгКОН/г |
| Динамическая вязкость (40%-ного раствора в |
|
| метилэтилкетоне) |
180 МПаС |
| Плотность |
1,08 г/см3
|
| Насыпная плотность |
650 г/л |
|
Лак алкидно-уретановый представляет собой продукт жирного алкида, синтезированного на основе высыхающих жирных кислот и диизоцианата по ТУ 2311-273-05800142-2006.
Физико-механические характеристики:
| Цвет лака по йодометрической шкале, мгI2/100 см3
|
60 |
| Условная вязкость по вискозиметру |
|
| ВЗ-246 с диаметром сопла 4 мм |
|
| при температуре (20±0,5)°С |
70-300 |
| Массовая доля нелетучих веществ, % |
43-50 |
| Время высыхания до степени 3 при (20±2)°С, ч |
4 |
| Твердость по прибору ТМЛ, усл. единицы |
0,20 |
|
В качестве пигментов используются:
| Лазурь железная |
ГОСТ 21121-75 |
| Сурик железный |
ГОСТ 8135-74 |
| Окись хрома |
ГОСТ 2912-79 |
| Крон свинцовый |
ГОСТ 478-84 |
| Пигмент голубой фталоцианиновый |
ТУ 6-36-05011400-17-92 |
| Пигмент зеленый фталоцианиновый |
ТУ 6-36-05011400-20-92 |
| Углерод технический |
ГОСТ 7885-86 |
| Пигмент желтый железоокисный |
ГОСТ 18172-80 |
| Пигмент красный железоокисный |
ТУ 6-34-5762326-12-91 |
|
Диоксид титана CR-02 по ТУ 6-10-01650-92; Диоксид титана «Кронос 2190» и «Кронос 2310» (приложение: лист спецификации).
| Физико-механические характеристики |
Кронос 2190 |
Кронос 2310 |
| Яркость белого лака, % |
97,3 |
98,2 |
| Дисперсность по гриндометру, мкм |
6,8 |
6,8 |
| Показатель рН среды |
7,8 |
7,9 |
| Содержание рутильной формы, % |
98,9 |
99,9 |
|
Диоксид титана, обработанный смесью диоксида циркония и оксида алюминия «Тронокс С828» (приложение: лист спецификации).
Физико-механические характеристики
| Содержание TiO2
|
95% |
| Плотность |
4.1 г/см3
|
| Маслоемкость |
18 г/100 г |
| Показатель рН среды |
7,5 |
| Средний размер частиц |
0,19 мкм |
|
В акриловой лакокрасочной композиции используется пигмент противокоррозионный «Фосмет» и «Полифосмет» по ТУ 2322-003-50898710-2002.
«Фосмет» представляет собой смесь гидратированных фосфатов алюминия, кальция. «Полифосмет» - соединения полифосфатов алюминия и кальция.
Физико-механические характеристики:
| |
«Фосмет» |
«Полифосмет» |
| Внешний вид и цвет |
Мелкокристаллический порошок белого цвета, некомкующийся и легко сыпучий, без запаха, нерастворимый в воде |
| Потери массы при прокаливании, % |
18-20 |
18-20 |
| Массовая доля соединений фосфора в пересчете на PO4, % |
55-63 |
53-63 |
| Массовая доля соединений Са в пересчете на Са, % |
9-15 |
9-15 |
| Массовая доля соединений алюминия в пересчете на Al, % |
7-11 |
7-15 |
| рН водной суспензии пигмента с массовой долей 10%, ед. |
5-7 |
5.2-7,0 |
| Остаток на сите с сеткой 0063 мкм, %, не более |
2,0 |
2,0 |
| Массовая доля водорастворимых веществ, %, не более |
0,5 |
0,5 |
|
В лакокрасочной композиции в качестве наполнителя используется тальк по ГОСТ 13145-67 со следующими физико-механическими характеристиками:
| Содержание прокаленного нерастворимого в |
|
| соляной кислоте остатка, % |
90 |
| Содержание водорастворимых веществ, % |
0,2 |
| Потери массы при прокаливании, % |
6,0 |
| Содержание влаги, % |
0,5 |
| Остаток на сите №0045, % |
3 |
|
В качестве кальцитового наполнителя используются:
Тонко измельченный белый мрамор высокой чистоты «Омикарб» марок «Омикарб 2-GU, 5-GU, 5-UR, 15-GU» (приложение: лист спецификации) со следующими физико-механическими характеристиками:
| Химический состав СаСо3, |
>98% |
| Fe2О3, |
<0,15% |
| Остаток, нерастворимый в HCl |
<2,0% |
| Плотность |
2,7 г/см |
| Показатель преломления |
1,59 |
| Твердость по Моосу |
3 |
| Средний размер частиц |
2,5-27 мкм |
| Белизна |
94,5-96,5% |
| Показатель рН среды |
9 |
| Маслоемкость |
13-19 г/100 г |
|
Микронизированный кальцитовый наполнитель МК-10 и МК-40:
| Физико-механические характеристики |
МК-10 |
МК-40: |
| Химический состав, % |
СаСо3, не менее |
97 |
97 |
| |
MgO, не более |
0,15 |
0,15 |
| |
SiO2, не более |
0,15 |
0,15 |
| |
Fe2O3+Al2O3, не более |
0,12 |
0,12 |
| Массовая доля летучих вещества, % не более |
0,2 |
0,2 |
| Показатель рН среды |
8-9 |
8-9 |
|
Карбонат кальция кристаллический по ТУ2321-006-12588040-99 и мел по ГОСТ 82580-80.
В качестве органического растворителя используется толуол по ГОСТ 5789-78 и бутилацетат по ГОСТ8981-75.
В качестве загустителя используется органическое производное монтмориллонита «Бентоне SD-2», представляющее собой реологическую присадку на основе органических модификаций слоистых силикатов (приложение: лист спецификации фирмы «Леокс ИНК», Германия).
Физико-механические характеристики:
| Состав |
Органическое производное |
| |
монтмориллонита |
| Цвет |
Слабая кремовая окраска |
| Внешний вид |
Тонкодисперсный порошок |
| Размер частиц в диспергированном виде |
≥1 мкм |
| Плотность |
1,62 г/см3
|
|
В качестве диспергатора композиция содержит смесь натуральных фосфолипидов «Соя лецитин»
| Лецитин растительный |
ТУ6-02-829-83 |
|
Физико-механические характеристики:
| Состав |
Смесь натуральных фосфолипидов |
| |
с массовой долей фосфатидов 77-90% |
| Внешний вид |
Пастообразная масса от светло-желтого до |
| |
темно-коричневого цвета |
| Кислотное число |
40 мгКОН/г |
|
Соя лецитин «Nalec 10-F» (приложение: лист спецификации BYK CHEMJE Германия)
Физико-механические характеристики:
| Состав |
Смесь натуральных фосфолипидов |
| Содержание масла |
38% |
| Вязкость |
125 с |
| Кислотное число |
30 мгКОН/г |
|
Соя лецитин «АДЛЕК» (приложение: информационный листок) Физико-механические характеристики:
| Состав |
Смесь натуральных фосфолипидов |
| Вязкость при 25°С |
10 Пас |
| Кислотное число |
28 мгКОН/г |
| Пероксидное число |
1 |
| Общее число микроорганизмов |
5000 гр |
|
В качестве пластификатора используется хлорпарафин ХП-470 по ТУ6-01-16-90 и дибутилфталат по ГОСТ 8728-88.
Для ускорения высыхания в лакокрасочной композиции используется сиккатив, представляющий собой раствор в уайт-спирите соли тяжелого металла (свинца, марганца, кобальта, цинка, железа, кальция), дистиллированной нафтеновой кислоты по ГОСТ 1003-73.
Физико-механические характеристики:
| Цвет по йодометрической шкале, мгI2/100 см3
|
500 |
| Массовая доля нелетучих веществ, % |
32-75 |
| Массовая доля металла, % |
0,9-25 |
| Температура вспышки, °С |
33 |
|
В качестве поверхностно-активного вещества в акриловой лакокрасочной композиции используется полиметилсилоксановая жидкость, представляющая собой смесь полимеров линейной и разветвленной структуры по ГОСТ 13032-77.
Физико-механические характеристики:
| Кинематическая вязкость при 20°С |
192-208 cCm |
| Динамическая вязкость при минус 50°С |
2000 сП |
| Показатель рН среды |
6,2-7,0 |
| Массовая доля кремния, % |
37,0-38,5 |
|
Предлагаемая акриловая лакокрасочная композиция готовится следующим образом.
В смесителе без обогрева смешивают пленкообразующие пигменты, наполнитель, органический растворитель, загуститель, диспергатор, пластификатор, сиккатив и поверхностно-активное вещество, а затем смесь в бисерной мельнице перетирают до дисперсности не более 50 мкм.
В таблице 1 приведены примеры конкретного выполнения компонентного состава акриловой лакокрасочной композиции.
Укрывистость высушенной пленки, стойкость покрытия к статическому воздействию при (20±2)°С воды и 3%-ных растворов NaCl и HCl по прототипу определены дополнительно.
В таблице 2 приведены свойства предлагаемой акриловой лакокрасочной композиции в сравнении с составом по прототипу.
Из таблицы 2 видно, что акриловая лакокрасочная композиция по изобретению имеет значения укрывистости высушенной пленки 140-160 г/см2 и стойкость покрытия к статическому воздействию при (20±2)°С воды 70-72 часа, 3%-ного раствора NaCl 70-74 часа и 3%-ного раствора HCl 70-73 часа при сохранении значений остальных показателей на том же уровне.
| Таблица 1 |
| Наименование компонентов |
По прототипу, мас.ч. |
По примерам, мас.ч. |
| 1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
| Пленкообразующее: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| 48-52%-ный раствор в толуоле сополимера бутилакрилата стирола и метакриловой кислоты в отношении (37,8-38,8)(58,5-59,5):2,7 |
35-60 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
| Сополимер метилметакрилата и Н-бутилметакрилата смола «Дегалан LP 64/12» |
- |
20 |
21 |
22 |
24 |
26 |
28 |
26 |
28 |
29 |
30 |
30 |
| Лак алкидно-уретановый |
- |
2 |
2 |
3 |
3 |
4 |
4 |
4 |
5 |
4 |
5 |
5 |
| Пигменты |
2-20 |
2 |
5 |
10 |
15 |
18 |
20 |
19 |
17 |
8 |
10 |
20 |
| Противокоррозионный пигмент «Фосмет»-смесь гидратированных фосфатов алюминия и кальция или «Полифосмет» - соединения полифосфатов алюминия и кальция |
- |
2 |
3 |
3 |
3 |
4 |
4 |
4 |
5 |
5 |
6 |
6 |
| |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| Наполнитель: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| Кальцитовый наполнитель |
10-30 |
10 |
12 |
15 |
20 |
22 |
23 |
25 |
27 |
28 |
29 |
30 |
| Тальк |
|
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
7 |
7 |
7 |
8 |
8 |
| Органический растворитель: |
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| Толуол |
5-15 |
30 |
33 |
35 |
37 |
40 |
43 |
43 |
40 |
45 |
45 |
45 |
| Бутилацетат |
5-15 |
5 |
7 |
9 |
11 |
13 |
14 |
14 |
13 |
13 |
15 |
15 |
| Загуститель: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| Органическое производное монтмориллонита «Бентоне-SD2» |
1-4 |
0,5 |
0,7 |
0,9 |
1,1 |
1,3 |
1.3 |
2,0 |
2,2 |
2,5 |
2,8 |
3,0 |
| Диспергатор: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| Смесь натуральных фосфолипидов «Соя лецитин» |
0,2-0,6 |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
0,4 |
0,3 |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
| Пластификатор: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| Дибутилфталат или |
1-6 |
1 |
2 |
3 |
- |
4 |
- |
3 |
4 |
5 |
- |
6 |
| Хлорпарафин ХП - 470 |
- |
- |
- |
- |
1 |
- |
3 |
- |
- |
- |
6 |
- |
| Сиккатив |
- |
0,05 |
0,10 |
0,15 |
0,20 |
0,25 |
0,30 |
0,35 |
0,40 |
0,45 |
0,50 |
0,50 |
| Поверхностно-активное вещество: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| Полиметилсилоксановая жидкость |
- |
0,01 |
0,02 |
0,05 |
0,10 |
0,15 |
0,20 |
0,30 |
0,35 |
0,45 |
0,45 |
0,50 |
|
| Таблица 2 |
| Наименование показателей |
По прототипу |
По примерам |
| 1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
| Время высыхания до степени 3 по ГОСТ 19007-73 при температуре 20°С, мин |
55-60 |
55 |
56 |
58 |
58 |
59 |
55 |
56 |
56 |
59 |
59 |
59 |
| При температуре +60°С, мин |
20 |
20 |
20 |
20 |
20 |
20 |
20 |
20 |
20 |
20 |
20 |
20 |
| Адгезия покрытия, балл, по ГОСТ 15140-78 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
| Прочность при ударе, см, по ГОСТ4765-73 |
50 |
50 |
50 |
50 |
50 |
50 |
50 |
50 |
50 |
50 |
50 |
50 |
| Твердость пленки, условные единицы, по ГОСТ 5233-89 |
0,45-0,50 |
0,45 |
0,48 |
0,50 |
0,50 |
0,47 |
0,47 |
0,48 |
0,50 |
0,50 |
0,50 |
0,50 |
| Блеск покрытия, %, по ГОСТ 896-69 |
67-72 |
70 |
72 |
71 |
72 |
70 |
70 |
72 |
72 |
72 |
72 |
72 |
| Стойкость покрытия к истиранию, мг/мкм, по ГОСТ 20811-75 |
0,20-0,25 |
0,24 |
0,24 |
0,23 |
0,22 |
0,21 |
0,22 |
0,24 |
0,24 |
0,23 |
0,24 |
0,23 |
| Укрывистость высушенной пленки, г/см2, по ГОСТ 8784, метод 1 |
200 |
140 |
150 |
155 |
160 |
155 |
150 |
145 |
155 |
160 |
160 |
160 |
Стойкость покрытия к статическому воздействию при (20±2)°С, ч, по ГОСТ 9.403 метод А
- воды |
60 |
70 |
71 |
72 |
71 |
72 |
70 |
70 |
72 |
72 |
72 |
72 |
| - 3%-ного раствора NaCl |
50 |
72 |
72 |
70 |
74 |
71 |
74 |
72 |
72 |
72 |
72 |
74 |
| - 3%-ного раствора HCl |
50 |
71 |
73 |
73 |
72 |
72 |
72 |
72 |
72 |
73 |
70 |
73 |
|
Акриловая лакокрасочная композиция, включающая акриловый пленкообразователь, пигменты, кальцитовый наполнитель, органический растворитель - толуол и бутилацетат, загуститель - органическое производное монтмориллонита «Бентоне SD-2», диспергатор - смесь натуральных фосфолипидов «Соя лецитин», пластификатор, отличающаяся тем, что в качестве акрилового пленкообразователя содержит сополимер метилметакрилата и Н-бутилметакрилата - смолу «Дегалан LP64/12», а также лак алкидно-уретановый, в качестве пигмента дополнительно содержит противокоррозионный пигмент «Фосмет» - смесь гидратированных фосфатов алюминия и кальция или «Полифосмет» - соединения полифосфатов алюминия и кальция, в качестве наполнителя дополнительно содержит тальк, в качестве пластификатора содержит дибутилфталат или хлорпарафин ХП-470, кроме того, композиция дополнительно содержит сиккатив и поверхностно-активное вещество - полиметилсилоксановую жидкость, при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
