CS217637B1

CS217637B1 - Vysoce reaktivní tvrditelné nátěrové hmoty na bázi nenasycených polyesterů

Info

Publication number: CS217637B1
Application number: CS299581A
Authority: CS
Inventors: Bohumil Svoboda; Karel Hajek; Jan Drabek; Zdenek Barta; Oldrich Hampl
Original assignee: Bohumil Svoboda; Karel Hajek; Jan Drabek; Zdenek Barta; Oldrich Hampl
Priority date: 1981-04-21
Filing date: 1981-04-21
Publication date: 1983-01-28

Abstract

Vynález se týká vysoce reaktivních tvrditelných nátěrových hmot na bázi nenasycených polyesterů, styrenu, rozpouštědel a aditiv, které jsou vhodné zejména pro povrchovou úpravu dřevěných nebo celulózových podkladů. Podstata vynálezu spočívá v tom, že nátěrové hmoty obsahují nenasycené polyestery definovaného stupně nasycenosti, případně jejich směsi s polyestery o vyšším stupni nasycenosti, dále styren, specifikovaná inertní rozpouštědla, parafin, hydrochinon, koloidní SiOz a případně plniva a pigmenty.

Description

217B37

Vynález se týká vysoce reaktivních nátěrových hmot na bázi nenasycených polyesterů, styrenu, inertních rozpouštědel, aditiv a případě plniv a pigmentů. Hmoty jsou určeny zejména pro povrchovou úpravu nábytku a hudebních nástrojů. Nanášejí se nejlépe postupem vícevrstvého nanášení a vytvrzují se za zvýšených teplot.

Nátěrové hmoty na bázi nenasycených polyesterů obsahující styren a parafin a vytvrzované redox-systémem se běžně používají pro povrchovou úpravu dřevěných podkladů. Aplikují se ponejvíce ve formě bezbarvých laků, barevných emailů i základních nátěrových hmot a nanášejí se na vodorovné plochy většinou pomocí clonovacích nanášecích zařízení, ale i válcem nebo stříkálním, na plochy nakloněné nebo svislé prakticky jen stříkáním, a to nátěrovými hmotami s omezenou stékavostí, tzv. tixotropními typy. Vytvrzují se buď při teplotách místnosti, nebo lépe ve vyhřívaných tunelech se zvýšenou či výhodněji s postupně zvyšovanou teplotou ca do 70 °C.

Na povrchovou úpravu nábytku a dřevěných dílů hudebních nástrojů se kladou vysoké požadavky po stránce estetické i z hlediska stability dokončených nátěrů při kolísání teplot od —20 do +50 °C. K dosažení těchto vlastností se výhodně uplatňuje systém vícevrstvého nanášení (tzv. DUP-systémj, který spočívá v kombinaci vrstev z nenasycených polyesterových laků vysoce reaktivních a středně reaktivních [čs. AO č. 189 437; Dřevo, 33, 11 (1978), str. 327 až 329], Při aplikaci tohoto způsobu nanášení však vzniká při předčasném vystavení nátěrů ve vyhřívaných tunelech teplotám nad 50 °C značné nebezpečí tvorby nátěrových filmů o špatné brousitelnosti při konečném povrchovém opracování. I když určitou informaci o chování laků ve vztahu k teplotám poskytují hodnoty tzv. zlomu brousitelnosti [Dřevo, 35, 10 (1980] str. 289 až 291], nelze často předejít některým defektům, které se projevují především při nanášení nátěrových hmot výše uvedeného typu v tlustých vrstvách na porézní dřevěné podklady, a to vícevrstvým polevem pomocí clonovacího nanášecího zařízení nebo i stříkáním v jedné vrstvě. Tyto nátěry mají sklon k tvorbě drsné parafinické vrstvy a k tvorbě povrchových vad, například kráterků, bublinek či porušení kvality povrchu stékáním nebo podtékáním nátěrové hmoty většinou na nájezdové hraně polévaných dílců.

Uvedené nedostatky nemají vrstvy nanášené z vysoce reaktivních tvrditelných nátěrových hmot na bázi nenasycených polyesterů, styrenu, inertních rozpouštědel, aditiv a případně plniv a/nebo pigmentů, které jsou předmětem tohoto vynálezu. Jeho podstata spočívá v tom, že tyto nátěrové hmoty sestávají ze 47 až 70 hmot. dílů nenasycených polyesterů o stupni nasycenosti 0,5 až 1,0 nebo jejich směsi obsahující až 22 % hmot. nenasycených polyesterů o stupni nasycenosti 1,7 až 2,3, ze 35 až 60 hmot. dílů styrenu, 0,3 až 5,3 hmot. dílů metyletylketonu nebo jeho směsi obsahující případně až 50 % hmot. extrakčního benzinu, až 50 % hmot. etylacetátu a až 30 % hmot. n-propylalkoholu a/nebo isopropylalkoholu, dále z 0,05 až 0,15 hmot. dílu parafinů o teplotě měknutí 48 až 60 °C, 0,01 až 0,05 hmot. dílu hydrochinonu, 0,1 až 0,8 hmot. dílu koloidního kysličníku křemičitého o měrném povrchu nejméně 200 m²/g a případně až ze 40 hmot. dílů plniv a/nebo pigmentů. Použité nenasycené polyestery mají s výhodou číslo kyselosti a hydroxylové číslo do 40 mg KOH/g.

Nátěrové hmoty podle vynálezu mají hodnoty zlomu brousitelnosti do 30 minut při 23 °C. To znamená, že hmoty podle vynálezu mohou být vytvrzovány v tunelech s postupně vzrůstající teplotou v podstatně kratších časových intervalech než je tomu u doposud známých nátěrových hmot pro tyto účely a při koncové teplotě tunelu 70 °C mohou být vytvrzené povlaky podrobeny konečnému povrchovému opracování (tj. broušení a leštění] ihned po vychladnutí podkladů.

Nenasycené polyestery pro nátěrové hmoty podle vynálezu se připravují polyesterifikacf kyseliny fialové, fumarové a maleinové s etylénglykolem a/nebo propylenglykolem, přičemž polyestery na bázi pouze etylénglykolu lze za účelem zvýšení jejich mísitelnosti se styrenem výhodně terminovat cyklohexanolem či metylcyklohexanolem. Uvedené nasycené polyestery jsou pro použití do těchto typů nátěrových hmot definovány stupněm. nasycenosti, což je hodnota vzájemného hmotnostního poměru nasycených a nenasycených dikarboxylových kyselin použitých při jejich přípravě. Tento poměr je analyticky snadno kontrolovatelný a není závislý na sušině nátěrové hmoty. Dobře charakterizuje reaktivitu nenasyceného polyesteru, která s klesající hodnotou poměru stoupá. Pro dosažení vysoké kvality nátěrových vrstev je výhodné, mají-li polyestery číslo kyselosti a hydroxylové číslo do 40 mg KOH/g, lze však použít i typy s hodnotami těchto čísel vyššími.

Základní složkou pojivá nátěrových hmot podle vynálezu jsou vysoce reaktivní nenasycené polyestery o stupni nasycenosti 0,5 až 1,0, které mohou případně obsahovat ještě až 22 o/_o hmot. polyesterů o stupni nasycenosti 1,7 až 2,3. Jejich rozpuštěním v reáktfMníim rozpouštědle (isltyreinu) ise získají roztoky, známé jinak jako nenasycené polyesterové pryskyřice, které se proti samovolnému vytvrzování stabilizují přídavkem uvedených množství hydrochinonu. Optimální koncentrace těchto roztoků z hlediska přípravy nátěrových hmot podle vynálezu je ca 60 až 70 % hmot. Požadovaná viskozita činí ca 700 až 1500 mPa. s/25 ^CG a řídí se množstvím přidaného styrenu. Při formula5 ci laků se jejich konzistence požadovaná z hlediska nanášecí techniky dále upravuje množstvím a poměrem styrenu a uvedených inertních rozpouštědel. Pro snížení tvorby defektů při nanášení nátěrů clonovacím nanášecím zařízením nebo stříkáním je nejvhodnější kombinace metyletylketonu s extrakčním benzinem a případně s propylalkoholem, který příznivě ovlivňuje povrchové napětí nátěrových hmot a tím zlepšuje tvorbu povrchové parafinické vrstvy. Kromě toho zabraňuje defektům, které mohou vznikat vlivem zvýšeného množství vody v roztocích iniciátorů vytvrzování.

Uváděné nátěrové hmoty mají v důsledku obsahu koloidního kysličníku křemičitého o měrném povrchu nad 200 m²/g výhodné rheologické vlastnosti. Při nanášení polévací technikou nepodtékají pod okraje podkladů, a to ani na nájezdových hranách, a přes poměrně vysokou konzistenci mají výbornou smáčivost upravovaných dřevěných ploch. Zvýšením obsahu kysličníku křemičitého v rámci uvedeného rozmezí je možno připravit stříkací nátěrové hmoty vhodné k nanášení i na svislé povrchy a s minimálním sklonem k tvorbě bublinek. Přitom přídavek extrakčního benzinu může být zvýšen až nad hranici jeho snášenlivosti s pojivém. V porovnání s nátěrovými hmotami středněreaktivními je zde snášenlivost s extrakčním benzinem až trojnásobná.

Příklad 1

Lak pro nanášení poléváním a stříkáním hmot. d.

Nenasycený polyester o stupni
nasycenosti 0,71, čísle kyselosti a hydroxylovém čísle 35 mg KOH/g, na bázi kyseliny fialové, kyseliny fuma-
rové a polypropylenglykolu Nenasycený polyester o stupni nasycenosti 1,88, čísle kyselosti 40 mg KOH/g a hydroxylovém čísle 50 mg KOH/g, na bázi kyseliny fialové, kyseliny fumarové, etylénglyko-	47,0
lu a metylcyklohexanolu	3,0
Styren Parafin o teplotě měknutí 52 až	35,0
56 °C	0,08
Hydrochinon	0,025
Metyletylketon	0,3
Extrakční benzin	0,7
Etylacetát Koloidní kyseličník křemičitý	1,0

o měrném povrchu 300 m²/g

0,3

Konzistence laku je 55 s/20 °C, zlom brousitelnosti 20 minut/23 °C při obsahu 0,03 % hmot. kobaltu. Brousitelnost po 7 h/25 °C je stupně 1.

Příklad 2

Lak pro nanášení poléváním a stříkáním hmot. d.

Nenasycený polyester o stupni
nasycenosti 0,56, čísle kyselosti 30 mg KOH/g a hydroxylovém čísle 45 mg KOH/g, na bázi kyseliny, ftalové, kyseliny fumarové a směsi etylénglykolu s propylenglykolem ve hmot. poměru 1 : 2	62,0
Styren	41,0
Extrakční benzin	1,5
n-propylalkohol	1,0
Metyletylketon Parafin o teplotě měknutí	0,5
52 až 54 °C	0,1
Hydrochinon Koloidní kysličník křemičitý	0,01
o měrném povrchu 380 m²/g	0,8
Doba želatinace nátěrového filmu je 7 mi-
nut při 24 °C při obsahu 0,035	% hmot. ko
baltu, brousitelnost po 10 h/20 °C je stup·
ně 1.
Příklad 3
Bílý email pro polévání	hmot. d.
Nenasycený polyester o stupni
nasycenosti 0,71 [podle příkladu lj	63,0
Nenasycený polyester o stupni
nasycenosti 1,88 (podle příkladu lj	5,0
Styren Parafin o teplotě měknutí	55,0
52 až 54 °C	0,08
Hydrochinon	0,025
Etylacetát	1,0
Extrakční benzin	0,7
Metyletylketon Koloidní kysličník křemičitý	0,3
o měrném povrchu 300 m²/g Titanová běloba rutilová,	0,3
povrchově upravená	7,0

217837

Claims

PREDMET

1. Vysoce reaktivní tvrditelné nátěrové hmoty na bázi nenasycených polyesterů, styrenu, inertních rozpouštědel, aditiv a případně plniv a/nebo pigmentů, vhodné zejména pno povrchovou úpravu dřevěných nebo aeluló^ových padkliaidů, vyznlaiĎující 'se tím, že sestávají ze 47 až 70 hmot. dílů nenasycených polyesterů o stupni nasycenosti 0,5 až 1,0 nebo jejich směsi obsahující až 22 % hmot. nenasycených polyesterů o stupni nasycenosti 1,7 až 2,3, ze 35 až 60 hmot. dílů styrenu, 0,3 až 5,3 hmot. dílů metyletylketonu nebo jeho směsi obsahující případně až 50 o/_o hmot. extrakčního benzinu, až 50

VYNALEZU procent hmot. etylacetátu a až 30 % hmot. n-propylalkoholu a/nebo Isopropylalkoholu, dále z 0,05 až 0,15 hmot. dílu parafinů o teplotě měknutí 48 až 60 °C, 0,01 až 0,05 hmot. dílu hydrochinonu, 0,1 až 0,8 hmot. dílu koloidního kysličníku křemičitého o měrném povrchu alespoň 200 m²/g a případně až ze 40 hmot. dílů plniv a/nebo pigmentů.
2. Vysoce reaktivní tvrditelné nátěrové hmoty podle bodu 1, vyznačující se tím, že obsahují s výhodou nenasycené polyestery o čísle kyselosti a hydroxylovém čísle do 40 mg KOH/g.

severografia, a. xlvaá 7 Mact

Dana a.4O Kís