CS227504B1 - Nátěrové hmoty na vzduchu zasychající - Google Patents

Description

(54)

Nátěrové hmoty na vzduchu zasychající

227 504

- 1 227 504

Vynál^gz se týká nátěrových, hmot na vzduchu zasychajících na bázi alkydových pryskyřic a dalších složek, se zvýšenou odolností nátěrů proti působení vnějších deformačních sil·

Nátěrové hmoty na vzduchu zasychající tvoří význačný podíl z celkového množství vyráběných nátěrových hmot. Jejich významnou součástí jsou syntetické nátěrové hmoty, v kterých je jako pojivá použito některého typu olejového alkydu. Nejčastěji jsou pro tyto účely používány alkydové pryskyřice modifikované lněným, sojovým, svět lícovým, dřevným, tálo výra nebo slunečnicovým olejem· Podíl olejové složky v alkydu se obvykle vyjadřuje jako olejová délka a pohybuje se od 30 do 70 % hmot· Druh oleje, stejně jako druh ostatních složek a jejich vzájemné poměry mají zásadní vliv na vlastnosti výsledného nátěru. Velkou předností alkydových nátěrových hmot je rychlé zasychání a obecně i dobré mechanické vlastnosti. Při náročnějších zkouškách nátěrů určených pro povrchovou úpravu materiálů vystavených účinkům deformací (např. úderu) se však ochranné vrstvy porušují, což je podstatná závada, která vede ke snížení až ztrátě ochranných vlastností a destrukci nátěrového systému.

Uvedený nedostatek ve značné míře odstraňuje předložený vynález, jehož předmětem jsou nátěrové hmoty na vzduchu zasychající na bázi syntetických pojiv, rozpouštědel, jigmentů, sikativů a případně aditiv a plniv. Podstata vynálezu spočívá v tom, že tyto nátěrové hmoty sestávají z 80 až 350 hmot. dílů alkydových pryskyřic modifikovaných vysychavými nebo polovysychavými oleji, s výhodou ze skupiny olejů lněného, sojového, taliového a řepkového, 10 až 80 hmot. dílů esterů na bázi reakč

- 2 227 504 nich produktů 3 až 6 mocných alifatických alkoholů o počtu uhlíkových atomů 3 až 5 s aromatickými monokarboxylovými kyselinami o počtu uhlíkových atomů 7 až 11 as alifatickými nenasycenými monokarboxylovými kyselinami o jodovém čísle 95 až 190 g Jg/100 g nebo s jejich glyceridy, 80 až 280 hmot. dílů organických uhlovodíkových a/nebo kyslíkatých rozpouštědel, zejména lakového benzinu, xylenu a glykoletherů, 200 až 450 hmot. dílů pigmentů, 2 až 8 hmot. dílů sikativů, s výhodou kobaltnatých, manganatých, olovnatých nebo vápenatých solí naftenových kyselin nebo kyseliny resinové či oktoové, a popřípadě až 10 hmot. dílů aditiv, zahrnujících zejména látky proti škraloupování ze skupiny ketoximů, aldoximů, alkyla arylfosfinů nebo látky zpomalující sedimentaci pigmentů, především bentonity a stearát zinečnatý, a až 450 hmot. dílů anorganických plniv.

Hátěrové hmoty připravené podle předloženého vynálezu se vyznačují dobrým zasycháním, tvrdostí a oproti současně vyráběným základním i emailovým nátěrovým hmotám i vyšší odolností při hloubení a zvláště pak odolností proti úderu.

Alkydové pryskyřice používané pro přípravu těchto nátěrových hmot mohou být modifikovány lněným, sojovým, dřevným, slunečnicovým, řepkovým (s obsahem glyoeridů kyseliny erukové 2 až 35 % hmot·), světlicovým, bankulovým, dehydratovaným ricinovým, talovým olejem či karboxylovými kyselinami získanými z těchto olejů. Alkydové pryskyřice se nejčastěji používají ve formě svých 40 až 65% roztoků v organických rozpouštědlech, nejčastěji v lakovém benzinu a/nebo xylenu.

Pro přípravu esterů je možno použít jako vícemocných alifatických alkoholů trimethylolpropanu, trimethylolethanu, glycerolu, pentaerythritolu, xylitolu, manitolu či sorbitolu_zz aromatických monokarboxylových kyselin je vhodná zejména kyselina benzoová a její na jádře substituované deriváty, jako např. kyselina p-toluylová a p-terc.butylbenzoová. Jako alifatické nenasycené monokarboxylové kyseliny jsou použitelné především technické směsi těchto kyselin získané štěpením a

- 3227 504 izolací směsi rostlinných olejů (viz výčet olejů používaných pro álkydové pryskyřice)· Výhodné jsou zejména frakce z frakční destilace, které obsahují snížený podíl kyseliny linolenové. Namísto alifatichýóh nenasycených monokarboxylevých kyselin lze použít i jejich glyceridy. Estery se uplatňují jak samotné, tak ve formě roztoků v organických rozpouštědlech· Jako organická rozpouštědla, používaná často již pro neředění alkydových pryskyřic či esterů nebo pro úpravu konečných *

reologických vlastností nátěrové hmoty, slouží zejména lakový benzin, xylen či jejich vzájemné směsi. Vedle toho je možno použít i přídavek dalších rozpouštědel, jako je např. butanol, izopropanol, ethylenglykolmonomethylether, ethylenglykolmonoethylether, ethylenglykolmonobutylether, ethyl- či butylacetát.

Jako pigmnetů lze vedle titanové běloby anatasového či rutilového typu, zinkové běloby, litoponu, kysličníků železitých a sazí použít i antikorozivní pigmenty, jako zinkofosfát, zinkotetraoxychromát, suřík, suboxid olova, chromany alkalických zemin a dalších. Plnivy jsou obvykle těživec, blanc-fixe, mikromletý vápenec, srážený uhličitan vápenatý^ kaoliny, křída, křemenný úlet, kovové prachy a podobně. V roli sikativů se používají soli prvků 2. skupiny periodického systému, nejčastěji soli kobaltu, manganu, olova, vápníku odvoz, od naftenových kyselin či kyseliny resinové nebo oktoové. Obvykle se používá kombinace sikativů, která vedle své hlavní úlohy urychlit oxypolymerační zasychání působí příznivě i při dispergaci pigmentů a plniv. Pro potlačení tvorby škraloupů lze použít malá množství sloučenin, které účinně desaktivují při skladování vznikající peroxidické radikály. Za nejvhodnější je možno doporučit methylcyklohexanonketoxim a methylethylaldoxim.

Nátěrové hmoty lze připravovat všemi známými technologickými postupy na různých typech dispeggačních zařízení. Zvláště se osvědčil způsob, při kterém byl veškerý či část esteru přidávána ve formě pestrých tónovacích past k předem připravené bílé nátěrové hmotě. Při tom lze dosáhnout vysoké produktivity přípravy nátěrových hmot pastelových odstínů při dodržení všech ostatních výhod podle tohoto vynálezu·

- 4 227 504

Předmět vynálezu je doložen příklady provedení, které však nijak nesnižují jeho rozsah. V příkladech uvedené hodnocení se provádí podle platných čs. norem, a to:

ČSN 67 3050 Zhotovení zkušebních nátěrů

ČSN 67 3052 Zasychání nátěrových hmot

ČSN 67 3061 Měření tloušíky nátěrů

ČSH 67 3076 Stanovení tvrdosti nátěrového filmu kyvadlovým přístrojem

ČSN 67 3063 Vizuální hodnocení lesku nátěrů

ČSN 67 3079 Stanovení odolnosti nátěrového filmu při ohybu

ČSN 67 3081 Stanovení odolnosti nátěrového filmu hloubením v Erichsenově přístroji

ČSN 67 3082 Stanovení odolnosti nátěrových filmů při úderu

ČSN 67 3085 Přilnavost nátěrů

Charakteristika alkydů:

Alkyd A s Obchodní produkt CEB-P alkyd I» 65/60 LB - lněnoolejový alkyd s olejovou délkou 65, číslem kyselosti

8,5 mg KOH/g a konzistencí 50% roztoku v lakovém benzinu 40 s/20 °C, poh. č. 4 - výrobek n. p. Spolek pro chemickou a hutní výrobu, listí n/L.

Alkyd B: Obchodní produkt CHS-P alkyd S 60/60 LB - sojovým olejem modifikovaný alkyd s olejovou délkou 60, čís lem kyselosti 9 mg KOH/g, konzistencí 50% roztoku v lakovém benzinu 50 s/20 °C, poh. č. 4, stejný výrobce.

Alkyd C: Laboratorně připravený alkyd na bázi lněného a sojo vého oleje ve formě 60% roztoku v lakovém benzinu, s olejovou délkou 5θ» konzistencí 50% roztoku v lakovém benzinu 60 s,

Alkyd Di Laboratorně připravený alkyd na bázi kyselin tělového oleje, s olejovou délkou 40, modifikovaný dále

- 5 227 504 kyselinou benzoovou, ve formě 50% roztoku ve směsi lakový benzin - xylen ve hmot. poměru 3 i 1.

Charakteristika esterů:

Ester A: Připraven esterifikací 213 hmot. dílů pentaerythritolu, 550 hmot. dílů kyseliny benzoové a 285 hmot. dílů karboxylových kyselin získaných ze lněného ole je. Rozpuštěn na 70% roztok v butylglykolu. Produkt před rozpuštěním měl číslo kyselosti 7 mg KOH/g, číslo hydroxylové 51 mg KOH/g.

Ester B: Připraven esterifikací 100 hmot. dílů glycerolu,

122 hmot. dílů kyseliny benzoové, 80 hmot. dílů kyseliny p-terc.butylbenzoové a 300 hmot. dílů karboxylových kyselin získaných ze sojového oleje. Rozpuštěn v ethylglykolu na 80% roztok. Produkt před rozpuštěním měl č. kyselosti 9 mg KOH/g, číslo hydroxylové 62 mg KOH/g.

Ester C: Připraven reakcí 93 hmot. dílů glycerolu, 45 hmot.

dílů sorbitolu, 300 hmot. dílů řepkového oleje s obsahem glyceridů kyseliny erukové 5 % hmot., 244 hmot. dílů kyseliny benzoové a 80 hmot. dílů kyselí ny p-toluylové. Výsledný produkt měl číslo kyselosti 5 mg KOH/g a číslo hydroxylové 40 mg KOH/g· Před použitím byl naředěn na 90% roztok xylenem.

Směsný sikativ: Roztok naftenátů kobaltnatého, olovnatého a vápenatého v lakovém benzinu s obsahem 0,3 % hmot. Co, 5 % hmot. Pb a 2,5 % hmot. Ca jako kovů.

- 6Příklad 1 ²

Základní nátěrová hmota bílá

Postupem, který je uváděn dále se připraví základní nátěrová hmota tohoto složení:

Složka (kg)	Cel- kem	Suši- na Poji- vá	Roz- pouš- tědlo	Pigment
Alkydové pryskyřice D ve formě 50% roztoku v lakovém benzinu	234	117	117	-
Ester A ve formě 70% roztoku v butylglykolu	40	28	12	-
Titanová běloba anatasového typu	219			219
Těživec	390			390
Směsný sikativ	12	4	8	-
Prostředek proti škraloupování - butyraldoxim	1,5	-	1,5	-
Lakový benzin	73		73	-
Xylen technický	30,5	-	30,5	-
Celkem	1 000,0	149	242	609

Nátěrová hmota se připraví tak, že se pigment a plnivo zanesou do alkydu D a esteru A, předložených v homogenizacní nádobě předdispergačního zařízení. Pomaloběžným míchadlem se směs zhomogenizuje a pak se disperguje průchodem přes kontinuální perlový mlýn. V podispergacním zásobníku se přidá lakový benzin, xylen, směsný sikativ a prostředek proti škraloupování. Po důkladné homogenizaci se přefiltruje přes jednoválcové filtrační zařízení a plní se do obalů.

Pro porovnání jsou uvedeny vlastnosti připravené základní nátěrové hmoty vedle vlastností hmoty bez přídavku modifikujícího esteru. Tloušťka nátěrů byla 20 až 25 yum.

227 504

Základní nátěr. Srovnávaná hmota bílá pod- standard, le vynálezu nátěr. hm.

Zasychání do stadia (h)	A B 1 B 5	2 4 16	1,5 3 12
Tvrdost kyvadlem (% stand.) po dnech:	2	10,3	12,3
	5	17,0	20,4
	30	37,5	40,2
Odolnost při hloubení (mm) po dnech:	2	6,2	4
	10	6	1,5
Přilnavost mříž. řezem (stupeň)po dnech:	2	1	1
	10'	1	1
Vzhled nátěru po dneoh:	2	matný, slabé stopy po tazích štětcem
Lesk (stupeň) po dnech:	10	4-5	4-5

Příklad 2

Základní nátěrová hmota červenohnědá

Složka (kg)	Celkem	Sušina pojivo	Rozpouš- tědlo	- Pigment
Alkydové pryskyřice C ve formě 50% roztoku v lakovém benzinu	376	188	188
Ester B ve formě 70% roztoku	42	29	13
Kysličník železitý červený	301	-	-	301
Zinková běloba	51	-	-	51
zinková žluí	64	-	-	64

227 504

Mastek	71			71
Mikromletý vápenec	74	-		74
Stearát zinečnatý	3	3	-	-
Směsný sikativ	18	6	12	-
Celkem	1 000	226	213	561
Tato nátěrová hmota	se připraví	stejným postupem jako

v příkladu 1 a má tyto vlastnosti:

		Zákl. nát. hm. podle vynálezu	Srovnávaná standard, n.
Zasycháení do stadia:	A	1	0,75
(h)	B 1	4	2,5
	B 5	20	16,0
Tvrdost kyvadlem (% stand.)	2	30	35,0
5	34	42,5
	30	41.2	45,0
Odolnost při hlou-	2	6,3	4,1
bení (mm) po dnech	10	5,8	1,8
Lesk (stupeň)		4	4

Příklad 3

Syntetický email venkovní bílý

Bstupem, který je uveden dále, se připraví email tohoto složení:

227 504

Složka (kg)	Celkem Sušina	Rozpouš- tědlo	Pigment
Alkydová pryskyřice C ve formě 5θ% roztoku v lakovém benzinu	554	277	277	-
Ester C ve formě 70% roztoku v butylglykolu	34	24	10	-
Běloba zinková	322	-	-	322
Běloba titanová	40	-	-	40
Lakový benzin	20	-	20
Směsný sikativ	27	9	18	-
Látka proti škraloupování - methylethylketoxim	3	*·	3
Celkem	1 000	310	328	362

Do homogenizační nádoby předdispergačního zařízení se naváží alkyd C, ester G, pigmenty a lakový benzin· Po zhomogenizování se směs disperguje průchodem přes kontinuální perlový mlýn. V zásobní nádrži se přidá sikativ a methylethylketoxim. Pak se zfiltruje na filtračním jednoválcovéra zařízení a plní do obalů.

			Email podle vynálezu	Srovnávaný standard, email
Zasychání do stadia (h)	: A	1	1,5	2
	B	1	16,0	16
	B	5	72,0	72
Tvrdost kyvadlem	5		10,0	12,5
(% stnad.) po dnech:	10		17,7	22,9
	30		41,7	56,1
Odolnost při hloube-	5		8,9	5,6
ní (mm) po dnech:	30		7,9	' 6,0
Odolnost při úderu	5		300	150
	30		300	100

ie

Příklad 4

Syntetický email venkovní bílý ²²

Obdobným postupem popsaným v příkladu 1 se připravil email tohoto složení:

Složka (kg)	Celkem	Sušina Rozpouštědlo	Pigment
Alkydové pryskyřice B ve formě 50% roztoku v lakovém benzinu	626	313	313	-
Ester B ve formě 70% roztoku v butylglykolu	51	36	15	—
Titanová běloba rutilového typu	190	··		190
Zinková běloba	10	-	-	19
Blanc-fixe	80	-	-	80
Směsný eikativ	31	10	21	-
Prostředek proti škraloupování - methylethylketoxira	3		3
Celkem	1 000	359	352	289

Připravený email vykazoval tyto vlastnosti nátěrů (hodnoceny při tloušťkách vrstvy 30 až 35 yum):

Synt. email Srovnávaný stand» podle vynále- email zu

Zasychání do stadia (h): A	2,5 6 24	2 6 24
	B 1 B 5
Tvrdost kyvadlem	5	13,2	15,6
(% stand.) po dnech:	10	30,0	36,3
	30	35,0	36,5
Odolnost při hloubení	5	7*9	6,3
(/um) po dnech:	30	9,0	6,0

227 504

Odolnost při úderu	5	350	100
(mm) po dnech:	30	250	50
Lesk (stupeň) po 5 dnech		1	1
Přilnavost (stupeň)		1	1

Příklad 5 Syntetický email venkovní modrý
Složka (kg)	Celkem Sušina Rozpouš- Pigment tědlo
Alkydová pryskyřice A ve formě 50% roztoku v lakovém benzinu	594	297	297	-
Titanová běloba rutilového typu	179			179
Zinková běloba	18			18
Blanc-fixe	76			76
Směsný sikativ	30	10	20
Prostředek proti škraloupování - butyraldoxim	3		3
Tónovací paata modrá: Versálová modř Ester A ve formě 70% roztoku butylglykolu Xylen	100	33	13 34	20
Celkem	1 000	340	367	293

Tento email se připraví tak, že se nejprve dříve popsaným způsobem připraví bílý email· Obdobným způsobem se připra ví odděleně tónovací modrá pasta, která se.pak přidá k bílému emailu a směs se důkladně zhoraogenizuje, přefiltruje a plní do obalů.

Výsledné vlastnosti:

227 504

	Email podle vynálezu	Srovnávaný stand email
Zasychání do stadia (h)	: A	2	2
	B 1 do	16	do 16
	B 5 do	24	do 24
Tvrdost kyvadlem (% stand.J po dnech:	5	10,3	12,5
10	17,7	19,3
	30	38,1	50,4
Odolnost při hloubení	5	8,0	6,0
(mm) po dnech:	30	9,0	6,0
Odolnost při úderu	5	200	50
(mm) po dneoh:	30	500	50
Lesk nátěru (stupeň) po 5 dnech		1	1

Tloušťka nátěrů se pohybovala v rozmezí 30 až 40 /um·

Příklad 6

Barva syntetická podkladová

Složka (kg)

Celkem Sušina Rozpouš- Pigment tědlo

Alkydová pryskyřice C ve formě 50% roztoku v lakovém benzinu	364	182	182
Uhličitan vápenatý srážený	133			133
Blanc-fixe	266			266
Stearát AI	3	3
Lakový benzin	59		59
Směsný sikativ	18	6	12	I
Prostředek proti škraloupování butyraldoxim	2		2

227 504

Tónovací pasta červená: Versálová červen Ester A ve formě 70% roz v, butylglykolu Xylen	-r55-—	19 48	44
toku	44
Celkem	1 000	235	322	443

Dříve popsaným způsobem se nejprve připraví podkladový email, který obsahuje pouze plniva. Obdobným způsobem se připraví červená tónovací pasta. Tónovací červená pasta se přidá k emailu a směs se důkladně zhomogenizuje, přefiltruje a plní do obalu. Výsledné vlastnosti:
	Email podle Srovnávaný
vynalezu	email
Zasychání do stadia (h):	A	2	2
	B 1	24	24
	B 5	48	48
Tvrdost kyvadlem	5	12,5	14,0
(% stand.Jpo dnech:	10	28,3	31,2
	30	36,2	42,3
Odolnost při hloube-	5	7,5	6,5
ní (mm) po dnech:	30	8,5	6,2
Odolnost při úderu	5	250	50
(mm) po dnech:	30	200	50
Lesk nátěrů po 5 dnech (stupen)		3-4	3-4
Přilnavost (stupeň)		1	1

Tloušťka nátěrů se pohybovala v rozmezí 35 až 45 /um.

Claims (1)

1. PŘEDMŽT VYNÁLEZU

   227 504

   Nátěrové hmoty na vzduchu zasychající na bázi syntetických pojiv, rozpouštědel, pigmentů, sikativů a případně aditiv a plniv, vyznačující se tím, že sestávají z 80 až 350 hmot· dílů alkydových pryskyřic modifikovaných vysychavými nebo polovysyohavými oleji, s výhodou ze skupiny olejů lněného, sojového, taliového a řepkového, 10 až 80 hmot. dílů esterů na bázi reakčních produktů 3 až 6 mocných alifatických alkoholů o počtu uhlíkových atomů 3 až 5 s aromatickými monokarboxylovými kyselinami o počtu uhlíkových atomů 7 až 11 a s alifatickými nenasycenými monokarboxylovými kyselinami o jodovém čísle 95 až 190 g 6 nebo ⁸ j®jich glyoeridy,

   80 až 280 hmot· dílů organických uhlovodíkových a/nebo kyslíkatých rozpouštědel, zejména lakového benzinu, xylenu a glykoletherů, 200 až 450 hmot. dílů pigmentů, 2 až 8 hmot. dílů sikativů, s výhodou kobaltnatých, raanganatých, olovnatých nebo vápenatých solí naftenových kyselin nebo kyseliny resinové či oktoové, a jopřípadě až 10 hmot· dílů aditiv, zahrnujících zejména látky proti škraloupování ze skupiny ketoximů, aldoximů, alkyl- a arylfosfinů nebo látky zpomalující sedimentaci pigmentů, především bentonity a stearát zinečnatý, a až 450 hmot. dílů anorganických plniv·