CS233531B1 - Aditivum ke zlepšení Teologických vlastnosti nátěrových hmot - Google Patents

Abstract

Vynálos se týká aditiv· ke zlepšení reologických vlastností nátěrových hmot. Podstatou vynálezu jsou manganatá mýdla kalafuny, alifatických karboxylových kyselin s poště· 6 až 24 atomů uhlíku nebo směsi těchto mýdel, popřípadě rozpuštěné v organických rozpouštědlech e přídavkem silikonového oleje, připravítelná ze syntetických nebo přírodních minerálních sloučenin manganu nebo manganu kovového reakcí β kalafunou, alifatickými karboxylovými kyselinami nebo jejich smšaí při teplotě 120 až 250 °C, popřípadě za katalytického účinku kyseliny benzoová. Přídavkem 0,5 až 5 % hmot. aditiva do nátěrové hmoty na bázi polárních pojiv se dosáhne zlepšení rozlivu, lesku, hladkosti a odetranšní bublinek vnesených do nátěru při aplikaci nátěrové hmoty.

Description

Dobré reologické vlastnosti nátěrové hmoty - schopnost vytvořit po zhotovení nátěru hladký» slitý film bez defektů charakteru bublin, kráterů, zvlnění, zvráeněnl čl prohluhenin, je nezbytným předpokladem, který musí splňovat každá jakostní nátěrová hmota.

Tento předpoklad snadno splňují nátěrové hmoty s nízkou viskoziteu a nízkým povrchovým napětím ve stádiu zhotovování nátěru, zvláětě, pokud je nátěr zhotovován technikou stříkání, polévání nebo aáSení. To platí předevěím pro pomalu schnoucí nátěrové hmoty např. na olejové bázi, nebo alkydové pojivové bázi.

Jiná situace věak nastává tehdy, zhotovuje-li se nátěr štětcem nebo válečkem a zvláětě, * je-li pojiven roztok rychleechnoucí, fyzikálně zasychající pryskyřice. Je samozřejmou snahou věech výrobců i zpracovatelů nátěrových hmot dosáhnout co nejdokonalejěího vzhledu nátěrů souěasně s co nejrychlejším zasycháním nátěrů. Pomalé zasychání vyžaduje totiž velké auěíčí prostory s energeticky náročnou výměnou filtrovaného vzduchu a velkým požárním nebezpečím a přitom roste riziko znehodnocení vzhledu prachovými částicemi, které napadají do mokrého nátěru.

K dosažení dobrého rozllvu u rychleschnoucích nátěrových hmot, které ae atále více prosazují, eí již ve formě dvousložkových polyuretanových, epoxidových, rosolových či jednosložkových reaktivních i fyzikálně schnoucích na bázi nitrocelulozy, polykondenzačních pryskyřic apod., proti exypolymerečně zasychajícím, je obecně třeba vytvořit ve stádiu po zhotovení nátěru takové podmínky, aby nátěr vykazoval tak nízkou viskozitu po tak dlouhou dobu, aby do nátěru vnesené bubliny měly čae vystoupit k povrchu nátěru e popraskat a aby vzniklo po celé ploěe nátěru homogenní povrchové napětí, odstraňující tahy po štětci a dalěí nerovnosti způsobené aplikační technikou a umožňující dokonale hladký povrch.

Tohoto cíle ee v praxi dosahuje použitím optimálně složenou směsí rozpouštědel a aplikací povrchově aktivních látek. Vhodně kombinovanými rozpouštědly dle rychlosti odpařování a interakcí polymeru e těmito rozpouštědly ae dosahuje, že po dobu rozhodující pro tvorbu hladkého filmu ae udržuje film ve vertikálním směru homogenně koncentrovaný a relativně dobře tekutý a to zpravidla postačuje k dosažení dobrého vzhledu nátěru. Kupříkladu v nitrolacích určených k natírání štětcem e obsahem netěkavých složek kolem 20 % hmot. je vhodnou směsí rozpouštědel 10 až 20 % hmot. rychle těkavých rozpouštědel typu etylacetát, toluen, lehký benzin, metyl- a etylalkohol, 40 až 50 % středně těkavých rozpouštědel typu butylecetát, metylisobutylketon, xylen e cca 20 % hmot. pomalutěkavých rozpouštědel typu glykoleterů a glykolesterů, těžších aromatických frakcí a vySSÍch alkoholů. Parametr rozpustnosti směsi rozpouštědel musí být nastaven tak, aby v každém stadiu zasychání byl polymer dobře solvatizován, jinak dochází ke zhorSení fýzikálně-chemických vlastností zaschlého nátěru.

V některých případech je vSak relativní prodloužení zasychání (zpravidla provázené i větěí retencí rozpouštědel), již pro praxi nepřijatelné a nebo ani Ideálně formulovaná směs rozpouštědel již není schopna přijatelné výsledky zajistit - popřípadě nelze z hygienických důvodů, Si z důvodů nepřijatelného pachu potřebnou směs rozpouštědel použít. Typickými případy jsou vícevrstvé nátěry vysokosuSinovýai laky - například nátěry resonančních desek hudebních nástrojů štětcem, nebo nábytkových dílců rychleechnoucími nitrokembinečními laky poléváním. V těchto případech dochází k rychlému zvyšováni sušiny nátěrového filmu při zasychání a rychlému růstu viskozity a povrchového napětí nátěrového filmu. Z toho reaultují defekty typu kráterů, bublin a nerovností nátěru, kterým lze předejit pouze použitím povrchově aktivních látek.

Tyto látky s velmi nízkým povrchovým napětím vykazují zpravidla omezenou snáSenlivost s pojivém nátěrová hmoty a absorbují ee na fázován rozhraní vzduch/nátěr. Tin jednak oaezu- jl tvorbu bublin, jednak zvyěují jejich pohyblivost a dále vytvářejí homogenní povrchové napětí nátěrového filmu bez ohledu na přenos energie e hmoty při zasychání filmu.

Jestliže např. polyester s povrchový· napětí· 4.lO^-^N/m při 25 °C Je neředěn etylenglykoletyleteracetátem na 50 %, Je Jeho povrchové napětí kole· 3,5·10’* N/m. Je-li aditivovén 0,05 0 hmot. vhodného fluorovaného tenzidu, poklesne povrchové napětí ve fázi zasychání takového aodelového laku pod hranici 2,5.10”^ N/m, což je aéně, něž má např. toluen.

To má za následek pochopitelně extrémní zlepšení rozlivu.

Nedostatkem aditiv tohoto typu je tendence, podobně jako u silikonových olejů, způsobovat kráterky v nátěrových filmech, pokud se dostanou do ovzduší ve foraě prachu (např. z operace broušení) a jako částice a nízkým povrchovým napětím dopadnou do čerstvě zhotove| něho nátěru. Kolem každé taková částice se vytvoří rozsáhlý kráter.

Často používanými aditivy upravujícími rozliv jaou kyselina krotonové, polyvinylisobu* tyléter, kyselina laurová, myrietová, palmitová, případně jejich parciální estery a glycerinem. Tato aditiva jsou poměrně účinná jako smáčedla porézních podkladů - např. dřeva, ele k odstranění bublinek vnesených de nátěrové hmoty zpravidla nepřispívají. Rovněž vliv na rozliv je nepatrný. Většina alifatických karboxylových kyselin s delším řetězcem je účinná pouze v emailech a barvách pigmentovaných zinkovou bělobou. Jejich účinnost se vysvětluje tvorbou Zn-mýdel.

Akrylátové kopolymery zpravidla v oblasti účinné koncentrace již způsobují opaleacenei laků a zhoršují vzhled transparentně lakovaného dřeva.

Acetobutyréty celulózy jsou zpravidla účinné u dvoukomponentních a vypalovacích nátěrových hmot, avšak v prostředích polárnějších rozpouštědel a výšekoncentrovaných pryskyřičných pojiv zcela selhávají.

Nedostatky výěeuvedených aditiv jsau odstraněny aditivem dle vynálezu na bázi manganatých mýdel alifatických karboxylových kyselin s počtem 6 až 24 atomů uhlíku, manganatých mýdel kalafuny, nebo směsi těchto mýdel, popřípadě rozpuštěných v organických rozpouštědlech s přídavkem silikonového oleje, připravitelné· tak, že se 0,2 až 20 dílů hmot. kovového manganu, oxidu manganičitého, oxidu manganatého, hydroxid-oxidu manganitého, uhličitanu manganatého, hydroxidu manganatého nebo jejich přírodních minerálních analogů podrobí při tep lotě 120 až 250 °C po dobu 1 až 4 hodin reakci s 1 až 20 díly hmot. alifatických karboxylových kyselin s počtem 6 až 24 atomů uhlíku nebo 1 až 20 díly hmot. kalafuny s číslem kyselosti 150 až 190 mg KOH/g, číslem zmýdelnění 160 až 220 mg KOH/g a teplotou měknutí metodou Kramer - Samow nad 50 °C nebo jejich směsí, popřípadě za katalytického účinku kyseliny benzoové, reakční produkt se po ochlazení pod 140 °C rozpustí v 10 až 200 dílech hmot. alifatických, aromatických nebo terpenických uhlovodíků, esterů kyseliny octové, glykoléterů nebo jejich směsí, popřípadě s přídavkem 0,1 až 5 dílů hmot. silikonového oleje s-povrchovým napětím 1,9 až 2,4.ÍO^-^ N/m a viskozitou pod 700 mPa.s.

Aditivum získané podle vynálezu účinně zlepšuje již v koncentraci l0~* % hmot. Teologická vlastnosti, rozliv a vzhled lihových, nitrocelulózových, kyselinotvrditelných, polyuretanových, akrylátových a dalších nátěrových hmot. Dále příznivě ovlivňuje pigaentovatelnost barev a emailů, potlačuje vyplavávání pigmentů ve směsích a vady charakteru Benardových buněk. Ve vícevrstvých nátěrech laků a emailů na bázi lihorozpustných syntetických a přírodních pryskyřic se použitím aditiva dle vynálezu odstraní z nátěrového filmu bublinky a kráterky, což dosud jinými prostředky bez následného zhoršení povrchu a lesku nebylo nožno dosáhnout.

Předmět vynálezu je dále doložen příklady, jimiž aa však jeho rozsah nijak neomezuje.

Příklad 1

Do reaktoru se předloží 130 kg kalafuny, 180 kg tálových mastných kyselin a aměa aa vyhřeje na 220 ^eC. Pak se přidává za stálého míchání rychlostí cca 5 kg za minutu 105 kg suchého, jemně mletého manganoxyhydrátu. Skiěa ae míchá do úplného vyčeření a pak ae ochladí

23353, na 140 °C a zředí přídavkem 630 kg lakového benzinu. Vzniklá aditivum přidáno v koncentraci 1 % hmot· do lihového laku sestávajícího z 50 dílů hmot. manila kopálu, 5,5 dílů hmot.

ricinového oleje rafinovaného, 1,5 dílů hmot. dibutylftalátu, 5 dílů hmot. etylenglykolmonoetylétaru a 36 dílů hmot. etylalkoholu zajistí dokonalý rozliv a bezvadný povrch třívrstvého nátěru.

Příklad 2

Do reaktoru ae předloží 306 kg tělových mastných kyselin, 10 kg kyseliny benzoová a | pa vyhřátí na 200 °C se přidává jemně mletý braunit v množství 95 kg za stálého míchání.

Po ukončení reakce se produkt ochladí na 140 °C a rozpustí ve 100 kg terpentinu, 532 kg xylenu a přidá se 4 kg silikonového oleje a povrchovým napětím 2,3·10“^ K/a a viskositou *

600 mPa.s.

Vzniklé aditivum přidáno v koncentraci 2,5 % hmot. do laku sestávajícího z 25 dílů hmot. nízkoviakózní nitrocelulózy, 8 dílů hmot. glycerinového esteru kalafuny, 5 dílů hmot. trikreeylfoafátu, 4 dílů hmot. foukaného ricinového oleje, 9 dílů hmot. etylacetátu, 9 hmot. dílů acetonu, 9 dílů hmot. n-butylacetátu, 4 dílů hmot. butylalkoholu, 2 dílů hmot. etylenglykolmonoetyléteru, 4 dílů hmot. benzinu extrakt., a 21 dílů hmot. toluenu, zabezpečí dokonalý rozliv laku při aplikaci poléváním.

Aditivum dle vynálezu tím, že zlepšuje reologické vlastnosti laků, emailů a barev při aplikaci, zlepšuje rozliv, lesk a hladkost nátěru a odstraňuje bublinky vnesené do nátěru bez nároků na použití pomalutěkavých a drahých rozpouštědel, významně zlevňuje výrobky, do nichž je použito a současně příznivě ovlivňuje plochy zasýchacích úseků technologie a energetická potřeby zpracovatelů nátěrových hmot. Aditivum co do účinnosti v lihových lacích al již na syntetické bázi nebo- na bázi přírodních pryskyřic jako je šelak, manila..kopál, benzoe, kalafuna a další nemá v současná paletě evropských výrobců lékařských aditiv konkurence.

Aditivum se dodává do bezbarvých laků po jejich dokončení; do pigmentovaných barev a emailů je výhodná vzhledem ke smáčecím účinkům aditiva dávkovat ho do pojivá před provedením dispergace. Dokonalá homogenizace s pojivém před přídavkem pigmentů je nezbytná.

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   Aditivum ke zlepšení Teologických vlastností nátěrových hmot na bázi manganatých mýdel alifatických karboxylových kyselin s počtem 6 až 24 atomů uhlíku, manganatých mýdel kalafuny nebo směsi těchto mýdel, popřípadě rozpuštěných v organických rozpouštědlech s přídavkem silikonového oleje, přlpravitelné tak, že se 0,2 až 20 dílů hmot. kovového manganu, oxidu manganičitého, oxidu mangan!tého, hydroxid-oxidu manganitého, oxidu manganato-manganičitého, oxidu manganistáho, uhličitanu manganatého, oxidu manganatého, hydroxidu manganatého nebo jejich přírodních minerálních analogů podrobí při teplotě 120 až 250 °C po dobu 1 až 4 hodin reakci s 1 až 20 díly hmot. alifatických karboxylových kyselin s počtem 6 až 24 atomů uhlíku nebo 1 až 20 díly hmot. kalafuny s číslem kyselosti 150 až 190 mg KOK/g, číslem zmýdelnění 160 ež 220 mg KOH/g 8 teplotou měknutí metodou Kramer-Samow nad 50 °C nebo jejich směsí, popřípadě za katalytického účinku kyseliny benzoová, reakční produkt se po ochlazení pod 140 °C rozpustí v 10 až 200 dílech hmot. alifatických, aromatických nebo terpenických uhlovodíků, jako v ketonech, esterech kyseliny octová, glykoléterech nebo jejich směsi, popřípadě a přídavkem 0,1 až 5 dílů hmot. silikonového oleje s povrchovým » napětím 1,9 až 2,4.10 N/m a viskozltou pod 700 mPa.s.