CS243866B1

CS243866B1 - Nátěrová hmota pro nátěry schnoucí za horka

Info

Publication number: CS243866B1
Application number: CS849567A
Authority: CS
Inventors: Irina D Kulesova; Jakov L Raskin; Vladimir A Alescenkov; Lev P Lavriscev; Boris N Badslov; Vera M Zuravleva; Galina I Poljakova; Valentina L Kurbatova
Original assignee: Irina D Kulesova; Jakov L Raskin; Vladimir A Alescenkov; Lev P Lavriscev; Boris N Badslov; Vera M Zuravleva; Galina I Poljakova; Valentina L Kurbatova
Priority date: 1984-12-10
Filing date: 1984-12-10
Publication date: 1986-07-17
Also published as: CS956784A1

Abstract

Řešení se týká průmyslu barev a laků, zejména nátěrových hmot pro nátěry schnoucí Za horka různého matovacího stupně a dobrého rozlivu. Nátěrová hmota pro nátěry schnoucí za horka obsahuje pojidlo, pigment jako plnidlo, rozpouštědlo a přídavnou látku. Jako přídavnou látku obsahuje lakton se 12 atomy uhlíku, jehož esterové číslo je 260 až 280 mg KOH/g, číslo kyselosti 0,05 až 3 mg KOH/g, hustota 0,95 až 1,0 g/cm^, index lomu 1,4595, v množství 5 až 50 hmot. % vztaženo na hmotnost pojidla. Poměr mezi jednotlivými součástmi je ve hmotnostních procentech: pojidlo 50 až 5, lakton Cy2 1 až 1θ» pigment jako plnidlo 1 až 75, rozpouštědlo zbytek.

Description

(54) Nátěrová hmota pro nátěry schnoucí za horka

Řešení se týká průmyslu barev a laků, zejména nátěrových hmot pro nátěry schnoucí Za horka různého matovacího stupně a dobrého rozlivu.

Nátěrová hmota pro nátěry schnoucí za horka obsahuje pojidlo, pigment jako plnidlo, rozpouštědlo a přídavnou látku. Jako přídavnou látku obsahuje lakton se 12 atomy uhlíku, jehož esterové číslo je 260 až 280 mg KOH/g, číslo kyselosti 0,05 až 3 mg KOH/g, hustota 0,95 až 1,0 g/cm^, index lomu 1,4595, v množství 5 až 50 hmot. % vztaženo na hmotnost pojidla. Poměr mezi jednotlivými součástmi je ve hmotnostních procentech: pojidlo 50 až 5, lakton Cy2 1 až 1θ» pigment jako plnidlo 1 až 75, rozpouštědlo zbytek.

Vynález se týká průmyslu barev a laků a zejména nátěrové hmoty pro nátěry sušené za horka.

Jmenované nátěrové hmoty pro nátěry schnoucí za horka v suškách se používají jako krycí vrstvy, na které jsou kladeny zvýšené požadavky s ohledem na jejich dekorativní vzhled (matování, polomatování, hedvábný lesk), jejich fyzikálně mechanické a ochranné vlastnosti například při barvení svinovacího plechu, různých přístrojů, stavebních konstrukcí, nastříkaných výrobků a tak dále.

Jsou známé různé nátěrové hmoty pro nátěry, schnoucí za horka, které obsahují pigment jako plnidlo, rozpouštědlo a přísadu.

Jako matovací prostředek se v průmyslu barev a laků používají hlavně plnidla. K těm náleží syntetické hlinky, diatomity a některé srážené silikáty vápníku a hliníku. Všechny mají malý index lomu 1,40, který se blíží indexu lomu pojidel. Používají se obvykle v množství 3 až 15 % hmot., vztaženo na email nebo lak, vždy podle požadovaného matovacího stupně. Přídavek plnidla však zpravidla vyžaduje dlouhodobé dispergování, což stěžuje technologii a vede ke zhoršeni technologických hodnot laků a emailů, například k jejich značnému zahuštění přídavkem oxidu křemičitého. Přídavky oxidu křemičitého mohou mimo to snižovat odolnost nátěru proti vodě a povětrnosti a přídavky mikromastku mohou zhoršovat jejich fyzikálně mechanické vlastnosti (US patentní spis 3 155 685).

Základem vynálezu je úkol, zvýšit změnou součástí matovost nátěrů, zlepšit jejich kvalitu, zvýšit jejich odolnost proti povětrnostním vlivům, jakož i jejich rozprašitelnost při elektrostatickém nanášení.

Tento úkol se řeší tím, že se pro nátěry sušené za horka navrhuje nátěrová hmota obsahující pojidlo, pigment jako plnidlo, rozpouštědlo a přídavnou látku, která podle vynálezu jako přídavnou látku obsahuje lakton se 12 atomy uhlíku, který má esterové číslo 260 až 280 mg KOH/g, čísl^o kyselosti 0,05 až 3 mg KOH/g, hustotu 0,95 až 1,0 g/om^, index lomu 1,4595, v množství 5 až 50 hmotnostních procent, vztaženo na hmotnost pojidla, při následujícím poměru mezi jmenovanými součástmi ve hmotnostních procentech:

pojidlo lakton (C|₂) pigment jako plnidlo rozpouštědlo

50- 5, 1-10, 1-75, zbytek

Jako pojidlo obsahuje nátěrová hmota pro nátěry schnoucí za horka epoxyestery, akrylové kopolymery, alkydové pryskyřice, aminoformaldehydové pryskyřice, epoxid-isokyanátové pryskyřice

Jako rozpouštědlo obsahuje nátěrová hmota xylen, solventnaftu, ethylenglykolmonoethylěther, butylcellosolve (2-ethoxyethyl)acetát, cyklohexanon.

Lakton C^₂ se k nátěrovému systému přidává v různém množství podle požadovaného matovacího stupně při malém obsahu plnidel nebo bez nich.

Matovací efekt vznikající při natírání přídavkem laktonu C^₂ vzniká tim, že ke vzniku mikroheterogenity v systému během vytváření povlaku dochází při sušení v sušce, co má za následek mikrodrsnost povrchové vrstvy povlaku.

Nátěrové hmoty podle vynálezu obsahující lakton C₁₂ (bez pigmentu) tím, že vizuálně zůstávají jako průhledné roztoky, působí velmi vysoký zředovací poměr, což svědčí o špatné kvalitě laktonu jako rozpouštědla. Tak je například zředovací poměr laku akrylové pryskyřice při jeho ředění laktonem C^₂ až do dosažení viskozity 18 a při 20 °C rovný 200%, zatímco při ředění solventnaftou činí 70 % a lakovým benzínem 90 %.

Lakton se mimoto vyznačuje malým tlakem par (teplota varu 132 až 134 °C při 266 až 399 Pa) a zůstává částečně ve filmu. V průběhu zkoušek těkavosti laktonu při různých teplotách bylo zjištěno, že se lakton odpařuje při 130 °C během hodiny od kovového podkladu na 25 %, při 150 °C během 30 minut na 60 % a při 265 °C během 2 minut na 95 %.

Při tom není vyloučeno, že lakton obsahující hlavně d-lakton, který je méně stálý než alfa- a beta-lakton, může tím, že zůstává ve filmu, s funkčními skupinami polymeru reagovat za vzniku sloučenin, které zesiluji mikroheterogenitu v systému. Jako potvrzení možné reakce laktonu C^₂ ^s pojidlem slouží stoupnutí tvrdosti nátěrového povlaku bez zhoršení elastičnosti a'rázové pevnosti. Tak například obnáší tvrdost laku akrylepoxidové pryskyřice zředěním solventnaftou 0,6 a laktonem C^₂ 0,75.

Ochranné nátěry vyrobené použitím laktonu C^₂ jako matovacího prostředku podle vynálezu a jejichž matovací stupeň se reguluje, mají vysoké dekorační vlastnosti jakož i vysokou stálost vůči povětrnostním vlivům.

Použití laktonu C^₂ jako matovacího prostředku umožňuje značné snížení nebo úplné vyloučení spotřeby drahých plnicích látek, které se přidávají za účelem dodání matovosti. To nevede pouze ke zmenšení technologických nákladů (odpadnutím dispergace plnidel) při výrobě nátěrových hmot, ale v některých případech i ke snížení jejich výrobních nákladů.

Přídavek laktonu zvyšuje zvláště dekorativní vlastnosti nátěru (zlepšuje rozliv, zabraňuje kráterům, zabarvení) a umožňuje zlepšení rozprašitelnosti nátěrové hmoty při nanášení v elektrickém poli.

Jako pigmenty a plnidla přicházejí v úvahu například oxid titaničitý, oxid železa, saze, zinkový prach.

Jako plnidla slouží oxid křemičitý, mikromastek, mikrobaryt.

Vedle shora uvedených látek se přidávají další součásti jako zvláčňovadla, katalyzátory, povrchově aktivní látky a jiné.

Vynález se provádí následovně.

Do mísiče se dá pojidlo v organických rozpouštědlech a při kontinuálně poháněném míchadle se přidá pigmentová pasta, načež se hmota míchá 0,5 až 1 hodinu. Potom se do mísiče přidá lakton s 12 atomy uhlíku (C£₂) ^{a m}^^cbá se další 0,5 až 1 hodinu. Lakton s ostatními rozpouštědly se k nátěrové hmotě může přidat před nanášením laku.

Na povrch se nátěrová hmota může nanášet libovolným známým postupem (rozprašováním stlače ným vzduchem, elektrostatickým postupem Coil-Coating, bezvzduchovým vrstvením atd.) a suší se při teplotě mezi 100 a 360 °C. Získají se nátěry různého matovacího stupně, které mají dobré fyzikálně mechanické ochranné vlastnosti a vysoké dekorační vlastnosti.

K lepšímu porozumění vynálezu se uvádějí následující příklady jeho provedení.

Přikladl

K výrobě emailu se vezme 44 g 50% roztoku alkydové pryskyřice, která obsahuje glycerinpolyešter kyseliny ftalové modifikovaný syntetickými mastnými kyselinami frakce C^q-Cj^ v xylenu (hustota roztoku 0,95 až 1,05 g/cm^, číslo kyselosti 25 mg KOH vztaženo na základ), g 50% roztoku melamin-formaldehydové pryskyřice v butanolu (obsah nejvýše 3,5 % hmot. volného formaldehydu), 15 g oxidu titaničitého ve formě rutilu (obsah nejméně 95 % hmot. ox(du titaničitého v rutilové formě, obsah nejméně 93 % hmot. oxidu tatiničitého), 0,4 g sazí .(nejméně 12 až 18 m /g specifického konvenčního povrchu, 0,7 g žlutého oxidu železa, 0,5 g chromové žlutě, 4,5 g mikromastku, 5 g laktonu ^C12- ⁷ g xylenu.

Tím se získá nátěrová hmota pro nátěry schnoucí za horka, která obsahuje následující součásti ve hmotnostních procentech

Alkydová pryskyřice (50%) 44 melamin-formaldehydová pryskyřice (50%) 23 oxid titaničitý 15 saze 0,4 žlutý oxid železa 0,7 chromová žluť 0,5 mikromastek 4,4 lakton C^₂ ⁵ xylen 7

Vlastnosti nátěru získaného nanesením jmenované nátěrové hmoty (podmínky sušeni: 130° Celsia/60 min).

	Matovací prostředek
lakton	bez laktonu
	1	2	3
1.	Vzhled	matový, homogenní, dobrý rozliv	pololesklý
2.	Lesk, %	15	38
3.	Tvrdost v konvenčních jednotkách	0,65	0,60
4.	Ráz v N . m	5	5
5.	Elastičnost v mm	1	1

Příklad 2

K výrobě emailu se vezme 46 g 50% roztoku epoxyesteru obsahujícího roztok produktu esterifikace epoxidové pryskyřice mastnými kyselinami lněného oleje ve směsi xylenu a ethylenglykolmonoethyletheru (obsah 45 ±2 % netěkavých látek, číslo kyselosti nejvýše 10 mg KOH vztaženo na základ), 9 g 50% roztoku melamino-formaldehydové pryskyřice v butanolu (obsah volného formaldehydu nejvýše 3,5 % hmot.), 29 g černého oxidu železa, 9,3 g xylenu, 5 g laktonu C,₂,

1,7 g sazí (nejméně 13-19 m /g specifického povrchu).

Tím se získá nátěrová hmota pro nátěry schnoucí za horka, která obsahuje následující součásti ve hmotnostních procentech:

epoxyester (50%) 46 melamin-formaldehydová pryskyřice (50%) 9 saze 1,7 černý oxid železa 29 xylen 9,3 lakton C₁₂ 5

Vlastnosti nátěru získaného nanesením jmenované nátěrové hmoty (podmínky sušení: 130° Celsia/60 min).

	Matovací prostředek
lakton a mikromastek	mikromastek
	1	2	3
1.	Vzhled	matový, dobrý rozliv.	pololesklý.
		homogenní	šagrénový
2.	Lesk v %	12	38
3.	Tvrdost v konvenčních jednotkách	0,58	0,54
4.	Ráz v N . m	5	5
5.	Elastičnost v mm	1	1

Příklad 3

K výrobě emailu se vezme 52 g 48% roztoku akrylového kopolymerů s obsahem amidu sestávajícího z metakrylamidu, kyseliny metakrylové, styrenu a butylakrylátu, 3 g epoxidové pryskyřice s molekulovou hmotností 400, 2 g epoxidovaného sójového oleje, 25 g oxidu titaničitého, g laktonu C₁₂, 9 g solventnafty.

akrylový kopolymer (48%) s obsahem amidu 52 epoxidová pryskyřice 3 epoxidovaný sójový olej 2 oxid titaníčitý 25 lakton C₁₂ 9 solventnafta 9

Vlastnosti nátěru s předběžným základním nátěrem a získaného nanesením jmenované nátěrové hmoty (podmínky sušení: 265 °C/2 min).

Matovací prostředek mikromastek lakton

1	2	3
1.	Vzhled	polomatový, šagrénový	polomatový, homogenní
2.	Lesk v i	30	25
3.	Tvrdost v konvenčních jednotkách	0,55	0,67
4.	Ráz v N . m	5	5
5..	Elastičnost v mm	5 až 10	1 až 3
6.	Var ve vodě v h	po 24 h beze změny	po 24h beze změny
7.	Zkouška v solné a mokré komoře v h	po 720 h beze změny	po 720 h beze změny

Příklad 4

K výrobě emailu se vezme 64 g 48% roztoku akrylového kopolymerů s obsahem amidu, sestávajícího z metakrylamidu, kyseliny metakrylové, styrenu, butylakrylátu, 4 g glycidylesteru na bázi syntetických mastných kyselin, 4 g epoxidovaného sójového oleje, 2 g sazí (nejméně až 19 m /g specifického povrchu), 2 g oxidu křemičitého (60 g/1 sypné hmoty), 6 g laktonu C|₂' 12 g (2-ethoxyethyl)acetátu, 6 g butylcellosolve.

i

Akrylový kopolymer s obsahem amidu (48%) 64 glycidylester 4 epoxidovaný sójový olej 4 saze 2 oxid křemičitý 2 lakton 6 (2-ethoxyethyl) acetát 12. butylcellosolv 6

Vlastnosti nátěru s předběžným základním nátěrem, získaného nanesením jmenované nátěrové hmoty (podmínky sušení: 265 °C/2 min)

		Matovací Lakton a aerosil	prostředek Aerosil	Bez matovacího prostředku
	1	2	3	4
1.	Vzhled	matový, hladký, homogenní	polomatový, trochu šagrénový	lesklý, trochu šagrénový
2.	Lesk v %	7	27	55
3.	Tvrdost v konvenčních jednotkách	0,55	0,45	0,55
4.	Ráz v N . m	5	5	5
5.	Elastičnost v mm	1 až 3	3	1 až 3
6.	Var ve vodě v h	po 24 h beze změny	po 2 h vznikají puchýřky	po 24 h beze změny
7.	Zkouška v solné a mokré komoře v h	po 720 h beze změny	po 720 h beze změny	po 720 h beze změny

Příklad 5

Do mísiče se vnese 62 g 50% roztoku akrylového kopolymerů s obsahem hydroxylu na bázi ethylenglykolmonometakrylátu, butylakrylátu, butylmetakrylátu, styrenu a metylmetakrylátu. Potom se dá epoxidová pryskyřice s molekulovou hmotností 400 v množství 3 g, 6 g epoxidová· ného sójového oleje, 20 g laktonu 1,9 oxidu křemičitého (sypná hmota 60 g/1), 8 g sol· ventnafty.

Tím se zíká nátěrová hmota pro nátěry schnoucí za horka, která‘obsahuje následující součásti ve hmotnostních procentech:

akrylový kopolymer s obsahem hydroxylu /50% roztok/ epoxidová pryskyřice epoxidovaný sójový olej lakton oxid křemičitý solventnafta

Vlastnosti nátěru získaného nanesením jmenované nátěrové hmoty (podmínky sušení: 265°

Celsia/2 min)

Bez matovacího prostředku

Matovací prostředek Lakton

1.	Vzhled	polomatový, homogenní, hladký	lesklý, s rozplývavým šagrenem
2.	Lesk v %	30	50
3.	Tvrdost v konvenčních jednotkách	0,77	0,60
4.	Ráz v N. m	5	5
5.	Elastičnost v mm	1	1
6.	Var ve vodě v h	po 24 h beze změny	po 24 h beze změi

Příklad 6

K výrobě emailu se vezme 40 g 50% roztoku epoxidové pryskyřice (molekulová hmotnost

500 až 3 000), 3 g epoxidovaného sójového oleje, 2 g hexametoxymetylmelaminu (obsah volného formaldehydu 0,3 hmot. %, 40 hmot. % metoxyskupin, průměrná molekulová hmotnost 470), 25 g oxidu' titaničitého (alespoň 95 % obsahu rutilové formy, nejméně 93 % oxidu titaničitého), g zirkonchromové žlutí, 5 g mikromastku, 5,9 g laktonu C^₂, θ.ί 5 10% roztoku kyseliny para-toluensulfonové v butanolu, 5 g cyklohexanonu, 6 g solventnafty, 4,95 g (2-ethoxyetyl)aoetátu, 0,05 g kvartérní amoniové soli kyseliny karboxylové C_lg.

50% roztok epoxidové pryskyřice 40 epoxidovaný sójový olej 3 hexametoxymetylmelamin 2 oxid titaničitý 25 zinkchromová žlu£ 3 mikromastek 5 lakton C₁₂ 5,9 kyselina para-toluensulfonová (10% roztok) 0,1 cyklohexanon 5 solventnafta 6 (2-ethoxyetyl)acetát -4,95 kvartérní amoniová sůl kyseliny karboxylové C_lg 0,05

Vlastnosti nátěru získaného nanesením jmenované nátěrové hmoty (podmínky sušení: 280° Celsia/2 min),

	Matovací prostředek
mikromastek a lakton	mikromastek
1	2	3

1.	Vzhled	matový, hladký	pololesklý šagrenový
2.	Lesk v %	12	28
3.	Tvrdost v konvenčních jednotkách	0,75	0,70
4.	Ráz v N . m	5	5
5.	Elastičnost v mm	1	1
6.	Var ve vodě v h	po 24 h beze změny	po 24 h beze

změny

Příklad 7

Do mísiče se vnese 70 g 50% roztoku akrylového kopolymeru s obsahem hydroxylu, sestávajícího z ethylenglokolmonometakrylátu, butylakrylátu, butylmetakrylátu, styrenu a metylmetakrylátu, 7 g laktonu C.^, 5 g oxidu křemičitého (60 g/1 sypná hmota), 1 g solventnafty a dobře se rozmíchá. Před upotřebením se ke směsi přidá 17 g polyisokyanátbiuretu.

Získá se tím nátěrová hmota pro nátěry schnoucí za horka, která obsahuje následující součásti ve hmotnostních procentech:

akrylový kopolymer s obsahem hydroxylu (50% roztok) 70 polyisokyanátbiuret 17 lakton C^₂ ⁷oxid křemičitý 5 solventnafta 1

Vlastnosti nátěru získaného nanesením jmenované nátěrové hmoty (podmínky sušení: 125° Celsia/5 min nebo 80 °C/40 min).

	Aerosil a lakton	Matovací prostředek
Aerosil	Lakton	Mikromastek
1.	Vzhled	matový, hladký, homogenní	polomatový, šagrenový	polomatový, hladký	velmi drsný, nevhodný k použití, nevhodný k matování
2.	Lesk v %	25	30	40	-
3.	Tvrdost v konvenčních jednotkách	0,76	0,75	0,78	-
4.	Elastičnost v mm	1	1	1	-
5.	Zkouška v solné a mokré komoře v h	po 500 h beze změny

Příklade

K výrobě emailu se vezme 46 g 50% roztoku nasycené polyesterové pryskyřice v xylenu, g 50% roztoku hexametoxymetylmelaminu v toluenu, 20 g oxidu titaničitého ve formě rutilu (obsah rutilové formy nejméně 95 %, obsah oxidu tatiničitého nejméně 93 %), 5 g mikromastku, 7 g cyklohexanonu, 10 g cellosolveacetátu a 7 g laktonu C^.

nasycená polyesterová pryskyřice (50% roztok) 46 hexametoxymetylmelamin (50% roztok) 5 oxid titaničitý 20 mikromastek 5 lakton C^₂ ⁷cyklohexanon 7 (2-etoxyet.yl) aoetát 10

Vlastnosti nátěru získaného nanesením jmenované nátěrové hmoty (podmínky sušení: 270° Celsia/3 min nebo 150 °C/20 min).

i

	Lakton a Aerosil	Matovací prostředek
Aerosil	Lakton a mikromastek	Mikromastek
1. Vzhled	polomatový, hladký, homogenní	pololesklý šagrenový, drsný	_r polomatový, hladký, homogenní	pololesklý, šagrenový
1. Lesk v %	27	40	25	40
3. Tvrdost v konvenčních jednotkách	0,5	0,58	0,6	0,58
4. Elastičnost v mm	1	1	1	1
5. Zkouška v solné a mokré komoře v h	-	-	po 500 h beze změny	-

Příklad 9

K výrobě emailu se vezme 40 g 50% roztoku alkydové pryskyřice na bázi atreólu, anhydridů kyseliny ftalové, syntetických mastných kyselin, v xylenu, 20 g 50% roztoku melaminové pryskyřice ve směsi butanolu a isobutanolu, 23 g oxidu titaničitého, 9 g magnesiumtitanátu, 3 g mikromastku, 3 g laktonu C^₂ ^a 2 g xylenu.

alkydová pryskyřice (50% roztok) 40 melamin-formaldehydová pryskyřice (50% roztok) 20 oxid titaničitý 23 magnesiumtitanát 9 mikromastek 3 lakton C₁₂ 3 xylen 2

Vlastnosti nátěru získaného nanesením jmenované nátěrové hmoty (podmínky sušení 110° Celsia/60 min).

Matovací prostředek

	mikromastek	mikromastek a lakton	aerosil	lakton
1.	Vzhled	polomatový, šagrenový	matový, hladký, homogenní	polomatový, šagrenový, drsný	polomatový, homogenní , hladký
2.	Lesk v %	35	15	30	35
3.	Tvrdost v konvenčních jednotkách	0,43	0,45	0,41	0,45
4.	Elastičnost v mm	1	1	1	1

Příklad 10

K výrobě základního nátěru se vezme 10 g 50% roztoku epoxidové pryskyřice (molekulová hmotnost 25 000 až 30 000) v cyklohexanonu, 72 g zinkového prachu, 5 g laktonu C^₂, 13 g cyklohexanonu.

Claims

PŘEDMĚT VYNALEZU

1. Nátěrová hmota pro nátěry schnoucí za horka, která obsahuje pojidlo, pigment jako plnidlo, rozpouštědlo a přídavnou látku, vyznačená tím, že jako přídavnou látku obsahuje lakton se 12 atomy uhlíku, jehož esterové číslo je 260 až 280 mg KOH/g, číslo kyselosti 0,05 až 3 mg KOH/g, hustota 0,95 až 1,0 g/cm³, index lomu 1,4595, v množství 5 až 50 hmotnostních procent vztaženo na hmotnost pojidla·, při následujícím poměru jmenovaných součástí ve hmotnostních procentech

pojidlo 50 až 5 lakton 1 až 10 pigment jako plnidlo 1 až 75 rozpouštědlo zbytek
2. Nátěrová hmota podle bodu 1, vyznačená tím, že jako pojidlo obsahuje epoxyester, alkydovou pryskyřici, akrylovou pryskyřici, aminoformaldehydovou pryskyřici nebo epoxid-isokyanátovou pryskyřici.
3. Nátěrová hmota podle bodu 1, vyznačená tím, že jako rozpouštědlo obsahuje xylen, solventnaftu, ethylenglykolmonoetyléter, butylcellosolv, (2-ethoxyetyl)acetát nebo cyklohexanon.