CS259074B1 - Akrylové vypalovaoí nátěrová hmoty a tmely - Google Patents

Abstract

Řešení ae týká nátěrových hmot a tmelů eeetávajíoích z akrylového pojivá, organických rozpouštědel a ořipádně daluíoh typů lakařskýoh pojiv, pigmentů, plniv a jinýoh aditiv. Jeho podatata apočív^ v tom, že akrylovým pojivém je alespoň jeden akrylový polymer o regulovanou stavbou molekuly připravený kopolymeraoí akrylovýoh eaterů o funkčními akrylovými monomery a případně dalšími komonoraery specifikovaným postupem.

Description

Vynález se týká akrylových vypalovacích kompozic ha hází rozfcokových akrylových pojiv, případně s přídavkem dalších typů pojiv, pigmentů, plniv, rozpouštědel a aditiv*

Akrylová nátěrová hmoty a tmely nacházejí stále širší uplatnění v nejrůznějších průmyslových odvětvích· Přišinou velkého zájmu o akrylové typy jsou jejich velmi dobré vlastnosti, a to zejména z hlediska odolnosti úšinkům povětrnosti, odolnosti vůči vodě a chemikáliím, žloutnutí nebo přilnavosti na nejrůznější podklady· Z akrylových pojiv se nejčastěji připravují nátěrové hmoty pro vrchní dekorativní nátěry (pat· NSR č. 2 851 003, pat. USA č. 3 532 655), vzhledem k velmi dobré přilnavosti lze však tato pojivá použít i pro výrobu nátěrových hmot základních (jap· pat· č· 77 053942)· Nátěrové hmoty na kovy na bázi akrylových filmotvorhýoh kopolymerú jsou např. předmětem pat· NSR č· 2 208 255 nebo brit. pat. $·

431 077. Všechny dosavadní produkty však vycházejí z kopolyměrů připravovaných klasickou roztokovou kopolymerací, takže se vyznačuji relativně nízkou distribucí molekulových hmotností· Proto nátěrové hmoty z nich odvozené nemají vyvážené mechanické vlastnosti a nedosahují vysoké tvrdosti při zachování dostatečné odolnosti úderu, ohybu a hloubení·

Tento problém úspěšně řeší předložený vynález, jehož předmětem jsou akrylové vypalovací nátěrové hmoty a tmely sestávající ze 3 až 50 hmot· dílů akrylového pojivá, 20 až 95 hmot· dílů organických rozpouštědel a popřípadě až 80 hmot· dílů jiných lékařských pojiv, zejména polyesterových,aldehy259074 dových a epoxidových pryskyřic a derivátů celulózy, až 80 hmot. dílů pigmentů a/nebo plniv a až 9 hmot. dílů aditiv, zejména ze skupiny zahrnující rozlivová činidla, matovadla, odpěňovače a prostředky snižující vypalovací teplotu. Podstata vynálezu spočívá v tom,„že tyto nátěrové hmoty obsahují jako akrylové pojivo nejméně jeden akrylový polymer s regulovanou stavbou molekuly, připravený ze 30 až 100 hmot. dílů alkylesterů kyseliny akrylové a/nebo methakrylové s počtem uhlíkových atomů v alkylové skupině 1 až 12, 3 až 40 hmot. dílů funkčních akrylových monomerů ze skupiny zahrnující kyselinu akrylovou a methakrylovou, jejich amidy, případně substituované na dusíku methylolovými skupinami nebo alkylovými nebo alkoxymethylovými skupinami s počtem uhlíkových atomů v alkylovém řetězci 1 až 5, hydroxyalkylestery kyseliny akrylové a methakrylové s počtem uhlíkových atomů v hydřoxyalkylové skupině 2 až 4, glycidylakrylát a glycidylmethakrylát, a popřípadě až ze 100 hmot. dílů mono ethyl enicky nenásycených monomerů ze skupiny zahrnující styren, jeho alkylderiváty s počtem uhlíkových atomů v alkylovém substituentu 1 až 4 a vinylacetát. Akrylovým polymerem s regulovanou stavbou molekuly se rozumí polymer o číselném průměru molekulových hmotnosti 3 000 až 60 000 a poměru hmotnostního a číselného průměru molekulových hmotností 2 až 6 při současném zachováni náhodné distribuce monomerních segmentů, připravený radikálovou polymerací za časově řízeného plynulého nebo postupného přídavku směsi monomerů s iniciátorem polymerace do rozpouštědel vznikajícího polymeru při jejích teplotě varu po dobu 1 až 6 hodin a následným dokončením polymerace při té»to teplotě během 2 až 12 hodin. Akrylovými polymery s regulovanou stavbou molekuly jsou také směsi dvou až tři polymerů, připravené rozfázovanou radikálovou polymerací při dvou- nebo třífázovém plynulém nebo postupném dávkování jedné až tří různých směsí monomerů s inicátorem polymera.259074 ce do rozpouštědel vznikajících polymerů při jejich teplotě varu po dobu 20 minut až 4 hodin bez časového odstupu nebo β časovým odstupem jednotlivých fází dávkování až 3 h.

Nátěrové hmoty podle vynálezu obsahují akrylová pojivá, která svou vhodnou molekulovou hmotností a výhodným rozložením monomerních segmentů v polymerním řetězci umožňují dosáhnout optimálních vlastností nátěrových hmot i povlaků z nich připravených· Tyto nátěry mají po vypálení při teplotách 80 až 200 °C velmi dobrou odolnost na urychlené i normální povětrnosti, v korozním prostředí a výborně odolávají chemickým prostředkům a UV-záření. Vhodným složením akrylového pojivá a poměrem ostatních složek nátěrové hmoty se získají nátěrové filmy s vynikající přilnavostí k různým podkladům, dostatečnou tvrdostí a požadovanou elasticitou·

Nejdůležitější složkou uváděných akrylových vypalovacích nátěrových hmot je akrylové pojivo, jímž je kopolymér připravený kopolymeraoí 30 až 100 hmot. dílů alkylesterů kyseliny akrylové a/nebo methakrylové s počtem uhlíkových atomů v alkylové skupině 1 až 12, 3 až 40 hmot. dílů funkčních akrylových monomerů ze skupiny zahrnující kyselinu akrylovou a methakrylovou, jejich amidy, které mohou být na dusíku substituovány methylolovými skupinami nebo alkylovými nebo alkoxyměthylovými skupinami s počtem uhlíkových atomů v alkylovém řetězci 1 až 5, hydroxyalkylestery kyseliny akrylové a methakrylové s počtem uhlíkových atomů v hydroxyalkylové skupině 2 až '4, glycidylakrylát a glycidylmethakrylát, a popřípadě až ze j00 hmot. dílů monoethylenicky nenasycených monomerů ze skupiny zahrnující styren, jeho alkylderiváty s počtem uhlíkových atomů v alkylovém substituentu 1 až 4 a vinylacetót. Z esterů kyseliny akrylové a methakrylové se zejména používají estery odvozené od alifatických alkoholů, jako jsou např. methanol, ethanol, n^propanol, isopropanol, n-butanol, isobutanol, 2-methylbutanol, ,2-pentanol, 3-pentanoI, n-hexanol, 1-methylpentanol, 3-methylpentanol,

2-ethylbutanol, 2-methylpentanol, n-heptanol, 1 -methylhexanol, 2-methylhexanol, 3-methylhexanol, 3-heptanol, n-oktanol, isooktanol, 2-ethylhexanol, 3,5,5-trimethylhexanol, n-dekanol nebo dodekanol. Z monomerů s funkčními skupinami se Uplatňují především kyselina akrylová a methakrylová, 2-hydroxyethylakrylát, 2-hydroxypropylakrylát, 4-hydroxybutylakrylát a příslušné methakryláty, dále monomery obsahující amidické skupiny, zvláště akrylamid, methylakrylamid, N-methoxymethylakrylamid, N-butoxymethylakrylamid, N-isobutoxymethylakrylamid, Ν,Ν-dimethylakrylamid, N-terc# butylakrylamid, Ν,Ν-dibutylakrylamid a obdobné áoučeniny . odvozené od kyseliny methakrylová. Z funkčních monomerů obsahujících oxiranovou skupinu jsou nejvhodnější glycidylakrylát a glycidylmethakrylát. Dalšími komonomery akrylového kopolymerů mohou případně být i styren a jeho alkylderiváty s počtem uhlíkových atomů v alkylovém substituentu 1 až 4, jako např. o( -methylstyren, yd -methylstyren, 2-methyl styren, 3-methylstyren, 4-methýlstyrén a terč. butylstyreh, a také vinylacetát.

K těmto akrylovým kopolymerům je možné přidávat ještě jiné typy lakařských pojiv, a to deriváty odvozené od přírodních makromolekulárních i nízkomolekulárních látek a také další druhy syntetických pojiv. Z přírodních makromolekulárních i nízkomolekulárních látek to jsou např. nitrát, propionát a acetobutyrát celulózy, chlorkaučuk, adukty a estery kalafuny a pojivá odvozená od vysychavých nebo polovysychavých rostlinných olejů. Ze syntetických pojiv jsou vhodné pryskyřice aldehydové, jako např. melaminformádehydové, fenolformaldehydové, močovinoformaldehydové, guanaminformaldehydové a ketonformaldehydové, dále polyesterové, jako např. alkydy a nasycené i nenasycené polyestery, epoxidové pryskyřice dianovóho typu a epoxyestery, ale také polyurethany na bázi hydroxypolyesterů či hydřoxypolyetherů a polyisokyanátů .a pryskyřice silikonové.

Pro získání požadovaného barevného odstínu se přidávají anorganické i organické pigmenty, jako např» běloba titanová a zinková, zeleň a červeň železitá, molybdátová a kadmiová, zinková, železitá a chromdvá Žluí nebo oranž, modř či zeleň ultramarínová, chromová a ftalocyaninová, manganová violet, permanentní a chromová hněá, železitá a uhlíková čerň. Nátěry s kovovým efektem se získají použitím perlových a kovových pigmentů. Do základních nátěrových hmot se mohou přidávat antikorozní pigmenty, jako např. suřík, zinkchromát, zinkfosfát a pigmenty kovové, zejména zinkový prach. K těmto pigmentům lze také přidávat jemně mletá či srážená plniva. Používá se např. uhličitan vápenatý (srážený, vápenec, křída), síran vápenatý (srážený, těživec), koloidní oxid křemičitý, kaolín, diatomit, talek, břidličná a skelná moučka, grafit, azbest a slída. aj.

Jako organická rozpouštědla se používají alkoholy, estery, ethery, etheralkoholy, etherestery, ketony, acyklické, aromatické a chlorované uhlovodíky.

Přidávat lze i další aditiva, jimiž jsou prostředky ovlivňující buá přípravu či vlastnosti nátěrových hmot samotných, např. dispergaci, sedimentaci, plavání a flotaci pigmentů a plniv, pěnění, rozliv, tvorbu škraloupu apod., nebo vlastnosti, případně tvorbu nátěrového filmu, např. mechanickou odolnost, přilnavost, lesk, hořlavost, odolnost vodě nebo účinkům záření, elektrickou vodivost aj. Bývají to obvykle silikonové pryskyřice, nízkomolekulární akrylové kopolymery, povrchově aktivní látky, minerální oleje, kovové mýdla, výševroucí aromatické uhlovodíky, ketony, estery, oximy, deriváty fenolu, kvarterní amoniové soli mastných kyselin, prostředky na bázi oxidu křemičitého, polyethylenu, polypropylenu, polyamidů nebo šbearótů zinku, hliníku, hořčíku a vápníku. Pro snížení vypalovací teploty se používají látky katalýzující vytvrzovací reakci, což jsou především deritráty kyseliny fosforečné .nebo p-toluensulfonové a kyselé polyestery.

Nátěrové hmoty podle tohoto vynálezu se připravují známými technologickými postupy na různých typech dispergačních zařízení. Získané výrobky se aplikují běžnými nanášecími technikami především na kovové podklady.

Příklady provedení

Předmět vynálezu je dále doložen příklady provedení, ve kterých je využito akrylových pojiv, jejichž složení je vyjádřeno v hmotnostních dílech.

Výchozí monomer	Akrylové pojivo	P
A	B	c	D	E
butylakrylét	50,0	50,0	43,0	46,0	50,0	42,5
2-hydroxyethylmetha- krylát	8,0	-	«Μ,	-	8,0	10,0
kyselina akrylová	2,5	2,5	3,0	2,5		2,5
styren	39,5	39,5	40,0	29,3	20,0	30,0
2-hydro xy e thy1akrylát	-	8,0	-	7,8	«»	-
N-i sobutoxymethylakrylamid	-	—	14,0	-	-	' —
methylmethakrylát		-	-	14,4	19,5	15,0
kyselina methakrylová			«Η	M·	2,5

Akrylové pojivo A - směs 2 polymerů, číselný průměr molekulových hmotností 10 000.

Akrylové pojivo B -náhodná distribuce monomerních segmentů, číselný průměr molekulových hmotností 12 000, poměr hmotnostního a čísel259074 ného průměru molekulových hmotností ,2,8.

Akrylové pojivo C - náhodná distribuce monomerních segmentů, číselný průměr molekulových hmotností 15 000, poměr hmotnostního a číselného průměru molekulových hmotností 5,6* ''

Akrylové pojivo D - směs 2 polymerů, číselný průměr molekulových hmotností 28 000.

Akrylové podivo E směs 3 polymerů, číselný průměr molekulových'hmotností 5 000.

Akrylové pojivo E- náhodná distribuce monomerních segmentů, číselný průměr molekulových hmotností 54 000, poměr hmotnostního a číselného průměru mol&Lovýah hmotností 3,2.

Příklad 1

Akrylový email vypalovací bílý akrylové pojivo A melaminformaldehydová pryskyřice středně etherifikováná melaminformaldehydová pryskyřice výěe etherifikovaná <

Běloba titanová xylen butanol butylglykol odpěňovač. (bez silikonové pryskyřice) rozlivový prostředek (polysiloxanový kopolymer)

24,8 hmot. dílu

6,2

6,2

27,2 ”

16,5

14,5

3,0

0,5

0,2

Vypálením po dobu 30 minut při teplotě 130 °C se při tlouštce nátěru 30 až 40 yum získá povrchový film s tvrdos tí kyvadlem 49,5 odolností úderu 90 cm, odolností hloubení 7,5 mm a odolností ohybu 3 mm.

Příklad 2

Akrylový email vypalovací žlutý

akrylové pojivo E	24,0 hmot. dílů
alkydová pryskyřice (glycerolftalový
typ modifikovaný mastnými kyselina-
mi sojového o3gje)	9,1 hmot. dílu
melaminíormaldehydová pryskyřice
středně etherifikovaná	12,0
chromová žlul	20,0
butanol	8,0
butylglykolacetát	8,3
xylen	18,5
rozlivový prostředek (modifikovaný
polysiloxanový kopolymer)	0,1 .

Vypálením po dobu 30 minut při teplotě 130 °C se při tlouštce nátěru 30 až 40 yum získá film s tvrdostí kyvadlem 35,7 %, odolností úderu 45 cm, odolností hloubení 8,0 mm a odolností ohybu j mm.

Příklad 3

Akrylový email vypalovací červený akrylové pojivo B 25,5 hmot. dílu epoxidová pryskyřice dlaňového typu o epox. hmot. ekvivalentu 188 až 200 5,0 ”

259074'

titanová běloba organická červeň melaminformaldehydová pryskyřice	7,0 hmot. dílů 2,4 hmot. dílu
Středně etherifikovaná	21,9
butanol	10,3
butylglykol	1,2”
xylen	«6,6
rozlivový prostředek (modifikovaná
silikonová pryskyřice)	0,1

Vypálením 30 minut při teplotě 130 ®C se při tloušťce nátěru 30 až 40 yum získá povlak s tvrdostí kyvadlem 46,4%, odolností úderu 55 cm, odolností hloubení 6<0 mm a odolností ohybu 3 mm.

Příklad 4·

Akrylový email vypalovací černý matný akrylové pojivo xylen butanol saze matovadlo (upravený oxid křemičitý) dispergační prostředek (výšemoleku-.

lárňí polykarboxylová kyselina) odpěňovač (bezvodá emulze modifikovaného polysiloxanového kopolymeru) rozlivový prostředek (výševroucí aromáty, ketony a estery)

39,4

36,6

13,1

2,8

6,6

0,7

0,5

0,3 hmot.

n »» n

« »

u η

dílu

Vypálením 30 minut při teplotě 180 °G se při tloušťce nátěru 30 až 40 /um získá povrchový film s tvrdostí kyvadlem .59,2 %, odolností úderu 100 cm, odolností hloube- . ní 7,6 mm a odolností ohybu 3 mm.

Příklad 5

Akrylový email bílý se sníženou vypalovací teplotou

akrylové pojivo D	27,5 hmot. dílu
melaminformaldehydová pryskyřice
středně etherifikovaná	13,8
titanová běloba	19,0
butanol	12,1
butylglykol	3,8 ”
xylen	21,1 ”
katalyzátor pro snížení vypalovací
teploty na bázi derivátů kyseliny
p-toluensulfonové	2,4”
rozlivový prostředek na bázi polysi-
loxanů	0,2

Vypálením po dobu 30 minut při teplotě 90 °C se při tlouštce nátěru 30 až 40 ^um získá povlak, s tvrdostí kyvadlem 34,4 %, odolností úderu 45 cm, odolností hlubení 9,0 mm a odolností ohybu 3 mm.

Příklad 6

Základní barva vypalovací

akrylové pojivo A melaminformaldehydová pryskyřice	9,1	hmot
výše etherifikovaná	7,8	u
xylen	6,1	tt
butanol	3,0	11
litopon	47,8	1»
mastek	6,4	11
směsné aromatické rozpouštědlo (aro-
matické uhlovodíky s počtem 'ato-
mů uhlíku 8 až .12)	19,3	11
dispergační prostředek {sůl kyseliny
fosforečné)	0,5	11

Vypálením 30 minut při teplotě 130 °C se při tloušťce nátěru 30 až 40 yum získá povlak s tvrdosti kyvadlem 20,9 odolnosti úderu 20 cm, odolností hloubeni 5,5 mm a odolností ohybu 5 mm.

Příklad 7

Akrylový lak vypalovací

akrylové pojivo 3?	27,9 hmot
melaminformaldehydová pryskyřice
středně etherifikovaná	23,9
xylen	28,2”
butanol	19,7 ”
rozlivový prostředek na bázi akrylového
kopolymeru	0,2

dílu

Vypalováním po dobu 30 minut při teplotě 130 °C se při tloušťce nátěru 30 až 40 /um získá povlak s tvrdostí kyvadlem 67,8 %, odolností úderu 90 cm, odolností hloubení 9,0 mm a odolností ohybu 3 mm.

Příklad 8

Akrylový lak vypalovací s kovovým efektem akrylové pojivo!) melaminformaldehydová pryskyřice středně etherifikovaná melaminformaldehydová pryskyřice výše etherifikovaná acetobutyrát celulózy hliníková pasta xylen butylacetát butanol

11,3 hmot· dílu

2,8 »

2,9 ”

4,9”

4,5 ”

31,6.

38,2 ”

3,8”

Vypálením po dobu 30 minut při teplotě 130.°C' se při tlouštce nátěru 30 až 40 yum získá film s tvrdostí kyvadlem 35 »2 %, odolností úderu 100 cm, odolností hloubení 9,0 mm a odolností ohybu 3 mm.

Příklad 9

Akrylový lak vypalovací s vyšší tepelnou odolností akrylové pojivo C 15,0 hmot. dílu xylen 56,6 butanol 28,4 ^M

Vypálením 30 minut při teplotě 175 ^ÓC se při tloušt ce nátěru 10 až 20 yum získá povlak s tvrdostí kyvadlem 85 odolností úderu 100 cm, odolností hloubení 9,0 mm a odolností ohybu 3 mm.

Příklad 10

Akrylkombinační vypalovací lak	hmot
akrylové pojivo P melaminformaldehydová pryskyřice	6,0
středně etherifikovaná	22,0	«
alkydová pryskyřice (glycerolftalový typ modifikovaný dehydratovaným ricinesým olejem)	51 ,9	«
xylen	4,0	n
lakový benzin	10,0	V»
butanol	6,0	II
rozlivový prostředek (polysiloxanový kopolymer)	0,1	II

Vypálením po dobu 20 minut při teplotě 135 β® při tloušlce nátěru 30 až 40 /um získá film s tvrdostí kyvadlem 32,8 %_t odolností úderu 75 cm, odolností hloubení

8,5 mm a odolností ohybu 3 mnu

Příklad 11

Akrylový tmel vypalovací akrylové pojivo A zinková běloba uhličitan vápenatý melaminformaldehydová pryskyřice výěé etherifikovaná xylen

10,3 hmot. dílu 40,5

31,5

5,7

12,0

Vypálením 30 minut při teplotě 130 °C se přitloušlce nánosu 250 až 300 /um získá film s odolností úderu 60 cm, odolností hloubení 2 mm a odolnostíohybu 50 mm.

Claims (3)

1 · Akrylové vypalovací nátěrové hmoty a tmely sestávající ze 3 až 50 hmotnostních dílů akrylového pojivá, 20 až 95 hmotnostních dílů organických rozpouštědel a popřípadě až 80 hmotnostních dílů jiných lakařských pojiv, zejména polyesterových, aldehydových a epoxidových pryskyřic a derivátů celulózy, až 80 hmotnostních dílů pigmentů a/nebo plniv a až 9 hmotnostních dílů aditiv, zejména ze skupiny zahrnující rozlivová Činidla, matovadla, odpěňovače a prostředky snižující vypalovací teplotu, vyznačující se tím, Že jako akrylové pojivo obsahují nejméně jeden akrylový polymer s regulovanou stavbou molekuly, připravený ze 30 až 100 hmotnostních dílů alkylesterů kyseliny akrylové a/nebo methakrylové s počtem uhlíkových atomů v alkylové skupině 1 až 12, 3 až 40 hmotnostních dílů funkčních akrylových monomerů ze skupiny zahrnující kyselinu akrylovou a methakrylovou, jejich amidy, případně substituované na dusíku methylolovýmí skupinami nebo alkylovými nebo alkoxymethylovými skupinami s počtem uhlíkových atomů v alkylovém řetězci 1 až 5, hydroxyalkylestery kyseliny akrylové a methakrylové s počtem uhlíkových atomů v hydroxyalkylové skupině 2 až 4, glycidylakrylát a glycidylmethakrylát, a popřípadě až ze 100 hmotnostních dílů monoethylenioky nenasycených monomerů ze skupiny zahrnující styren, jeho alkylderiváty s počtem uhlíkových atomů v alkylovém substituentu 1 až 4 a vinylacetát.

2· Akrylové vypalovací nátěrové hmoty a tmely podle bodu 1, vyznačující se tím, že akrylový polymer s regulovanou stavbou molekuly je polymer o číselném průměru molekulových

I hmotnosti 3 000 až 60 000 a poměru hmotnostního a číselného průměru molekulových hmotností 2 až 6 při současném zachování náhodné' disbibuce monomerních segmentů, připravený radikálovou polymeraci za Časově řízeného plynulého nebo postupného přídavku směsi monomerů s iniciátorem polymerace do rozpouštědel vznikajícího polymeru při jejich teplotě varu po dobu 1 až 6 hodin a následným dokončením polymerace při této teplotě během 2 až 12 hodin·

3. Akrylové vypalovací nátěrové hmoty a tmely podle bodu 1, vyznačující se tím, že akrylové polymery s regulovanou stavbou molekuly jsou směsi dvou až tří polymerů, připravené rozfázovanou radikálovou polymeraci při dvou- nebo třífázovém plynulém nebo postupném dávkování jedné až tří různých směsí monomerů s iniciátorem polymerace do rozpouštědel vznikajících polymerů při jejich teplotě varu po dobu 20 minut až 4 hodin bez časového odstupu nebo s časovým odstupem jednotlivých fází dávkování až 3 hodiny.