CS263800B1

CS263800B1 - Vodou fmditmlná nátěrováhmoty na bázi epoxidových prysJcyfic

Info

Publication number: CS263800B1
Application number: CS877573A
Authority: CS
Inventors: Jaroslav Rndr Csc Hires; Jaromir Ing Kincl; Vladislav Ing Macku
Original assignee: Hires Jaroslav; Kincl Jaromir; Macku Vladislav
Priority date: 1987-10-21
Filing date: 1987-10-21
Publication date: 1989-04-14
Also published as: CS757387A1

Abstract

Účelem řešení je získání nátěrových hmot, které jsou stabilní při obvyklých podmínkách skladování, při naředěnl vodou a při mechanickém namáhání. Dosáhne se toho vhodnou kombinací pryskyřičné epoxidové složky, tvořené směsi nízkomolekulární kapalné a vysokomolekulární epoxidové pryskyřice dianového typu, inertního organického rozpouštědla nemísitelného nebo omezeně mlsitelného s vodou, polyaminoamidového tvrdidla na bázi reakčních produktů polyaminů s nenasycenými adukty mastných kyselin a anhydrydů alfa, beta-nenasycených dikarboxylových kyselin s kondenzačními produkty fenolů a aldehydů. Dále tyto hmoty obsahují vodu a případně celou řadu aditiv.

Description

Vynález se týká vodou ředitelných nátěrových hmot na bázi epoxidových pryskyřic, inertního organického rozpouštědla, nízkomolekulárnlho polyaminoamidového tvrdidla a případně dalších aditiv.

Pro přípravu nátěrových hmot se jako pojiv používá celé řady syntetických polymerů, jako jsou epoxidy, akryláty, alkydy, polyestery a jiné. Často používaným polymerem jsou epoxidové pryskyřice, které slouží jako pojivo nátěrových hmot na vzduchu vysychavých a teplem vytvrzovaných. Je obvyklé, že epoxidové pryskyřice jsou rozpuštěny v organických rozpouštědlech, jako je xylen, toluen, aceton, butanol, eventuálně v jejich vzájemných kombinacích. Tato rozpouštědla po nanesení nátěru unikají bez užitku do atmosféry a navíc ještě ohrožují zdraví lidí, kteří s nimi pracuji. Velkým pokrokem byla proto příprava nátěrových hmot z epoxidových pryskyřic ředitelných vodou. Jedná se o dvousložkové vodou ředitelné pojivo. Epoxidová Sást je zastoupena obvykle nízkomolekulárnl epoxidovou pryskyřicí s přídavkem reaktivních nebo interních ředidel, popřípadě jejich směsí. Interní rozpouštědlo snižuje nejen viskozitu základní epoxidové pryskyřice, ale zlepšuje i rozliv nátěrových hmot. Používá se jich obvykle v množství do 30 % hmot. na základní epoxidovou pryskyřici, životnost epoxidových pryskyřic ve směsi s tvrdidlem rozpustným ve vodě je časově omezena.

Toto omezení je závislé na typu tvrdidla, typu epoxidové pryskyřice, reaktivního eventuálně inertního rozpouštědla a na teplotě reakční směsi. Obecně platí, že přídavek reaktivních rozpouštědel na bázi epoxidových sloučenin dobu zpracovatelnosti zkracuje, což nepříznivě ovlivňuje možnost přípravy většího množství směsi. Tento nedostatek řeší vynález čs.

AO č. 256 293, jehož předmětem jsou modifikovaná epoxidová pojivá pro vodou ředitelné nátěrové hmoty s prodlouženou dobou zpracovatelnosti na bázi epoxidových složek tvořených směsí nízkomolekulárnl a vysokomolekulární epoxidové pryskyřice, nereaktivních rozpouštědel a aditiv. Druhou složku vodou ředitelného pojivá tvoří ve vodě rozpustné polyaminoamidy. Nejstarší známý ve vodě rozpustný polyaminoamid je britského původu (brit. pat. č. 909 494). Jeho vodné roztoky jsou však značně viskozní a ředitelnost vodou je omezena. Pro snížení viskosity bylo nutno přidávat organická rozpouštědla. Další nevýhodou těchto typů je citlivost ke vzdušnému oxidu uhličitému, což nepříznivě ovlivňuje kvalitu lakových filmů (dolepovánl). Další patenty řešily tento nedostatek použitím aromatických vinylsloučenin (USA pat. č. 3 449 278), nebo monoglycidyléterů (brit. pat. č. 1 242 783), fenolformaldehydových kondenzátů (čs. AO č. 193 190) a karboxylových kopolymerů konjugovaných dienů (čs. AO č. 218 996) nebo methakrylových sloučenin (čs. AO č. 218 997). Společnou nevýhodou těchto polyaminoamidů je značná viskozita jejich vodných roztoků, což zhoršuje možnost pigmentace, plněni i aplikovatelnost. Tento nedostatek řeší příprava nízkoviskozních ve vodě rozpustných polyaminoamidů (čs. AO č. 242 293). Jedná se o polyaminoamidy připravené z nenasycených matných kyselin a anhydridů alfa,beta-nenasycených dikarboxylových kyselin s kondenzačními produkty fenolů a aldehydů a reakcí vzniklého produktu s polyaminy, přičemž adukty jsou esterifikovány jednomocnými alkoholy. Polyaminoamidy připravené podle uvedeného vynálezu tvoří s vodou čiré nebo mírně zakalené roztoky, jejichž viskozita je při stejné sušině a stejném aminovém čísle podstatně nižší ve srovnání s jinými ve vodě rozpustnými polyaminoamidy. Jejich další výhodou je značná reaktivita s epoxidovými pryskyřicemi, která se projevuje i při relativně nízkých teplotách (+5 °C).

Uvedené nedostatky ve značné míře odstraňuje předložený vynález, jehož předmětem jsou vodou ředitelné nátěrové hmoty na bázi pryskyřičné epoxidové složky, inertního organického rozpouštědla, nízkomolekulárnlho polyaminoamidového tvrdidla a případně dalších aditiv. Podstata uvedeného vynálezu spočívá v tom, že hmoty sestávají ze 100 hmotnostních dílů pryskyřičné složky, která obsahuje 1 až 99 hmotnostních dílů nízkomolekulárnl kapalné epoxidové pryskyřice dianového typu o molekulové hmotnosti 380 až 500, 1 až 50 hmotnostních dílů vysokomolekulární epoxidové pryskyřice dianového typu o molekulové hmotnosti 1 000 až 10 000, dále tyto hmoty obsahuji 1 až 50 hmotnostních dílů inertního organického rozpouštědla nemísitelného nebo omezeně mísitelného s vodou, 80 až 150 hmotnostních dílů polyaminoamidového tvrdidla na bázi reakčních produktů polyaminů s počtem uhlíkových atomů 2 až 20 a dusíkových 2 až 10 s nenasycenými adukty mastných kyselin a anhydridů alfa,beta-nenasycených dikarboxylových kyselin s kondenzačními produkty fenolů a aldehydů ve hmotnostním poměru 1:0,1 až 1,2, 150 až

300 hmotnostních dílů vody a případně až 500 hmotnostních dílů adltiv ze skupiny zahrnující pigmenty, plniva, barviva, rozlivová činidla, biocidy, odpěňovače, regulátory pH a viskozity, koalescenty a doplňkovou vodu.

Nátěrové hmoty podle předloženého vynálezu jsou stabilní po více jak 1 rok. Odolávají beze změny vlastností snížené teplotě do -25 °C a zvýšené teplotě do 60 °C. Nemění se ani po vystavení intenzivnímu mechanickému namáhání. Tyto nátěrové hmoty lze připravovat i přímou dispergací pigmentů, zejména ksyličníků železa, titanu, antikorozivních pigmentů, dále pak lipotonu, zinkfosfátu, zinktetraoxychromátu a dalších. Jako plniv lze použít především uhličitanu vápenatého, mikromletého vápence kaolinu, dolomitu, křídy, křemenného úletu, koloidního oxidu křemičitého, kovových prachů, mědi a zinku. Dále je možno použít organických barviv a pigmentů.

Pigmentové nátěrové hmoty se připravují nejsnadněji přímým smícháním práškových pigmentů do nízkoviskozního ve vodě rozpustného polyaminoamidu a/nebo do modifikované epoxidové pryskyřice. Příprava se dokončí homogenizací s dalšími složkami, jak je uvedeno v předmětu vynálezu. Je také možné předem připravit pigmentové pasty na některém ze známých zařízení.

Je důležité, aby obsahovaly dostatek tenzidů či jiných látek, které obalí jejich povrch.

Tím se zajistí dostatečná stabilita past i výsledných nátěrových hmot.

Nátěrové hmoty podle vynálezu jsou stabilní při obvyklých podmínkách skladování.

Nárazově snesou teplotu -15 °C až +60 °C. Jsou dostatečně stabilní při neředění vodou i při mechanickém namáhání. Je možné je nanášet štětcem, stříkáním i vzduchovou pistolí, máčením, navalováním, poléváním. Vytvořené nátěry jsou dobře slité a zasychají do stupně 1 za 3 až 10 hodin, do stupně 5 do 24 hodin.

Nátěry po zaschnutí jsou odolné vodě, snášejí přetírání, mají výbornou přilnavost a dobré mechanické vlastnosti. Jsou vhodné zejména pro povrchovou úpravu betonových konstrukcí, omítek, kovových konstrukcí a i pro nátěry dřeva a dřevotřísek.

Předmět vynálezu je dále doložen následujícími příklady provedení, ve kterých se uváděná hodnocení provádí podle platných československých norem:

ČSN 67 3050 Zhotoveni zkušebních nátěrů

ČSN 67 3052 Stanovení zasychání nátěrových hmot

ČSN 67 3061 Měření tlouštky nátěrů

ČSN 67 3076 Stanovení tvrdosti nátěrových filmů kyvadlovým přístrojem

ČSN 67 3063 Stanovení lesku nátěrů

ČSN 67 3079 Stanovení odolnosti nátěrů při ohybu

ČSN 67 3081 Stanovení odolnosti nátěrů hloubením v Erichsenově přístroji

ČSN 67 3085 Stanovení přilnavosti nátěrů mřížkovou zkouškou

Charakteristika použitých epoxidových pryskyřic

Pro přípravu nátěrových hmot v dále uvedených příkladech bylo použito následujících epoxidových pryskyřic a aminoamidových tvrdidel.

Epoxidová pryskyřice A nízkomolekulárnl kapalná epoxidová pryskyřice dianového typu o molekulové hmotnosti 380 90 hmot. dílů vysokomolekulární epoxidová pryskyřice dianového typu o molekulové hmotnosti 10 000 10 hmot. dílů izopropanol 3 hmot. dílů

Epoxidová pryskyřice B nízkomolekulární kapalná epoxidová pryskyřice

dlaňového typu o molekulové hmotnosti 500	80	hmot. dílů
vysokomolekulárni epoxidová pryskyřice dlaňového typu o molekulové hmotnosti 1 600	15	hmot. dílů
vysokomolekulárni epoxidová pryskyřice dlaňového typu o molekulové hmotnosti 6 000	6	hmot. dílů
toluen	40	hmot. dílů
Epoxidová pryskyřice C nízkomolekulární epoxidová pryskyřice dlaňového typu o molekulové hmotnosti 380	50	hmot. dílů
výšemolekulární epoxidová pryskyřice dianového typu o molekulové hmotnosti 1 000	35	hmot. dílů
výšemolekulární epoxidová pryskyřice dianového typu o molekulové hmotnosti 5 000	15	hmot. dílů
toluen	10	hmot. dílů
xylen	40	hmot. dílů
Epoxidová pryskyřice D nízkomolekulární kapalná epoxidová pryskyřice dianového typu o molekulové hmotnosti 380	50	hmot. dílů
vysokomolekulárni epoxidové pryskyřice dianového typu o molekulové hmotnosti 1 200	50	hmot. dílů

xylen hmot. díl

Tvrdidlo A - aminoamidová pryskyřice

Reakčný produkt připravený reakcí mastných kyselin ze lněného oleje, anhydridu kyseliny maleinové, diethylentriaminu a fenolického novolaku. Polyaminoamid je ve formě 50 % hmotnostní ho vodného roztoku a má aminové číslo 130 mg KOH/g.

Tvrdidlo B - aminoamidová pryskyřice

Reakční produkt obsahující mastné kyseliny z dehydratovaného ricinového oleje, tetramethylenpentamin, a anhydrid kyseliny maleinové. Tento produkt zreaguje s krezolovým novolakem ve hmotnostním poměru 1:1 a po rozpuštění ve vodě na 50% hmotný roztok má aminové číslo 180 mg KOH/g.

Příklad 1

Základní nátěrová hmota

Epoxidová pryskyřice A 100 hmot. dílů

Tvrdidlo A 120 hmot. dílů

Voda 150 hmot. dílů

Při přípravě se k aminoamidové pryskyřici za míchání přidá voda. Příprava se dokončí vmícháním epoxidové pryskyřice. Tato hmota se používá pro penetraci savých podkladů.

Přiklad 2

Transparentní lak

Epoxidová pryskyřice A

Tvrdidlo A voda

Pentachlorfenolát sodný, 10% roztok Verzálová červeň R Verzálová žluť G

100 hmot. dílů 120 hmot. dílů 150 hmot. dílů hmot. dílů hmot. dílů 9 hmot. dílů

Při přípravě se k aminoamidové pryskyřici za míchání přidá vodný roztok barvivá, pentachlorfenolátu sodného a vody. Příprava se dokončí vmícháním epoxidové pryskyřice. Lak je stabilní po dobu 4 hodin při laboratorní teplotě. Zasychá do stadia 1 za 5 h, do stadia 5 za 24 hodin. Je vhodný pro nátěry nábytkových dílců.

Příklad 3

Email býlý polomatný

Epoxidová pryskyřice B

Tvrdidlo B

Voda

Natriumhexametafosfát, 10% roztok

Laurylbenzyldimetylamoniumbromid, 10% roztok Kopolymerní disperze na bázi ethylakrylátu, styrenu a kyseliny akrylové upravená amoniakem na pH 9, 10% roztok

Kysličník titaničitý, rutil

Křída

Kaolin

100 hmot. dílů

150 hmot. dílů

151 hmot. dílů 15 hmot. dílů hmot. dílů

1,5 hmot. dílů 27,9 hmot. dílů

53.4 hmot. dílů

26.4 hmot. dílů

Pří přípravě se k aminoamidové pryskyřici za míchání přidají všechny složky včetně vody. Příprava se dokonči vmícháním epoxiedové pryskyřice. Email je stabilní po dobu 4,5 h při laboratorní teplotě, zasychá do stadia 1 za 3,5 hodiny, do stadia 5 za 16 hodin. Je vhodný pro nátěry dřevěných dílců.

Příklad 4

Barva černá matná

Epoxidová pryskyřice C	100 hmot. dílů
Tvrdidlo A	80 hmot. dílů
Voda	300 hmot. dílů
Natriumhexametafosfát, 10% roztok	15 hmot. dílů
Laurylbenzyldimetylamoniumbromid, 10% roztok	3 hmot. dílů
Benzoan sodný, 10% roztok	2,5 hmot. dílů
Oxid železitý černý	56,2 hmot. dílů
Síran barnatý	68,4 hmot. dílů
Křída	35,5 hmot. dílů
Kaolin	8,6 hmot. dílů

Příprava černé barvy spočívá ve vmíchání pigmentové pasty na bázi aminoamidové pryskyřice A do epoxidové pryskyřice C. Příprava pigmentové pasty spočívá ve smíchání pigmentů, plniv a doplňkových prostředků a disperguje se na koloidním mlýnu. Pigmentová pasta je stabilní po dobu 24 měsíců.

Barva černá epoxidová vodou ředitelná je vhodná pro nátěry dřevěných dílců, dřevotřísek, dále betonu, eternitu.

Příklad 5

Základní nátěrová hmota antikorozivní červenohnědá

Epoxidová pryskyřice D	100 hmot. dílů
Tvrdidlo B	150 hmot. dílů
Kopolymerní disperze na bázi etylakrylátu,
styrenu a kypeliny akrylové, upravená
amoniakem na pH 9	3,5 hmot. dílů
Směs dusitanu sodného a benzenu sodného
1:9 jako vodný roztok 10í	3,5 hmot. dílů
Voda	150 hmot. dílů
Zinkofosfát	81,3 hmot. dílů
Mikromletý vápenec	61,3 hmot. dílů
Oxid železitý červenohnědý	35,2 hmot. dílů
Mastek	10,0 hmot. dílů
Mikromletá slída	19,2 hmot. dílů
Doplňková voda	200 hmot. dílů

Nejprve se připraví pigmentová pasta z pigmentů, plniv, aditiv a aminoamidu. Závěrem se smíchá pigmentová pasta s epoxidovou části a homogenizuje se.

Takto připravená dvousložková nátěrová hmota je stabilní po dobu 5 hodin a je vhodná pro nátěry železných konstrukcí. Zasychá do stadia 1 za 3 hodiny a do stadia 5 do 12 hodin.

Claims

Vodbu ředitelné nátěrové hmoty na bázi pryskyřičné složky tvořené směsí epoxidových pryskyřic, inertního organického rozpouštědla, nízkomolekulárniho polyaminoamidového tvrdidla a případně aditiv, vyznačují se tím, že sestávají ze 100 hmotnostních dílů pryskyřičné složky obsahující 1 až 99 hmotnostních dílů nízkomolekulární kapalné epoxidové pryskyřice dianového typu o molekulové hmotnosti 380 až 500, 1 až 50 hmotnostních dílů vysokomolekulární epoxidové pryskyřice dianového typu o molekulové hmotnosti 1 000 až 10 000, 1 až 50 hmotnostních dílů interního organického rozpouštědla neutišitelného nebo omezeně mísitelného s vodou, 80 až 150 hmotnostních dílů polyaminoamidového tvrdidla na bázi reakčnlch porduktů polyaminů s počtem uhlíkových atomů 2 až 20 a dusíkových atomů 2 až 10 s nenasycenými adukty mastných kyselin a anhydridů alfa,beta-nenasycených di kar boxy lových kyselin s kondenzačními produkty fenolů a aldehydů ve hmotnostním poměru 1:0,1 až 1,2, 150 až 300 hmotnostních dílů vody a případně až 500 hmotnostních dílů aditiv ze skupiny zahrnující pigmenty plniva, barviva, rozlivová činidla, biocidy, odpěňovače, regulátory pH a viskozity, koalescenty a doplňkovou vodu.