RU2161634C2 - Композиция для покрытий - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к лакокрасочной промышленности, в частности к композициям, применяемым как синтетические олифы или как компонент композиционных олиф. Описывается композиция для покрытий, включающая соолигопипериленовый каучук, сиккатив, полипропиленоксид и органический растворитель. Она отличается тем, что в качестве соолигопипериленового каучука используют статистический жидкий каучук, соолигомерный с массовым соотношением мономерных фрагментов цис- и транспиперилены : изопрен : изоамилены : н-амилены : циклопентадиен : дициклопентадиены : винилароматические углеводороды C₈ - C₉, равным соответственно 1,0 : 1,4-4,8 : 0,6-3 : 0,5-3,7 : 0,1-2,5 : 0,1-8,8 : 0,7 - 11,1, полученный из "сырых" C₅ и C₈ - C₉ фракций без их предварительной очистки, и композиция дополнительно содержит алифатические спирты C₄ - C₅ или циклогексанол при следующем соотношении компонентов, мас.%: соолигопиперилен 56,2-67,0, полипропиленоксид 0,5-2,5, сиккатив 1,6-2,2, спирт C₄ - C₅ или циклогексанол 2,5-10,0, органический растворитель - остальное. Техническим результатом является снижение себестоимости и повышение качества композиции для покрытий. 3 табл.

Description

Изобретение относится к лакокрасочной промышленности, в частности, к композициям, применяемым как синтетические олифы или как компонент композиционных олиф [Р.М.Лившиц, Л.А.Добровинский. Заменители растительных масел в лакокрасочной промышленности. Химия. - М.: 1987, с. 43].

Известна композиция для покрытий со следующим содержанием компонентов, мас.%: 65 - 70 полученного в присутствии толуольного раствора комплекса TiCl₄ со смесью низшего карбонильного соединения с водой статистического соолигопиперилена с массовым соотношением фрагментов цис- и транс-пипериленов : изопрена : изоамиленов, соответственно, 1 : 0,01 - 0,20 : 0,01 - 0,30, 0,5 - 5,0 полипропиленоксида, 4 - 6 свинцово-марганцевого или кобальтового сиккатива, остальное - органический растворитель - смесь нетоксичных углеводородов [Р. М. Лившиц и др. Лакокрасочные материалы и их применение. - 1985, с. 12-13]. Композиция характеризуется: цветом в ед. ИМШ 15 - 20, условной вязкостью в секундах по ВЗ-4 при 20^oC 32 - 36, содержанием сухого остатка в мас. % 68 - 72, временем высыхания до "3,4" степени в часах при комнатной температуре 18 - 30, до "7" степени 72 - 168. Образующаяся однородная прозрачная глянцевая пленка (ОПГП) через 24 часа после нанесения и хранения на воздухе при комнатной температуре характеризуется: прочностью при изгибе 1 мм по ШГ-1, ударопрочностью 50 Кгс·см по У-1, твердостью в условных единицах 0,42 - 0,50 по М-1, водостойкостью в часах при комнатной температуре 30 - 54. Недостатками композиции для покрытий являются большее время высыхания, а также низкая твердость ОПГП.

Наиболее близким техническим решением-прототипом является композиция для покрытий со следующим содержанием компонентов, мас.%: 55-72 соолигопиперилена, полученного соолигомеризацией в присутствии толуольного раствора комплекса TiCl₄ со смесью низшего карбонильного соединения с водой статистического соолигопиперилена с массовым соотношением фрагментов цис- и транс-пипериленов : изопрена : изоамиленов : п-амилена, соответственно, 1,0 : 1,8 - 4,2 : 0,6 - 2,5 : 0,2 - 1,2, 0,5 -1,5 полипропиленоксида, 4,0 - 6,0 свинцово-марганцевого или кобальтового сиккатива, остальное - органический растворитель (уайт-спирит, нефрас и/или сольвент нефтяной) [Патент Российской Федерации N 2089581, МПК C 09 D 109/00, 1997]. Композиция для покрытий характеризуется: цветом 15 - 20 ед. ИМШ, условной вязкостью по ВЗ-4 при 20^oC 32-36 сек, содержанием сухого остатка 56,7-72,8 мас.%, временем высыхания до "3,4" степени при комнатной температуре 3 - 6 час, до "7" степени 12 - 24 час. ОПГП характеризуется: прочностью при изгибе 1 мм по ШГ-1, ударопрочностью 50 кГс·см, твердостью по маятниковому прибору 0,42 - 0,50 усл.ед., водостойкостью 30 - 54 час. Белая краска, полученная смешением 1 : 1 по массе композиции с титановыми белилами, образует покрытие, характеризующееся относительным коэффициентом отражения (ОКО), в %, в участке спектра 450-480 нм 88-92 по сравнению с отражением от покрытия белой глифталевой эмали (ТУ 6-10-1607-87), принятым за 100%.

Недостатками композиции являются ее повышенная себестоимость как следствие использования дорогостоящего соолигопиперилена, полученного из C5-фракций пиролиза нефтепродуктов, предварительно очищенных от циклопентадиена (ЦПД) и (со-)димеров ЦПД по Дильсу-Альдеру (ДЦПД), всегда присутствующих в "сырых" C5-фракциях без привлечения еще более доступных C8 - C9-фракций и большого содержания в композиции дорогостоящего сиккатива, а также недостаточная стойкость ОПГП к "желтению" и воздействию воды.

Целью изобретения является снижение себестоимости и повышение качества композиции для покрытий.

Цель достигается использованием в качестве соолигопиперилена катионного статистического жидкого каучука соолигопипериленового с массовым соотношением мономерных фрагментов b цис- и транс-пиперилены : изопрен : изоамилены : н-амилены : ЦПД : ДЦПД : винилароматические углеводороды C8 - C9 равным, соответственно, 1,0 : 1,4 - 4,8 : 0,6- 3,7 : 0,5 - 3,7 : 0,1 - 2,5 : 0,1 - 8,8 : 0,7 - 11,1, полученного из "сырых" C5- и C8 - C9-фракций без их предварительной очистки, и композиция дополнительно содержит алифатический спирт C4 - C5 или циклогексанол при следующем соотношении компонентов, мас. %:
соолигопиперилен - 56,2 - 67,0
полипропиленоксид - 0,5 - 2,5
сиккатив - 1,6 - 2,2
спирт C4 - C5 или циклогексанол - 2,5 - 10,0
органический растворитель - остальное
Нами обнаружено, что при дополнении таким образом композиции для покрытий указанными спиртами все содержащиеся в соолигопиперилене соединения титана переходят из sd₃ в d²sd³-гибридное состояние, характеризующееся, как известно [G.A. Olah. Catalysts and Solvents. In "Friedel-Crafts and related Reactions". G. A.Olah Ed. - N.-Y.: 1963, p. 201] гораздо меньшим значением льюисовой кислотности, что, вероятно, настолько повышает скорость инициирования радикальной цепи оксиполимеризации ОПГП на воздухе, что дозировку сиккатива в композиции можно снизить в 2,1 - 3,8 раз, не допускает достижение при обычных температурах хранения композиции и ОПГП энергии активации катионной изомеризации изолированных двойных связей соолигопиперилена и продуктов его радикальных окисления и/или оксиполимеризации в сопряженные, т.е. образование окрашенных в желто-малиновый цвет каротиноидных структур, ответственных, в частности, за снижение ОКО. Кроме того, оказалось, что при введении в макромолекулу соолигопиперилена фрагментов "жестких" мономеров ДЦПД и винилароматических углеводородов C8-C9 наблюдается резкое увеличение водостойкости ОПГП, вероятно, за счет увеличения ее степени кристалличности, а также плотности, в частности, за счет полимераналогичных превращений соолигопиперилена циклопентадиеновых колец - фрагментов ЦПД и ДЦПД СФ [T. Corner and oth. Polymer. - 1969, v. 10, N 5, p. 393-397; R.S.Forster, P. Hepworth. Kinetics and Mechanisms Polyreacts. - 1969. v. 1 Preps Budapest, p. 339-343].

Композицию для покрытий получают в условиях прототипа с использованием тех же сиккативов, пропиленоксида и органических растворителей, но вводя в нее дополнительно C4 - C5-алифатический спирт или циклогексанол и используя соолигопиперилен, содержащий фрагменты ЦПД, ДЦПД и винилароматические углеводороды C8-C9. Соолигопиперилен, полученный в условиях прототипа соолигомеризацией "сырых" C5 и C8 - C9-фракций без предварительной их очистки в присутствии толуольного раствора комплекса TiCl₄ со смесью низшего карбонильного соединения с водой при 50 - 120^oC, характеризуется среднечисленной молекулярной массой Mn = 3500 - 5050, температурой размягчения, в ^oC, 5 - 25, плотностью d₄ ²⁰-0,95 - 0,99, цветом 20 - 40 ед.ИМШ.

Другие компоненты соответствуют следующим требованиям.

В качестве сиккатива в композициях используют жирнокислотные ЖК-3 (ТУ 6-10-1641-87), СЖК-2 (ТУ 6-10-1795-80) и/или плавленные марок 646, 64а или 7640 (ТУ 6-10-1351-88).

В качестве органического растворителя - нефрас - C140/200 - (ТУ 38.1011074-86) или сольвент нефтяной ГОСТ 10217-88, или уайт-спирит по ГОСТ 3134-88.

Полипропиленоксид используют со следующими характеристиками:
среднечисленная молекулярная масса 500 - 5000;
содержание гидроксильных групп 0,15-6,4 мас.%;
плотность при 20^oC - 1,0001 - 1,0224;
вязкость по Хепплеру при 25^oC - 2,5-12,5.

В качестве спиртов используют:
технический бутанол ГОСТ 5208 - 81;
технический циклогексанол ГОСТ 6021-85;
технический изоамиловый спирт ГОСТ 5830-79.

Сущность способа подтверждается нижеприведенными примерами.

Пример 1.

Используют соолигопиперилен, полученный в условиях прототипа, со следующими характеристиками: Mn = 5050, температурой размягчения 18^oC, d = 0,99, значением b = 1,0 : 4,8 : 3,1 : 1,7 : 0,9 : 8,8 : 1,1.

В качестве сиккатива используют ЖК-1. В качестве растворителя - уайт-спирит, в качестве спирта - технический бутанол.

Полипропиленоксид (отход производства окиси пропилена) используют со следующими характеристиками:
среднечисленная молекулярная масса 4025;
содержание гидроксильных групп 5,2 мас.%;
плотность при 20^oC - 1,012;
вязкость по Хепплеру при 25^oC - 10,7;
цвет, ед. по ИМШ - 10.

Композиции с другим соотношением заявляемых компонентов представлены в таблице 1, свойства композиции - в таблице 2.

Примеры 4 - 7 (сравнительные, таблица 3).

Рецептуры композиции - по примеру 1, но величина b использованных соолигопипериленов и дозировка спирта находятся за пределами значений табл. 1.

При варьировании размеров дозировки бутанола суммарная концентрация его смеси с уайт-спиритом поддерживается на уровне 36,5 мас.%.

Свойства композиции для покрытий и ОПГП, не выходящие за пределы значений табл. 2, в табл. 3 не приводятся.

Если значение b снизить менее, чем до 1,0 : 4,8 : 3,7 : 3,7 : 2,5 : 8,8 : 11,1 (пример 4) и/или дозировку спирта повысить более чем до 10,0 мас.% (пример 7), композиция теряет прозрачность.

Если дозировку спирта снизить менее чем до 2,5 мас.% (пример 6), ОКО снижается менее чем до 99.

Если величину b увеличить более чем до 1,0 : 1,4 : 0,6 : 0,5 : 0,1 : 0,1 : 0,7 (пример 5), время высыхания до "7" степени растет более чем до 24 час, а твердость ОПГП - снижается менее чем до 0,55.

На основании представленных данных можно сделать вывод, что предлагаемая композиция для покрытий имеет ряд преимуществ по сравнению с известными композициями и для ее получения можно использовать "сырые" C5 и C8 - C9-фракции, что позволит значительно снизить себестоимость как самой композиции, так и приготовляемых на ее основе красок.

Claims (1)

1. Композиция для покрытий, включающая соолигопипериленовый каучук, сиккатив, полипропиленоксид и органический растворитель, отличающаяся тем, что в качестве соолигопипериленового каучука используют статистический жидкий каучук, соолигомерный с массовым соотношением мономерных фрагментов цис- и транспиперилены : изопрен : изоамилены : н-амилены : циклопентадиен : дициклопентадиены : винилароматические углеводороды C₈ - C₉, равным соответственно 1,0 : 1,4 - 4,8 : 0,6 - 3,7 : 0,5 - 3,7 : 0,1 - 2,5 : 0,1 - 8,8 : 0,7 - 11,1, полученный из "сырых" C₅ ^- и C₈ - C₉-фракций без их предварительной очистки, и композиция дополнительно содержит алифатические спирты C₄ - C₅ или циклогексанол при следующем соотношении компонентов, мас.%,
   Соолигопиперилен - 56,2 - 67,0
   Полипропиленоксид - 0,5 - 2,5
   Сиккатив - 1,6 - 2,2
   Спирт C₄ - C₅ или циклогексанол - 2,5 - 10,0
   Органический растворитель - Остальное

Images