RU2162477C1

RU2162477C1 - Atmosphere resistant aqueous dispersive composition

Info

Publication number: RU2162477C1
Application number: RU99122272A
Authority: RU
Inventors: Николай Андреевич Янковский; Александр Владимирович Туголуков; Валерий Андреевич Степанов; Михаил Юрьевич Родыгин; Алина Ивановна Островская; Борис Васильевич Кравченко; Тамара Николаевна Золотарева; Евгения Анатольевна Заугольникова; Ольга Юрьевна Козлова
Original assignee: Горловское открытое акционерное общество "Концерн Стирол"
Priority date: 1999-09-13
Filing date: 1999-10-25
Publication date: 2001-01-27
Also published as: UA35259A

Abstract

FIELD: chemical industry. SUBSTANCE: described is atmosphere-resistant aqueous dispersive composition, titanium dioxide, thickener, plasticizer, natural chalk and water. Plasticizer is liquid glass; thickener is Na-carboxymethyl cellulose adhesive; pigment is titanium dioxide; and filler is carbide-formaldehyde dispersive powder ratios of components being as follows, wt %: polyvinyl acetate dispersion, 20-24; titanium dioxide, 9-13, Na-carboxymethyl cellulose adhesive, 0.5-1.5; liquid glass, 4-6; carbide-formaldehyde dispersive powder, 35-39; natural chalk, 20-22; and water, the balance. Invention makes it possible to carry out external decorative and finishing work, reduce manufacturing cost due to using non-deficient and cheap components and to avoid using toxic phenol and ethylene glycol. EFFECT: improved properties of the composition. 2 tbl

Description

Изобретение относится к композициям для получения водно-дисперсионных красок, полученных на основе гомополимерной поливинилацетатной дисперсии для внутренней и наружной окраски зданий и сооружений по кирпичным, бетонным, оштукатуренным, деревянным и другим пористым поверхностям, по загрунтовочным поверхностям материала, по старым водно-дисперсионным покрытиям, для окраски плодовых, декоративных деревьев, кустарников с целью повышения их зимостойкости, от солнечных ожогов, защиты от грызунов и замазывания ран. The invention relates to compositions for producing water-dispersion paints obtained on the basis of homopolymer polyvinyl acetate dispersion for interior and exterior painting of buildings and structures on brick, concrete, plastered, wood and other porous surfaces, on primer surfaces of the material, on old water-dispersion coatings, for coloring fruit, ornamental trees, shrubs in order to increase their winter hardiness, from sunburn, protection from rodents and glossing over wounds.

Известна водно-дисперсионная композиция на основе гомолимерной поливинилацетатной дисперсии марки ВД-ВА 224 [1. ГОСТ 28196-89 Краски водно-дисперсионные. Технические условия]. Known aqueous dispersion composition based on a homolymer polyvinyl acetate dispersion brand VD-VA 224 [1. GOST 28196-89 Water-dispersive paints. Specifications].

Недостатком указанной композиции является ее недостаточная атмосферостойкость, что является причиной ограничения области ее применения - только для работ внутри помещений. The disadvantage of this composition is its lack of weather resistance, which is the reason for limiting the scope of its application - only for indoor use.

Наиболее близкой по составу и достигаемому результату является водно-дисперсионная краска, содержащая поливинилацетатную дисперсию, двуокись титана, воду, мел природный, продукт на основе натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы. [2. SU N 1 002 334 A, 07.03.1983 г. - прототип]
Недостатком указанной краски является невысокая атмосферостойкость покрытия, что ограничивает область ее применения.The closest in composition and achieved result is a water-dispersion paint containing a polyvinyl acetate dispersion, titanium dioxide, water, natural chalk, a product based on the sodium salt of carboxymethyl cellulose. [2. SU N 1 002 334 A, 03/07/1983 - prototype]
The disadvantage of this paint is the low weather resistance of the coating, which limits its scope.

В основу изобретения поставлена задача улучшения водно-дисперсионной композиции на основе гомополимерной поливинилацетатной дисперсии путем введения компонентов, повышающих атмосферостойкость покрытия с целью расширения области ее применения, в частности, обеспечения ее применения для наружных декоративно-отделочных работ. The basis of the invention is the task of improving the water-dispersion composition based on homopolymer polyvinyl acetate dispersion by introducing components that increase the weather resistance of the coating in order to expand its field of application, in particular, to ensure its use for outdoor decoration and decorating.

Поставленная задача решается за счет того, что атмосферостойкая водно-дисперсионная композиция, включающая поливинилацетатную дисперсию, двуокись титана, загуститель, пластификатор, мел природный и воду, согласно изобретению содержит в качестве пластификатора жидкое стекло, в качестве загустителя клей Na - карбоксиметилцеллюлозы (Na-(КМЦ), в качестве пигмента двуокись титана, в качестве наполнителя - карбамидо-формальдегидный порошок (КФП) - дисперсию, при следующем соотношении компонентов (мас.%):
поливинилацетатная дисперсия - 20 - 24
двуокись титана - 9 - 13
клей Na-карбоксиметилцеллюлозы - 0,5 - 1,5
жидкое стекло - 4 - 6
карбамидо-формальдегидный порошок (КФП) - дисперсия - 35 - 39
мел природный - 20 - 22
вода - остальное
В предлагаемой композиции по сравнению с известной за счет введения карбамидо-формальдегидного порошка (КФП) - дисперсии и жидкого стекла достигается повышение атмосферостойкости покрытия, за счет КФП-дисперсии снижается расход дорогостоящей двуокиси титана.The problem is solved due to the fact that the weather-resistant water-dispersion composition, including polyvinyl acetate dispersion, titanium dioxide, thickener, plasticizer, natural chalk and water, according to the invention contains liquid glass as a plasticizer, Na - carboxymethyl cellulose glue (Na- ( CMC), titanium dioxide as a pigment, urea-formaldehyde powder (CFP) as a filler, a dispersion, in the following ratio of components (wt.%):
polyvinyl acetate dispersion - 20 - 24
titanium dioxide - 9 - 13
glue Na-carboxymethyl cellulose - 0.5 - 1.5
water glass - 4 - 6
urea-formaldehyde powder (CFP) - dispersion - 35 - 39
natural chalk - 20 - 22
water - the rest
In the proposed composition, in comparison with the known one due to the introduction of urea-formaldehyde powder (CPP) dispersion and liquid glass, an increase in the weather resistance of the coating is achieved, due to the CPP dispersion, the consumption of expensive titanium dioxide is reduced.

Для повышения водостойкости пленки в дисперсию обычно вводят добавки, обеспечивающие повышение водостойкости [3. Технология пластических масс. Под ред. Коршака В.В. "Химия", М. 1985, с. 147]. В предлагаемой композиции эту роль выполняет жидкое стекло. To increase the water resistance of the film, additives are usually introduced into the dispersion, which provide an increase in water resistance [3. Technology of plastics. Ed. Korshaka V.V. "Chemistry", M. 1985, p. 147]. In the proposed composition, this role is played by liquid glass.

Повышение атмосферостойкости покрытия в предлагаемом изобретении объясняется тем, что предлагаемая композиция обеспечивает повышение водостойкости пленки краски и повышение стойкости покрытия (пары пленкообразователь/пигмент) к ультрафиолетовому облучению. The increase in the weather resistance of the coating in the present invention is explained by the fact that the proposed composition provides an increase in the water resistance of the paint film and an increase in the resistance of the coating (film former / pigment pair) to ultraviolet radiation.

Повышение стойкости покрытия к ультрафиолетовому облучению обеспечивает ведение карбамидо-формальдегидного порошка-дисперсии за счет содержащегося в ней карбамидо-формальдегидного полимера, который обладает свойствами при совмещении его с другими полимерами повышать их устойчивость к ультрафиолетовому облучению. Increasing the resistance of the coating to ultraviolet radiation provides the urea-formaldehyde dispersion powder to be maintained due to the urea-formaldehyde polymer contained in it, which, when combined with other polymers, has the ability to increase their resistance to ultraviolet radiation.

Карбамидо-формальдегидный порошок (КФП) - дисперсию получают путем взаимодействия карбамидо-формальдегидного концентрата, содержащего 20 - 24% карбамида и 54 - 60% формальдегида с карбамидом в водной среде при перемешивании в присутствии кислотного катализатора при температуре 80^oC, нейтрализации полученной дисперсии мелом или моноэтаноламином. Размер дисперсных частиц в водной среде 30%. Дисперсные частицы карбамидо-формальдегидного полимера имеют соотношение карбамид : формальдегид 1 : (1-1,3), содержат остаточный формальдегид в количестве 0,1 - 0,15%, выпускается по ТУ У 05761614.021-99.Urea-formaldehyde powder (CFP) - dispersion is obtained by reacting a urea-formaldehyde concentrate containing 20-24% urea and 54-60% formaldehyde with urea in an aqueous medium with stirring in the presence of an acid catalyst at a temperature of 80 ^o C, neutralizing the resulting dispersion with chalk or monoethanolamine. The size of the dispersed particles in the aquatic environment is 30%. The dispersed particles of the urea-formaldehyde polymer have a urea: formaldehyde ratio of 1: (1-1.3), contain residual formaldehyde in an amount of 0.1 - 0.15%, is produced according to TU U 05761614.021-99.

Двуокись титана используют марки Р-02, Р-03, А-01 ГОСТ 19808-84. Titanium dioxide use grades P-02, P-03, A-01 GOST 19808-84.

Мел природный используют марки ММС-2 ГОСТ 12085-88. Natural chalk is used by MMS-2 grades GOST 12085-88.

Клей натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы (Na-КМЦ) марки 75/400 или 85/700 1-го сорта ТУ 6-55-40-90. Glue of sodium salt of carboxymethyl cellulose (Na-CMC) grade 75/400 or 85/700 1st grade TU 6-55-40-90.

Жидкое стекло ГОСТ 13078. GOST 13078 liquid glass.

Поливинилацетатная дисперсия ГОСТ 18992-80, марок ДФ-51/10 сл. Д 51С и ДФ 51/10 с. Д 50Н. Polyvinyl acetate dispersion GOST 18992-80, grades DF-51/10 sl. D 51C and DF 51/10 s. D 50N.

Композицию готовят следующим образом. The composition is prepared as follows.

В емкость с мешалкой загружают КФП-дисперсию и обессоленную воду, включают в работу мешалку смесителя, загружают и растворяют Na-КМЦ, затем загружают двуокись титана и мел. Перемешивание ведут до получения однородной массы. Полученную смесь тщательно диспергируют в диспергирующем оборудовании (диссольвер, бисерная или шаровая мельница и др.). После диспергирования и перетира пигментную пасту из диспергирующего оборудования подают в смеситель, куда загружают поливинилацетатную дисперсию и ведут перемешивание массы до получения стабильной суспензии. На последней стадии процесса в композицию вводят жидкое стекло. Перед испытанием краску разбавляют дистиллированной водой до вязкости 20 - 30 с по вискозиметру ВЗ-246 или ВЗ-4 с диаметром сопла 4 мм при температуре 20+0,5^oC, фильтруют через сетку N 1 по ГОСТ 6613 и наносят кистью на подготовленные пластинки. Пластинки для нанесения краски подготавливают по ГОСТ 8832, разд. 3. Атмосферостойкость определяют по ГОСТ 6992-68 (ст. СЭВ 1767-79) Покрытия лакокрасочные. Метод испытания на стойкость в атмосферных условиях.The KPP dispersion and demineralized water are loaded into a container with a stirrer, the mixer stirrer is turned on, Na-CMC is loaded and dissolved, then titanium dioxide and chalk are loaded. Mixing is carried out until a homogeneous mass. The resulting mixture is thoroughly dispersed in dispersing equipment (dissolver, bead or ball mill, etc.). After dispersing and grinding, the pigment paste from the dispersing equipment is fed into the mixer, where the polyvinyl acetate dispersion is loaded and the mass is mixed until a stable suspension is obtained. At the last stage of the process, liquid glass is introduced into the composition. Before the test, the paint is diluted with distilled water to a viscosity of 20-30 s with a VZ-246 or VZ-4 viscometer with a nozzle diameter of 4 mm at a temperature of 20 + 0.5 ^o C, filtered through a mesh No. 1 according to GOST 6613 and applied with a brush to the prepared plates . The plates for applying paint are prepared in accordance with GOST 8832, sec. 3. Weather resistance is determined according to GOST 6992-68 (Art. CMEA 1767-79). Coatings are paint and varnish. Weathering test method.

Декоративные и защитные характеристики после испытания образцов в атмосферных условиях определяют по ГОСТ 9.407-84 (ст. СЭВ 5731-84) Покрытия лакокрасочные. Метод оценки внешнего вида. Цвет пленки покрытия определяют визуально при естественном или искусственном дневном рассеянном свете. Укрывистость определяют на стекле для фотографических пластинок по ГОСТ 8784. Стойкость пленки к статическому воздействию воды определяют по ГОСТ 9.403, метод А. Коэффициент диффузного отражения определяют при геометрии угла 0-45% по ГОСТ 5044. Decorative and protective characteristics after testing samples in atmospheric conditions are determined according to GOST 9.407-84 (Art. CMEA 5731-84). Coatings are paint and varnish. Appearance Assessment Method. The color of the coating film is determined visually in natural or artificial daylight diffused light. The opacity is determined on the glass for photographic plates in accordance with GOST 8784. The film resistance to static exposure to water is determined in accordance with GOST 9.403, method A. The diffuse reflection coefficient is determined at an angle geometry of 0-45% according to GOST 5044.

Результаты испытаний приведены в таблице 2. Из приведенных таблиц 1-2 видно, что предлагаемая композиция (примеры 1-3) по сравнению с прототипом (пример 4) обеспечивает улучшение атмосферостойкости по декоративным и защитным показателям с 2 до 1 балла, что обеспечивает возможность применения водно-дисперсионной краски на основе поливинилацетатной дисперсии для наружных работ, более чем в 2 раза снижается расход двуокиси титана (себестоимость КФП-дисперсии и стоимость мела значительно ниже затрат на приобретение двуокиси титана), заменены дефицитные компоненты на более доступные, исключены токсичные добавки. The test results are shown in table 2. From the tables 1-2 it is seen that the proposed composition (examples 1-3) compared with the prototype (example 4) provides improved weather resistance by decorative and protective indicators from 2 to 1 point, which makes it possible to use water-dispersion paint based on polyvinyl acetate dispersion for outdoor applications, the consumption of titanium dioxide is reduced by more than 2 times (the cost of KPP dispersion and the cost of chalk is significantly lower than the cost of acquiring titanium dioxide), def cite components to more affordable, toxic additives are excluded.

Запредельные примеры показывают, что при снижении концентрации КФП-дисперсии до 30% (пример 5) для сохранения укрывистости потребовалось увеличение концентрации двуокиси титана до 18%, что приводит к увеличению затрат. При повышении концентрации КФП-дисперсии до 45% (пример 6) ухудшается укрывистость. При уменьшении концентрации жидкого стекла до 2% (пример 7) ухудшается атмосферостойкость до 1,3-1,5 балла, а при увеличении концентрации жидкого стекла до 8% (пример 8) свойства не изменяются, поэтому дополнительные затраты не оправдываются. При снижении концентрации мела до 15% (пример 9) потребовалось увеличение концентрации двуокиси титана, а при увеличении концентрации мела до 27% покрытие приобретает желтый оттенок и снижается коэффициент отражения. При снижении концентрации Na-КМЦ до 0,3% (пример 11) ухудшаются реологические свойства краски, а при увеличении концентрации Na-КМЦ до 2% (пример 12) затрудняется работа с краской, появляется неравномерность покрытия. При замене в предлагаемой композиции Na-КМЦ на костный клей (пример 13) свойства покрытия не изменяются, но затраты выше. Outrageous examples show that when the concentration of the KFP dispersion was reduced to 30% (Example 5), to maintain the opacity, an increase in the concentration of titanium dioxide to 18% was required, which leads to an increase in costs. With an increase in the concentration of the CFP dispersion to 45% (Example 6), the opacity worsens. With a decrease in the concentration of water glass to 2% (Example 7), the weather resistance worsens to 1.3-1.5 points, and with an increase in the concentration of water glass to 8% (Example 8), the properties do not change, so the additional costs are not justified. With a decrease in the concentration of chalk to 15% (Example 9), an increase in the concentration of titanium dioxide was required, and with an increase in the concentration of chalk to 27%, the coating becomes yellow and the reflection coefficient decreases. With a decrease in the concentration of Na-CMC to 0.3% (Example 11), the rheological properties of the paint deteriorate, and with an increase in the concentration of Na-CMC to 2% (Example 12), it is difficult to work with the paint, uneven coating appears. When replacing Na-CMC in the proposed composition with bone glue (Example 13), the coating properties do not change, but the costs are higher.

Таким образом, предлагаемая композиция повышает атмосферостойкость покрытия, расширяет область ее применения, в частности, обеспечивает возможность ее использования для внешних декоративно-отделочных работ, позволяет снизить себестоимость за счет использования недефицитных компонентов. Thus, the proposed composition increases the weather resistance of the coating, expands the scope of its application, in particular, provides the possibility of its use for external decorative finishing works, allows to reduce the cost due to the use of non-deficient components.

Claims

An weather-resistant water-dispersion composition comprising a polyvinyl acetate dispersion, titanium dioxide, a thickener, a plasticizer, natural chalk and water, characterized in that the composition contains liquid glass as a plasticizer, Na-carboxymethyl cellulose (Na- (CMC) adhesive as a thickener, as pigment - titanium dioxide, as filler - urea-formaldehyde powder (CFP) -dispersion, in the following ratio of components (wt.%):
Polyvinyl Acetate Dispersion - 20-24
Titanium Dioxide - 9-13
Glue Na-carboxymethyl cellulose - 0.5-1.5
Liquid glass - 4-6
Urea-formaldehyde powder (CFP) -dispersion - 35-39
Natural chalk - 20-22
Water - Else