RU2165951C1

RU2165951C1 - Polystyrene paint composition

Info

Publication number: RU2165951C1
Application number: RU2000111819A
Authority: RU
Inventors: Николай Андреевич Янковский; Валерий Андреевич Степанов; Виталий Леонидович Скляров; Ольга Юрьевна Козлова; Михаил Юрьевич Родыгин; Борис Васильевич Кравченко; Алина Ивановна Островская; Евгения Анатольевна Заугольникова; Юрий Иванович Иванов; Станислав Павлович Силкин
Original assignee: Открытое акционерное общество "Концерн Стирол"
Priority date: 2000-03-28
Filing date: 2000-05-11
Publication date: 2001-04-27

Abstract

FIELD: protection of outer metal, concrete and wood surfaces from atmospheric corrosion in various industries. SUBSTANCE: polystyrene paint comprises polystyrene film- forming agent, pigments, colorants. Modifier which is 4% aqueous solution of polyvinyl alcohol containing 12-14% of acetate groups is added to composition. Invention makes it possible to increase hardness of coating b almost two times white retaining other physical and mechanical properties unchanged. EFFECT: improved properties of the polystyrene paint. 1 tbl

Description

Изобретение относится к области получения лакокрасочных материалов, в частности красок на основе полистирольного пленкообразующего, и может быть использовано для защиты наружных металлических, бетонных и деревянных поверхностей от атмосферной коррозии в различных отраслях промышленности. The invention relates to the field of production of paints and varnishes, in particular paints based on polystyrene film-forming, and can be used to protect external metal, concrete and wooden surfaces from atmospheric corrosion in various industries.

Известен состав антикоррозионного покрытия на основе полистирола, в котором растворителями полистирола служат толуол, сольвент, ксилол, пластификатором - дибутилфталат, диоксилфталат, хлорпарафин, совол, касторовое масло или их смеси. Для получения цветовой гаммы используют известные пигменты: диоксид титана, окись хрома, железный сурик, берлинскую лазурь или отработанный в производстве аммиака оксидцинковый катализатор, содержащий сульфид цинка и оксид цинка. При применении в качестве пигмента отработанного оксидцинкового катализатора в качестве пленкообразующего используют наряду с полистирольным лаком и другие пленкообразующие, например, олифу, лак - ПФ-283, лак ХСЛ, эпоксидный лак, эмаль ЭП-535, эмаль ХВ-785 и др. [1. Патент РФ N 2017781, МКИ C 09 D 191/00, опуб. 15.08.94, БИ N 15, Патент Украины N 19264, опуб. 25.12.97, ПВ N 6]. The known composition of the anticorrosion coating based on polystyrene, in which the polystyrene solvents are toluene, solvent, xylene, the plasticizer is dibutyl phthalate, dioxyl phthalate, chloroparaffin, sovol, castor oil or mixtures thereof. Known pigments are used to obtain a color gamut: titanium dioxide, chromium oxide, iron minium, Prussian blue, or zinc oxide catalyst used in the production of ammonia containing zinc sulfide and zinc oxide. When used as a pigment, the spent zinc oxide catalyst is used as a film-forming agent along with polystyrene varnish and other film-forming ones, for example, drying oil, varnish - PF-283, CSL varnish, epoxy varnish, EP-535 enamel, XB-785 enamel, etc. [1 . RF patent N 2017781, MKI C 09 D 191/00, publ. 08/15/94, BI N 15, Patent of Ukraine N 19264, publ. 12/25/97, PV N 6].

Недостатками указанных составов являются получение красок с низкой твердостью пленки, использование полистирола в качестве пленкообразующего. Как свидетельствуют данные приведенного анализа, для получения красок с повышенной твердостью пленки требуется использование более дефицитных и более дорогостоящих пленкообразующих, таких как эпоксидный лак, эмаль ЭП-535, лак ХЛС и др. В свою очередь это сокращает сырьевую базу при получении красок с повышенной твердостью за счет ограничения использования в качестве пленкообразующего полистирола и его сополимеров, которые по сравнению с другими пленкообразующими имеют наиболее многотоннажные производства. The disadvantages of these compositions are the receipt of paints with low film hardness, the use of polystyrene as a film-forming. According to the data of the above analysis, to obtain paints with increased film hardness, the use of more scarce and more expensive film-forming, such as epoxy varnish, EP-535 enamel, HLS varnish, etc. is required. In turn, this reduces the raw material base for paints with increased hardness due to the restriction of the use as film-forming polystyrene and its copolymers, which, in comparison with other film-forming, have the most large-tonnage production.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является состав для получения лакокрасочных материалов на основе полистирола, в который в качестве пластификатора и модификатора с целью улучшения эстетических и технологических свойств, снижения себестоимости вводят олигомер стирола в количестве 5-30 мас.% со степенью олигомеризации 4-5 и с содержанием толуола 10% и остаточного стирола до 0,15%. [2. Патент РФ N 2142486, МКИ C 09 D 125/06, опуб. 20.09.99, БИ N 34/99 - прототип]. The closest in technical essence and the achieved effect is a composition for the production of polystyrene-based paints and varnishes, into which 5–30 wt.% Styrene oligomer with an oligomerization degree of 4 is introduced as a plasticizer and modifier in order to improve aesthetic and technological properties, reduce costs. -5 and with a toluene content of 10% and residual styrene up to 0.15%. [2. RF patent N 2142486, MKI C 09 D 125/06, publ. 09/20/99, BI N 34/99 - prototype].

Недостатком указанного состава является низкая твердость покрытия, находящаяся в пределах 0,2-0,3 у.ед. (определяется по ГОСТ 5233). The disadvantage of this composition is the low hardness of the coating, which is in the range of 0.2-0.3 unit (determined according to GOST 5233).

В основу изобретения поставлена задача улучшения состава полистирольной краски путем введения модификатора в виде водного раствора поливинилового спирта (ПВС), обеспечивающего повышение твердости покрытия для уменьшения ограничений при применении менее дефицитного и менее дорогостоящего полистирола в качестве пленкообразующего. The basis of the invention is the task of improving the composition of polystyrene paint by introducing a modifier in the form of an aqueous solution of polyvinyl alcohol (PVA), which provides increased hardness of the coating to reduce restrictions when using less scarce and less expensive polystyrene as a film-forming.

Поставленная задача решается за счет того, что в состав полистирольной краски, включающей пленкообразующее - полистирол, растворитель, красители, пигменты и модификатор, вводят 4%-ный водный раствор поливинилового спирта, с содержанием 12-14% ацетатных групп, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Пленкообразующее - полистирол - 15,5
Растворитель - 62
Красители - 5,5
Пигменты - 7-5
Модификатор - 4%-ный водный раствор поливинилового спирта с содержанием 12-14% ацетатных групп - 10-12
В предлагаемом составе, по сравнению с известным, за счет введения 4%-ного водного раствора ПВС с содержанием ацетатных групп 12-14% в заявленных пределах, достигается повышение твердости покрытия, что снижает ограничения по применению краски на основе полистирола, например, вместо краски на основе эмали ЭП-535, лака ХСЛ, эмали ХВ-785, краски МС-18 (см. аналог 4 в таблице).The problem is solved due to the fact that a 4% aqueous solution of polyvinyl alcohol, containing 12-14% acetate groups, is introduced into the composition of a polystyrene paint, including film-forming polystyrene, solvent, dyes, pigments and modifier, with the following ratio of components, wt.%:
Film-forming - polystyrene - 15.5
Solvent - 62
Dyes - 5.5
Pigments - 7-5
Modifier - 4% aqueous solution of polyvinyl alcohol with a content of 12-14% acetate groups - 10-12
In the proposed composition, in comparison with the known, due to the introduction of a 4% aqueous solution of PVA with a content of acetate groups of 12-14% within the stated limits, an increase in the hardness of the coating is achieved, which reduces the restrictions on the use of polystyrene based paint, for example, instead of paint based on EP-535 enamel, HSL varnish, XB-785 enamel, MS-18 paint (see analogue 4 in the table).

Применение ПВС с содержанием 12-14% ацетатных групп обладает, с одной стороны, клеящей способностью, что увеличивает адгезию покрытия к защищаемой поверхности, с другой стороны - его водные растворы относятся к неионогенным поверхностно-активным веществам, что обеспечивает достаточно хорошее распределение 4% водного раствора ПВС в полистирольной краске, обладающей высокой гидрофобностью, что в свою очередь при высыхании краски обеспечивает уплотнение пленки покрытия и повышение ее твердости. The use of PVA with a content of 12-14% acetate groups has, on the one hand, adhesiveness, which increases the adhesion of the coating to the surface to be protected, and on the other hand, its aqueous solutions are non-ionic surfactants, which ensures a fairly good distribution of 4% aqueous PVA solution in polystyrene paint, which has high hydrophobicity, which in turn, when the paint dries, provides a seal of the coating film and increase its hardness.

Порядок приготовления композиции следующий. В емкость с мешалкой загружают полистирол и растворитель, например толуол, сольвент или ксилол, из расчета получения 20%-ного раствора полистирола. Содержимое перемешивают до полного растворения полистирола. В полученный раствор добавляют модификатор - 4%-ный водный раствор ПВС и перемешивают до получения однородной, нерасслаивающейся массы. Затем смесь перегружают в шаровую мельницу или краскотерку, добавляют пигменты. В качестве пигмента в зависимости от необходимой цветовой гаммы используют неорганические пигменты: диоксид титана - для получения белого цвета, окись хрома - для получения зеленого цвета, железный сурик - коричневый цвет, берлинскую лазурь - синий и фталоционитовый голубой. После чего добавляют красители (органический пигмент алый) и перемешивают до заданной степени перетира (пример 2) (ТУ 113-03-27-89-91). Полученную композицию наносят на поверхность образцов для испытаний, сушат при 18-23^oC и испытывают. Твердость пленки определяют с помощью маятникового прибора МИ-3 по ГОСТ 6883-75. Адгезию определяют методом решетчатых надрезов по ГОСТ 15140-69. Изгиб пленки определяют по ГОСТ 6806-74. Прочность пленки при ударе определяют на приборе У- 1А по ГОСТ 4765-73. Порядок приготовления композиции (для примеров 1, 3) следующий. Полистирол смешивают в смесителе, например, "пьяная бочка", с пигментами и красителями, экструдируют на экструдере при 180-230^oC. В емкость с мешалкой загружают полученный экструдат и соответствующее количество растворителя для получения аналогичных (пример 2) пропорций. Содержимое перемешивают до полного растворения. Затем в полученный раствор добавляют 4%-ный раствор ПВС и перемешивают до получения однородной, не расслаивающейся композиции. Полученную композицию наносят на поверхность образцов для испытаний, сушат при температуре 18-23^oC по действующим стандартам.The order of preparation of the composition is as follows. Polystyrene and a solvent, for example, toluene, solvent or xylene, are loaded into a container with a stirrer in order to obtain a 20% polystyrene solution. The contents are mixed until the polystyrene is completely dissolved. A modifier — a 4% aqueous solution of PVA — is added to the resulting solution and mixed until a homogeneous, non-stratified mass is obtained. Then the mixture is reloaded into a ball mill or paint grinder, pigments are added. Inorganic pigments are used as a pigment, depending on the desired color gamut: titanium dioxide - to obtain white, chromium oxide - to obtain green, iron minium - brown, Prussian blue - blue and phthalocionite blue. Then add dyes (organic pigment scarlet) and mix to a predetermined degree of grinding (example 2) (TU 113-03-27-89-91). The resulting composition is applied to the surface of the test samples, dried at 18-23 ^o C and tested. The hardness of the film is determined using the pendulum device MI-3 according to GOST 6883-75. Adhesion is determined by the method of trellised notches according to GOST 15140-69. The bending of the film is determined according to GOST 6806-74. The strength of the film upon impact is determined on the device U-1A according to GOST 4765-73. The order of preparation of the composition (for examples 1, 3) is as follows. Polystyrene is mixed in a mixer, for example, a "drunk barrel", with pigments and dyes, extruded on an extruder at 180-230 ^o C. In the container with a mixer load the obtained extrudate and an appropriate amount of solvent to obtain similar (example 2) proportions. The contents are mixed until completely dissolved. Then, a 4% PVA solution is added to the resulting solution and mixed until a homogeneous, non-stratified composition is obtained. The resulting composition is applied to the surface of test samples, dried at a temperature of 18-23 ^o C according to current standards.

В таблице приведены рецептуры и физико-механические свойства композиций на основе предлагаемого (примеры 1-3) и известного (пример 4) составов и запредельных значений (пример 5 и 6). The table shows the formulations and physico-mechanical properties of the compositions based on the proposed (examples 1-3) and known (example 4) compositions and transcendental values (example 5 and 6).

По данным таблицы новый состав (примеры 1-3) по сравнению с прототипом (пример 4) обеспечивает повышение твердости в 1,86 раза при сохранении остальных физико-механических свойств на прежнем уровне. При уменьшении добавки 4%-ного водного раствора ПВС к полистирольной краске до 6% (пример 5) твердость покрытия уменьшается до 0,28 у.ед., а при увеличении добавки 4%-ного водного раствора ПВС к полистирольной краске до 18% (пример 6) снижается прочность покрытия к удару, ухудшается изгиб, адгезия и блеск. According to the table, the new composition (examples 1-3) compared with the prototype (example 4) provides an increase in hardness of 1.86 times while maintaining the remaining physical and mechanical properties at the same level. With a decrease in the additive of a 4% aqueous solution of PVA to polystyrene paint to 6% (Example 5), the coating hardness decreases to 0.28 units, and with an increase in the addition of a 4% aqueous solution of PVA to polystyrene paint up to 18% ( example 6) decreases the strength of the coating to impact, deteriorates bending, adhesion and gloss.

Таким образом, предлагаемый состав полистирольной краски обеспечивает повышение твердости почти в 2 раза при сохранении остальных физико-механических свойств на прежнем уровне. Thus, the proposed composition of polystyrene paint provides an increase in hardness of almost 2 times while maintaining the remaining physical and mechanical properties at the same level.

Claims

The composition of polystyrene paint, including film-forming - polystyrene, solvent, dyes, pigments and a modifier, characterized in that the composition contains a 4% aqueous solution of polyvinyl alcohol with a content of 12-14% acetate groups in the following ratio of components, wt.% :
Film-forming - polystyrene - 15.5
Solvent - 62
Dyes - 5.5
Pigments - 7.0 - 5.0
Modifier - 4% aqueous solution of polyvinyl alcohol with a content of 12 - 14% acetate groups - 10 - 12