RU2175662C2

RU2175662C2 - Composition for protective-decorative coating and method of preparing thereof

Info

Publication number: RU2175662C2
Application number: RU99127584/04A
Authority: RU
Inventors: Л.И. Гинзбург; Е.М. Таркова; Н.Н. Истомин; В.В. Емсин; Р.М. Цинцкиладзе; А.Э. Вознесенский; В.Г. Рупышев; В.П. Мишенев
Original assignee: Закрытое акционерное общество "Неохим"
Priority date: 1999-12-23
Filing date: 1999-12-23
Publication date: 2001-11-10

Abstract

FIELD: paintwork materials, more particularly applying protective-decorative coatings onto metallic, concrete, wood or other external surfaces. SUBSTANCE: composition comprises polystyrene concentrate of pigments as styrene-containing film-forming and coloring component, phthalic acid esters as plasticizer, mixture of cyclohexanone with solvent selected from group consisting of xylene, toluene, ethyl acetate at weight ratio of 2.5-4.5:1 as organic solvent. Composition is prepared by mixing components in one stage in stirred solvent reactor; in this case, organic solvent is first mixed with film-forming and coloring component on heating, and the plasticizer is then added to the resulting mixture, and stirring is continued till composition becomes completely homogeneous. EFFECT: high service characteristics of the coating under moderate climate conditions, stable composition during storage period, and low energy intensity of simple single-stage method. 7 cl, 2 tbl _

Description

Предлагаемое изобретение относится к области лакокрасочных материалов, в частности, к лакокрасочным материалам на основе стиролсодержащего пленкообразующего, и может быть использовано при нанесении защитно-декоративных покрытий на металлические, бетонные, деревянные и другие наружные поверхности зданий, сооружений, эстакад, трубопроводов и арматуры технологического оборудования, а также для защиты железнодорожного подвижного состава. The present invention relates to the field of paints and varnishes, in particular, paints and varnishes based on styrene-containing film-forming, and can be used in the application of protective and decorative coatings on metal, concrete, wood and other external surfaces of buildings, structures, overpasses, pipelines and valves of technological equipment as well as for the protection of railway rolling stock.

Известна композиция для защитно-декоративного покрытия на основе стиролсодержащего пленкообразующего [з-ка РФ N 96108196/04, МПК⁶ C 09 D 125/06, 1996] . Она содержит органический растворитель - смесь этилацетата с толуолом, пластификатор - эфиры фталевой кислоты, наполнитель, пленкообразующее - смесь отходов производства эмульсионного полистирола (ПС), содержащих воду, эмульгатор, и 44,6 - 97,0% ПС, с низкомолекулярным эпоксидным олигомером и дополнительно - отвердитель эпоксидного компонента - смесь полиамина, выбранного из группы полиэтиленполиаминов, с продуктом гидролитической поликонденсации γ -аминопропилтриэтоксисилана в циклогексаноне. Недостатком композиции является ее усложненный, относящийся к так называемым двухупаковочным, состав, и, следовательно, усложненная технология нанесения покрытия.A known composition for protective and decorative coatings based on styrene-containing film-forming [RF RF N 96108196/04, IPC ⁶ C 09 D 125/06, 1996]. It contains an organic solvent - a mixture of ethyl acetate with toluene, a plasticizer - phthalic acid esters, filler, film-forming - a mixture of waste products of emulsion polystyrene (PS) containing water, an emulsifier, and 44.6 - 97.0% PS, with a low molecular weight epoxy oligomer and in addition, the hardener of the epoxy component is a mixture of a polyamine selected from the group of polyethylene polyamines with the hydrolytic polycondensation product of γ-aminopropyltriethoxysilane in cyclohexanone. The disadvantage of the composition is its complicated, related to the so-called two-pack composition, and, therefore, the complicated coating technology.

Ближайшей по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому изобретению является композиция для защитно-декоративного покрытия металлических, бетонных и пластмассовых поверхностей по авт. св. СССР N 1684298, МПК⁵ C 09 D 125/06, 1988. В соответствии с авт.св. СССР N 1684298, композиция включает стиролосодержащее пленкообразующее, пластификатор, пигмент, наполнитель и органический растворитель. В качестве пленкообразующего она содержит пенополистирол (ППС), ударопрочный полистирол (УПС, УПМ), акрилонитрилбутадиенстирольный сополимер (АБС) или бутадиенстирольный сополимер - один или в смеси с ППС, в качестве пластификатора - смесь этилбензолстирольной смолы с продуктом конденсации тионафтеновой примеси технического нафталина с формальдегидом; пигмент в композиции - органический или неорганический, наполнитель - мел, тальк, аэросил.The closest in technical essence and the achieved effect to the proposed invention is a composition for protective and decorative coating of metal, concrete and plastic surfaces according to ed. St. USSR N 1684298, IPC ⁵ C 09 D 125/06, 1988. In accordance with ed. USSR N 1684298, the composition includes a styrene-containing film-forming, a plasticizer, a pigment, a filler and an organic solvent. As a film-forming agent, it contains polystyrene foam (PPS), high-impact polystyrene (UPS, UPM), acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer (ABS) or styrene-butadiene copolymer - alone or mixed with PPS, as a plasticizer - a mixture of ethylbenzene-styrene resin and technical grade sulfide resin ; the pigment in the composition is organic or inorganic; filler is chalk, talc, aerosil.

Композицию в соответствии с авт.св. СССР N 1684298, получают путем последовательных операций: растворение пленкообразующего в органическом растворителе в реакторе - дисольвере; фильтрация полученного раствора и возвращение его в дисольвер, загрузка в дисольвер остальных компонентов - пластификатора, пигментов и наполнителя и перемешивание смеси до достижения однородности; подача дисперсии насосом - дозатором в бисерную мельницу и диспергирование композиции в ней до необходимой степени перетира пигмента; слив дисперсии в накопительную емкость. Composition in accordance with ed. USSR N 1684298, obtained by sequential operations: the dissolution of the film-forming in an organic solvent in the reactor - dissolver; filtering the resulting solution and returning it to the disolver, loading into the disolver the remaining components — plasticizer, pigments and filler, and mixing the mixture until uniform; feeding the dispersion with a pump dispenser into a bead mill and dispersing the composition therein to the desired degree of milling of the pigment; discharge of the dispersion into the storage tank.

Композиция по авт.св. СССР N 1684298 обеспечивает высокие эксплуатационные качества покрытий по отношению к атмосферным воздействиям в условиях умеренного климата. Недостатком способа получения композиции являются высокие энергозатраты при ее изготовлении, т.к. стадия диспергирования в бисерной мельнице (перетир) является особенно высокоэнергоемким процессом. Auto Composition USSR N 1684298 provides high performance coatings in relation to atmospheric influences in a temperate climate. The disadvantage of the method of obtaining the composition are high energy consumption in its manufacture, because the dispersion stage in a bead mill (milling) is a particularly high energy-intensive process.

Технической задачей настоящего изобретения является разработка такого состава композиции и таких технологических операций способа ее получения, которые бы обеспечили получение композиции для защитно-декоративного покрытия с высокими характеристиками покрытия в атмосферных условиях умеренного климата, позволили бы упростить и удешевить технологию получения такой композиции, а также утилизировать отходы полистирола различного происхождения (как процессов его производства, так и переработки) и отходы производства эфиров фталевой кислоты. Поставленная задача решается тем, что композиция для защитно-декоративного покрытия, включающая стиролсодержащее пленкообразующее, красящий компонент, пластификатор и органический растворитель, в качестве стиролсодержащего пленкообразующего и красящего компонента содержит концентрат пигментов полистирольный, в качестве пластификатора - эфиры фталевой кислоты, в качестве органического растворителя - смесь циклогексанона с растворителем, выбранным из группы, включающей ксилол, толуол, этилацетат, при массовом соотношении 2,5-4,5:1 при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Концентрат пигментов полистирольный - 25,0-35,0
Пластификатор - 5-15
Органический растворитель - Остальное
В качестве концентрата пигментов полистирольного композиция содержит концентрат пигментов на основе отходов полистирола или концентрат пигментов на основе полистирола общего назначения, полистирола ударопрочного, полистирола вспенивающегося, тройных сополимеров стирола - метилметакрилатстиролакрилонитрильный сополимер (МСН).The technical task of the present invention is to develop such a composition of the composition and such technological operations of the method for its preparation, which would provide a composition for a protective and decorative coating with high coating characteristics in atmospheric conditions of a temperate climate, would simplify and cheapen the technology for such a composition, and also utilize polystyrene waste of various origins (both its production processes and processing) and phthalic acid esters production waste slots. The problem is solved in that the composition for a protective and decorative coating, including a styrene-containing film-forming, dyeing component, a plasticizer and an organic solvent, contains a polystyrene pigment concentrate as a styrene-containing film-forming and coloring component, and phthalic acid esters as a plasticizer, as an organic solvent a mixture of cyclohexanone with a solvent selected from the group consisting of xylene, toluene, ethyl acetate, with a mass ratio of 2.5-4.5: 1 at eduyuschem component ratio, wt.%:
Polystyrene pigment concentrate - 25.0-35.0
Softener - 5-15
Organic Solvent - Else
As a polystyrene pigment concentrate, the composition contains a pigment concentrate based on polystyrene wastes or a pigment concentrate based on general purpose polystyrene, high-impact polystyrene, expandable polystyrene, triple styrene copolymers - methyl methacrylate styrene acrylonitrile copolymer (MCH).

Композиция содержит в качестве пластификатора диоктилфталат или диаллилфталат, или отходы производства диоктилфталата, диаллилфталата. The composition contains as a plasticizer dioctyl phthalate or diallyl phthalate, or waste products of dioctyl phthalate, diallyl phthalate.

Поставленная задача решается также тем, что в способе получения композиции для защитно-декоративного покрытия путем смешения стиролсодержащего пленкообразующего, красящего компонента, пластификатора и органического растворителя, смешение проводят в одну стадию в реакторе-растворителе с мешалкой, причем, вначале смешивают органический растворитель с пленкообразующим и красящим компонентом и при этом в качестве стиролсодержащего пленкообразующего и красящего компонента используют концентрат пигментов полистирольный, после чего в полученную смесь вводят пластификатор и перемешивание продолжают до получения полностью однородного состава. The problem is also solved by the fact that in the method of obtaining a composition for a protective and decorative coating by mixing a styrene-containing film-forming, coloring component, plasticizer and organic solvent, the mixing is carried out in one stage in a solvent reactor with a stirrer, and, first, the organic solvent is mixed with a film-forming and a coloring component, and a polystyrene pigment concentrate is used as a styrene-containing film-forming and coloring component, and then in the resulting mixture is injected with a plasticizer and stirring is continued until a completely uniform composition is obtained.

В концентрате пигментов полистирольном (КП-ПС) могут быть использованы неорганические и органические пигменты, их смеси, например, диоксид титана, оксид хрома, сажа ацетиленовая, оксид цинка, пигмент красный железоокисный, кроны желтый и красный, пигмент жирорастворимый зеленый антрахиноновый и др. в количестве от 10 до 45 мас.%. Inorganic and organic pigments, their mixtures, for example, titanium dioxide, chromium oxide, acetylene carbon black, zinc oxide, red iron oxide pigment, yellow and red crowns, fat-soluble green anthraquinone pigment, etc. can be used in polystyrene concentrate (KP-PS). in an amount of from 10 to 45 wt.%.

Смешение компонентов проводят при температуре 30-80^oC.The mixing of the components is carried out at a temperature of 30-80 ^o C.

Использование в заявляемой композиции концентрата пигментов полистирольного с содержанием пигмента, неорганического или органического, выше или ниже выбранного интервала приводит к некачественному покрытию. The use of the inventive composition of a concentrate of polystyrene pigments with a pigment content, inorganic or organic, above or below the selected interval leads to poor-quality coating.

В предлагаемую композицию могут быть внесены целевые добавки в известных соотношениях, например, светостабилизаторы, антиседиментационные добавки, ингибиторы коррозии; эти добавки вводятся в композицию сверх 100%, т.е. за вычетом необязательных компонентов соотношение обязательных остается в пределах заявляемого. Targeted additives in known proportions, for example, light stabilizers, anti-sedimentation additives, corrosion inhibitors, can be introduced into the proposed composition; these additives are introduced into the composition in excess of 100%, i.e. net of optional components, the ratio of required remains within the claimed.

Предлагаемая композиция обладает высокими эксплутационными характеристиками покрытия в атмосферных условиях умеренного климата, обеспечивает широкий цветовой ассортимент покрытий, стабильна при хранении, дешева, т.к. позволяет утилизировать отходы ПС и фталатов, а также отличается простотой технологической схемы изготовления и низкой энергоемкостью процесса. The proposed composition has high performance characteristics of the coating in atmospheric conditions of a temperate climate, provides a wide color range of coatings, is stable during storage, is cheap, because It allows the disposal of PS and phthalate waste, and is also characterized by the simplicity of the manufacturing process scheme and the low energy intensity of the process.

Заявляемый способ прост, одностадиен, не требует сложного оборудования, отличается низкой энергоемкостью. The inventive method is simple, one-stage, does not require sophisticated equipment, has a low energy intensity.

Композицию наносят кистью, валиком или краскораспылителем. Время высыхания нанесенного покрытия - не более 4 ч. The composition is applied by brush, roller or spray gun. Drying time of the applied coating - no more than 4 hours

В композиции использовали следующие материалы: - концентрат пигментов полистирольный КП-ПС по ТУ 2243-023-00203501-96, в котором в качестве полимерной основы используются либо ПС общего назначения, УПС, МСН; либо отходы производства ПС - некондиция, лепешки, отходы переработки ПС - некондиция формовки, литники, облой - в виде дробленки; пыль, россыпи гранул; пластификаторы, в т.ч. диоктилфталат и диаллилфталат по ГОСТ 8728-88 или отходы этих фталатов с содержанием основного продукта не менее 88% и представляющие собой некондиционный продукт этих фталатов; растворители, в т. ч.: циклогексанон по ГОСТ 24615-81, ксилол по ГОСТ 9949-76 E, этилацетат по ГОСТ 8981-78 E, толуол по ГОСТ 14710-78. The following materials were used in the composition: - KP-PS polystyrene pigment concentrate according to TU 2243-023-00203501-96, in which either general-purpose substrates, UPS, MSN are used as the polymer base; or PS production waste - substandard, flat cakes, PS processing waste - molding substandard, sprues, groove - in the form of a crusher; dust, granule placers; plasticizers, including dioctyl phthalate and diallyl phthalate according to GOST 8728-88 or the waste of these phthalates with a content of the main product of at least 88% and representing an substandard product of these phthalates; solvents, including: cyclohexanone according to GOST 24615-81, xylene according to GOST 9949-76 E, ethyl acetate according to GOST 8981-78 E, toluene according to GOST 14710-78.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами. Состав композиций и свойства полученного из нее покрытия приведены в табл. 1, 2. The invention is illustrated by the following examples. The composition of the compositions and the properties of the coatings obtained from it are given in table. 12.

Испытания покрытия, полученного из заявляемой композиции, проводили по соответствующим тестированным методикам. Testing of the coating obtained from the claimed composition was carried out according to the appropriate tested methods.

Пример 1. Example 1

В реактор емкостью 200 л. с мешалкой и водяной рубашкой загружают 48 кг циклогексанона, 12 кг толуола и 30 кг КП-ПС на основе отходов ПС с содержанием TiO₂ - 40 мас.%.Into a 200 liter reactor. 48 kg of cyclohexanone, 12 kg of toluene and 30 kg of KP-PS based on PS wastes with a TiO ₂ content of 40 wt.% are charged with a stirrer and a water jacket.

Перемешивание ведут при 50^oC в течение 4 ч до получения однородной смеси, после чего добавляют в полученную смесь 10 кг диоктилфталата и перемешивание продолжают еще в течение 1 ч до получения однородного состава.Stirring is carried out at 50 ^° C. for 4 hours until a homogeneous mixture is obtained, after which 10 kg of dioctyl phthalate is added to the resulting mixture and stirring is continued for another 1 hour until a homogeneous composition is obtained.

Самотеком через фильтры грубой очистки композицию сливают в фасовочное устройство и затаривают. By gravity through the coarse filters, the composition is poured into the filling device and packaged.

Примеры NN 2-6, 7-12 (контрольные). Examples NN 2-6, 7-12 (control).

Опыты проводят как в примере 1, меняя состав композиции. The experiments are carried out as in example 1, changing the composition.

Как видно из приведенных в табл. 2 результатов, покрытия, полученные из предлагаемой композиции, обладают высокими эксплуатационными характеристиками, композиция дешева, а способ прост и эффективен. As can be seen from the table. 2 results, coatings obtained from the proposed composition have high performance characteristics, the composition is cheap, and the method is simple and effective.

Claims

1. A composition for protective and decorative coatings comprising a styrene-containing film-forming, coloring component, a plasticizer and an organic solvent, characterized in that it contains a polystyrene pigment concentrate as a styrene-containing film-forming and coloring component, and phthalic acid esters as a plasticizer, as an organic solvent - a mixture of cyclohexanone with a solvent selected from the group comprising xylene, toluene, ethyl acetate, in a mass ratio of 2.5 - 4.5: 1 in the following the ratio of components, wt.%:
Polystyrene pigment concentrate - 25-35
Softener - 5-15
Organic Solvent - Else
2. The composition for protective and decorative coating according to claim 1, characterized in that as a polystyrene pigment concentrate it contains a pigment concentrate based on polystyrene waste.

3. The composition for protective and decorative coating according to claim 1, characterized in that as a polystyrene pigment concentrate it contains a pigment concentrate based on general polystyrene, high impact polystyrene, expandable polystyrene, triple styrene copolymers.

4. Composition for protective and decorative coating according to claims 1 to 3, characterized in that it contains dioctyl phthalate or diallyl phthalate as a plasticizer.

5. The composition for protective and decorative coating according to claims 1 to 3, characterized in that it contains waste dioctyl phthalate or diallyl phthalate as a plasticizer.

6. A method of obtaining a composition for a protective and decorative coating according to claim 1 by mixing a styrene-containing film-forming, dyeing component, a plasticizer and an organic solvent, characterized in that the mixture is carried out in one stage when heated in a solvent reactor with a stirrer, and the organic solvent is first mixed with a film-forming and coloring component, and a polystyrene pigment concentrate is used as a styrene-containing film-forming and coloring component, and then in the floor The resulting mixture is introduced with a plasticizer and mixing is continued until the composition is completely uniform.