RU2357991C1

RU2357991C1 - Акриловая лакокрасочная композиция

Info

Publication number: RU2357991C1
Application number: RU2008108575/04A
Authority: RU
Inventors: Иван Игнатьевич Мокрецов (RU); Иван Игнатьевич Мокрецов; Алексей Николаевич Парахин (RU); Алексей Николаевич Парахин; Ольга Ивановна Минеева (RU); Ольга Ивановна Минеева; Ирина Николаевна Трубина (RU); Ирина Николаевна Трубина
Original assignee: Федеральное казенное предприятие (ФКП) "Пермский пороховой завод"
Priority date: 2008-03-04
Filing date: 2008-03-04
Publication date: 2009-06-10

Abstract

Изобретение относится к лакокрасочным материалам, предназначенным для защитно-декоративных покрытий металлических поверхностей. Акриловая лакокрасочная композиция в качестве акрилового пленкообразователя содержит сополимер метилметакрилата и Н-бутилметакрилата - смолу «Дегалан LP64/12», а также лак алкидно-уретановый, в качестве пластификатора дибутилфталат или хлорпарафин ХП-470, пигменты, кальцитовый наполнитель, органический растворитель - толуол и бутилацетат, загуститель - органическое производное монтмориллонита «Бентоне SD-2», диспергатор - смесь натуральных фосфолипидов «Соя лецитин», при этом композиция дополнительно содержит противокоррозионный пигмент «Фосмет» - смесь гидратированных фосфатов алюминия и кальция или «Полифосмет» - соединения полифосфатов алюминия и кальция, в качестве наполнителя - тальк, сиккатив и поверхностно-активное вещество - полиметилсилоксановую жидкость при заявленном соотношении компонентов. Предложенная акриловая лакокрасочная композиция обладает высокой укрывистостью высушенной пленки и высокой стойкостью покрытия к статическому воздействию. 2 табл.

Description

Изобретение относится к лакокрасочным материалам, а именно к области разработок эмалей, предназначенных для защитно-декоративных покрытий металлических поверхностей, деталей машин, приборов, эксплуатируемых внутри помещений, в атмосферных условиях и агрессивных средах.

Наиболее близким техническим решением по совокупности существенных признаков и достигаемому результату к заявляемому изобретению является «Акриловая лакокрасочная композиция» по патенту РФ №2314327, МПК C09D 133/04, содержащая, мас.ч.:

Пленкообразующее:

48-52%-ный раствор в толуоле
сополимера бутилакрилата, стирола
и метакриловой кислоты в отношении
(37,8-38,8):(58,5-59,5):2,7	35-60

Пигменты:

Лазурь железная, сурик железный,
диоксид титана, окись хрома,
крон свинцовый, пигмент голубой
фталоцианиновый, пигмент зеленый
фталоцианиновый, углерод технический,
пигмент желтый железоокисный,
пигмент красный железоокисный	2-20

Кальцитовый наполнитель:

Карбонат кальция кристаллический

10-30

Органический растворитель:

Толуол	5-15
Бутилацетат	5-15

Загуститель:

Органическое производное монтмориллонита «Бентоне SD-2»

1-4

Диспергатор:

Смесь натуральных фосфолипидов «Соя лецитин»
растительный или «Соя лецитин Nalec 10-F»	0,2-0,6

Пластификатор:

Дибутилфталат

1-6

Недостатком этой акриловой лакокрасочной композиции являются низкая укрывистость высушенной пленки (200 г/см²) и низкая стойкость покрытия к статическому воздействию при (20±2)°С воды (60 часов) и 3%-ных растворов NaCl и HCl (50 часов).

Задачей изобретения является создание акриловой лакокрасочной композиции, обладающей высокой укрывистостью высушенной пленки и высокой стойкостью покрытия к статическому воздействию при (20±2)°С воды и 3%-ных растворов NaCl и HCl при сохранении значений остальных показателей на том же уровне.

Поставленная задача решается за счет того, что акриловая лакокрасочная композиция, включающая акриловый пленкообразователь, пигменты, кальцитовый наполнитель, органический растворитель - толуол и бутилацетат, загуститель - органическое производное монтмориллонита «Бентоне SD-2», диспергатор - смесь натуральных фосфолипидов «Соя лецитин», пластификатор, в качестве акрилового пленкообразователя содержит сополимер метилметакрилата и Н-бутилметакрилата - смолу «Дегалан LP64/12», а также лак алкидно-уретановый, в качестве пигмента дополнительно содержит противокоррозионный пигмент «Фосмет» - смесь гидратированных фосфатов алюминия и кальция или «Полифосмет» - соединения полифосфатов алюминия и кальция, в качестве наполнителя дополнительно содержит тальк, в качестве пластификатора содержит дибутилфталат или хлорпарафин ХП - 470, кроме того, композиция дополнительно содержит сиккатив и поверхностно-активное вещество - полиметилсилоксановую жидкость, при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Пленкообразующее:

Сополимер метилметакрилата и Н - бутилметакрилата смола
«Дегалан LP64/12»	20-30
Лак алкидно-уретановый	2-5
Пигменты	2-20
Противокоррозионный пигмент «Фосмет»-смесь
гидратированных фосфатов алюминия и кальция или
«Полифосмет» - соединения полифосфатов алюминия и кальция	2-6

Наполнитель:

Кальцитовый наполнитель	10-30
Тальк	2-8

Органический растворитель:

Толуол	30-45
Бутилацетат	5-15

Загуститель:

Органическое производное монтмориллонита
«Бентоне SD-2»	0,5-3,0

Диспергатор:

Смесь натуральных фосфолипидов «Соя лецитин»

0,2-0,6

Пластификатор:

Дибутилфталат или хлорпарафин ХП-470	1-6
Сиккатив	0,05-0,50

Поверхностно-активное вещество:

Полиметилсилоксановая жидкость

0,01-0,50

В акриловой лакокрасочной композиции в качестве пленкообразующего используется сополимер метилметакрилата и Н-бутилметакрилата - смола «Дегалан LP64/12» (приложение: лист спецификации фирмы Degussa, Германия)

Физико-механические характеристики:

Внешний вид	Гранулы белого цвета
Молекулярный вес	60000 г/мол
Кислотное число	8 мгКОН/г
Динамическая вязкость (40%-ного раствора в
метилэтилкетоне)	180 МПаС
Плотность	1,08 г/см³
Насыпная плотность	650 г/л

Лак алкидно-уретановый представляет собой продукт жирного алкида, синтезированного на основе высыхающих жирных кислот и диизоцианата по ТУ 2311-273-05800142-2006.

Физико-механические характеристики:

Цвет лака по йодометрической шкале, мгI₂/100 см³	60
Условная вязкость по вискозиметру
ВЗ-246 с диаметром сопла 4 мм
при температуре (20±0,5)°С	70-300
Массовая доля нелетучих веществ, %	43-50
Время высыхания до степени 3 при (20±2)°С, ч	4
Твердость по прибору ТМЛ, усл. единицы	0,20

В качестве пигментов используются:

Лазурь железная	ГОСТ 21121-75
Сурик железный	ГОСТ 8135-74
Окись хрома	ГОСТ 2912-79
Крон свинцовый	ГОСТ 478-84
Пигмент голубой фталоцианиновый	ТУ 6-36-05011400-17-92
Пигмент зеленый фталоцианиновый	ТУ 6-36-05011400-20-92
Углерод технический	ГОСТ 7885-86
Пигмент желтый железоокисный	ГОСТ 18172-80
Пигмент красный железоокисный	ТУ 6-34-5762326-12-91

Диоксид титана CR-02 по ТУ 6-10-01650-92; Диоксид титана «Кронос 2190» и «Кронос 2310» (приложение: лист спецификации).

Физико-механические характеристики	Кронос 2190	Кронос 2310
Яркость белого лака, %	97,3	98,2
Дисперсность по гриндометру, мкм	6,8	6,8
Показатель рН среды	7,8	7,9
Содержание рутильной формы, %	98,9	99,9

Диоксид титана, обработанный смесью диоксида циркония и оксида алюминия «Тронокс С828» (приложение: лист спецификации).

Физико-механические характеристики

Содержание TiO₂	95%
Плотность	4.1 г/см³
Маслоемкость	18 г/100 г
Показатель рН среды	7,5
Средний размер частиц	0,19 мкм

В акриловой лакокрасочной композиции используется пигмент противокоррозионный «Фосмет» и «Полифосмет» по ТУ 2322-003-50898710-2002.

«Фосмет» представляет собой смесь гидратированных фосфатов алюминия, кальция. «Полифосмет» - соединения полифосфатов алюминия и кальция.

Физико-механические характеристики:

	«Фосмет»	«Полифосмет»
Внешний вид и цвет	Мелкокристаллический порошок белого цвета, некомкующийся и легко сыпучий, без запаха, нерастворимый в воде
Потери массы при прокаливании, %	18-20	18-20
Массовая доля соединений фосфора в пересчете на PO₄, %	55-63	53-63
Массовая доля соединений Са в пересчете на Са, %	9-15	9-15
Массовая доля соединений алюминия в пересчете на Al, %	7-11	7-15
рН водной суспензии пигмента с массовой долей 10%, ед.	5-7	5.2-7,0
Остаток на сите с сеткой 0063 мкм, %, не более	2,0	2,0
Массовая доля водорастворимых веществ, %, не более	0,5	0,5

В лакокрасочной композиции в качестве наполнителя используется тальк по ГОСТ 13145-67 со следующими физико-механическими характеристиками:

Содержание прокаленного нерастворимого в
соляной кислоте остатка, %	90
Содержание водорастворимых веществ, %	0,2
Потери массы при прокаливании, %	6,0
Содержание влаги, %	0,5
Остаток на сите №0045, %	3

В качестве кальцитового наполнителя используются:

Тонко измельченный белый мрамор высокой чистоты «Омикарб» марок «Омикарб 2-GU, 5-GU, 5-UR, 15-GU» (приложение: лист спецификации) со следующими физико-механическими характеристиками:

Химический состав СаСо₃,	>98%
Fe₂О₃,	<0,15%
Остаток, нерастворимый в HCl	<2,0%
Плотность	2,7 г/см
Показатель преломления	1,59
Твердость по Моосу	3
Средний размер частиц	2,5-27 мкм
Белизна	94,5-96,5%
Показатель рН среды	9
Маслоемкость	13-19 г/100 г

Микронизированный кальцитовый наполнитель МК-10 и МК-40:

Физико-механические характеристики		МК-10	МК-40:
Химический состав, %	СаСо₃, не менее	97	97
	MgO, не более	0,15	0,15
	SiO₂, не более	0,15	0,15
	Fe₂O₃+Al₂O₃, не более	0,12	0,12
Массовая доля летучих вещества, % не более		0,2	0,2
Показатель рН среды		8-9	8-9

Карбонат кальция кристаллический по ТУ2321-006-12588040-99 и мел по ГОСТ 82580-80.

В качестве органического растворителя используется толуол по ГОСТ 5789-78 и бутилацетат по ГОСТ8981-75.

В качестве загустителя используется органическое производное монтмориллонита «Бентоне SD-2», представляющее собой реологическую присадку на основе органических модификаций слоистых силикатов (приложение: лист спецификации фирмы «Леокс ИНК», Германия).

Физико-механические характеристики:

Состав	Органическое производное
	монтмориллонита
Цвет	Слабая кремовая окраска
Внешний вид	Тонкодисперсный порошок
Размер частиц в диспергированном виде	≥1 мкм
Плотность	1,62 г/см³

В качестве диспергатора композиция содержит смесь натуральных фосфолипидов «Соя лецитин»

Лецитин растительный

ТУ6-02-829-83

Физико-механические характеристики:

Состав	Смесь натуральных фосфолипидов
	с массовой долей фосфатидов 77-90%
Внешний вид	Пастообразная масса от светло-желтого до
	темно-коричневого цвета
Кислотное число	40 мгКОН/г

Соя лецитин «Nalec 10-F» (приложение: лист спецификации BYK CHEMJE Германия)

Физико-механические характеристики:

Состав	Смесь натуральных фосфолипидов
Содержание масла	38%
Вязкость	125 с
Кислотное число	30 мгКОН/г

Соя лецитин «АДЛЕК» (приложение: информационный листок) Физико-механические характеристики:

Состав	Смесь натуральных фосфолипидов
Вязкость при 25°С	10 Пас
Кислотное число	28 мгКОН/г
Пероксидное число	1
Общее число микроорганизмов	5000 гр

В качестве пластификатора используется хлорпарафин ХП-470 по ТУ6-01-16-90 и дибутилфталат по ГОСТ 8728-88.

Для ускорения высыхания в лакокрасочной композиции используется сиккатив, представляющий собой раствор в уайт-спирите соли тяжелого металла (свинца, марганца, кобальта, цинка, железа, кальция), дистиллированной нафтеновой кислоты по ГОСТ 1003-73.

Физико-механические характеристики:

Цвет по йодометрической шкале, мгI₂/100 см³	500
Массовая доля нелетучих веществ, %	32-75
Массовая доля металла, %	0,9-25
Температура вспышки, °С	33

В качестве поверхностно-активного вещества в акриловой лакокрасочной композиции используется полиметилсилоксановая жидкость, представляющая собой смесь полимеров линейной и разветвленной структуры по ГОСТ 13032-77.

Физико-механические характеристики:

Кинематическая вязкость при 20°С	192-208 cCm
Динамическая вязкость при минус 50°С	2000 сП
Показатель рН среды	6,2-7,0
Массовая доля кремния, %	37,0-38,5

Предлагаемая акриловая лакокрасочная композиция готовится следующим образом.

В смесителе без обогрева смешивают пленкообразующие пигменты, наполнитель, органический растворитель, загуститель, диспергатор, пластификатор, сиккатив и поверхностно-активное вещество, а затем смесь в бисерной мельнице перетирают до дисперсности не более 50 мкм.

В таблице 1 приведены примеры конкретного выполнения компонентного состава акриловой лакокрасочной композиции.

Укрывистость высушенной пленки, стойкость покрытия к статическому воздействию при (20±2)°С воды и 3%-ных растворов NaCl и HCl по прототипу определены дополнительно.

В таблице 2 приведены свойства предлагаемой акриловой лакокрасочной композиции в сравнении с составом по прототипу.

Из таблицы 2 видно, что акриловая лакокрасочная композиция по изобретению имеет значения укрывистости высушенной пленки 140-160 г/см² и стойкость покрытия к статическому воздействию при (20±2)°С воды 70-72 часа, 3%-ного раствора NaCl 70-74 часа и 3%-ного раствора HCl 70-73 часа при сохранении значений остальных показателей на том же уровне.

Таблица 1
Наименование компонентов	По прототипу, мас.ч.	По примерам, мас.ч.
Наименование компонентов	По прототипу, мас.ч.	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
Пленкообразующее:
48-52%-ный раствор в толуоле сополимера бутилакрилата стирола и метакриловой кислоты в отношении (37,8-38,8)(58,5-59,5):2,7	35-60	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
Сополимер метилметакрилата и Н-бутилметакрилата смола «Дегалан LP 64/12»	-	20	21	22	24	26	28	26	28	29	30	30
Лак алкидно-уретановый	-	2	2	3	3	4	4	4	5	4	5	5
Пигменты	2-20	2	5	10	15	18	20	19	17	8	10	20
Противокоррозионный пигмент «Фосмет»-смесь гидратированных фосфатов алюминия и кальция или «Полифосмет» - соединения полифосфатов алюминия и кальция	-	2	3	3	3	4	4	4	5	5	6	6

Наполнитель:
Кальцитовый наполнитель	10-30	10	12	15	20	22	23	25	27	28	29	30
Тальк		2	3	4	5	6	7	7	7	7	8	8
Органический растворитель:	-
Толуол	5-15	30	33	35	37	40	43	43	40	45	45	45
Бутилацетат	5-15	5	7	9	11	13	14	14	13	13	15	15
Загуститель:
Органическое производное монтмориллонита «Бентоне-SD2»	1-4	0,5	0,7	0,9	1,1	1,3	1.3	2,0	2,2	2,5	2,8	3,0
Диспергатор:
Смесь натуральных фосфолипидов «Соя лецитин»	0,2-0,6	0,2	0,3	0,4	0,4	0,3	0,4	0,5	0,6	0,4	0,5	0,6
Пластификатор:
Дибутилфталат или	1-6	1	2	3	-	4	-	3	4	5	-	6
Хлорпарафин ХП - 470	-	-	-	-	1	-	3	-	-	-	6	-
Сиккатив	-	0,05	0,10	0,15	0,20	0,25	0,30	0,35	0,40	0,45	0,50	0,50
Поверхностно-активное вещество:
Полиметилсилоксановая жидкость	-	0,01	0,02	0,05	0,10	0,15	0,20	0,30	0,35	0,45	0,45	0,50

Таблица 2
Наименование показателей	По прототипу	По примерам
Наименование показателей	По прототипу	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
Время высыхания до степени 3 по ГОСТ 19007-73 при температуре 20°С, мин	55-60	55	56	58	58	59	55	56	56	59	59	59
При температуре +60°С, мин	20	20	20	20	20	20	20	20	20	20	20	20
Адгезия покрытия, балл, по ГОСТ 15140-78	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1
Прочность при ударе, см, по ГОСТ4765-73	50	50	50	50	50	50	50	50	50	50	50	50
Твердость пленки, условные единицы, по ГОСТ 5233-89	0,45-0,50	0,45	0,48	0,50	0,50	0,47	0,47	0,48	0,50	0,50	0,50	0,50
Блеск покрытия, %, по ГОСТ 896-69	67-72	70	72	71	72	70	70	72	72	72	72	72
Стойкость покрытия к истиранию, мг/мкм, по ГОСТ 20811-75	0,20-0,25	0,24	0,24	0,23	0,22	0,21	0,22	0,24	0,24	0,23	0,24	0,23
Укрывистость высушенной пленки, г/см², по ГОСТ 8784, метод 1	200	140	150	155	160	155	150	145	155	160	160	160
Стойкость покрытия к статическому воздействию при (20±2)°С, ч, по ГОСТ 9.403 метод А - воды	60	70	71	72	71	72	70	70	72	72	72	72
- 3%-ного раствора NaCl	50	72	72	70	74	71	74	72	72	72	72	74
- 3%-ного раствора HCl	50	71	73	73	72	72	72	72	72	73	70	73

Claims

Акриловая лакокрасочная композиция, включающая акриловый пленкообразователь, пигменты, кальцитовый наполнитель, органический растворитель - толуол и бутилацетат, загуститель - органическое производное монтмориллонита «Бентоне SD-2», диспергатор - смесь натуральных фосфолипидов «Соя лецитин», пластификатор, отличающаяся тем, что в качестве акрилового пленкообразователя содержит сополимер метилметакрилата и Н-бутилметакрилата - смолу «Дегалан LP64/12», а также лак алкидно-уретановый, в качестве пигмента дополнительно содержит противокоррозионный пигмент «Фосмет» - смесь гидратированных фосфатов алюминия и кальция или «Полифосмет» - соединения полифосфатов алюминия и кальция, в качестве наполнителя дополнительно содержит тальк, в качестве пластификатора содержит дибутилфталат или хлорпарафин ХП-470, кроме того, композиция дополнительно содержит сиккатив и поверхностно-активное вещество - полиметилсилоксановую жидкость, при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
Сополимер метилметакрилата и Н-бутилметакрилата - смола «Дегалан LP64/12» 20-30 Лак алкидно-уретановый 2-5 Пигменты 2-20 Противокоррозионный пигмент «Фосмет» - смесь гидратированных фосфатов алюминия и кальция или «Полифосмет» - соединения полифосфатов алюминия и кальция 2-6 Кальцитовый наполнитель 10-30 Тальк 2-8 Толуол 30-45 Бутилацетат 5-15 Органическое производное монтмориллонита «Бентоне SD-2» 0,5-3,0 Смесь натуральных фосфолипидов «Соя лецитин» 0,2-0,6 Дибутилфталат или хлорпарафин ХП-470 1-6 Сиккатив 0,05-0,50 Полиметилсилоксановая жидкость 0,01-0,50