RU2606425C2

RU2606425C2 - Latex paint composition

Info

Publication number: RU2606425C2
Application number: RU2015117022A
Authority: RU
Inventors: Калерия Клавдиевна Мороз; Наталия Ивановна Сизова; Владислав Валентинович Шугуров; Александра Георгиевна Кравчук
Original assignee: Калерия Клавдиевна Мороз; Наталия Ивановна Сизова; Владислав Валентинович Шугуров; Александра Георгиевна Кравчук
Priority date: 2015-05-05
Filing date: 2015-05-05
Publication date: 2017-01-10
Also published as: RU2015117022A

Abstract

FIELD: chemistry.

SUBSTANCE: invention relates to aqueous dispersion materials – rust modifiers, used for painting metal surfaces, including with scale and tightly held rust. Described is a water-dispersion paint composition rust modifier for producing independent protective coating, containing film-forming agent, pigment, filler, nonionic surfactant, nitrile trimethylphosphonic acid and oxyphosphonic acid, water, wherein film-forming agent used is 50 % aqueous dispersion of butadiene-styrene latex with pH 6.8–7.2, as well as 50 % aqueous dispersion of styrene-acrylate latex Akremos-102 with pH 7.5–8.2, as a thickener – acrylic dispersion Akremos-402, a oxyphosphonic acid – oxyethylidenephosphonic acid, which further contains an antifoaming agent in following content of components, wt%: 50 % aqueous dispersion of butadiene-styrene latex with pH 6.8–7.2 31.0–37.0, 50 % aqueous dispersion of styrene-acrylic latex Akremos-102 with pH 7.5–8.2 6.0–3.0, thickener-acrylic dispersion Akremos-402 1.0–3.0, nitrile trimethylphosphonic acid 1.5–2.0, oxyethylidenephosphonic acid 0.3–0.4, filler 11.5–19.0, pigment 0.7–14.25, nonionic surfactant 0.1–0.4, antifoaming agent 0.1–0.3, ethylene glycol 8.0–11.0, water – balance.

EFFECT: obtaining coatings based on water-dispersion material with improved anticorrosion properties.

1 cl, 2 tbl

Description

Изобретение относится к водно-дисперсионным материалам-модификаторам ржавчины, используемым для окраски металлических поверхностей, в том числе с окалиной и плотно держащейся ржавчиной. Композиция пожаро- и взрывобезопасна, нетоксична. Может использоваться для защиты крупногабаритных и более мелких изделий на период транспортирования и хранения до монтажа, а также для получения антикоррозионного покрытия, защищающего изделия в различных климатических зонах.The invention relates to water-dispersive rust modifier materials used for painting metal surfaces, including with scale and tightly held rust. The composition is fire- and explosion-proof, non-toxic. It can be used to protect large and smaller products for the period of transportation and storage prior to installation, as well as to obtain a corrosion-resistant coating that protects products in various climatic zones.

Известно, что лакокрасочные композиции вышеуказанного назначения содержат в качестве пленкообразующего синтетические латексы, например бутадиен-стирольные, стирол-акрилатные или акрилатные наполнители, пигменты, ингибиторы коррозии и вспомогательные добавки.It is known that paint compositions of the above purpose contain synthetic latexes as film-forming, for example styrene-butadiene, styrene-acrylate or acrylate fillers, pigments, corrosion inhibitors and auxiliary additives.

Известна латексная композиция по заявке №94-032085/4, положит. решение №045002 от 02.09.1994 г., включающая в себя:Known latex composition according to the application No. 94-032085 / 4, pos. Decision No. 045002 of September 2, 1994, which includes:

латекс бутадиен-стирольный с рН 6,8-7,2styrene butadiene latex with pH 6.8-7.2 36,1-40,036.1-40.0 нитрилдиметилфосфоновая кислотаnitrile dimethylphosphonic acid 1,5-2,01.5-2.0 оксиэтилидендифосфоновая кислотаhydroxyethylidene diphosphonic acid 0,3-0,40.3-0.4 каолинkaolin 4,5-9,04,5-9,0 слюдаmica 7,0-10,07.0-10.0 пигментыpigments 0,7-14,250.7-14.25 пеногаситель ДЭМDEM defoamer 0,3-0,80.3-0.8 неионогенное ПАВnonionic surfactant 0,25-0,50.25-0.5 этиленгликольethylene glycol 8,0-10,08.0-10.0 натрасол (гидроксиэтилцеллюлоза)natrasol (hydroxyethyl cellulose) 0,05-0,10.05-0.1 водаwater остальноеrest

Недостатком данной композиции является длительное время сушки - не менее 1 часа при (20+2)°С, невысокая коррозионная стойкость однослойного покрытия, отсутствие солестойкости, что не позволяет использовать ее для защиты в морском климате, и недостаточная твердость покрытия - не более 0,3 усл. ед. по прибору М-3. Данная композиция выпускается под маркой ВД-КЧ-124 по ТУ 2316-4172-05744283-94.The disadvantage of this composition is the long drying time - at least 1 hour at (20 + 2) ° C, low corrosion resistance of a single layer coating, lack of salt resistance, which does not allow its use for protection in a marine climate, and insufficient coating hardness - not more than 0, 3 conv. units on the M-3 device. This composition is available under the brand name VD-KCH-124 according to TU 2316-4172-05744283-94.

Наиболее близкой по технической сущности является латексная композиция по патенту СССР №1019842 от 07.05.1992 г., включающая в себя водно-дисперсионные синтетические полимеры, оксифосфоновые кислоты, модифицирующие добавки, пигменты, наполнители. В качестве модифицирующей добавки вводится нитрилтриметилоксифосфоновая кислота или ее смесь с оксиэтилидендифосфоновой кислотой при соотношении компонентов 1:0,3-1. Она известна как грунтовка-модификатор ржавчины ВД-КЧ-0184 и выпускалась по ТУ 6-10-191583. На основе данного материала формируется достаточно коррозионно-стойкое грунтовочное покрытие на металлической поверхности с очагами окалины и плотно держащейся ржавчины. Недостатком данной композиции является невозможность ее использования, как самостоятельного покрытия, из-за отсутствия необходимого комплекса декоративных и защитных свойств. Именно это изобретение позволило в дальнейшем развиваться классу водно-дисперсионных материалов-модификаторов ржавчины.The closest in technical essence is the latex composition according to the USSR patent No. 1019842 of 05/07/1992, including water-dispersed synthetic polymers, oxyphosphonic acids, modifying additives, pigments, fillers. As a modifying additive, nitrile trimethyloxyphosphonic acid or its mixture with hydroxyethylidene diphosphonic acid is introduced at a component ratio of 1: 0.3-1. It is known as VD-KCH-0184 rust modifier primer and was produced according to TU 6-10-191583. On the basis of this material, a sufficiently corrosion-resistant primer coating is formed on a metal surface with foci of scale and tightly held rust. The disadvantage of this composition is the impossibility of its use as an independent coating, due to the lack of the necessary complex of decorative and protective properties. It was this invention that allowed the further development of a class of water-dispersed rust modifier materials.

Предлагаемая водно-дисперсионная лакокрасочная композиция с повышенными антикоррозионными свойствами включает в себя в мас.%: латекс бутадиен-стирольный с рН 6,8-7,2 - 31,0-37,0, латекс стирол-акриловый с рН 7,5-8,2 - 6,0-3,0, акриловый латекс рН 8,0-9,0 - 1,-0-3,0, нитрилтриметилфосфоновая кислота - 1,5-2,0, оксиэтилидендифосфоновая кислота - 0,3-0,4, каолин, слюда - 11,5-19,0, пигменты 0,7-14,25, неионогенное ПАВ - 0,1-0,4, пеногаситель - 0,1-0,3, этиленгликоль - 8,0-11,0, вода - остальное.The proposed water-dispersion paint composition with enhanced anti-corrosion properties includes in wt.%: Styrene-butadiene latex with a pH of 6.8-7.2 - 31.0-37.0, styrene-acrylic latex with a pH of 7.5- 8.2 - 6.0-3.0, acrylic latex pH 8.0-9.0 - 1, -0-3.0, nitrile trimethylphosphonic acid - 1.5-2.0, hydroxyethylidene diphosphonic acid - 0.3- 0.4, kaolin, mica - 11.5-19.0, pigments 0.7-14.25, nonionic surfactant - 0.1-0.4, antifoam - 0.1-0.3, ethylene glycol - 8, 0-11.0, water - the rest.

В качестве пленкообразующего применяется смесь двух латексов - бутадиенстирольного и стирол-акрилового в виде 50%-ных водных дисперсий.As a film-forming mixture, a mixture of two latexes is used - styrene-butadiene and styrene-acrylic in the form of 50% aqueous dispersions.

В качестве загустителя использован акриловый латекс Акрэмос-402.As a thickener, Acramos-402 acrylic latex was used.

Для повышения адгезии покрытия как к чистому металлу, так и с остатками окалины и ржавчины применяется смесь фосфоновых кислот в определенной пропорции НТФ:ОЭДФ 5:1.To increase the adhesion of the coating to both pure metal and residues of scale and rust, a mixture of phosphonic acids in a certain proportion of NTF: OEDP 5: 1 is used.

Для обеспечения необходимой укрывистости покрытия используются каолин, слюда.To ensure the necessary hiding power of the coating, kaolin and mica are used.

Для получения необходимого цвета и повышения антикоррозионной стойкости покрытия применяются пигменты - сажа, железоокисный красный и желтый.To obtain the desired color and increase the corrosion resistance of the coating, pigments are used - carbon black, iron oxide red and yellow.

Для увеличения смачиваемости пигментов и наполнителей при изготовлении композиции применяется неионогенное ПАВ - неонол.To increase the wettability of pigments and fillers in the manufacture of the composition, a nonionic surfactant, neonol, is used.

Для уменьшения пенонобразования при изготовлении и нанесении композиции используется водорастворимый пеногаситель.To reduce foam during the manufacture and application of the composition, a water-soluble antifoam is used.

Для повышения морозостойкости композиции используется этиленгликоль.Ethylene glycol is used to increase the frost resistance of the composition.

В качестве растворителя при изготовлении и применении композиции используется вода с общей жесткостью не более 5-6 мг-экв./л.As a solvent in the manufacture and use of the composition, water is used with a total hardness of not more than 5-6 mEq. / L.

Целью настоящего изобретения является устранение указанных недостатков. Для повышения антикоррозионных свойств покрытия на основе предлагаемой композиции и использования ее в макроклиматических зонах в качестве пленкообразующего предлагается водно-дисперсионная лакокрасочная композиция модификатор ржавчины для получения самостоятельного защитного покрытия, включающая пленкообразователь, пигмент, наполнитель, неионогенное ПАВ, нитрилтриметилфосфоновую кислоту и оксифосфоновую кислоту, воду, отличающаяся тем, что она содержит в качестве пленкообразователя 50%-ную водную дисперсию бутадиен-стирольного латекса с рН 6,8-7,2, а также 50%-ную водную дисперсию стирол-акрилатных латексов Акрэмос-102 с рН 7,5-8,2, в качестве загустителя - акриловая дисперсия Акрэмос-402, а в качестве оксифосфоновой кислоты - оксиэтилиденфосфоновую кислоту и дополнительно содержит пеногаситель при следующем содержании компонентов, мас.%: 50%-ная водная дисперсия бутадиен-стирольного латекса с рН 6,8-7,2 - 31,0-37,0; 50%-ная водная дисперсия стирол-акрилового латекса Акрэмос-102 с рН 7,5-8,2 - 6,0-3,0; загуститель - акриловая дисперсия Акрэмос-402 - 1,0-3,0; нитрилтриметилфосфоновая кислота - 1,5-2,0; оксиэтилиденфосфоновая кислота - 0,3-0,4; наполнитель - 11,5-19,0; пигмент - 0,7-14,25; неионогенные ПАВ - 0,1-0,4; пеногаситель - 0,1-0,3; этиленгликоль - 8,0-11,0; вода - остальное.The aim of the present invention is to remedy these disadvantages. To increase the anticorrosion properties of the coating based on the proposed composition and its use in macroclimatic zones, a water-dispersive paint and varnish composition is proposed as a film-forming rust modifier to obtain an independent protective coating, including a film former, pigment, filler, nonionic surfactant, nitrile trimethylphosphonic acid, hydroxyphosphonic acid, water, hydroxyphosphonic acid, water characterized in that it contains as film former a 50% aqueous dispersion of styrene-butadiene latex with a pH of 6.8-7.2, as well as a 50% aqueous dispersion of Acramos-102 styrene-acrylate latexes with a pH of 7.5-8.2, as a thickener is Acramos-402 acrylic dispersion, and as an oxyphosphonic acids - hydroxyethylidenephosphonic acid and additionally contains a defoamer in the following components, wt.%: 50% aqueous dispersion of styrene-butadiene latex with a pH of 6.8-7.2 - 31.0-37.0; 50% aqueous dispersion of styrene-acrylic latex Acramos-102 with a pH of 7.5-8.2 - 6.0-3.0; thickener - acramos-402 acrylic dispersion - 1.0-3.0; nitrile trimethylphosphonic acid - 1.5-2.0; hydroxyethylidenephosphonic acid - 0.3-0.4; filler - 11.5-19.0; pigment - 0.7-14.25; nonionic surfactants - 0.1-0.4; antifoam - 0.1-0.3; ethylene glycol - 8.0-11.0; water is the rest.

В качестве загустителя предлагается ввести акриловый сополимер Акрэмос-402. Присутствие данного загустителя позволяет варьировать вязкостью композиции в зависимости от метода нанесения покрытия. Добавление водно-дисперсионных акриловых материалов в пленкообразующее и в качестве загустителя повышает антикоррозионную стойкость покрытия на основе композиции (солестойкость до 100 ч по ГОСТ 9.403-80, адгезия до 1 балла по ГОСТ 15140-78, твердость по М-3 до 0,4 усл. ед. по ГОСТ 5233-89), а также уменьшает время сушки покрытия до 30 мин при температуре (20+2)°С и до 3 мин при (60+2)°С. As a thickener, it is proposed to introduce the Acramos-402 acrylic copolymer. The presence of this thickener allows you to vary the viscosity of the composition depending on the method of coating. The addition of water-dispersed acrylic materials to the film-forming and as a thickener increases the corrosion resistance of the coating based on the composition (salt resistance up to 100 hours according to GOST 9.403-80, adhesion to 1 point according to GOST 15140-78, hardness according to M-3 to 0.4 condition units according to GOST 5233-89), and also reduces the drying time of the coating to 30 min at a temperature of (20 + 2) ° C and up to 3 min at (60 + 2) ° C.

Нитрилтриметилфосфоновая кислота (ТУ 6-09-5283-86) и оксиэтилидендифосфоновая кислота (ТУ 6-09-5272-87) применяются совместно для образования комплексных соединений с окислами железа, находящимися в ржавчине и окалине, чем обеспечиваются модифицирующие свойства краски.Nitrile trimethylphosphonic acid (TU 6-09-5283-86) and hydroxyethylidene diphosphonic acid (TU 6-09-5272-87) are used together to form complex compounds with iron oxides in rust and scale, which provide modifying properties of the paint.

Наполнители - каолин (ГОСТ 19668-81), слюда (ТУ 21-25-298-88) - минералы. Каолин или белая глина и алюминиевая слюда мусковит используются как наполнители в резино-технической, лакокрасочной промышленности и в производстве пластмасс.Fillers - kaolin (GOST 19668-81), mica (TU 21-25-298-88) - minerals. Kaolin or white clay and aluminum muscovite mica are used as fillers in the rubber, paint and varnish and plastic industries.

Пигменты - сажа (ГОСТ 7855-86) или нигрозин (ГОСТ 4014-75) и красный железо-окисный (ТУ 6-10-602-86) применяются в нашем случае как пигментные красители.Pigments - carbon black (GOST 7855-86) or nigrosine (GOST 4014-75) and red iron oxide (TU 6-10-602-86) are used in our case as pigment dyes.

Неионогенное ПАВ (неонол ТУ 38.507-63-174-91) используется для смачивания пигментов и наполнителей.Nonionic surfactant (neonol TU 38.507-63-174-91) is used to wet pigments and fillers.

Пеногаситель (ТУ 458 КД 22302-92) применяется для предотвращения пенообразования при изготовлении.Defoamer (TU 458 KD 22302-92) is used to prevent foaming during manufacture.

Этиленгликоль - двухатомный спирт (ГОСТ 19710-83) неограниченно смешивается с водой, увеличивает морозостойкость краски.Ethylene glycol - dihydric alcohol (GOST 19710-83) is unlimitedly mixed with water, increases the frost resistance of the paint.

Вода питьевая (ГОСТ 2874-82) - с общей жесткостью не более 5-6 мг-экв./л - универсальный растворитель.Drinking water (GOST 2874-82) - with a total hardness of not more than 5-6 mEq. / L - universal solvent.

Способ получения заявляемой композиции состоит в следующем.A method of obtaining the inventive composition is as follows.

В смесителе с быстроходной мешалкой приготавливают полуфабрикат в составе, в кг: вода - 102,0 (10,2 мас.%), этиленгликоль - 100,0 (10,0 мас.%), кислота ОЭДФ - 9,0 (0,3 мас.%), кислота НТФ - 45,0 (1,5 мас.%), неионогенное ПАВ - 9,0 (0,3 мас.%). Полуфабрикат перемешивают в течение 1 ч, затем через загрузочную воронку сливают его в шаровую или бисерную мельницу. Пигменты и наполнители вводят в мельницу через загрузочный люк в количестве, в кг: наполнители - 147,0 (14,7 мас.%), пигменты - 120,0 (12,0 мас.%). Через 2-4 ч проверяют температуру пасты, которая не должна превышать 50°С. Пробу для проверки дисперсности отбирают через 5 ч с начала диспергирования, затем через каждый час. По достижении дисперсности 25 мкм по прибору «Клин» (гриндометр) пасту перекачивают в смеситель постановочный с регулируемой скоростью мешалки для составления краски и постановки ее на «тип». В этот же смеситель закачивают латекс бутадиенстирольный - 350 кг (35,0 мас.%), латекс стирол-акриловый - 50,0 кг (5,0 мас.%), загуститель-акриловую дисперсию «Акрэмос-402» - 20,0 кг (2,0 мас.%) и пеногаситель - 3,0 кг (0,3 мас.%). Перемешивание краски производится в течение 30 мин при пониженной скорости вращения мешалки. При высоких скоростях и увеличенном времени перемешивания может произойти коагуляция латекса. После перемешивания краску выдерживают в течение 3 ч для отстоя пены. Физико-механические свойства лакокрасочных покрытий, получаемых на основе аналоговых и заявляемой композиций, приведены в табл. 1, результаты ускоренных климатических испытаний - в табл. 2.A semi-finished product is prepared in a mixer with a high-speed mixer, in kg: water - 102.0 (10.2 wt.%), Ethylene glycol - 100.0 (10.0 wt.%), OEDP acid - 9.0 (0, 3 wt.%), NTF acid - 45.0 (1.5 wt.%), Nonionic surfactant - 9.0 (0.3 wt.%). The semifinished product is stirred for 1 h, then it is poured through a feed funnel into a ball or bead mill. Pigments and fillers are introduced into the mill through the loading door in the amount, in kg: fillers - 147.0 (14.7 wt.%), Pigments - 120.0 (12.0 wt.%). After 2-4 hours, check the temperature of the paste, which should not exceed 50 ° C. A sample to check the dispersion is taken after 5 hours from the start of dispersion, then every hour. Upon reaching a dispersion of 25 microns on the device "Wedge" (grinder), the paste is pumped into a mixer staged with an adjustable speed of the mixer for drawing up paint and setting it to "type". Butadiene-styrene latex - 350 kg (35.0 wt.%), Styrene-acrylic latex - 50.0 kg (5.0 wt.%), Acramos-402 thickener-acrylic dispersion - 20.0 are pumped into the same mixer kg (2.0 wt.%) and antifoam - 3.0 kg (0.3 wt.%). Mixing of the paint is carried out for 30 minutes at a reduced speed of rotation of the mixer. At high speeds and increased mixing times, latex coagulation may occur. After stirring, the paint is kept for 3 hours to sediment the foam. Physico-mechanical properties of coatings obtained on the basis of analog and the claimed compositions are given in table. 1, the results of accelerated climate tests are given in table. 2.

Claims

Water-dispersion paint and varnish composition rust modifier for obtaining an independent protective coating, including film former, pigment, filler, nonionic surfactant, nitrile trimethylphosphonic acid and oxyphosphonic acid, water, characterized in that it contains a 50% aqueous dispersion of butadiene-styrene butadiene with a pH of 6.8-7.2, as well as a 50% aqueous dispersion of Acramos-102 styrene-acrylate latexes with a pH of 7.5-8.2, as a thickener - Acramos-402 acrylic dispersion, and as an oxyphospho the new acid is hydroxyethylidenephosphonic acid and additionally contains an antifoam in the following components, wt.%:

50% aqueous dispersion of styrene-butadiene latex with a pH of 6.8-7.2 31.0-37.0 50% aqueous dispersion of styrene-acrylic latex Acramos-102 with a pH of 7.5-8.2 6.0-3.0 thickener - acramos-402 acrylic dispersion 1.0-3.0 nitrile trimethylphosphonic acid 1.5-2.0 hydroxyethylidenephosphonic acid 0.3-0.4 filler 11.5-19.0 pigment 0.7-14.25 nonionic surfactants 0.1-0.4 antifoam 0.1-0.3 ethylene glycol 8.0-11.0 water rest