SK285769B6

SK285769B6 - Povlakové kompozície obsahujúce funkcionalizovanésilikóny, spojivo pre náterovú farbu a použitie emulzie epoxy-funkcionalizovaného polyorganosiloxánu

Info

Publication number: SK285769B6
Application number: SK444-2001A
Authority: SK
Inventors: Michel Dorget; Mathieu Joanicot; G�Rard Mignani; Paul Branlard
Original assignee: Rhodia Chimie
Priority date: 1998-10-05
Filing date: 1999-10-05
Publication date: 2007-08-02
Also published as: AU741843B2; SK4442001A3; CZ20011197A3; RU2208620C2; CA2346355C; ES2229819T3; CN1210363C; WO2000020524A1; FR2784115B1; DE69922682D1; HUP0103955A3; EP1123360B1; DE69922682T2; ID28549A; NZ510777A; FR2784115A1; ATE284934T1; HU226750B1; BR9915343A; TR200101806T2

Abstract

Povlaková kompozícia, najmä náterová kompozícia, obsahuje 3 až 30 dielov latexu tvoreného časticamiorganických (ko)polymérov majúcich teplotu prechodu do skleného stavu v rozsahu -20 až 50 °C, 0,05 až 5 dielov emulzie epoxy-funkcionalizovaného polyorganosiloxánu a 100 dielov minerálnych plnív.

Description

Oblasť techniky

Vynález sa týka nových povlakových kompozícií, najmä náterov, ktoré sa môžu použiť v rámci rôznych aplikácií, akými sú vodové náterové farby, omietky, lazúry, impregnačné kompozície a polohutné povlaky (RES).

Doterajší stav techniky

Doterajší stav techniky neuvádza žiadnu povlakovú kompozíciu schopnú presne a dostatočne zosieťovať kondenzáciou na elastomér alebo retikulát, ktorý by urobil výslednú aplikačnú formu, napríklad náter, odolnú proti zvýšenej abrázii za mokra (RAH) a ktorý by tejto aplikačnej forme zabezpečil dostatočné neprepúšťanie vody a dostatočné prepúšťanie vodnej pary. Okrem toho doterajší stav techniky taktiež neuvádza žiadne povlakové kompozície, ktoré by mali zvýšenú stabilitu pri skladovaní a nevysychavosť (udržovanie obsahu COV alebo alkoholov produkovaných in situ pod prahom odolnosti kompozície proti rozlomeniu).

Jedným z cieľov tohto vynálezu je teda navrhnúť novú povlakovú kompozíciu udeľujúcu výslednej aplikačnej forme účinnú hydrofóbnosť, to znamená zvýšenú odolnosť proti abrázii za mokra (RAH), dostatočné neprepúšťanie vody a dostatočné prepúšťanie vodnej pary, ako aj uspokojivý perleťujúci účinok. Okrem toho by nová povlaková kompozícia mala mať dobrú stabilitu pri skladovaní a nevysychavosť.

Podstata vynálezu

Predmetom vynálezu je takto nová povlaková kompozícia, ktorej podstata spočíva v tom, že obsahuje:

A. 3 až 30 dielov (obsah sušiny asi 50 % hmotn.) latexu tvoreného časticami organických (ko)polymérov, ktoré majú teplotu prechodu do skleného stavu v rozsahu -20 a 50 °C,

B. 0,05 až 5 dielov (obsah sušiny asi 65 % hmotn.) emulzie epoxy-funkcionalizovaného polyorganosiloxánu a

C. 100 dielov (obsah sušiny asi 75 % hmotn.) minerálnych plnív.

V rámci vynálezu zložky A a B tvoria to, čo sa nazýva spojivo povlakovej kompozície.

Latex použitý v rámci kompozície podľa vynálezu sa pripraví z polymerovateľných monomérov (1) zvolených z množiny zahŕňajúcej styrén, butadién, estery kyseliny akrylovej a vinylové nitrily.

Pod pojmom estery kyseliny akrylovej sa tu myslia estery kyseliny akrylovej a kyseliny metakrylovej s alkanolmi obsahujúcimi 1 až 12 uhlíkových atómov, výhodne 1 až 8 uhlíkových atómov, akými sú napríklad metylakrylát, etylakrylát, propylakrylát, n-butylakrylát, izobutylakrylát, 2-etylhexylakrylát, metylmetakrylát, etylmetakrylát, n-butylmetakrylát a izebutylmetakrylát.

Pod pojmom vinylové nitrily sa tu myslia vinylové nitrily obsahujúce 3 až 12 uhlíkových atómov, najmä akrylonitril a metakrylonitril.

Styrén sa môže čiastočne alebo celkom nahradiť ametylstyrénom alebo vinyltoluénom.

Na prípravu latexu povlakovej kompozície podľa vynálezu sú tiež použiteľné ďalšie etylcnicky nenasýtené monoméry (2) polymerovateľné so skôr uvedenými monomérmi (1), pričom ich množstvo môže predstavovať až 40 % hmotnostných, vztiahnuté na celkovú hmotnosť mo nomérov. Je možné napríklad uviesť:

a) vinylestery karboxylovej kyseliny, ako napríklad vinylacetát, vinylversatát a vinylpropionát,

b) etylenicky nenasýtené mono- a dikarboxylové kyseliny, ako napríklad kyselina akrylová, kyselina metakrylová, kyselina itakónová, kyselina maleínová, kyselina fumarová a monoalkylestery dikarboxylových kyselín skôr uvedeného typu s alkanolmi, obsahujúcimi 1 až 4 uhlíkové atómy a ich N-substituované deriváty,

c) amidy nenasýtených karboxylových kyselín, ako napríklad akrylamid, metakrylamid, N-metalolakrylamid alebo -metakrylamid,

d) etylenické monoméry obsahujúce skupinu sulfónovej kyseliny a ich soli s alkalickými kovmi alebo amónne soli, ako napríklad kyselina vinylsulfónová, kyselina vinylbenzénsulfónová, kyselina a-akrylamidometylpropánsulfónová a 2-sulfoetylénmetakrylát,

e) etylenicky nenasýtené monoméry obsahujúce sekundárnu, terciámu alebo kvartému aminoskupinu, alebo heterocyklickú skupinu obsahujúcu dusík, ako napríklad vinylpyridíny, vinylimidazol, aminoalkyl(met)akryláty a aminoalkyl(met)akry)amidy, ako napríklad dimetylaminoetylakrylát alebo -metakrylát, cfóerc-butylaminoetylakrylát alebo -metakrylát, dimetylaminometylakrylamid alebo -metakrylamid, ako aj zwiteriónové monoméry, ako napríklad sulfopropyl(dimetyl)aminopropylakrylát, a

f) estery kyselín (metjakrylových s alkándiolmi obsahujúcimi výhodne 2 až 8 uhlíkových atómov, ako napríklad glykolmono(met)akrylát, liydroxypropylmunoímetjakrylát, 1,4-butándiolmono(met)akrylát, ako aj monoméry obsahujúce dve polymerovateľné dvojité väzby, ako napríklad etylénglykoldimetakrylát.

V rámci výhodného uskutočnenia vynálezu latex hmotnostne obsahuje:

- 25 až 90 %, výhodne 45 až 75 %, styrénu a/alcbo akrylonitrilu,

- 75 až 10 %, výhodne 55 až 25 %, butadiénu a'alebo akrylátu,

- 0 až 20 %, výhodne 1 až 10 %, nenasýtenej karboxylovej kyseliny a

- 0 až 40 %, výhodne 0 až 15 %, ďalších etylenicky nenasýtených monomérov.

Polymerácia latexu sa uskutočňuje známym spôsobom vo vodnej emulzii polymerovateľných monomérov v prítomnosti aspoň jedného iniciátora tvorby radikálov a výhodne prenášača reťazca, napríklad merkaptánového typu, pri koncentrácii monomérov v reakčnom prostredí pohybujúcom sa všeobecne v rozsahu 20 a 60 % hmotnostných.

Táto polymerácia sa môže uskutočniť kontinuálne, diskontinuálne alebo polokontinuálne pri kontinuálnom zavádzaní časti monomérov, pričom táto polymerácia môže byť polymeráciou „zaočkovaného“ typu alebo polymeráciou „prírastkového“ typu a uskutočňuje sa ľubovoľnou známou technikou, ktorá vedie k získaniu častíc s homogénnou a heterogénnou štruktúrou.

Pri príprave latexu je napríklad možné použiť postupy opísané v patentovom dokumente EP 599 676.

Ako príklady plnív obsiahnutých v povlakovej kompozícii podľa vynálezu je napríklad možné uviesť rozomletý kremeň, kaolín, dymovú siliku, zrážanú siliku, uhličitan vápenatý, síran bámatý, oxid titaničitý, mastenec, hydrátovaný oxid hlinitý, bentonit a sulfohlinitan vápenatý.

Epoxy-funkcionalizované polyorganosiloxány obsiahnuté v povlakovej kompozícii podľa vynálezu sú lineárne alebo cyklické. V rámci jednej a tej istej povlakovej kompozície sa môžu použiť rovnaké alebo rôzne polyorganosiloxány. Tieto polyorganosiloxány sú tvorené opakujúcimi sa štruktúrnymi jednotkami všeobecného vzorca (I) a ukončené štruktúrnymi jednotkami všeobecného vzorca (II) a/alebo tvorené opakujúcimi sa štruktúrnymi jednotkami všeobecného vzorca (I):

p 1pl

I (I) I(II),

-(—Si—O—4- Y—Si—o— ý-A v ktorých:

- symboly R¹, ktoré sú rovnaké alebo totožné, znamenajú:

- lineárnu alebo rozvetvenú alkylovú skupinu obsahujúcu 1 až 8 uhlíkových atómov, pričom touto alkylovou skupinou je výhodne metylová skupina, etylová skupina, propylovú skupina a oktylová skupina,

- cykloalkylovú skupinu obsahujúcu 5 až 8 kruhových uhlíkových atómov, pričom táto skupina je prípadne substituovaná,

- arylovú skupinu obsahujúcu 6 až 12 uhlíkových atómov, ktorá môže byť prípadne substituovaná, výhodne fenylovú skupinu alebo dichlórfcnylovú skupinu,

- aralkylovú skupinu, v ktorej alkylový zvyšok obsahuje 5 až 14 uhlíkových atómov a arylový zvyšok obsahuje 6 až 12 uhlíkových atómov, pričom táto skupina môže byť pripadne na arylovom zvyšku substituovaná atómami halogénov, alkylovými skupinami obsahujúcimi 1 až 3 uhlíkové atómy a/alebo alkoxylovými skupinami obsahujúcimi 1 až 3 uhlíkové atómy, a

- symboly Y’, ktoré sú rovnaké alebo rôzne, znamenajú:

- skupinu R¹ a/alebo

- epoxy-funkčnú skupinu, pripojenú ku kremíku polyorganosiloxánu prostredníctvom dvojvalenčnej skupiny obsahujúcej 2 až 20 uhlíkových atómov, ktorá môže obsahovať aspoň jeden heteroatóm, výhodne kyslík, pričom

- aspoň jeden zo symbolov Y' znamená epoxy-funkčnú skupinu.

Lineárnymi polyorganosiloxánmi môžu byť oleje, ktoré majú dynamickú viskozitu asi 10 až 10 000 mPa.s pri teplote 25 °C, všeobecne asi 50 až 5 000 mPa.s pri teplote 25 °C, a výhodnejšie 100 až 600 mPa pri teplote 25 °C, alebo gumy majúce molekulovú hmotnosť asi 1 000 000.

V prípade, že ide o cyklické polyorganosiloxány, ide o zlúčeniny tvorené opakujúcimi sa štruktúrnymi jednotkami všeobecného vzorca (II), ktoré môžu byť napríklad typu dialkylsiloxy alebo alkylarylsiloxy. Tieto cyklické polyorganosiloxány majú viskozitu asi 1 až 5 000 mPa.s.

Ako príklady dvojvalenčných skupín viažucich organofunkčné skupiny typu epoxy je možné uviesť skupiny, ktoré majú nasledujúce vzorce:

--(CH₂) 3—O—ch₂—ch—ch₂ (ch₂)₃—o ch ch₂

Dynamická viskozita pri teplote 25 °C všetkých silikónov, o ktorých sa uvažuje v rámci tejto opisnej časti, sa môže merať pomocou viskozimetra Brookfiled podľa normy AFNOR NFT 76 102 z februára 1972.

Získanie takých funkcionalizovaných polyorganosiloxánov je celkom v možnostiach odborníkov pracujúcich v oblasti chémie silikónov.

V rámci výhodnej formy uskutočnenia vynálezu obsahuje po vlaková kompozícia podľa vynálezu 5 až 100 organofunkčných skupín na 100 štruktúrnych jednotiek Si a výhodne 20 až 40 organofunkčných skupín na 100 štruktúrnych jednotiek Si, čo umožňuje dosiahnuť znamenitý kompromis medzi stabilitou povlakovej kompozície a jej hydrofóbnosťou.

Okrem uvedených troch základných zložiek povlakovej kompozície podľa vynálezu môže táto povlaková kompozícia obsahovať 0,1 až 10 dielov (ako sušina) prísad, akými sú odpeňovadlá, biocídy, povrchovo aktívne látky, Teologické činidlá, koalescenčné činidlá, dispergačné činidlá, neutralizačné činidlá a zhutňovadlá.

Pri príprave povlakovej kompozície podľa vynálezu sa jednotlivé zložky kompozície zmiešajú známym spôsobom.

Povlaková kompozícia podľa vynálezu sa môže aplikovať obvyklými technikami. Ako príklady takých aplikačných techník, pri ktorých sa povlakové kompozície nanášajú na rôzne povrchy, je možné uviesť natieranie štetcom alebo kefou alebo nanášanie kompozície vo forme spreja. Povrchy, na ktoré sa môže povlaková kompozícia nanášať, môžu mať rôzny charakter a v tomto ohľade je možné uviesť napríklad kovy, ako napríklad hliník, drevo, betón, tehly, ktoré sú alebo nie sú vybavené adhéznym základným náterom.

V nasledujúcej časti opisu je vynález bližšie objasnený pomocou konkrétnych príkladov jeho uskutočnenia, pričom tieto príklady majú len ilustračný charakter a nijako neobmedzujú vlastný rozsah vynálezu, ktorý je jednoznačne vymedzený definíciou patentových nárokov a obsahom opisnej časti.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Tieto príklady dokazujú, že povlakové kompozície podľa vynálezu vedú k povlakom, ktoré majú zvýšenú odolnosť proti abrázii za mokra a uspokojivé neprepúšťanie vody a prepúšťanie vodnej pary. Okrem toho meranie uhla vodnej kvapky dokazuje perleťujúce vlastnosti povlakových kompozícií podľa vynálezu.

V rámci týchto príkladov sa použili nasledujúce testy:

- test stanovujúci odolnosť proti abrázii za mokra (RAH): norma DIN 53778,

- test stanovujúci prepúšťanie vodnej pary: norma DIN 52615,

- test stanovujúci absorpciu vody: norma DIN 52617 a

- meranie uhla vodnej kvapky.

Pre kompozície z príkladu F sa tieto testy modifikovali, pričom tieto modifikácie sú detailne uvedené v odseku II príkladu F.

Príklad A

I. Ekologické matné náterové kompozície

i) Testované náterové kompozície sú uvedené v tabuľke 1 a obsahujú:

- 130 g uhličitanu vápenatého Hydrocarb90 (sušina = = 75 %),

- 20 g latexu DS 1003 od spoločnosti Rhodia Chimie (sušina = 50 %, na báze styrenu, butylakrylátu a kyseliny akrylovej) a

- 0,15 g emulzie polyorganosiloxánu (sušina = 65 %) zodpovedajúceho všeobecnému vzorcu (III):

(III)

Pre kompozície A-4 až A-7 podľa vynálezu X vo všeobecnom vzorci (III) polyorganosiloxánu znamená skupinu:

--(CH₂) 3—o—ch₂—ch—ch₂ v

Pre kompozíciu A-1 X vo všeobecnom vzorci (III) polyorganosiloxánu znamená skupinu CH₃.

Pre kompozície A-2 a A-3 X vo všeobecnom vzorci (III) polyorganosiloxánu znamená skupinu OH.

ii) Prevedenie testovaných polyorganosiloxánov do emulzie

Prevedenie uvedených polyorganosiloxánov do emulzie sa uskutočňuje metódou priamej koncentrovanej emulgácie s použitím 5 % povrchovo aktívneho činidla Soprophor BSU (etoxylovaný tristyrylfenol), 65 % polyorganosiloxánu a 30 % vody.

II. Test stanovujúci odolnosť proti abrázii za mokra

Test stanovujúci odolnosť proti abrázii za mokra zodpovedá testu podľa normy DIN 537778.

Pripraví sa náterová kompozícia. Táto kompozícia sa potom nanesie buď bezprostredne, alebo po jednom týždni starnutia v nádobe pri teplote 55 °C na tuhý podklad Leneta (200 mikrometrov za mokra).

Potom sa náter vysuší v priebehu 24 hodín pri teplote 55 °C, potom sa nechá počas 24 hodín pri teplote 23 °C a relatívnej vlhkosti 55 %.

Takto vysušený a náterom ovrstvený podklad sa potom vystaví obrázii za mokra. Určí sa počet abráznych cyklov, ktorý je uvedený náter schopný zniesť.

III. Výsledky

Získané výsledky sú uvedené v nasledujúcej tabuľke 1.

Tabuľka 1

Kompozícia	n	R-^HHe^pj-Qstredné	RAHpo starnutí
A-0 (bez polyorganosiloxánu)	-	450	470
A-1	13	470	-
A-2	33	390	-
A-3	81	500	-
A-4	8	1300	1100
A-5	15	760	790
A-6	30	720	730
A-7	100	510	550

IV. Komentár

Kompozície podľa vynálezu umožňujú zvýšiť RAH. Kompozície A-0 až A-3 sú v tomto ohľade neúčinné. Prírastok RAH je v prípade kompozícii podľa vynálezu rovnaký aj po starnutí pri teplote 55 °C.

Príklad B

I. Ekologické matné náterové kompozície: meniace sa obsahy polyorganosiloxánu

i) Testované náterové kompozície sú uvedené v tabuľke 2 a obsahujú:

- 130 g sušiny uhličitanu vápenatého Hydrocarb 90 (obsah sušiny = 75 %),

- 20 g sušiny latexu DS 1003 (obsah sušiny = 50 %) a

- 0,15 g sušiny polyorganosiloxánu kompozícia A-5.

ii) Prevedenie polyorganosiloxánu do emulzie sa uskutočňuje rovnako ako v predchádzajúcom prípade.

II. Uskutočnené testy

i) Meranie RAH

Meranie RAH sa uskutočňuje rovnako ako v predchádzajúcom prípade.

ii) Meranie uhla vodnej kvapky

Na rovnako vysušenom nátere sa vykoná meranie uhla vodnej kvapky. S tým cieľom sa meria uhol, ktorý táto kvapka zviera s povrchom náteru.

III. Výsledky

Získané výsledky sú uvedené v nasledujúcej tabuľke 2.

Tabuľka 2

Obsah (x v g)	0	0,15	0,5	1	1,5	3
RAHbezprostrednc	690	980	1700	2300	4200	5400
Uhol vodnej kvapky	73°	87°	94°	97°	100°	97°

IV. Komentár

Čím vyššia je koncentrácia polyorganosiloxánu, tým vyšší je RAH. Okrem toho, čím vyššia je koncentrácia polyorganosiloxánu, tým vyšší je aj uhol vodnej kvapky. Pri uhle väčšom ako 90° má povrch perleťujúci charakter. V danom prípade je možné pozorovať perleťujúci efekt povrchu náteru začínajúc obsahom 3 % hmotn. polyorganosiloxánu, vztiahnuté na hmotnosť latexu.

Príklad C

1. Ekologické matové náterové kompozície

i) Testované náterové kompozície sú uvedené v tabuľke 3 a obsahujú:

- 130 g uhličitanu vápenatého Hydrocarb 90 (obsah sušiny 75 %),

- 20 g latexu DS 1003 od spoločnosti Rhodia Chimie (obsah sušiny = 50 %) a

v ktorom X znamená skupinu vzorca:

--(CHJ ₃—O—CH₂—CH—ch₂ ^xo^z

Tabuľka 3

Kompozícia	X	y	x+y	Koncentrácia jednotiek Si-epo-xy/všetky jednotky Si
C-l	23	2	25	7%
C-2	11	2	13	13%
C-3	21	4	25	15%
C-4	6	2	8	20%
C-5	9	4	13	27%

ii) Prevedenie polyorganosiloxánu do emulzie sa uskutoční rovnako ako v predchádzajúcom prípade.

II. Vykonaný test

Meranie RAH sa vykoná rovnako ako v predchádzajúcom prípade.

III. Výsledky

Pozri tabuľka 4.

Tabuľka 4

Kompozícia	RAH bezprostredné	RAHpQ starnutí
Bez polyorganosiloxánu	600	530
C-l	950	960
C-2	1000	1100
C-3	990	990
C-4	1500	1400
C-5	1600	1700

IV. Komentár

Kompozície podľa vynálezu obsahujúce polyorganosiloxány, ktorých epoxy-funkcie nie sú na konci reťazca, sú rovnako účinné ako kompozície obsahujúce polyorganosiloxány, ktorých epoxy-funkcie sú na konci reťazca. Čím vyššia je miera očkovania, tým vyšší je RAH. Získané výsledky sú rovnaké aj po jednotýždňovom starnutí pri teplote 55 °C.

Príklad D

1. Ekologické matové náterové kompozície: meniaci sa pomer jednotky Si-epoxy/všetky jednotky Si.

i) Testované náterové kompozície sú uvedené v tabuľke 5 a obsahujú:

- 130 g uhličitanu vápenatého Hydrocarb 90 (obsah sušiny = 75 %),

- 20 g latexu DS 1003 od spoločnosti Rhodia Chitnie (obsah sušiny = 50 %)

- 0,15 g emulzie lineárneho polyorganosiloxánu (obsah sušiny = 65 %) zodpovedajúceho jednému z nasledujúcich vzorcov:

(III) v ktorých X znamená skupinu nasledujúceho vzorca:

--(CH₂) 3—o—ch₂—ch—ch₂ ^xo^z

Tabuľka 5

Kompozícia	X	Y	n	Koncentrácia jednotiek Si-epoxy/všetky jednotky Si
D-1 (vzorec IV)	8	7	-	41 %
D-2 (vzorec IV)	3	8	-	62%
D-3 (vzorec IV)	0	20	-	91 %
D-4 (vzorec III)	-	-	1	100%

ii) Prevedenie testovaného polyorganosiloxánu do emulzie sa uskutočňuje rovnako ako v predchádzajúcich príkladoch.

II. Uskutočnený test: meranie RAH

Meranie RAH sa uskutoční rovnako ako v predchádzajúcich príkladoch.

III. Výsledky

Získané výsledky sú uvedené v nasledujúcej tabuľke 6.

Tabuľka 6

Kompozícia	RAH bezprostredné	RAH_D0 starnutí
D-0 (bez polyorganosiloxánu)	790	630
D-l	1800	1600
D-2	2600	1600
D-3	4600	1600
D-4	62000	1400

IV. Komentár

Čím je väčší pomer jednotky Si-epoxy/všetky jednotky Si, tým vyšší RAH náteru sa dosahuje pri bezprostrednom použití kompozície pre náter. Ale s použitím kompozícií použitých až po starnutí sa nezískajú rovnaké výsledky, aké sa získali pri bezprostrednom použití týchto kompozícií. V skutočnosti sa zistilo, že pri 40 % obsahu jednotiek Si-epoxy je veľmi výrazný rozdiel medzi a RAH_po stamutí; čo znamená, že kompozície nie sú stabilné. Takto je teda optimálny obsah jednotiek Si-epoxy nižší ako 40 %.

Príklad E

I. Dýchajúce vonkajšie náterové kompozície

Pripravené kompozície obsahujú vždy 100 g uhličitanu vápenatého Hydrocarb 90 a 12 g latexu DS 910 od spoločnosti Rhodia Chimie s 10 % koalescenčného činidla Texanol od spoločnosti Eastman KOdak.

i) Zlúčeniny podľa vynálezu obsahujú ešte tretiu zložku, to znamená X g polyorganosiloxánu všeobecného vzorca:

v ktorom n znamená 8 a X znamená skupinu nasledujúceho vzorca:

--(CH₂) ₃—0—CH₂—CH—CH₂ .

^xo^z

Tieto kompozície zodpovedajú kompozíciám E-6 až E-9. V kompozíciách E-6 až E-9 sa mení množstvo polyorganosiloxánu, pričom tieto množstvá sú uvedené v tabuľke

7. Prevedenie polyorganosiloxánu do emulzie sa uskutoční spôsobom, ktorý je identický so spôsobom použitým v príklade 1.

ii) Kompozície E-2 až E-5 namiesto polyorganosiloxánu obsahujú referenčnú silikónovú živicu Rhodorsil 865A od spoločnosti Rhodia Chimie. Množstvo uvedenej živice sa mení v kompozíciách E-2 až E-5, pričom tieto množstvá sú tiež uvedené v tabuľke 7.

II. Vykonané testy

i) Meranie RAH a uhla vodnej kvapky

Meranie RAH a uhla vodnej kvapky sa uskutočňuje rovnako ako v predchádzajúcich príkladoch.

ii) Prepúšťanie vody

Meranie prepúšťania vody sa uskutočňuje v súlade s postupom, ktorý je opísaný v rámci normy DIN č. 52617.

Náterová kompozícia sa nanesie na fajansovú tabuľku (hrúbka náteru: 2 mm). Po čiastočnom odparení vody sa náter dopoly vysuší, potom sa v ňom vyseknú kotúče s priemerom 40 mm, ktoré sa od tabuľky oddelia, čím sa získa náter bez podkladového nosiča.

Po vysušení a rekondicionácii náteru sa tento náter ponorí do vody. Postupne uskutočňované gravimetrické stanovenia umožňujú určiť množstvo vody postupne absorbovanej náterom.

Zo získanej krivky absorpcie vody sa súčiniteľ absorpcie vody W určí podľa vzorca: m(t) = m₀ + WS.t^1/2, v ktorom m znamená hmotnosť náteru, S znamená jeho povrch (počítajú sa obidve strany náteru) a t znamená čas.

iii) Prepúšťanie vodnej pary

Meranie prepúšťanie vodnej pary sa uskutočňuje postupom, ktorý je predpísaný v rámci normy DIN č. 52615. S tým cieľom sa stanoví faktor Sd, ktorý sa rovná 0,09/Pe; tento faktor Sd zodpovedá hrúbke vrstvy vzduchu, ktorá by mala rovnakú priepustnosť ako náter majúci hrúbku 100 mikrometrov (Pe je vyjadrený v d⁺¹h''m·² mm Hg¹ a Sd je vyjadrený v m).

Náter bez nosiča, ktorý sa získal rovnako ako v predchádzajúcom prípade, sa použije ako zátka nádobky naplnenej vodou.

Nádobka sa potom umiestni do prostredia s teplotou 23 °C a relatívnou vlhkosťou 50 %. Sleduje sa množstvo vody obsiahnutej v nádobke v závislosti od času.

Prepúšťanie vodnej pary Pe je definované ako: m(t) = m₀-(Pe.S.A)t, kde m znamená hmotnosť vody, a Ap znamená rozdiel parciálneho tlaku vody v nádobke a v atmosfére okolia, to znamená 10,54 mm Hg (1,4 kPa).

III. Výsledky

Získané výsledky sú uvedené v tabuľke 7.

IV. Komentár

Z výsledkov je zrejmé zlepšenie RAH pri kompozíciách podľa vynálezu oproti náterovým kompozíciám, v ktorých je treťou zložkou živica.

Aj prepúšťanie vody je výrazne zlepšené pri kompozíciách podľa vynálezu. Takisto pri kompozíciách podľa vynálezu E-6 až E-9 dosiahne zosilnenie perleťujúceho vzhľadu.

Tabuľka 7

Kom pozícia	Množstvo tretej zložky	CPV (%)	RAH	Sd (m)	W (kg/nrh¹²)	Uhol vodnej kvapky
E-0	0	77	1300	0,0103	0,065	75
E-2	2g	73	5200	0,0124	0,065	73
E-3	5 g	69		0,0118	0,047	66
E-4	10 g	63	2500	0,0133	0,06	100
E-5	20 g	54	1600		0,025	91
E-6	0,5 g	75	-	0,0124	0,015	116
E-7	1 g	74	-	0,0125	0,013	119
E-8	1,5 g	73		0,0137	0,009	120
E-9	2g	73	79000	0,0144	0,008	109

CPV = objemová pigmentová kapacita.

Príklad F

I. Dýchajúce náterové kompozície (CPV = 70 %)

i) Testované náterové kompozície E10 až EI3 sú formulované z pigmentovej suspenzie, ktorej zloženie je uvedené v tabuľke 8. Dispergovanie uvedenej suspenzie sa uskutočňuje pri 3000 otáčkach za minútu počas 15 minút.

ii) Uvedené nátery obsahujú tiež ďalšie prísady pridané do disperzií podľa vynálezu. Typy a množstvá týchto komplementárnych prísad sú uvedené v tabuľke 9. Po pridaní týchto prísad sa získaná zmes mieša pri 500 otáčkach za minútu ešte počas 15 minút.

Prevedenie použitých silikónov do emulzie sa uskutočňuje spôsobom, ktorý je rovnaký ako v príklade 1.

Polyorganosiloxánom použitým v emulzii podľa vynálezu je polyorganosiloxán, ktorý má vzorec (IV), v ktorom y znamená 4, x znamená 9 a X znamená skupinu nasledujúceho vzorca:

--(CH₂) ₃—O—CH₂—CH—ch₂

Tabuľka 8

	E10	Ell	E12	El 3
Styrénakrylová disperzia s obsahom susiny=50 % (Rhodopas DS910, Rhodia Chimie)	9,2	9,2	15,8	9,4
Neepoxidovaná silikónová emulzia s obsahom sušiny=42 %(Rhodorsil 865A Rhodia Chimie)	10,0	0	0	0
Neepoxidovaná silikónová emulzia s obsahom sušiny=53 %(Rhodorsil 1854PEX,Rhodia Chimie)	8	8	0	6,9
Epoxidovaný polyorganosiloxán všeobecného vzorca (IV) s obsahom sušiny=50 %	0	0	1,9	1
Voda	0.5	2,5	2	2,4

Tabuľka 9

Prísady	Hmotnosť	Funkcia
Voda	20,1
Hexametafosforečnan sodný (10 % H₂O)	0,5	Neutralizačné činidlo
Proxel GXL, Zeneca	0,3	Biocid
Rhodoline DP 1120,Rhodia Chimie	0,3	Dispergačné činidlo
Rhodoline DF 6002,Rhodia Chimie	0,2	Odpeňo vädlo
Natrosol 250H, Aqualon	0,2	Zhutňovadlo
RCL 568, Millenium	12,1	Oxid titaničitý
Omyacarb SGU, Omya	24,1	Plnivo
Calibrite SL, Omya	10,1	Plnivo
Mastenec 10MO, Luzenac	4	Plnivo
Plastorit 000, Luzenac	4	Plnivo
Celíte 281, Manville	3	Plnivo
Texanol, Eastman	1,1	Koalescenčné činidlo
Rhodoline RII5210,Rhodia Chimie	0,3	Zhutňovadlo

II. Uskutočnené testy

i) Stanovenie RAH podľa normy DIN 53778, časť 2

Tento ukazovateľ vyjadrený počtom cyklov predstavuje schopnosť náteru definovanej hrúbky odolávať abrazívnemu účinku realizovanému pohybom kefy tam a späť v prítomnosti roztoku povrchovo aktívneho činidla.

ii) Prepúšťanie vodnej pary

Meranie prepúšťania vodnej pary sa uskutočňuje postupom predpísaným normou EN č. 1062-3.

Vypočíta sa súčiniteľ Sd, vyjadrený v m, ktorý predstavuje hrúbku vrstvy statického vzduchu, ktorý rovnako prepúšťa vodnú paru.

Tento súčiniteľ sa získa výpočtom z výsledkov merania straty hmotnosti skúšobného téglika naplneného vodou a roztokom dihydrogenfosforcčnanu amónneho a uzavretého polyetylénovým nosičom impregnovaným testovaným náterom.

< : prepúšťanie vodnej pary: V=240 x m/A x t(g.m²/24 hod.),

A : povrch vzorky: 50.27 cm², m : strata hmotnosti mg, t: čas 62 hod.,

Sd: 21/V(m).

iii) Prepúšťanie vody

Meranie prepúšťanie vody sa uskutočňuje postupom, ktorý je predpísaný normou EN č. 1062-2.

Vypočíta sa faktor W, vyjadrený vkg.m'²h·⁰’⁵, ktorý predstavuje schopnosť náterového povlaku absorbovať vodu v kvapalnom skupenstve (na jednotku povrchu a času). Získa sa vážením: sleduje sa zvyšovanie hmotnosti pieskovcovej doštičky impregnovanej testovaným náterom a udržiavanej v styku s povrchom nasýteným vodou.

III. Výsledky

Získané výsledky sú uvedené v tabuľke 10.

Tabuľka 10

	Objemová pigmentová kapacita	RAH (cykly)	Sd (m)	W (kg/m^2l'V2)	Uhol vodnej kvapky (°)
E10	70%	1500	0,05	0,16	80
Ľll	70%	3800	0,03	0,14	80
EI2	70%	» 5000	0,03	0,03	130
E13	70%	4200	0,03	0,07	120

IV. Komentár

Z uvedených výsledkov je zrejmé zlepšenie RAH pri kompozíciách podľa vynálezu oproti kompozíciám, v ktorých sú zabudované neepoxidované silikóny.

Pri kompozíciách podľa vynálezu sa taktiež dosiahne zlepšenie hodnôt prepúšťania vody. Okrem toho sa tu tiež dosiahne zosilnenie perleťujúceho vzhľadu.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Povlaková kompozícia, vyznačujúca sa t ý m , že obsahuje:

A. 3 až 30 dielov latexu tvoreného časticami organických (ko)polymérov, ktoré majú teplotu prechodu do skleného stavu v rozsahu -20 a 50 °C, pričom obsah sušiny je 50 % hmotn.,

B. 0,05 až 5 dielov emulzie epoxy-funkcionalizovaného polyorganosiloxánu tvoreného opakujúcimi sa štruktúrnymi jednotkami všeobecného vzorca (I) a ukončeného jednotkami všeobecného vzorca (II) a/alebo tvoreného opakujúcimi sa štruktúrnymi jednotkami všeobecného vzorca (I)

R¹

-(—A i—O-)- ®

Ý' (II),

A¹ v ktorých

- symboly R¹, ktoré sú rovnaké alebo totožné, znamenajú:

- lineárnu alebo rozvetvenú alkylovú skupinu obsahujúcu 1 až 8 uhlíkových atómov, pričom touto alkylovou skupinou je výhodne metylová skupina, etylová skupina, propylová skupina a oktylová skupina,

- cykloalkylovú skupinu obsahujúcu 5 až 8 kruhových uhlíkových atómov, pričom táto skupina je prípadne substituovaná,

- arylovú skupinu obsahujúcu 6 až 12 uhlíkových atómov, ktorá môže byť prípadne substituovaná, výhodne fenylovú skupinu alebo dichlórfenylovú skupinu,

- aralkylovú skupinu, v ktorej alkylový zvyšok obsahuje 5 až 14 uhlíkových atómov aarylový zvyšok obsahuje 6 až 12 uhlíkových atómov, pričom táto skupina môže byť prípadne na arylovom zvyšku substituovaná atómami halogénov, alkylovými skupinami obsahujúcimi 1 až 3 uhlíkové atómy a/alebo alkoxylovými skupinami obsahujúcimi 1 až 3 uhlíkové atómy, a

- symboly Y', ktoré sú rovnaké alebo rôzne, znamenajú:

- skupinu R¹ a/alebo

- epoxy-funkčnú skupinu, pripojenú ku kremíku polyorganosiloxánu prostredníctvom dvojvalentnej skupiny obsahujúcej 2 až 20 uhlíkových atómov, ktorá môže obsahovať aspoň jeden heteroatóm, výhodne kyslík, pričom

- aspoň jeden zo symbolov Y' znamená epoxy-funkčnú skupinu, pričom obsah sušiny je 65 % hmotn., a

C. 100 dielov minerálnych plnív, pričom obsah sušiny je

75 % hmotn..
2. Povlaková kompozícia podľa nároku 1, v y z n a čujúca sa tým, že latex je pripravený z polymerizovateľných monomérov (1) zvolených z množiny zahŕňajúcej styrén, butadién, estery kyseliny akrylovej a/alebo vinylové nitrily.
3. Povlaková kompozícia podľa nároku 2, v y z nitujúca sa tým, že sa na prípravu latexu použijú ešte ďalšie etylenicky nenasýtené monoméry (2) polymerizovateľné so skôr uvedenými monomérmi (1), pričom množstvo týchto monomérov môže predstavovať až 40 % hmotn., vztiahnuté na celkovú hmotnosť monomérov, a tieto monoméry sú zvolené z množiny zahŕňajúcej:

a) vinylestery karboxylovej kyseliny, ako napríklad vinylacetát, vinylversatát a vinylpropionát,

b) etylenicky nenasýtené mono- a dikarboxylové kyseliny, ako napríklad kyselina akrylová, kyselina metakrylová, kyselina itakónová, kyselina maleinová, kyselina fumarová, a monoalkylestery dikarboxylových kyselín skôr uvedeného typu s alkanolmi, obsahujúcimi výhodne 1 až 4 uhlíkové atómy, a ich N-substituované deriváty,

c) amidy nenasýtených karboxylových kyselín, ako napríklad akrylamid, metakrylamid, N-metalolakrylamid alebo -metakrylarnid,

d) etylenické monoméry obsahujúce skupinu sulfónovej kyseliny a ich soli s alkalickými kovmi alebo amónne soli, ako napríklad kyselina vinylsulfónová, kyselina vinylbenzénsulfónová, kyselina a-akrylamidometylpropánsulfónová a 2-sulfoetylénmetakrylát,

e) etylenicky nenasýtené monoméry obsahujúce sekundárnu, terciámu alebo kvartérnu aminoskupinu alebo heterocyklickú skupinu obsahujúcu dusík, ako napríklad vinylpyridíny, vinylimidazol, aminoalkyl(met)akryláty a aminoalkyl(met)akrylamidy, ako napríklad dimetylaminoetylakrylát alebo -metakrylát, di-Zerc-butylaminoetylakrylát alebo -metakrylát, dimetylaminometylakrylamid alebo -metakrylamid, ako aj zwitteriónové monoméry, ako napríklad sulfopropyl(dimetyl)aminopropylakrylát, a

f) estery kyselín (metjakrylových s alkándiolmi obsahujúcimi výhodne 2 až 8 uhlíkových atómov, ako napríklad glykolmono(met)akrylát, hydroxypropylmono(met)akrylát, 1,4-butándiolmono(met)akrylát, ako aj monoméry obsahujúce dve polymerizovateľné dvojité väzby, ako napríklad etylénglykoldimetakrylát.
4. Povlaková kompozícia podľa nároku 3, vyznali u j ú c a sa tým, že latex hmotnostné obsahuje:

- 25 až 90 %, výhodne 45 až 75 % styrénu a/alebo akrylonitrilu,

- 75 až 10 %, výhodne 55 až 25 % butadiénu a/alebo akrylátu,

- do 20 %, výhodne 1 až 10 % nenasýtenej karboxylovej kyseliny a

- do 40 %, výhodne do 15 % ďalších etylenicky nenasýtených monomérov, pričom v rámci uvedených rozsahov je zastúpenie jednotlivých zložiek usporiadané vždy tak, aby dohromady predstavovali 100 % hmotnostných.
5. Povlaková kompozícia podľa niektorého z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúca sa tým, že epoxy-funkcionalizované skupiny sa zvolia z množiny zahŕňajúcej skupiny nasledujúcich vzorcov:

7. Spojivo pre náterovú farbu, vyznačujúce sa t ý m , že obsahuje:

A. 3 až 30 dielov latexu tvoreného časticami organických (ko)polymérov, ktoré majú teplotu prechodu do skleného stavu v rozsahu -20 a 50 °C, pričom obsah sušiny je 50 % hmotn., a

B. 0,05 až 5 dielov emulzie epoxy-funkcionalizovaného polyorganosiloxánu tvoreného opakujúcimi sa štruktúrnymi jednotkami všeobecného vzorca (I) a ukončeného jednotkami všeobecného vzorca (II) a/alebo tvoreného opakujúcimi sa štruktúrnymi jednotkami všeobecného vzorca (I) v ktorých

- symboly R¹, ktoré sú rovnaké alebo totožné, znamenajú:

- lineárnu alebo rozvetvenú alkylovú skupinu obsahujúcu 1 až 8 uhlíkových atómov, pričom touto alkylovou skupinou je výhodne metylová skupina, etylová skupina, propylová skupina a oktylová skupina,

- cykloalkylovú skupinu obsahujúcu 5 až 8 kruhových uhlíkových atómov, pričom táto skupina je prípadne substituovaná,

- arylovú skupinu obsahujúcu 6 až 12 uhlíkových atómov, ktorá môže byť prípadne substituovaná, výhodne fenylovú skupinu alebo dichlórfenylovú skupinu,

- aralkylovú skupinu, v ktorej alkylový zvyšok obsahuje 5 až 14 uhlíkových atómov aarylový zvyšok obsahuje 6 až 12 uhlíkových atómov, pričom táto skupina môže byť prípadne na arylovom zvyšku substituovaná atómami halogénov, alkylovými skupinami obsahujúcimi 1 až 3 uhlíkové atómy a/alebo alkoxylovými skupinami obsahujúcimi 1 až 3 uhlíkové atómy, a

- symboly Y', ktoré sú rovnaké alebo rôzne, znamenajú:

- skupinu R¹ a/alebo

- epoxy-funkčnú skupinu, pripojenú ku kremíku polyorganosiloxánu prostredníctvom dvojvalentnej skupiny obsahujúcej 2 až 20 uhlíkových atómov, ktorá môže obsahovať aspoň jeden heteroatóm, výhodne kyslík, pričom

- aspoň jeden zo symbolov Y’ znamená epoxy-funkčnú skupinu, pričom obsah sušiny je 65 % hmotn..

8. Použitie emulzie epoxy-funkcionalizovaného polyorganosiloxánu definovaného v predchádzajúcom nároku na vytvorenie spojiva náterovej farby.

9. Použitie emulzie epoxy-funkcionalizovaného polyorganosiloxánu definovaného v nároku 7 ako hydrofóbnej prísady na vytvorenie spojiva náterovej farby.

Koniec dokumentu

--í CH₂) 3—O—CH₂—CH—CH₂ ^(CH2 1 3—o—CH—CH₂ ^xo O
6. Povlaková kompozícia podľa niektorého z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúca sa t ý m , že je vo forme náteru.